OptiWiM: Wie Lagerstätten polymineralischer Erze optimal genutzt werden können

In der Lagerstätte Khalzan Buregtei in der westlichen Mongolei optimiert das Projekt „OptiWiM“ exemplarisch mit innovativen Methoden der Geometallurgie die Lagerstättenerkundung, den Abbau und die Aufbereitung der vorkommenden polymineralischen Erze. „OptiWiM“ profitiert dabei von der Rohstoffpartnerschaft mit diesem Land, das seit 2011 durch ein Rohstoffabkommen mit der Bundesrepublik Deutschland verbunden ist. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ gefördert. „r4” sichert Hightech-Ressourcen und damit Zukunft.

Neue Ressourcen

Als Rohstoffquelle für Hightech-Anwendungen rücken auch bislang weniger beachtete Ressourcen wie polymineralische Rohstoffvorkommen in den Fokus wissenschaft­licher Betrachtung. Im Gegensatz zu den bis heute überwiegend abgebauten Lagerstätten mit einer geringen Anzahl verschiedener Minerale enthalten polyminera­lische Vorkommen eine größere Zahl an Wertkomponenten. Diese Lagerstätten bieten für die Rohstoffgewinnung den Vorteil, dass sie aufgrund ihres vielfältigen Angebots­spektrums wirtschaftlich „robuster“ sind als andere. Ver­fahrenstechnisch und technologisch besitzen sie jedoch derzeit noch den Nachteil, dass sich die Gewinnung und Aufbereitung der Erze vergleichsweise aufwendig darstellen kann. Besser abgestimmte bergmännische Verfahren und Qualitätssteuerung sind Möglichkeiten, diese wirtschaftlichen Nachteile möglichst gering zu halten. Dazu muss – als Basis für eine effiziente, ökonomisch und ökologisch verantwortungsvolle Rohstoffgewinnung und aufbauend auf erweiterten Kenntnissen über den Lagerstättenaufbau – eine selektive Abbausteuerung erarbeitet werden.

Hier setzt „OptiWiM“ an, indem es die Erfordernisse der Lagerstättenerkundung und Gewinnung auf die Aufbereitung der Erze besser abstimmt, Lösungen benennt und prüft. Dieses geschieht exemplarisch in einer Fallstudie zur polymineralischen Lagerstätte „Khalzan Buregtei“ in der westlichen Mongolei. Dabei kooperieren die Fachrichtungen Bergbau, Aufbereitung, Mineralogie und Lagerstättenkunde. „OptiWiM“ profitiert von der Rohstoffpartnerschaft mit diesem Land, das seit 2011 durch ein Rohstoffabkommen mit der Bundesrepublik Deutschland verbunden ist.

Polymineralisches Erz

Polymineralisches Erz aus der Lagerstätte Khalzan Buregtei, Mongolei, nutzt „OptiWiM“.

André Hellmann, RWTH Aachen University

Geometallurgische Bewertung

Mittels innovativer Methoden der Geometallurgie werden Informationen der quantitativen Mineralogie in Bezug gesetzt zu gewinnungstechnischen und metallurgischen Schritten in der Prozesskette. Dieses neue interdisziplinäre Feld führt geo- und ingenieurwissenschaftliches wie auch betriebswirtschaftliches Wissen zusammen. Zunächst werden aufbereitungstechnisch wichtige Parameter, wie Verwachsung, Korngröße, chemische und mineralogische Zusammensetzung der Erze untersucht. Computergestützte 3D-Modellierung unter Verwendung von Explorationsdaten, der Geochemie und Lithologie ermöglicht optimal abgestimmte Gewinnungsverfahren und Aufbereitungsprozesse.

Sensorgestützte Aufbereitung

Auf Grundlage dieser Daten wird eine Methode zur Aufbereitung der polymineralischen Erze entwickelt, wobei es besonders auf die Verfahrensschritte „Bergevorabscheidung“ und „Sortierung in verschiedene Roherztypen“ ankommt. Ziel der Bergevorabscheidung ist es, grobes wertloses Material bereits zu einem frühen Zeitpunkt abzutrennen, um so den Wasser-, Energie- und Reagen­zien-Verbrauch in nachfolgenden Prozessschritten minimal zu halten. Die Sortierung in verschiedene Erztypen unter Anwendung von Sensortechnik ermöglicht eine bessere Anpassung der Aufbereitungslinie an die Erze, was sowohl eine Erhöhung des Wertstoffausbringens als auch der Produktqualität gestattet. „OptiWiM“ stimmt die Sensorkombinationen auf die Zusammensetzung des Rohhaufwerks ab. In separaten Aufbereitungslinien werden die Vorkonzentrate durch Magnetscheidung, Elektrostatikscheidung, Flotation und Dichtesortierung weiter aufkonzentriert.