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EKATO in der Hydrometallurgie

Betriebssicherheit und Prozesswissen

Die Gewinnung von Metallen mithilfe hydrometallurgischer Verfahren kommt immer häufiger zur Anwendung. Im Gegensatz zur Pyrometallurgie können mit hydrometallurgischen Prozessen komplexe Erztypen mit niedrigem Metallgehalt, wie sie immer häufiger vorzufinden sind, noch wirtschaftlich verarbeitet werden.

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EKATO’s Leistungsspektrum umfasst:

EKATO ist Weltmarktführer im Bereich der Rührtechnik für Autoklaven. Basierend auf einem sehr großen Erfahrungsschatz bietet EKATO maßgeschneiderte Lösungen an. 

Die Leistungen decken einen großen Bereich ab; beginnend mit Laborversuchen, CFD and FEA Studien, Auslegung und Fertigung von Rührwerken bis hin zum Service vor Ort.

EKATO Rührwerke werden mechanisch sehr robust ausgelegt und in bester Qualität und nach aktuellstem Stand der Technik gefertigt. Das Schweißen von Titan erfolgt z.B. in einem speziellen Reinraum von zertifizierten EKATO Mitarbeitern.

Das Lieferprogramm umfasst auch Gleitringdichtungen und Dichtungs-versorgungssysteme, die spezifisch für den Betrieb in Rührwerken auf Autoklaven ausgelegt sind.

Autoklaven kommen in der Hydrometallurgie zum Einsatz, wenn die Laugung mit den klassischen atmosphärischen Methoden unwirtschaftlich ist.

Autoklaven sind üblicherweise horizontale Behälter unterteilt in 3 bis 9 Kammern oder eine Kaskade von Behältern, welche bei hoher Temperatur und hohem Druck betrieben werden. Die anspruchsvollen Betriebsbedingungen sowie veränderliche und schwankende Druckverhältnisse bedürfen Produkte bester Qualität, um maximale Verfügbarkeit und Standzeit der Rührwerke zu sichern.

Die Reaktionsrate ist in den ersten Kammern am höchsten, wodurch die verfahrens-technische und mechanische Auslegung dieser Rührwerke für den erfolgreichen Betrieb entscheidend sind. Die optimale Durchmischung der zugeführten Produkte (Suspension, Sauerstoff, Säure oder Dampf) muss sicher gestellt sein.

 

Unter den verschiedenen Anwendungen gibt es die Einteilung in zwei Hauptbereiche:

  HPAL (High Pressure Acid Leach) POX (Pressure Oxidation)
Betriebsparameter 45-55 bar / 240 – 260 °C 20-35 bar / 190 – 230 °C
Materialien Titan Gr. 12 Titan Gr. 2, 5, 12

Super Duplex Stähle
Abrasion Moderat Hoch
Rühraufgaben Schnelle Durchmischung der Produktströme, vor allem der Suspension und der Säure / Suspendieren von Feststoffen Gasdispergieren / Stoffübergang
Suspendieren von Feststoffen

Wärmeübergang
EKATO Lösungen Optimierung der Zufuhrpunkte
(Versuche und CFD Simulation)

Optimiertes Suspendieren mit
EPAL Rührorgan

EPAL-R Rührorgan mit reduzierter Abrasion



Abriebfeste Spezialbeschichtungen

Hochdruck Gleitringdichtung ESD 64H

Versorgungssysteme für Gleitringdichtungen AVS
Optimierte Rührorgangeometrie mit reduzierter Abrasion

EPOX-R Rührorgan

EPOX-C Rührorgan (Keramik Blätter)


Abriebfeste Spezialbeschichtungen

Hochdruck Gleitringdichtung ESD 64H

Versorgungssysteme für Gleitringdichtungen AVS

Atmosphärische begaste Rührkesselkaskaden in kontinuierlicher Fahrweise erfüllen in vielen hydrometallurgischen Laugungsprozessen eine Schlüsselfunktion, wie z.B.:

 

