de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Advanced Mining Technology Center (AMTC) der Universität Chile haben erstmals mithilfe eines Computermodells den Einfluss klimatischer Bedingungen auf den industriellen Bio-Laugungsprozess zur Kupfergewinnung quantifiziert. Die Studie mit dem Titel „Bioleaching von Kupfersulfiderzen: Eine umfassende numerische Bewertung der Umweltauswirkungen im industriellen Maßstab“ entwickelte ein dreidimensionales Computermodell zur Simulation der Wechselwirkungen physikalischer, chemischer, biologischer und umweltbedingter Prozesse im Inneren eines industriellen Bio-Laugungshaufens.
Bioleaching ist ein hydrometallurgisches Verfahren, bei dem wässrige Lösungen und spezielle Mikroorganismen genutzt werden, um die Auflösung von Kupfersulfiderzen zu fördern. Während dieses Prozesses finden gleichzeitig verschiedene Phänomene wie Flüssigkeitszirkulation, Lufteintritt, Wärmeübertragung, bakterielle Aktivität und chemische Reaktionen statt, die alle von den klimatischen Bedingungen beeinflusst werden. Dr. Aldo Muñoz, Forscher am AMTC und Hauptautor der Studie, erklärte, dass das Ziel der Forschung darin bestand, ein Werkzeug zu entwickeln, um das Zusammenspiel dieser Prozesse besser zu verstehen, bevor Änderungen im tatsächlichen Minenbetrieb vorgenommen werden. Das Modell kann wie ein virtuelles Labor den Bio-Laugungshaufen simulieren und verschiedene Szenarien bewerten, bevor sie vor Ort angewendet werden.
Um das Modell zu testen, führte das Forschungsteam 702 Simulationen an einem synthetischen Erzhaufen durch. Dieser Haufen war Umweltbedingungen ausgesetzt, die das Klima von drei chilenischen Bergbauregionen repräsentieren: eine Bergregion im zentralen Teil des Landes sowie zwei Szenarien im Norden – eines in großer Höhe und eines nahe dem Meeresspiegel. Die Simulationen bewerteten verschiedene Betriebsstrategien, darunter die Veränderung von Variablen wie Belüftung, Bewässerungstemperatur, Säurekonzentration und Art der Bakteriengemeinschaft. Die Ergebnisse zeigten, dass dieselbe Betriebsstrategie je nach Klima des Standorts völlig unterschiedlich abschneiden kann. Variablen wie Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Wind, Regen und Schnee verändern die Bedingungen im Inneren des Haufens und beeinflussen chemische Reaktionen sowie die mikrobielle Aktivität.
Die Studie weist darauf hin, dass die räumliche Verteilung der Bakterien ein entscheidender Faktor für die Prozesseffizienz ist. Mithilfe des Modells können die aktivsten Zonen im Haufen identifiziert und verstanden werden, warum bestimmte Bedingungen eine höhere Mineralrückgewinnung begünstigen, während andere die Leistung einschränken. Muñoz erklärte, dass die Umwelt sowie die Konzentration und der Aktivitätszustand der Bakterien im Haufen die Kupferrückgewinnungsrate direkt beeinflussen. Neben industriellen Anwendungen betont das Forschungsteam, dass die Modellierungsplattform auch zur Untersuchung geochemischer Prozesse in Tailings-Lagunen, Abraumhalden und natürlichen mineralisierten Umgebungen genutzt werden kann.
Zu den weiteren Teilnehmern der Studie gehören der AMTC-Direktor Humberto Estay, die Forscher Tomás Vargas, Yarko Niño, Santiago Montserrat sowie der Postdoktorand Simón Díaz-Quezada von der Universität Aalborg (Dänemark). Muñoz fasste zusammen, dass dieser Fortschritt als unterstützendes Werkzeug dienen kann, um Betriebsstrategien zu entwerfen, die auf die spezifischen Bedingungen jedes Standorts zugeschnitten sind, oder um die Auswirkungen zukünftiger Klimavariationen auf hydrometallurgische Prozesse zu bewerten. Diese Arbeit bezieht erstmals explizit den Einfluss des Klimas auf die industrielle Bioleaching ein.
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