Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 12 angegebenen Art.

Die Abwässer bei der Metallgewinnung in Minen, wie zum Beispiel in Kupferminen, werden derzeit überwiegend durch Fällung, Flockung und anschließende Sedimentation aufbereitet, wie beispielsweise in der EP 2013370 B1 beschrieben.

Die Fällung erfolgt dabei in der Regel durch Neutralisation der sauren Abwässer, zumeist mit einem hohen Einsatz von Calciumhydroxid und oft unter Zusatz weiterer, teils schlecht abbaubarer Fällungschemikalien und Flockungshilfsmitteln.

In Sedimentationsbecken wird der dabei entstehende, mit Schwermetallen belastete Schlamm abgelagert. Dieser in großen Mengen anfallende Schlamm wird meist direkt vor Ort dauerhaft deponiert.

Daraus kann eine hohe Umweltbelastung resultieren, da z.B. durch mögliche Auswaschungen der Schwermetalle aus dem belasteten deponierten Schlamm die Böden sowie das Grundwasser in der Umgebung der Mine stark verschmutzt werden können.

Zudem ist die Effektivität des Verfahrens in Bezug auf die Rohstoff aus nutzung von Wasser und im Schlamm verbleibenden Metallen gering und somit im Sinne der Umweltschonung nur schwer akzeptabel.

Aufgabe

Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben zur Verbesserung der Abwasseraufbereitung für Minen zur Wertstoffgewinnung, beispielsweise Minen zur Metallgewinnung, insbesondere hinsichtlich der Effektivität, Rohstoffausnutzung und Umweltverträglichkeit.

Lösung

Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 12 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser in Minen zur Wertstoffgewinnung, beispielsweise Minen zur Metallgewinnung, kann dabei eine ein- oder mehrstufige Filtration des Abwassers zur Rückgewinnung von Prozesswasser umfassen, wobei erhaltenes wertstoffhaltiges Konzentrat zu wenigstens einer Wertstoffrückgewinnung weitergeleitet werden kann.

Zudem kann ein erfindungsgemäßes Verfahren eine Wertstoffrückgewinnung durch Wertstoffseparation aus besagtem wertstoffhaltigem Konzentrat mittels wenigstens einem selektiven Ionenaustauscher umfassen.

Dabei kann eine Rückgewinnung von verschiedenen Wertstoffen aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat auch durch eine Hintereinanderschaltung verschiedener selektiver Ionenaustauscher erfolgen.

Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren von Minenabwassern von Minen zur Wertstoffgewinnung, insbesondere von Minen zur Metallgewinnung, bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber der herkömmlichen Behandlung von Abwässern in Minen.

Besonders vorteilhaft dabei ist vor allem, dass etwaige noch im Abwasser vorhandene Wertstoffe vom Abwasser bzw. Abfall separiert und so wiedergewonnen werden können.

So kann z.B. die Gesamtrohstoff- bzw. die Gesamtwertstoffausbeute einer Mine durch die Rückgewinnung von Roh- bzw. Wertstoffen, beispielsweise von Metallen wie Kupfer und/oder Mangan und/oder Eisen, signifikant verbessert werden, was wiederum dazu führen kann, dass im finalen zu deponierenden Schlamm bzw. Abfallprodukt zum einen weniger umweltbelastende Schwermetalle verbleiben, sowie zum anderen, dass die zu deponierende Schlammmenge reduziert werden kann.

Das Risiko und die Gefahr der Auswaschung von schwer umweltverträglichen Rückständen des Minenabwassers, insbesondere aus besagtem zu deponierendem Abfallschlamm, hinein in Böden und/oder Grundwasser kann so reduziert werden.

Durch die Rückgewinnung von Prozesswasser durch Filtration aus dem Abwasser kann zudem der Frischwasserbedarf der Mine deutlich verringert werden. Mit der Verringerung des Frischwasserbedarfs wird dann in der Regel auch eine Verringerung des Energiebedarfs der Minenanlage einhergehen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass neben der besseren Umweltverträglichkeit einer erfindungsgemäßen Minenabwasseraufbereitung insgesamt also auch eine bessere Wirtschaftlichkeit der Mine erreicht werden kann, da bei gleichem Rohstoffeinsatz mehr Wertstoffe und diese effektiver gewonnen werden können und der Energiebedarf verringert werden kann.

