Energieffektiv och intensifierad lakning med ultraljudsstyrd kavitation

Syfte och mål
Projektet är en vidareutveckling av en reaktor för ultraljudsstyrd kavitation för lakning av mineraler och biprodukter kända för att vara mycket svåra att laka (scheelit). Syftet var att utvärdera effekterna av längre exponeringstid samt högre temperatur, statiskt tryck och kavitationsintensitet genom optimering. Uppskalning sker genom förlängning av rörstrukturen och anpassning till ett högre statiskt tryck. Kavitationsintensiteten ökas också genom en modifiering av dysan för flödesinitiering av kavitationsbubblor. Två industriparter är kopplade till projektet.

Upplägg och genomförande
Effekten av ultraljudstyrd kavitation i en lakningsprocess är utvärderad med ett koncentrat av scheelit (CaWO4) i en basisk lakningsreagens (NaOH, 30 mol). Åtta tester är genomförda med en modifierad reaktor, exciterad med 22 kHz och 39 kHz vid 60 °C och 77 °C. Kavitationsintensiteten varierades även med hydrodynamisk kavitation via en nyutvecklad dysa. Reaktorn modifierades för att klara övertryck samt lång exponeringstid (vilket förändrade piezo-materialet). Långtidsexponering och högre processtemperatur var av speciellt intresse. Proverna analyserades med ICP-OES.

Resultat
Kavitationsintensiteten styrs med ultraljud, temperatur och flödesinitiering av kavitationsbubblor. Excitationssignaler och processparametrar optimeras i förhållande till material och lakningsreagens. Metoden kan fördubbla utbytet jämfört med referens. Processen är starkt temperaturberoende. För högre kavitationsintensitet måste systemet sättas i övertryck (reaktorn har modifierats för detta). Överhettning kan hanteras genom bättre material och nya geometrier för bättre kyleffekt. Implementering i pilotskala ska ske genom samarbete med två industriparter.