Sonstige Anwendungen für die Verarbeitung von Nichteisenmetallen

Neben den wichtigsten Anwendungen auf dem Markt für Nichteisenmetalle (Kupfer, Gold, Aluminiumoxid und Lithium) wird Kalk auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen im Bereich des Bergbaus und der Metallurgie eingesetzt.

Nickel ist ein wichtiges Metall, das in der Edelstahlproduktion verwendet wird. Nickel und Kobalt sind ebenfalls wichtige Metalle, die in aktiven Kathodenmaterialien (CAM) von wiederaufladbaren Batterien verwendet werden. Die hydrometallurgische Aufbereitung dient dazu, Nickel und Kobalt aus einer Reihe von Erztypen, einschließlich Sulfiden und Lateriten (einschließlich Limonit- und Saproliterzen), zu gewinnen.

Bei diesen hydrometallurgischen Prozessen werden neben dem wertvollen Nickel und Kobalt auch verunreinigende Elemente wie Eisen, Aluminium, Mangan und Magnesium in Säure gelöst. Kalkstein und Kalk werden verwendet, um diese Verunreinigungen aus der Lösung auszufällen.

Arsen ist eine wesentliche und gefährliche Verunreinigung, die mit vielen Kupfer- und refraktären Golderzen in Form von Enargit- und Arsenopyritmineralien verbunden ist. Häufig in sauren Prozesslösungen vorhanden, muss es in einer stabilen festen Form entfernt werden. Die Umwandlung von löslichem Arsen in ausgefälltes Skorodit FeAsO₄.2H₂O wird als die am besten geeignete Aufbereitungsoption angesehen.

Kalk erleichtert die Erzeugung von Scorodit, indem er den pH-Wert (3-4) der sauren Lösung erhöht, um die Oxidation von Eisen durch Belüftung zu erleichtern. Die daraus resultierende Eisenoxidation ermöglicht die Entfernung von Eisen und Arsen bei der Ausfällung von Scorodit. In einigen Fällen wird Arsen direkt bei einem pH-Wert von 11 mit Kalk ausgefällt, um Calciumarsenat oder Calciumarsenit zu bilden.

Mineralprodukte, wie Eisenerz und andere Mineralkonzentrate, müssen eng regulierten Feuchtigkeitsgrenzen (TML) für die Beförderung entsprechen, die für Massenguttransport gelten. Eine zu geringe Feuchtigkeit führt zu Staubproblemen. Eine zu große Menge bewirkt eine Fluidisierung des Materials, möglicherweise mit katastrophalen Konsequenzen für Massengutfrachter. Branntkalk, CaO, reagiert mit freiem Wasser zur Bildung von Kalziumhydroxid, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt der Mineralprodukte verringert wird.

Einige Erze sind anfällig für „Klebrigkeit“, wenn sie vor der Beförderung und Handhabung Niederschlägen ausgesetzt werden. Dieses Phänomen führt zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Handhabung von Schüttgütern und kann für den Betrieb problematisch sein.

Branntkalk, CaO, entschärft dieses Problem durch die Kombination der folgenden Mechanismen:

1. Reduzierung des Wassergehalts durch die Hydratationsreaktion,
2. Reduzierung des Wassergehalts durch Erhöhung der Temperatur durch die exotherme Reaktion mit Wasser, wodurch die Verdunstung erhöht wird,
3. und Reaktion mit Tonerde, um sein klebriges Verhalten zu verringern.

Bei Lagerung, Transport und Handhabung von Basismetall, Sulfidmineralkonzentraten ist eine Geruchskontrolle wichtig. Organische Flotationssammler, wie Xanthate, werden in Mineralkonzentraten zurückgehalten. Unter gewissen Umständen können sich diese organischen Verbindungen während Lagerung, Transport und Handhabung von Mineralkonzentraten zersetzen.

Zersetzungsprodukte enthalten gasförmige schwefelorganische Verbindungen, die starke Gerüche erzeugen. Diese könnten Regulierungsbehörden veranlassen, den Transport dieser Konzentrate einzuschränken. Die Verwendung von Kalkprodukten im abschließenden Feststoff- Flüssigkeits-Trennschritt einer Konzentratproduktion kann Gerüche, die mit Mineralkonzentraten verbunden sind, wesentlich verringern.

Gemahlener Kalkstein wird im Steinkohlebergbau verwendet, um Kohlenstaubexplosionen zu verhindern und zu unterdrücken. Typischerweise wird er an die Minenwand gesprüht, wo er als Kohlenstaubbindemittel dient und die Ablösung von Staub verhindert, der in der Luft zu einem explosionsfähigen Risiko werden kann. Zusätzlich werden Kalksteinsäcke an strategisch wichtigen Standorten in der Mine platziert. Die im Fall einer Explosion ebenso explodieren. Das entstehende Kalksteinmehl verdünnt die Konzentration des Kohlenstaubs und verringert dessen explosive Auswirkung und Verbrennungspotential.

Der Abbau von Kalium und die Flotationsgewinnung führen häufig zu einem Nebenstrom von Natriumchloridlösung, aus dem hochreines NaCl als Nebenprodukt gewonnen werden kann.

Saures Grubenwasser, auch saures Gesteinswasser genannt, ist häufig die Folge des früheren Bergbaus und von Bergbauabfällen. Dies tritt auf, wenn freiliegende Sulfidmineralien oxidiert werden und dabei Schwefelsäure entsteht, die wiederum die Auflösung von Metallen bewirkt. Die entstehende metallhaltige saure Lösung kann mit Kalkstein und Kalk behandelt werden, um den Säuregehalt zu neutralisieren und die Metalle auszufällen. Solche Behandlungen werden zur Vermeidung von Umweltverschmutzung des Grundwassers und offener Wasserquellen eingesetzt.