Besagte Filtration des Abwassers zur Rückgewinnung von Prozesswasser kann im Übrigen durch Membranfilterung erfolgen und wenigstens zwei Filtrationsstufen umfassen, wobei die erste Filtrationsstufe eine Mikrofiltration (z.B. mit mittleren Porendurchmessern von 0.1 m +/- 0.02 pm) sein kann, und die zweite Filtrationsstufe eine Nanofiltration (z.B. mit mittleren Porendurchmessern von 0.001 m +/- 0.0002 pm ) sein kann, bei der das wertstoffhaitige Konzentrat gewonnen wird. Etwaige bereits bei einer ersten Filtration, beispielsweise bei besagter Mikrofiltration, erhaltene bzw. zurückgehaltene Erstfiltrations-Rückstände können abgeführt, ggf. neutralisiert, immobilisiert und beispielsweise mit dem finalen zu deponierenden Schlamm zusammen deponiert werden.

Besagte Filtration kann zudem eine Vorfiltrationsstufe umfassen, die beispielsweise einer Mikro- bzw. Nanofiltration vorgeschaltet sein kann und Stoffe > 100 pm ausfiltern kann.

Dank einem ionenspezifischen Rückhaltevermögen der eingesetzten Nanofiltration können vor- teiihafterweise Ionen verschiedener Wertigkeiten getrennt werden, und sich beispielsweise mehrwertige Ionen (z.B. Wertstoffionen wie Cu ²⁺ , Mn ²⁺ , Fe ³⁺ ) im wertstoff haltigen Konzentrat sammeln, während einwertige (z.B. Na ⁺ ) Ionen im Filtrat zur Prozesswasserrückgewinnung verbleiben können.

Dabei kann unter anderem das ionenspezifische Rückhaltevermögen der eingesetzten Nanofiltration per Membranfilterung beispielsweise auf der Ausnutzung von Konvektions- und Diffusionseffekten aufgrund von Druckdifferenzen und/oder Konzentratäonsgradienten, sowie auf der Ausnutzung sterischer bzw. elektrochemischer Effekte beruhen.

Die Ausbeute ist definiert als Verhältnis von Filtrat- zu zugeführtem Volumenstrom (Feed) bei stabilem Betrieb und kann daher als konstant angenommen und z.B. bei der Mikrofiltration wenigstens 95 % und der Nanofiltration wenigstens 80 % betragen.

Das aus dem Abwasser nach der Filtration zurückgewonnene Prozesswasser kann anschließend wieder genutzt werden und beispielsweise einem selektiven Ionenaustauscher zugeführt werden. Dabei kann es beispielsweise auch benutzt werden, um etwaige Aufbereitungschemikalien, die dem selektiven Ionenaustauscher zugeführt werden können, zu verdünnen, um so eine pH-Wert-Anpassung und/oder Regeneration des selektiven Ionenaustauschers zu ermöglichen.

Wie erwähnt kann die Wertstoffrückgewinnung aus einem wertstoffhaltigen Konzentrat die Verwendung eines selektiven Ionenaustauscher, z.B. eines Kationenaustauschers, umfassen, wobei eine Wertstoffionenseparation unter Zusatz von einer oder mehreren Aufbereitungschemikalien erfolgen kann, und wobei die Wertstoffionen im Regenerat des selektiven Ionenaustauscher gelöst werden können bzw. gelöst sein können.

Geeignete Aufbereitungschemikalien können zur pH-Wert-Anpassung und/oder zur Regeneration des selektiven Ionenaustauschers dienen.

Als Aufbereitungschemikalie kann beispielsweise Schwefelsäure eingesetzt werden. Jedoch sind auch andere saure Aufbereitungschemikalien wie Salzsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure einsetzbar.

