Synthese van nieuwe chelerende oppervlakte-actieve stoffen en hun gebruik bij het terugwinnen van metalen door ionflotatie

Gedurende meer dan 100 jaar heeft de EU-mijnindustrie afval uit extractieve procedures gegenereerd en opgeslagen. Schattingen suggereren dat dit overeen komt met 29% van de huidige EU-28 afvalproductie. Als deze residu’s slecht beheerd worden, vormen ze een beduidend gevaar voor het milieu. Sulfidisch Cu-Zn, Zn-Pb en Cu-Zn-Pb mijnafval (“tailings”) vormen de grootste uitdaging omdat zij ze zure waterige mijneffluenten kunnen vormen. Dit mijnafval bevat echter ook waardevolle metalen. Remediëring en opnieuw verwerken van sulfidische mijnafvalsites kan een bijdrage leveren tot ecologische en economische vooruitgang door het ontwikkelen van methodologieën om het potentieel van deze grondstoffen in de belangrijkste afvalklassen van Europa te realiseren, en door de ontwikkeling van ecovriendelijke mijnchemicaliën, die kunnen gebruikt worden in geavanceerde metaal-extractie/herwinningsinstallaties. Het doek van dit werk is de synthese van nieuwe ecovriendelijke mijnchemicaliën die kunnen gebruikt worden in mineraalverwerking/metaalextractie/metaalherwinning flowsheets. Om tegemoet te komen aan de inherente milieuproblemen geassociateerd met de traditionele, petroleum-gebaseerde mijnchemicaliën, zal de focus gelegd worden op het ontwikkelen van ionflotatiechemicaliën afgeleid van hernieuwbare bio-gebaseerde grondstoffen die kunnen gebruikt worden in de metaal-herwinningsstap bij de verwerking van de tailings. Dit zal worden gerealiseerd door het design en de synthese van nieuwe chelaterende surfactanten uitgaande van hernieuwbare en overvloedig beschikbare beginproducten (bijvoorbeeld natuurproducten) met opervlakteactieve eigenschappen. Daarnaast zal onderzoek worden uitgevoerd naar de efficiëntie en selectiviteit van het herwinnen van waardevolle metalen uit de waterige uitloogoplossingen door ionflotatie, om de efficiëntie aan te tonen van de gesynthetiseerde verbindingen in de beneficiatie en de metaalextractiestappen in het opnieuw verwerken van Cu-Zn, Zn-Pb, en Cu-Zn-Pb tailings. De algemene doelstelling kan opgesplitst worden in een aantal meer specifieke deeldoelstellingen: 1) Ontwikkeling van een syntheseprocedure voor het aanmaken van nieuwe oppervlakte-actieve verbindingen die een variatie aan chelerende groepen bevatten, uitgaande van hernieuwbare beginproducten of natuurproducten. 2) De surfactanteigenschappen bepalen van de bereide liganden, om zo inzicht te krijgen in hun mogelijk gebruik in ionflotatie. 3) Onderzoek uitvoeren betreffende het selectief verwijderen van metaalionen (Cu2+, Pb2+, Zn2+, In3+, Ga3+) door ionflotatie uit een verdunde waterige oplossing om de voorwaarden te bepalen van de herwinning van de gewenste metalen. De surfactanteigenschappen van de mijnchemicaliën zullen worden gekwantificeerd door het bepalen van de kritische micelconcentratie, de oppervlaktespanning en de pC20 waarde van hun waterige oplossingen. Gebaseerd op de inzichten verworven uit het kwantificeren van de surfactanteigenschappen van specifieke liganden zullen de efficiëntie en de selectiviteit van het herwinnen van de metaalionen uit waterige oplossingen door ionflotatie-experimenten op laboratoriumschaal onderzocht worden.