Das Projekt "TV 6: Ganzheitliche Nutzung wertstoffhaltiger Schlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Das Gesamtprojekt umfasst technische Lösungen zur Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen an chilenischen Standorten. Im Teilvorhaben 6 sollen Technologien entwickelt werden, um eine möglichst ganzheitliche Nutzung wertstoffhaltiger Schlacken zu erreichen. Chilenische Kupferschlacken enthalten neben Cu, Mo, Zn und anderen nutzbaren Metallen auch große Mengen an Fe(II) und SiO2. Sowohl die Metalle, als auch die Hauptbestandteile lassen sich physikalisch und chemisch aufschließen und gewinnen. Aus dem Hauptbestandteil Fe(II) soll ein Verfahren zur Herstellung des Wasserhilfsstoffes Schwertmannit entwickelt werden. Schwertmannit eignet sich hervorragend für die Eliminierung von Oxoanionen von As, Mo, V, P und Cr aus Abwässern und Prozesswässern. Die Elemente stellen in der Industrie und Bergbau Chiles Problemstoffe in den Abwässern dar. Mit dem Vorhaben sollen die Technologien entwickelt werden, um aus dem Abfallprodukt Kupferschlacke entsprechende Stoffe zu produzieren, die eine Reinigung der Abwässer von Oxoanionen ermöglichen. Gleichzeitig fallen dabei, schon angereichert und aufgeschlossen, die noch in der Schlacke vorhandenen Wertmetalle an, welche über geeignete Verfahren zusätzlich gewonnen werden sollen. Nachdem verschiedene Schlacken Chiles auf ihre Eignung zur Herstellung von Wasserhilfsstoffen und Wertmetallgewinnung über chemische und mineralogische Charakterisierung geprüft wurden, werden Zerkleinerungs- und Laugungsverfahren entwickelt, die möglichst optimale Aufschlussbedingungen für das genannte Vorhaben ermöglichen. Bei den geplanten Prozessen entstehen Laugungslösungen und Reststoffe. Aus den Lösungen werden einerseits die gelösten Wertstoffmetalle extrahiert, andererseits werden die Fe(II)-reichen Lösungen mikrobiell zum Wasserhilfsstoff Schwertmannit umgesetzt. In den verbleibenden festen Reststoffen reichern sich Mo und Cu an, welche über pyro- und hydrometallurgische Verfahren gewonnen werden können.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Selektive mikrobielle Laugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Biowissenschaften durchgeführt. Ziel ist die Gewinnung aller Wertelemente aus der komplexen Matrix des Theisenschlamms mit einem energieeffizienten, umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Verfahren. Unter den Aspekten eines geringen Energieverbrauches und Chemikalieneinsatzes bietet sich das Bioleaching als Aufschlussverfahren an, wobei hochkomplexe Laugungslösungen erzeugt werden. Dies stellt für die elementspezifischen Verfahren der Trennung, Konzentration und Reinigung eine Herausforderung dar. Für die innovative Verfahrensentwicklung sollen komplementär die Membrantrennung, Ionenaustausch an Schwertmannit, Anreicherung mit Metallophoren und die Solventextraktion genutzt werden. Mineral-spezifische Biolaugung (Mikrobiologie): Mit definierten Kulturen wird die Theisenschlamm-Laugung zur selektiven Abtrennung von Metallen im Bioreaktor etabliert. Durch stufenweise Prozessführung sollen die Wertmetalle nacheinander unabhängig von ihrem quantitativen Vorkommen in Lösung gebracht werden. Selektivität bei Konzentrierung/Membrantrennung (ITUN): Durch den Einsatz von Membranverfahren soll eine selektive Abtrennung bzw. Aufkonzentrierung unter der Beachtung der um Größenordnungen höher konzentrierten Begleitelemente erfolgen. Zur Ermittlung der Abtrenncharakteristik der Membranmaterialien sollen zunächst Screenings durchgeführt werden. In den darauffolgenden Schritten werden u.a. Chelatbildner integriert. Es werden Möglichkeiten zum Up-Scaling abgeleitet. Charakterisierung der Organik (IAC): Die Analysen der organischen Bestandteile im Theisenschlamm zur Beurteilung eventueller Risiken und zur Verfolgung ihres Verbleibs während des Prozesses setzen die Entwicklung geeigneter Probenvorbereitungsschritte voraus, die zu optimieren sind. Identifizierungen organischer Verbindungen sind anschließend mit Hilfe ein- und zweidimensionaler Gaschromatographie und ultra-hochaufgelöster Massenspektrometrie zu untersuchen und es sind ausgewählte Verbindungen zu quantifizieren.