Die selektiven Ionenaustauscher können als Gleichstrom-Ionenaustauscher oder bevorzugterweise als Gegenstrom-Ionenaustauscher ausgeführt sein und beispielsweise als lonenaustauschmaterial ein Austauschharz, z.B. Polystyrolharz oder Polyacrylatharz, insbesondere mit einer funktioneller Gruppe wie IDA (Iminodiessigsäure), verwenden. Die selektiven Ionenaustauscher können dabei sowohl als Membran oder bevorzugt als Säule ausgeführt sein.

Die Selektivität des lonentauschers kann insbesondere durch Anpassung des pH-Wertes und Wahl des lonenaustauschmaterials beeinflusst werden.

Beispielsweise können verschiedene lonenaustauschmaterialien verschiedene lonenaus- tauschmaterialmolekülgrößen aufweisen und/oder über verschiedene lonenaffinitäten verfügen, und so die Selektivität des lonentauschers hinsichtlich der auszutauschenden Wertstoffionen, beispielsweise in Abhängigkeit des Wertstoffionenradius, gesteuert bzw. optimiert werden.

Aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat, z.B. erhalten aus einer vorangegangenen Nanofiltration, kann z.B. bei Einsatz von Schwefelsäure H ₂ S0 ₄ als Aufbereitungschemikalie für die Regeneration der Wertstoff in Form eines Sulfats im Regenerat des Ionenaustauschers in aufkonzentrierter Form gelöst sein bzw. gelöst werden und so der Wertstoff zurückgewonnen werden. Beispielsweise kann auf diese Weise gelöstes Kupfersulfat (oder Eisen- oder Mangansulfat) aus dem wertstoffhaltigen Regenerat gewonnen werden und an etwaige weitere Gewinnungsverfahren, wie z.B. Elektrolyseverfahren, weitergeleitet werden, wo beispielsweise der Wertstoff, also z.B. Kupfer, Eisen oder Mangan, in fester Form gewonnen werden kann.

Wie bereits erwähnt kann unter anderem beispielsweise die Selektivität des Ionenaustauschers durch die Anpassung des pH-Wertes optimiert werden, und beispielsweise der optimale pH- Wertbereich für die Kupferrückgewinnung bei 2 +/- 0.5 liegen.

Beispielsweise können so mehrere selektive Ionenaustauscher mit verschiedenen Parametern, insbesondere in Bezug auf verschiedene pH-Wert Arbeitsbereiche und/oder verschiedene lo- nenaustauschmaterialien, hintereinandergeschaltet werden, um verschiedene Wertstoffe, insbesondere Kupfer und/oder Mangan und/oder Eisen aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat bzw. Regenerat zu gewinnen.

Die Anzahl und Art von möglichen selektiven lonenaustauschprozessen kann sich dabei z.B. nach der Art der chemischen Zusammensetzung des aufzubereitenden Abwassers richten.

Darüber hinaus kann das Filtrat aus dem selektiven Ionenaustauscher bzw. das verbleibende Filtrat nach Durchlauf einer Reihe von selektiven Ionenaustauschern (bzw. einer Reihe von selektiven lonenaustauschprozessen) einer weiteren Membranfilterung unterzogen werden, zur wenigstens teilweisen Rückgewinnung der zugesetzten Aufbereitungschemikalien, wobei die Membranfilterung eine Nanofiltration sein kann und die wieder-gewonnene Aufbereitungsche- mikalie wieder einem selektiven lonentauscher zurückgeführt werden kann / können.

Das nach Wertstoff rückgewinnung und/oder Aufbereitungschemikalienrückgewinnung verbleibende Konzentrat kann auf herkömmliche Art und Weise ausgefällt oder ausgeflockt werden, beispielsweise mit Metallhydroxiden wie Calciumhydroxid und Zusatz von Calciumchlorid.

Der nach einer Sedimentbildung verbleibende Schlamm bzw. Abfall kann deponiert werden und das nach der Sedimentation überstehende Wasser dem Aufbereitungsverfahren wieder als Prozesswasser zur Verfügung gestellt werden.

