Wie trennt man Eisen von Sphalerit in komplexen Erzen?

2025-12-25

Die Trennung von Eisen aus Sphalerit (Zinksulfid) in komplexen Erzen ist ein herausfordernder Prozess, der im Allgemeinen eine Kombination aus physikalischen, chemischen und metallurgischen Techniken erfordert. Hier sind die wesentlichen Schritte, die bei der Trennung von Eisen und der Rückgewinnung von Zink aus solchen Erzen beteiligt sind:

1. Zerkleinerung und Mahlung

Das Erz wird zuerst zerkleinert und gemahlen, um die einzelnen Mineralien freizusetzen. Durch die Verringerung der Partikelgröße wird sichergestellt, dass Sphalerit (ZnS) und eisentragende Mineralien (wie Pyrit oder Markasit) mechanisch voneinander getrennt werden.

2. Schaumflotation

Die Flotation ist die gängigste Technik, die verwendet wird, um Mineralien zu trennen, die unterschiedliche Oberflateigenschaften aufweisen.

• Schaumflotationsprozess:

  • Das Erz wird mit Wasser und Reagenzien gemischt, um eine Schlämme zu erzeugen.
  • Sammelmittel (z. B. Xanthate) werden hinzugefügt, um sich selektiv an Sphalerit-Partikel anzuheften, wodurch diese hydrophob werden.
  • Schaummittel (z. B. Kiefernöl oder MIBC) werden hinzugefügt, um stabile Luftblasen zu erzeugen.
  • Durch Belüften der Schlämme wird Sphalerit an die Oberfläche im Schaum aufsteigen, um gesammelt zu werden. Eisenminerale wie Pyrit werden, wenn sie richtig mit Depressionsmitteln behandelt werden, im Schlamm zurückbleiben.

• Depressoren:

  • Um eisenhaltige Minerale wie Pyrit während der Sphalerit-Flotation zu unterdrücken, werden häufig Depressiva wie Kalk, Cyanide oder Zinksulfat verwendet. Zum Beispiel erhöht Kalk (CaO) den pH-Wert, was die Pyrit-Flotation hemmt.

3. Magnetische Trennung (Optional)

Wenn Eisen in magnetischer Form vorhanden ist (z.B. Magnetit oder Hämatitverunreinigungen), kann die magnetische Trennung weiter verwendet werden, um Eisenerz von Zinksulfid zu trennen. Ein magnetischer Separator kann die magnetischen eisenhaltigen Mineralien vor oder nach der Flotation herausziehen.

4. Rösten (Für komplexe Sulfid-Erze)

In einigen Fällen können Spodumen und Pyrit extrem feinkörnig und eng miteinander verflochten sein, was physikalische Trennmethoden schwierig macht. Das Rösten kann helfen:

• Oxidative Röstung:
  • Das Erz wird in Anwesenheit von Luft erhitzt.
  • Sulfidminerale werden zu ihren jeweiligen Oxiden oder Sulfaten oxidiert. Zum Beispiel:
  • ZnS + O₂ → ZnO + SO₂
  • FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂
  • Zinkoxid (ZnO) kann dann ausgelaugt oder getrennt mittels hydrometallurgischer Methoden verarbeitet werden, während Eisenoxid (Fe₂O₃) als Rückstand bleibt.

5. Auslaugung und Lösungsmittel-Extraktion

• Nach dem Röstprozess kann Zink selektiv mit Schwefelsäure (H₂SO₄) gelöst werden.
• Eisen bildet unter diesen Bedingungen typischerweise unlösliche Oxide oder Hydroxide, die verhindern, dass es die Auslaugösung kontaminiert.

6. Elektrogewinnung / Fällung (Zink-Rückgewinnung)

• Zink wird normalerweise aus der Läuterlösung durch Elektrolyse zurückgewonnen, wobei ein elektrischer Strom angewendet wird, um Zinkmetall auf Kathoden abzusetzen, oder durch Fällung als Zinkverbindungen.

7. Eisenrückgewinnung (Optional)

• Der Eisenoxidrückstand kann separat extrahiert (falls erforderlich) oder weiterverarbeitet werden, um wertvolles Eisen zurückzugewinnen.

Herausforderungen und Überlegungen

• Die Mineralogie des Erzes spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der besten Trennmethode, da komplexe Erze andere Sulfide (z.B. Galenit, Chalkopyrit) enthalten können.
• Eine ordnungsgemäße pH-Kontrolle und selektive Reagenzien sind entscheidend, um Kreuzkontaminationen von Zink und Eisen zu vermeiden.
• Umweltverträgliche Praktiken müssen eingeführt werden, um Emissionen (z. B. SO₂ aus dem Rösten) und Abfälle zu bewältigen.

Durch die Kombination der richtigen Techniken, die auf den spezifischen Eigenschaften des Erzes basieren, kann eine effiziente Trennung von Eisen aus Sphalerit in komplexen Erzen erreicht werden.

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