Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit
Untersuchung und Optimierung von Membranfiltrationsverfahren zur optimalen Rückgewinnung von Metallen und Säuren (Id 447)
Vanadium und Mangan sind in hochfesten Stahllegierungen, Batterietechnologien (insbesondere Vanadium-Redox-Flow-Batterien) und verschiedenen chemischen Prozessen unverzichtbar. Aufgrund ihrer industriellen Bedeutung fördert die Rückgewinnung dieser Metalle aus Restwaschwasser zusammen mit Auslaugungssäuren die ökologische und wirtschaftliche Nachhaltigkeit. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung und Optimierung eines Membranfiltrationsverfahrens (Nanofiltration) für die selektive Rückgewinnung von Vanadium und Mangan zusammen mit der Rückgewinnung von Säuren sowohl aus saurem Raffinat als auch aus Restwaschwasserlösungen. Im Rahmen der Forschungsarbeiten wird die Leistung verschiedener Membranen bewertet, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Effizienz bei der Konzentration von Vanadium und Mangan liegt, während die Co-Permeation von Eisen, Kalzium und anderen kleineren Elementen minimiert wird.
Ziel der Arbeit ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das eine konzentrierte Lösung mit hohem Vanadium- und Mangangehalt für weitere Fällungs-, Fest-Flüssig-Trennungs- und hydrometallurgische Schritte liefert und letztlich die Gewinnung von Vanadium als Vanadiumpentoxid (V₂O₅) ermöglicht. Die Ergebnisse werden wertvolle Einblicke in die Konstruktion und den Betrieb von Membranfiltrationssystemen zur Rückgewinnung von kritischen Metallen und Auslaugungsmitteln aus Industrieabwässern bieten und damit den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen in der metallurgischen Industrie unterstützen.
Neben der Metallrückgewinnung befasst sich diese Forschung mit der Säurerückgewinnung nach der Lösungsmittelextraktion (SX) und dem unterstützten Flüssigmembranverfahren mit dem Ziel, den Chemikalienverbrauch zu verringern. Auch die Rückgewinnung von Säure aus dem Raffinat wird untersucht, wobei organische Verunreinigungen mit Hilfe von Sorbentien, wie z. B. Aktivkohle, entfernt werden. Die zurückgewonnene Säure kann dann wieder in den Laugungskreislauf zurückgeführt werden, wodurch ein nachhaltigerer Prozesskreislauf entsteht.
Abteilung: Prozessmetallurgie
Kontakt: Dr. Kelly, Norman, Kantamani, Rama Swami, Viswamsetty, Lakshmi Kanth
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