Ein erfindungsgemäßes Aufbereitungsverfahren von Abwasser in Minen zur Wertstoffgewinnung kann im Vergleich zu herkömmlichen Aufbereitungsverfahren aufgrund der Rückgewin- nung von Wasser bzw. Prozesswasser und der Wertstoffrückgewinnung die zu deponierende Menge bzw. das zu deponierende Volumen des gebildeten Schlamms signifikant verringern.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser in Minen zur Wertstoffgewinnung, insbesondere in Minen zur Metallgewinnung, kann also wenigstens eine Filtrations-Vorrichtung, wenigstens eine Wertstoffrückgewinnungsvorrichtung mit wenigstens einem selektiven Ionenaustauscher umfassen, wobei die wenigstens eine Filtrations-Vorrichtung konfiguriert sein kann zur Durchführung einer ein- oder mehrstufigen Filtration des Abwassers zur Rückgewinnung von Prozesswasser, und ferner konfiguriert sein kann zur Weiterleitung eines wertstoff haltig es Konzentrat zu einer Wertstoffrückgewinnungsvorrichtung.

Besagte Wertstoffrückgewinnungsvorrichtung kann dabei konfiguriert sein zur Durchführung wenigstens einer Wertstoffrückgewinnung durch wenigstens eine Wertstoffseparation aus besagtem wertstoffhaltigem Konzentrat mittels des wenigstens einen selektiven Ionenaustauschers.

Folgende Figur stellt beispielhaft dar:

Fig. 1 : Beispielhaftes Schema für ein Verfahren zur Aufbereitung von Minenabwasser

Fig. 2: Weiteres beispielhaftes Schema für ein Verfahren zur Aufbereitung von Minenabwasser

Fig. 3: Beispielhafter Austausch von Ionen verschiedener Wertigkeiten

Die Fig. 1 stellt beispielhaft ein Verfahren 100 zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser 101 in Minen zur Wertstoffgewinnung, zum Beispie! zur Metallgewinnung, dar.

Dabei kann das aufzubereitende Abwasser 101 aus der Mine zur Wertstoffgewinnung beispielsweise zunächst einer ein- oder mehrstufigen Filtration 102 unterzogen werden, wobei ein erhaltenes wertstoff haltiges Konzentrat 107 zu einer Wertstoff rückgewinnung 109 weitergeleitet wird. Das, bei der Filtration 102 des Abwassers 101 erhaltene Fütrat 108 kann als Prozesswasser 106 wiedergewonnen werden und dem Verfahren 100 bzw. anderen (nicht dargestellten) Verfahrenschritten innerhalb der Mine zur Wertstoffgewinnung wieder zur Verfügung gestellt werden.

Bei besagter Filtration 102 kann es sich unter anderem beispielsweise um eine Mikrofiltration und/oder eine Nanofütration handeln, welche beispielsweise mittels Membranfilterungsverfahren durchgeführt werden kann / können. Während beispielsweise aufgrund ionenspezifischen Rückhaltevermögens der eingesetzten Filtration 102 Ionen verschiedener Wertigkeiten getrennt werden, und sich beispielsweise mehrwertige Ionen (z.B. Wertstoffionen wie Cu ²⁺ , Mn ² *, Fe ³⁺ ) im wertstoffhaltigen Konzentrat 107 sammeln, können einwertige (z.B. Na ⁺ ) Ionen im Filtrat 108 zur Prozesswasserrückgewinnung verbleiben.

Die Wertstoffrückgewinnung 109 kann eine Wertstoffseparation 103 aus besagtem wertstoffhal- tigem Konzentrat 107 umfassen, welche beispielsweise mittels wenigstens eines selektiven Ionenaustauschers durchgeführt werden kann.

Ein möglicherweise verwendeter bzw. verwendete selektive Ionenaustauscher kann / können dabei als Gleichstrom- oder Gegenstrom-Ionenaustauscher, bevorzugt als Gegenstrom- Ionenaustauscher ausgeführt sein, und beispielsweise als lonenaustauschmaterial ein Austauschharz, insbesondere mit funktionellen Gruppen aus IDA (Iminiodiessigsäure), einsetzen.