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Innerhalb dieses Teilprojektes soll die bestehende Schwertmannitherstellungstechnologie so angepasst werden, dass im Anschluss des Projektes eine Produktion von Schwertmannit und Adsorbenzien im Industriemaßstab erfolgen kann. Die Schwertmannitsynthese ist dafür so umzustellen, dass Schwertmannit mit gleichbleibender Qualität und in ausreichender Menge hergestellt werden kann und eine effiziente Gewinnung (geringerer Energieverbrauch) und Weiterverarbeitung erfolgen kann. Ziel ist weiterhin, die Herstellungstechnologie für die Adsorbenzien in Zusammenarbeit mit der UBIG GmbH so zu optimieren, dass eine gleichbleibende hohe technische Qualität der Produkte (Adsorptionskapazität und Adsorptionskinetik und Abriebfestigkeit) erreicht wird. Für das Erreichen der Ziele ist eine teilweise Umgestaltung und Erweiterung der bestehenden Pilotanlage geplant. Dies beinhaltet die Vergrößerung des Oxidationsraumes für die Erhöhung der Schwertmannitausbeute und Qualität und die Senkung des Energieverbrauches für Belüftung und Umwälzung durch ein alternatives Belüftungsverfahren. G.E.O.S. unterstützt die UBIG GmbH bei der Optimierung der Adsorbenzienherstellung durch Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Vorgängerprojekten und konzipiert und begleitet die Pilotversuche zur Anwendung bei den Praxispartnern. Eine Bilanzierung der gesamten Produktionskette bis hin zur Auswertung der Anwendungstests am Projektende soll Aufschluss über die Wirtschaftlichkeit der entwickelten Produkte geben.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. In dem vom BMBF geförderten Projekt SURFTRAP II der Antragsteller wurden aus dem Reststoff Schwertmannit filterstabile Adsorbenzien hergestellt und deren hervorragende Eignung zur Abtrennung von Arsen aus Wässern im Labormaßstab unter Beweis gestellt. Gegenstand des Forschungskonzeptes 'SAWA / Teilprojekt UBT soll es daher sein, mit der abortiven Konzeption und wissenschaftlichen Begleitung eines Pilotversuches zur Behandlung von Chrom-bzw. Antimon-haltigen Industrieabwässern mit Schwertmannit-Adsorbenzien deren Praxistauglichkeit nachzuweisen. Die Arbeiten der UBT bestehen aus dem Arbeitspakete(AP) III des Verbundprojektes. Hier soll in der Teilaufgabe (TA) III/1 eine laborative Konzeption des Pilotversuches zur Chrom- bzw. Antimon-Elimination aus Industrieabwässern erfolgen, wobei verschiedene Wässer der Kooperationspartner getestet werden. TA III/2 umschließt Konzeption und wissenschaftliche Begleitung dieses Pilotversuches, TA III/3 die instrumentelle Analytik. In TA III/4 und erfolgt die Auswertung, Bilanzierung und Berichtserstellung.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UBIG Umwelttechnologische Beratungs-, Produktions- und Immobiliengesellschaft mbH durchgeführt. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens SAWA besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorbenzien sowie ihrer Testung zur Abtrennung von Arsen, Antimon, Chrom, Vanadium, Selen, Molybdän und Chrom aus Industrie- und Bergbauwässern im Labor- und Pilotmaßstab. Die Zielstellung des von der UBIG mbH bearbeitetet Teilprojektes besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorben, die sowohl eine hohe Beladungskapazität für die betrachteten Anionen besitzen, als auch hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Kinetik der Beladung und der Deponierbarkeit der beladenen Granulate und ihres Preises den Anforderungen in der Wasserbehandlung