  • Biologische Laugung mit Luftsauerstoff
  • Autotherme Direktlaugung
  • Voroxidation goldhaltiger Erze
  • Zyanid Detoxifizierung
  • Immobilisierung von Arsen
  • Eisenfällung
  • Laugung mit Chlorgas, z.B. zur Weiterverarbeitung von Nickel Matte
  • Gewinnung von Scandium und Metallen der seltenen Erden mit SO2 Gas
  • Produktion von hochreinem Lithiumkarbonat mittels CO2 Gas

 

 

Neben der Kostendegression durch Bau immer größerer gerührter Einheiten und Verbesserungen der Prozesse ist die Gesamtkostenoptimierung ein wesentliches Ziel. Hierzu wurden die besonders vorteilhaften Begasungslösungen EKATO COMBIJET und EKATO COMBIJET PLUS entwickelt.

Die neuen Technologien haben sich bei sehr vielen Begasungsanwendungen erfolgreich bewährt. Im Vergleich zu den bisherigen und sonst am Markt verfügbaren Lösungen bieten sie folgende Vorteile:

  1. Höhere Ausbeuten und verbesserte hydrometallurgische Ergebnisse aufgrund eines verbesserten gas-flüssig Stoffaustauschs und höherer Umwälzraten zum Supendieren von Feststoff.
  2. Gesteigerte Gasausbeuten ermöglichen signifikante Kosteneinsparungen bei Luftkompressoren bzw. Reduktion der Betriebskosten für industrielle Gase, wie z.B. Reinsauerstoff, Schwefeldioxid, Chlorgas oder Kohlendioxid.
  3. Das sehr stabile Betriebsverhalten auch bei sehr hohen Begasungsmengen ermöglicht eine kostenoptimierte Rührwerksauslegung und führt daneben zu reduzierten Betriebskosten.

Mit Abnahme der Erzlagerstätten mit reichen Vorkommen und einer tendenziell weiter wachsenden Rohstoffnachfrage gewinnt die Verarbeitung wertstoffärmerer Erze stetig an Bedeutung. Eine ungebrochene Entwicklung ist hierbei die Vergrößerung der Produktionseinheiten, um die steigenden Durchsätze noch wirtschaftlich verarbeiten zu können.

Die dafür notwendigen Großrührwerke müssen sehr robust und zuverlässig ausgeführt sein, um die Anlagenverfügbarkeit auch über mehrere Jahre im rauen Alltagsbetrieb sicherstellen zu können. Die Rühraufgaben reichen von anspruchsvollen Suspendieraufgaben mit hohen Feststoffbeladungen bis hin zum Homogensieren pastöser Suspensionen mit nicht Newtonischen Fließeigenschaften. 

 

Typische Anwendungen sind:

  • Laugungstanks, z.B. goldhaltige Erze (CIL, CIP) sowie Buntmetallerze (Zink)
  • Homogenisieren nicht Newtonischer Suspensionen mit hohen Feststoffgehalten, wie z.B. bei Vorlagetanks für Autoklaven sowie Lager- und Zwischentanks für Slurry Pipelines
  • Anmisch- und Konditioniertanks, z.B. CCD Zwischentanks, Anmaischen von Filterkuchen
  • Lager- und Puffertanks zum Ausgleichen von Produktionsschwankungen

Neben einer umfangreichen Produktpalette verfügt EKATO als führender Rührwerksanbieter auch über ein vielfältiges Prozesswissen und ein großes Testcenter zur Untersuchung verschiedener rühr- und prozesstechnischer Fragestellungen. Dies umfasst den Modell- und Technikumsmaßstab mit Testgruben bis zu 100 m³. Zusätzliche Dienstleistungen sind auch technische Audits gerührter Prozesse an bestehenden Anlagen, Konzeptstudien sowie Labor- und Pilotversuche bei unseren Kunden.

Viele unserer Kunden schätzen die signifikanten Produktionsvorteile und deutlich gesteigerte Anlagenverfügbarkeiten, welche häufig erst durch unsere Versuchs- und Studienergebnisse gewonnen wurden. Neben klassischen Versuchsmöglichkeiten setzt EKATO in-house rechnergestützte Simulationswerkzeuge wie CFD (Computational Fluid Dynamics) oder FEA (Finite Element Analyse) ein, welche die Analysemöglichkeiten verfeinern und auch die Simulation direkt im Produktionsmaßstab möglich macht.

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