In besagter Wertstoffseparation 103 können so Wertstoffionen des wertstoffhaltigen Konzentrats 107 gegen Ionen des lonenaustauschermaterials ausgetauscht werden und so der Wertstoff / die Wertstoffe vom wertstoffhaltigen Konzentrat 107 separiert werden. Der so zurückgewonnene Wertstoff 104 kann so beispielsweise in gelöster Form gewonnen werden.

Nach besagter Wertstoffseparation 103 bzw. Wertstoffrückgewinnung 109 verbleibende Rückstände 110 des Abwassers 101 können beispielsweise ggf. neutralisiert, immobilisiert und deponiert 105 werden.

Das beispielhafte Verfahren 100 kann natürlich mehrfach hintereinander geschaltet durchlaufen werden oder/und durch weitere Merkmale, wie im allgemeinen Teil und/oder wie im nachfolgenden Beispiel in Fig. 2 beschrieben, ergänzt und/oder komplettiert werden.

Die Fig. 2 stellt beispielhaft ein weiteres Verfahren 200 zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser 201 in Minen zur Wertstoffgewinnung, insbesondere zur Metallgewinnung, dar.

Dabei kann z.B. das aufzubereitende Abwasser 201 einer ersten Filtration 202, beispielsweise einer Mikrofiltration mittels Membranfilterungsverfahren, unterzogen werden. Ein etwaiger bei besagter erster Filtration 202 erhaltener bzw. zurückgehaltener Erstfiltrierungs-Rückstand 232 kann ggf. neutralisiert, immobilisiert und deponiert werden. Besagter Erstfiltrierungs-Rückstand 232 kann ggf. ebenfalls einer Fällung / Ausflockung 208 zugeführt 233 werden, bevor dieser beispielsweise zusammen mit finalen Abfallschlamm deponiert 21 1 werden kann

Das bei Sedimentation 209 überstehende Wasser kann im Übrigen wieder als Prozesswasser 210 der Mine bzw. dem Aufbereitungsverfahren 200 zur Verfügung steht.

Das Filtrat 217 aus einer ersten Filtration 202 kann anschließend einer zweiten Filtration 203 oder weiteren Filtrationen unterzogen werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Na- nofiltration handeln, weiche ebenfalls mittels eines Membranfilterungsverfahrens durchgeführt werden kann.

Beispielsweise aufgrund eines ionenspezifischen Rückhaltevermögens der eingesetzten Nano- filtration können Ionen verschiedener Wertigkeiten getrennt werden, und es können sich beispielsweise mehrwertige Ionen (z.B. Wertstoff ionen wie Cu ²⁺ , Mn ²⁺ , Fe ^34" ) im wertstoffhaltigen Konzentrat 225 sammeln, während einwertige (z.B. Na ⁺ ) Ionen im Filtrat 218 zur Prozesswasserrückgewinnung verbleiben können.

Während also ein bei der zweiten Filtration 203 enthaltenes wertstoffhaltiges Konzentrat 225 einer Wertstoffrückgewinnung 234 zugeführt werden kann, kann das erhaltene Filtrat 218 als Prozesswasser 204 der Mine bzw. dem Aufbereitungsverfahren 200 zur Verfügung 226, gestellt werden.

Die Wertstoffrückgewinnung 234 kann die Gewinnung eines Wertstoffes in gelöster Form 223 aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat 225 z.B. durch selektiven lonenaustausch 205 umfassen.

Ein selektiver lonenaustausch 205 kann in einem selektiven Ionenaustauscher, z.B. einem selektiven Kationenaustauscher, erfolgen, wobei Wertstoffionen des wertstoffhaltigen Konzentrats 225 gegen Ionen des lonenaustauschermaterials ausgetauscht werden können.