gerecht werden. UBIG mbH produziert Adsorbenzien für die Abtrennung von Arsen und Radium und weiteren Schwermetallen aus Wässern auf der Basis von Titan- und Bariumoxid. Im Unternehmen vorliegenden Erfahrungen und das vorhandene Technikum bilden die Basis für die Projektarbeiten. Bei der Herstellung werden zwei prinzipielle Lösungsansätze verfolgt:1. Vermischen des feuchten Schwertmannits mit Klebern, Trocknen des Mischgutes bei gleichzeitiger Vernetzung des Klebers, Brechen des getrockneten Materials und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung 2. Pressen des feuchten Schwertmannits bei hohem Druck zu Briketts, Brechen der Briketts und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung. Variiert werden Klebertyp, Feuchtigkeit und Temperatur.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Hydrowissenschaften, Institut für Grundwasserwirtschaft durchgeführt. In dem vom BMBF geförderten Projekt SURFTRAP II der Antragsteller wurden aus dem Reststoff Schwertmannit filterstabile Adsorbenzien hergestellt und deren hervorragende Eignung zur Abtrennung von Arsen aus Wässern im Labormaßstab unter Beweis gestellt. Gegenstand des Forschungskonzeptes 'SAWA / Teilprojekt TUD soll es daher sein, mit der laborativen Konzeption und wissenschaftlichen Begleitung eines Pilotversuches zur Behandlung von Arsen- bzw. Antimon-haltigen Deponie- oder Bergbauwässern mit Schwertmannit-Adsorbenzien deren Praxistauglichkeit nachzuweisen. Weiterhin sind laborative Untersuchungen zu weiteren Verwertungsmöglichkeiten der Schwertmannit-Adsorbenzien sowie zur Deponierbarkeit Schadstoff-beladener Adsorbenzien geplant. Die Arbeiten der TUD konzentrieren sich auf die Arbeitspakete(AP) IV und V des Verbundprojektes. Im AP IV erfolgt in der Teilaufgabe(TA) IV/1 eine laborative Konzeption des Pilotversuches zur Arsen- bzw. Antimon-Elimination aus Deponie- und Bergbauwässern, wobei verschiedene Wässer der Kooperationspartner getestet werden. TA IV/2 umschließt Konzeption und wissenschaftliche Begleitung dieses Pilotversuches, TA IV/3 die instrumentelle Analytik. Im AP V / TA V/1 sind umfangreiche Untersuchungen zum Adsorptionsverhalten der neuen Adsorbenzien gegenüber anderen toxischen Anionen geplant, in der TA V/2 soll die Deponierbarkeit schadsstoff-beladener Adsorbenzien geprüft werden. In TA IV/4 und VA erfolgt jeweils Auswertung und Berichtserstellung.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Ziel Verbundprojekt: Es wird die Gewinnbarkeit strategischer Spurenelemente, in Kombination zu anderen Wertstoffphasen, für relevante chilenische Bergbaualtablagerungen untersucht. Es ist somit Hauptziel diese Gewinnbarkeit in Kombination zur umweltschonenderen Verwahrung der Restmaterialien aufzuzeigen. Ziel Teilprojekt: - Anhand der Ergebnisse zum Potenzial strategischer Spurenelemente sind erfolgver-sprechende Technologien zu deren Gewinnung in bestehende Verfahrensabfolgen zu integrieren. - Die Entwicklung praktikabler, nachhaltiger Methoden zur umweltschonenden Verwahrung anfallender Restmaterialien (geochemische Barrieren). - Ausweisung kombinierter biologisch-chemischer Verfahren der Wasserbehandlung zur Abtrennung von Schadstoffen und zur Gewinnung vermarktungsfähiger Wertstoffkonzentrate (insbesondere strategische Metalle). Arbeitsplan Teilprojekt: - Laborversuche zur Verbesserung der Aufbereitung (mechanischer, magnetischer und hydrometallurgischer Ansatz) mit Erz & Stein und UVR-FIA. - Standortcharakterisierung für Abstrombereiche und Ausweisung relevanter Materialien für geochemische Barrieren. - Detailkonzepte für geochemische Barrieren mit basischen Materialien und eisenhaltigen Komponenten. Dies einerseits zum Einbau in Abstrombereiche, andererseits zur Einbringung bei der Umlagerung von Halden. - Übertragung der eigenen europäischen Erfahrungen zu Wasserbehandlungsmaßnahmen auf die chil. Gegebenheiten. - Testung der Verfahrensführung zur Schwertmannitfällung, verknüpft mit der Rückgewinnung von Wertmetallen.