Die staatliche chilenische Kupferkommission (Cochilco) gab bekannt, dass ihrer Prognose zufolge die Nachfrage nach Rohstoffen für die Metallproduktion im Jahr 2025 um 10,5 % steigen wird. Das Angebot hingegen wird um 3,4 % zurückgehen. Das Land ist weltweit führend auf dem Kupfermarkt und könnte von der steigenden Nachfrage profitieren. Nach Schätzungen von Cochilco werden die Unternehmen der Nichteisenmetallurgie jedoch mit minimalen Gewinnen arbeiten. Das Problem ist die rapide abnehmende Qualität der Rohstoffe und der damit verbundene Anstieg der Produktionskosten.
Noch im 19. Jahrhundert förderte die Welt vor allem reiche Erze mit einem Kupfergehalt von etwa 10 %. Bis zum Ende des ersten Quartals des 20. Jahrhunderts sank dieser Wert auf 5 %. Heute gilt das Erz mit 0,1 % bereits als industriell. Die Frage der Aufbereitungseffizienz rückt in den Mittelpunkt.
Im Jahr 2024 schlossen Wissenschaftler der Bergbauuniversität St. Petersburg der Zarin Katharina der Großen das Patentierungsverfahren für den Flotationskomplex Smart Float ab. Es wurde ein Labormodell entwickelt, das auf der Internationalen Innovationsausstellung HI-TECH“ bereits mit dem Hauptpreis ausgezeichnet wurde. Die innovative Elektrodeneinheit wurde in einem der russischen Bergbau- und Verarbeitungsunternehmen bei der Flotation von Kupfererzen getestet. Die Effizienz der Entwicklung wurde bestätigt - die Qualität des Konzentrats verbesserte sich um 10%. Der Verbrauch an Reagenzien wurde im gleichen Maße reduziert.
Neben komplexen Kupfererzen kann Smart Flot auch erfolgreich mit Polymetallen, goldhaltigen Erzen und zur Veredelung von Eisenkonzentraten eingesetzt werden. Tatyana Aleksandrova, Leiterin der Abteilung für Anreicherung, Doktorin der technischen Wissenschaften, korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, erläuterte gegenüber Forpost das Wesentliche der Entwicklung:
„So funktioniert die klassische Flotationsmaschine: Luft wird in einen Behälter mit Flüssigkeit eingeleitet, sie schäumt auf, hydrophobes Material haftet an der Luftblase und schwimmt, und hydrophiles - zum Beispiel Sand - sinkt. Zum ersten Mal haben wir eine Maschine vorgeschlagen, die die klassische Flotation mit der Magnetabscheidung kombiniert. Die Qualität von Erzen lässt heute viel zu wünschen übrig. Sie enthalten viele verschiedene Mineralien, darunter auch Eisen. Dies verhindert insbesondere das Auftauchen des wertvollen Bestandteils - Kupfer. Unsere Maschine ist mit einem Magnetblock ausgestattet. Wenn Eisen im Erz vorhanden ist, halten die Magnete das Eisen in der Kammer zurück, so dass es die Flotation nicht stört. Dies ist eine Verbesserung in der Konstruktion der Maschine, aber wir haben auch die Prozesssteuerung automatisiert“.
Einer der Co-Autoren, der Kandidat der technischen Wissenschaften Artem Romashev, sprach über die digitale Komponente der Entwicklung:
„Das maschinelle Sehen steuert visuell anhand der Farbe der Blase die Schaumstoffschicht, in der das wertvolle Bauteil aufpoppt. Die Daten der Kamera werden im laufenden Betrieb verarbeitet, und der Computer passt die Reagenzienzufuhr und die Intensität des Aufschäumens an.
Eine andere digitale Lösung, die wir verwendet haben, ist die elektrochemische Steuerung. Mit Hilfe von Elektroden, die je nach Art des Rohstoffs ausgewählt werden, erhalten wir online Daten über die elektrochemische Zusammensetzung des Breis [im Bergbau eine Mischung aus Wasser und Gestein]. Die auf mathematischen Modellen basierende Software gibt dem Flotationsbetreiber Empfehlungen, wie er bestimmte Parameter ändern kann, um den optimalen Zustand des Prozesses aufrechtzuerhalten“.
Derzeit ist das Team des Autors damit beschäftigt, den Betrieb des Geräts in verschiedenen Modi zu testen und das neuronale Netz zu trainieren. Parallel dazu laufen Konsultationen mit Industriellen, die an der Verbesserung der Effizienz der Mineralverarbeitung interessiert sind.
Die Entwicklungen der Wissenschaftler der Bergbauuniversität können in den Aufbereitungsbetrieben von Unternehmen wie Apatit, Polyus und Polymetal eingesetzt werden. Im nahen Ausland können wir zum Beispiel „KAZ Resources“ nennen, die im November 2024 den Start eines neuen strategischen Projekts für den Bau eines Bergbau- und Aufbereitungsbetriebs im Ulan-Bezirk der Region Ostkasachstan angekündigt hat.
Bei den potenziellen Interessenten aus Nicht-GUS-Staaten handelt es sich in erster Linie um Unternehmen aus China und dem afrikanischen Kontinent. Es ist beispielsweise bekannt, dass der Weltmarktführer im primären Platinbergbau, Anglo American Platinum Limited mit Sitz in Südafrika, aktiv nach effektiven Technologien im Bereich der Anreicherung sucht, und seine Maschinen verfügen noch nicht über ein effektives System der Online-Kontrolle des technologischen Prozesses.
Einige Elemente der Technologie der St. Petersburger Wissenschaftler eignen sich auch für den Einsatz außerhalb der Bergbau- und Verarbeitungsindustrie. Dies gilt insbesondere für die Behandlung von Abwässern aus Unternehmen.