Dabei können also die aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat 225 zu gewinnenden Wertstoffionen stärker an den selektiven Ionenaustauscher gebunden werden als die Ionen des lonenaustauschermaterials, und die Wertstoffionen bei Beladung bzw. Betrieb des Ionenaustauscher die Ionen des lonenaustauschermaterials verdrängen. Der selektive lonenaustausch 205 ist ein reversibler chemischer Prozess, d.h. es liegt ein chemisches Gleichgewicht zwischen einer Hinreaktion, z.B. einem Austausch von Wertstoffionen gegen Ionen des lonenaustauschermaterials, und einer Rückreaktion, z.B. eine Verdrängung von im lonenaustauschermaterial gebundenen Wertstoff ionen, vor, wobei jedoch die Hinreaktion bei Betriebsaufnahme des selektiven Ionenaustauscher überwiegen kann.

Das Abiösen von an das lonenaustauschermaterial gebundenen Wertstoffionen kann unter Zusatz einer oder mehrerer Aufbereitungschemikalien 231 erfolgen, wobei die Aufbereitungschemikalien 231 auch zur pH-Wert-Anpassung und/oder zur Regeneration des selektiven Ionenaustauschers dienen können.

Als Aufbereitungschemäkalie 231 kann beispielsweise Schwefelsäure eingesetzt werden. Jedoch sind auch andere saure Aufbereitungschemikalien wie Salzsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure denkbar.

Der zu gewinnende Wertstoff kann so im Regenerat 219 gelöst sein bzw. gelöst werden und so vom wertstoffhaltigen Konzentrat 225 separiert und konzentriert werden.

Der gelöste aufkonzentrierte Wertstoff 213, z.B. gelöstes Kupfersulfat oder Eisen- oder Mangansulfat, kann zu einem weiteren Verfahrensschritt (nicht dargestellt) , wie z.B. ein Elektrolyseverfahren, weitergeleitet werden, wo beispielsweise der Wertstoff, also z.B. Kupfer, Eisen oder Mangan, in fester Form gewonnen werden kann.

Die selektiven Ionenaustauscher können als Gleichstrom- oder Gegenstrom-Ionenaustauscher, bevorzugt als Gegenstrom-Ionenaustauscher, ausgeführt sein, und beispielsweise als lonen- austauschmaterial ein Austausch harz, insbesondere Polyelektrolyte wie z.B. Polystyrolharz oder Polyacrylatharz, insbesondere mit funktionellen Gruppen wie z.B. IDA (Iminodiessigsäure), verwenden.

Die Selektivität des lonenaustauschs 205 für bestimmte Wertstoffe bzw. Wertstoffionen kann insbesondere durch Anpassung des pH-Wertes und Wahl des lonenaustauschmaterials erfolgen.

Beispielsweise können verschiedene lonenaustauschmaterialien über verschiedene lonenaus- tauschmaterialmolekülgrößen und/oder verschiedene lonenaffinitäten verfügen, und so die Selektivität des lonentauschers hinsichtlich der auszutauschenden Wertstoffionen, beispielsweise in Abhängigkeit des Wertstoffionenradius und/oder Wertstoffionenwertigkeit, gesteuert bzw. optimiert werden.

Wie erwähnt kann die Selektivität des Ionenaustauschers durch die Anpassung des pH-Wertes optimiert werden, und beispielsweise der optimale pH-Wertbereich für die Kupferrückgewinnung bei 2 +/- 0.5 liegen.

Besagte pH-Wert-Anpassung kann unter Mitwirkung 226 des aus einer Filtration 203 gewonnenen Prozesswassers 204 erfolgen, welches beispielweise zu Verdünnungszwecken, z.B. zur Verdünnung von Aufbereitungschemikaiien, eingesetzt werden kann.

Aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat 225, z.B. erhalten aus einer vorangegangenen Filtration 203, z.B. einer Nanofiltration, kann beispielsweise bei Einsatz von Schwefelsäure H ₂ S0 ₄ als Aufbereitungschemikalie der Wertstoff in Form eines Sulfats gelöst im Regenerat des Ionenaustauschers gewonnen werden.

