Hållbar och energieffektiv lakning av metaller med ultraljudsstyrd kavitation

Syfte och mål
Ultraljudskontrollerad kavitation har potential att öka både lakningsutbytet och lakningshastighet. Tillämpning avser mineraler och biprodukter kända för att vara mycket svåra att laka. Projektet har fokuserat på scheelitkoncentrat. Målet är att modifiera och optimera en skalbar ultraljudskontrollerad kavitationsreaktor för att erhålla en energieffektiv lakningsprocess vid lägre temperatur och atmosfärstryck. Syfte var att demonstrera teknikens potential och definiera värden på kritiska processparametrar som excitationsfrekvens, temperatur och statiskt tryck.

Upplägg och genomförande
Den tillgängliga kavitationsreaktorn anpassades för att hantera en starkt basisk lakningsreagens (natriumhydroxid) och ett flotationskoncentrat av scheelit, ett mineral innehållande volfram. Excitationssignalen anpassades till reaktorns optimala frekvensrespons. Processparametrar som flöde, temperatur, kavitationsintensitet och signalens frekvensinnehåll varierades. Test genomfördes vid 38 och 60 °C med excitation av 23 kHz samt 23+41 kHz. 60 °C valdes för jämförelse med referensdata. Flödesinducerad kavitation initierades via en speciellt utformad dysa.

Resultat
Kavitationsintensiteten styrs med akustisk excitering och är beroende av reaktorns geometriska konfiguration och ett kontrollerat flödesförlopp. Bra resultat kräver att excitationssignaler och processparametrar optimeras i förhållande till material lakningsreagens. Genom kavitation kan systemtemperaturen sänkas och förloppen snabbas upp vilket i slutändan ger en potentiell energieffektivisering. Resultaten visar att metoden ger 50 % bätttre utbyte jämfört med referens. Målet är att etablera ett samarbete med två industripartners för implementering i pilotskala.