Ny flotationsteknik kan revolutionera gruvdrift och batteriåtervinning

Forskare vid Luleå tekniska universitet har utvecklat en helt ny metod för materialseparering genom att kombinera flotation och magnetisk separation i ett och samma system. Tekniken kan minska kemikalieanvändningen inom gruvindustrin och samtidigt möjliggöra utvinning av värdefulla råvaror från både gruvavfall och uttjänta batterier.

Utvecklingen leds av Saeed Chehreh Chelgani, professor i mineralteknik vid Luleå tekniska universitet. Arbetet har bedrivits inom ramen för forskningsinitiativet WISE, i samarbete med forskare inom materialvetenskap.

Men redan innan projektet fick finansiering genom WISE hade Saeed Chehreh Chelgani börjat experimentera med att införa magnetism i flotationsprocesser.

– Många forskare har arbetat med flotation och magnetisk separation var för sig, men ingen har egentligen kombinerat systemen på det här sättet tidigare, i ett eftermonterat system. Jag började fundera: vad skulle hända om vi införde ett magnetfält i en flotationsprocess? säger Saeed Chehreh Chelgani, som också är WISE-projektledare.

Idén började som ett enkelt experiment. Forskargruppen testade att placera magneter runt en flotationscell för att observera hur partiklarna reagerade. Resultaten visade snabbt att kombinationen skapade oväntat effektiva separationer.

”Till en början visste vi inte ens om det var möjligt. Men när vi såg resultaten insåg vi att vi hade upptäckt något mycket intressant”, säger Saeed Chehreh Chelgani.

Över 500 experiment

Tekniken har nu testats i mer än 500 experiment inom projekten WISE och CAMM-CRM. Forskarna har använt systemet både för mineralbearbetning och återvinning av svartmassa från litiumjonbatterier.

Arbetet har resulterat i fyra vetenskapliga artiklar publicerade i högt rankade tidskrifter och ett växande internationellt intresse från både forskare och företag.

– Vi ser att tekniken fungerar för flera olika material. Men eftersom det är ett helt nytt system måste det optimeras för varje specifik tillämpning, säger Saeed Chehreh Chelgani.

Forskargruppen undersöker nu hur elektromagneter kan placeras i olika steg i processen och hur magnetfältets styrka påverkar separationsgraden.

Kan minska kemikalieanvändningen inom gruvindustrin

Flotation används i stor utsträckning världen över för att separera värdefulla mineraler från malm, men processen kräver ofta stora mängder kemiska reagenser och ytmodifieringar. Forskarna tror att den nya tekniken kan minska behovet av dessa kemikalier och samtidigt förbättra utvinningen av kritiska råvaror.

”Detta kan förändra hela konceptet med flotation för partiklar med magnetisk mottaglighet. Vi kan minska kemikalieförbrukningen och ytförbehandlingen samtidigt som vi återvinner material som tidigare gick förlorade i gruvavfall och avfall”, säger Saeed Chehreh Chelgani.

Tekniken befinner sig fortfarande i forsknings- och utvecklingsfasen, och arbetet fortsätter med ytterligare tester, optimering och patentprocesser. På lång sikt hoppas forskarna kunna skala upp systemet för industriella tillämpningar inom både gruvdrift och återvinning.

– Jag tror att detta kan öppna många dörrar för den framtida försörjningen av hållbara råvaror, säger Saeed Chehreh Chelgani.