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung von filterstabilen und porösen Schwertmannit-Agglomeraten - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung filterstabiler Schwertmannit-Agglomerate, die eine möglichst hohe Sorptionskapazität aufweisen. Dazu sind geeignete Rezepturen zu entwickeln und die Herstellungsbedingungen zu optimieren. Ergänzend zu den Ergebnissen des Projektes SURFTRAP wird der Einsatz eines Wirbelbettreaktors zur Steigerung der spezifischen Oxidationsleistung getestet. Gleichzeitig wird dieser Reaktor dazu benutzt, um poröses Trägermaterial mit Schwertmannit zu füllen, um auf diese Weise filterstabile Schwertmannit-Agglomerate zu erhalten. Außerdem erfolgt eine systematische Auswahl sowohl organischer als auch anorganischer Bindemittel zur Herstellung von filterstabilen Agglomeraten. In Abstimmung mit den Ergebnissen der Sorptionstests, die beim Vorhabenspartner Universität Bayreuth durchgeführt werden, erfolgt eine Optimierung der Rezepturen und Herstellungsbedingungen. Alternativ zu der Verwendung von Bindemitteln zur Agglomeratherstellung wird die Methode der Trockenpressverdichtung getestet und die Sorptionseigenschaften der dabei gebildeten Schwertmannitprodukte ermittelt.
Das Projekt "Vorhaben: Eignungsprüfung von filterstabilen, porösen Schwertmannit-Aggregaten zur Fertigstellung eines passiven Wasseraufbereitungsverfahrens - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. Gegenstand des Projektes SURFTRAP war es u.a., den mineralischen Reststoff Schwertmannit zur Entwicklung von Wasseraufbereitungsverfahren für Arsen-kontaminierte Wässer zu nutzen. Zur Sanierung von diffus austretenden, Arsen-belasteten Altbergbauquellen sowie zur häuslichen Aufbereitung von Trinkwässern aus Brunnen in Entwicklungsländern sind preiswerte, passive Wasseraufbereitungsverfahren erforderlich, die auch von ungeschultem Personal verwendet werden können. Die Herstellung filterstabiler, poröser Schwertmannit-Agglomerate zum Einsatz in passiven Wasseraufbereitungssystemen war deshalb eines der Projektziele. Die bisherigen Arbeiten hierzu erwiesen sich jedoch als aufwendig und waren noch nicht zielführend. Um ein marktfähiges Produkt zu entwickeln, sind daher zusätzliche Arbeiten u notwendig. Weitere Syntheseversuche und neue Rezepturen sind notwendig, um ein filterstabiles und wasserbeständiges Schwertmannit-Agglomerat zu entwickeln. Die Arbeiten von GEOS werden im Teilprojekt der UBT durch hydrochemische Charakterisierungen und Eignungstests zur Entarsenierung begleitet. Zur Entwicklung eines marktfähigen Produktes sollen zudem vergleichende Untersuchungen mit Eisenhydroxid-Granulaten durchgeführt , die Bindung des Arsens an den Schwermannit-Produkten charakterisiert (EXAFS-AnalysenamKITKarlsruhe)s bzw. die Veränderung und Deponierbarkeit der entwickelten Schwertmannit-Prototypen untersucht werden.
Das Projekt "Vorhaben: Mikrobiologische Untersuchungen zum Biomineralisationsprozess von Schwertmannit - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Biowissenschaften, Arbeitsgruppe Biologie,Ökologie durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes zur Biomineralization von Schwertmannit sollen weitere eisenoxidierende Bakterien isoliert und charakterisiert werden. Zudem sollen Isolate und Mischkulturen in kontinuierlicher Kultur erhalten und bezüglich optimaler Prozessparameter untersucht werden. Neben der Isolierung und Charakterisierung von eisenoxidierenden Bakterien wird die Oxidationsleistung und der Mineralbildungsprozess unter verschiedenen Milieubedingungen biotisch getestet. Isolierung neuer Stämme und kontinuierliche Experimente sollen parallel erfolgen.
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