Verschiedene im Konzentrat 225 enthaltene Wertstoffe bzw. Wertstoffionen können beispielsweise getrennt voneinander gewonnen werden, beispielsweise im Rahmen mehrerer, z.B. n- fach, aufeinanderfolgender Wertstoffrückgewinnungsprozesse 234, 235, die jeweils über lonen- austauschprozesse 205, 206 verfügen können, welche selektiv für einen gegebenen spezifischen Wertstoff sein können.

Es können also mehrere selektive Ionenaustauscher mit verschiedenen Parametern, insbesondere in Bezug auf verschiedene pH-Wert Arbeitsbereiche und/oder verschiedene lonenaus- tauschmaterialien, hintereinandergeschaltet werden, um die verschiedene Wertstoffe, insbesondere Kupfer und/oder Mangan und/oder Nickel und/oder Eisen aus dem wertstoffhaltigen Konzentrat zu gewinnen.

In Fig. 2 sind beispielhaft zwei selektive lonenaustauschprozesse 205, 206 als Teil zweier Wertstoffrückgewinnungsprozesse 234, 235 dargestellt. Beispielsweise kann im (ersten) selektiven lonenaustauschprozess 205 die Separation bzw. Gewinnung von Kupferionen (erster konzentrierter Wertstoff 213) aus dem Konzentrat 225 über das Regenerat 219 des ersten selektiven Ionenaustauschers 205 erfolgen. Nachfolgend kann analog in einem zweiten (bzw. n-ten) lonenaustauschprozess 206 die Separation bzw. Gewinnung von Nickel- oder Manganionen (n-ter konzentrierter Wertstoff 215) über das Regenerat 220 des zweiten (bzw. n-ten) selektiven Ionenaustauschers 206 erfolgen.

Die Anzahl und Art von möglichen selektiven lonenaustauschprozessen 205, 206 kann sich dabei z.B. nach der Art der chemischen Zusammensetzung des aufzubereitenden Abwassers 201 richten.

Die zum Betrieb und zur Regeneration 219, 220 der selektiven Ionenaustauscher eingesetzte(n) Aufbereitungschemikalie(n) (231) kann/können aus dem Filtrat 223, 224 eines selektiven lo- nenaustauschprozesses 205, 206, bzw. nach Durchlauf mehrerer möglicher selektiven lonen- austauschprozesse 205, 206 durch eine geeignete Filtration 207 zum Teil wiedergewonnen werden.

Besagte Filtration 207 kann eine Nanofiltration mittels Membranfilterungsverfahren sein und die wiedergewonnene(n) Aufbereitungschemikalie(n) 212 kann/können beispielsweise dem Reservoir bzw. der Quelle der Aufbereitungschemikalie(n) 231 zugeführt 229 werden, und kann/können z.B. so wieder zum Einsatz 230 in einem selektiven lonenaustauschprozess 205, 206 kommen.

Das nach Wertstoffrückgewinnung(en) bzw. nach Durchlauf von einem oder mehreren, z. B. n- fachen, selektiven lonenaustauschprozessen 205, 206 und/oder nach Aufbereitungschemikalienrückgewinnung verbleibende Konzentrat 221 kann auf herkömmliche Art und Weise ausgefällt 208 oder ausgeflockt werden, beispielsweise mit Metallhydroxiden wie Calciumhydroxid und Zusatz von Calciumchlorid.

Der nach einer Sedimentbildung 209 verbleibende Schlamm kann ggf. neutralisiert, immobilisiert und deponiert 211 werden und das nach der Sedimentation überstehende Wasser dem Aufbereitungsverfahren wieder als Prozesswasser 210 zur Verfügung gestellt werden.

Die Fig. 3 veranschaulicht beispielhaft eine lonenaustauschreaktion 300 in einem selektiven Ionenaustauscher 310, wobei in der dargestellten Hinreaktion einwertige Ionen 305, 306 des lonenaustauschmaterials des Ionenaustauschers 310 gegen mehrwertige, beispielsweise wie dargestellt zweiwertige, Wertstoffionen 307 des aufzubereitenden Abwassers ausgetauscht werden können. Die zunächst an den selektiven Ionenaustauscher 310 gebundenen Ionen 305, 306 werden von den wiederzugewinnenden Wertstoffionen 307 verdrängt und freigesetzt 309. Das wiederzugewinnenden Wertstoff ionen 307 kann also vom selektiven Ionenaustauscher 310 gebunden 308 werden und anschließend (nicht dargestellt) bei der Regeneration wieder freigesetzt werden, um so im Regenerat des Ionenaustauscher 310 konzentriert zu werden und wiedergewonnen werden zu können.

Besagter lonenaustausch kann beispielweise mittels einer funktioneilen Gruppe 303, z.B. wie dargestellt Iminodiessigsäure (IDA), erfolgen, welche z.B. am Polymergerüst 301 des Austauschkunstharzes des Ionenaustauschers 310 verankert sein kann.

Es folgen drei Figuren auf drei Blättern.

Gestrichelte Linien zeigen zur Grundausführung (n) zusätzliche Möglichkeiten (n+1). Die Bezugszeichen sind dabei wie folgt belegt.

100 Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser in Minen zur Wertstoffgewinnung, insbesondere Minen zur Metallgewinnung

101 Abwasser

102 Filtration / Filtrationsvorrichtung (ein- oder mehrstufig)

103 Wertstoffseparation / Wertstoffseparationsvorrichtung, beispielsweise mittels selektivem lonenaustausch / selektivem Ionenaustauscher

104 zurückgewonnener Wertstoff

105 Deponierung

106 Aufbereitetes Wasser / zurückgewonnenes Prozesswasser

107 Konzentrat

108 Filtrat

109 Wertstoff rückgewinnung / Wertstoff rückgewinnungs- Vorrichtung

110 Rückstand

200 Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwasser in Minen zur Wertstoffgewinnung, insbesondere Minen zur Metallgewinnung

201 Abwasser

202 Filtration / Filtrationsvorrichtung

203 Filtration / Filtrationsvorrichtung

204 Aufbereitetes Wasser / zurückgewonnenes Prozesswasser

205 Selektiver lonenaustausch / Selektiver Ionenaustauscher

206 Selektiver lonenaustausch / Selektiver Ionenaustauscher (n-fach) Filtration / Filtrationsvorrichtung

Fällung und/oder Flockung

Sedimentation

Aufbereitetes Wasser / zurückgewonnenes Prozesswasser

Deponierung

Wiedergewonnene Aufbereitungschemikaüe(n)

Aufkonzentrierter Wertstoff

Aufkonzentrierter Wertstoff

Filtrat

Filtrat

Regenerat

Regenerat

Konzentrat

Filtrat

Filtrat

Filtrat

Konzentrat, wertstoffhaltiges Konzentrat

Zufuhr von Prozesswasser

Rückfuhr von wiedergewonnener/n Aufbereitungschemikalie(n)

Zufuhr von Aufbereitungschemikalie(n)

Aufbereitungschemikalie(n)

Erstfiltrations-Rückstand, Rückstand aus erster Filtration, z.B. Mikrofiltration Optionale Weiterleitung des Rückstands zur Fällung/Flockung

(Erste) Wertstoffrückgewinnung / Wertstoff rückgewinnungs- Vorrichtung

(n-te) Wertstoffrückgewinnung / Wertstoffrückgewinnungs- Vorrichtung

ionenaustauschreaktion

Polymergerüst des Austauschkunstharzes des Ionenaustauschers

Funktionelle Gruppe

Einwertiges Ion des lonenaustauschmaterials des Ionenaustauschers

Einwertiges Ion des lonenaustauschmaterials des Ionenaustauschers

Wiederzugewinnendes mehrwertiges, e.g. zweiwertiges, Wertstoffion

Mehrwertiges, e.g. zweiwertiges, Wertstoffion, gebunden an selektiven

Ionenaustauscher

(Freigesetzte) einwertige Ionen (305 und 306) des lonenaustauschmaterials des Ionenaustauschers

Selektiver Ionenaustauscher