Projektdaten

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Lebensdauererhöhung und Reibminderung in Laugenleitungen des Bergversatzes durch berühungslose Strömungsbeeinflussung und Kristallisationshemmung mittels elektromagnetischer Felder

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Das Vorhaben dient zur Entwicklung eines Verfahrens zur Erhöhung der Lebensdauer von Laugenleitungen, bei dem durch eine berührungslose Strömungsbeeinflussung die Reibung und die Kristallisation der Bergversatzlauge an der Rohrwand verringert, Pumpenergie eingespart und die Einsatzdauer der Anlagenteile erhöht wird. Das Bergversatz-Verfahren ist eine Entsorgungsmethode, bei der bergbaufremde Abfälle in den Hohlräumen ausgebeuteter Bergwerke zum Zwecke der Endlagerung verbracht werden. Im ehemaligen Kalirevler Südharz in Nordthüringen stehen ideale geologische Randbedingungen für die erfolgreiche wirtschaftliche Verwertung des Verfahrens zur Verfügung. Der Großteil der Abfälle besteht aus Schlackematerialien und Filterstäuben, wie sie bei metallurgischen Prozessen sowie in Großfeuerungsanlagen anfallen. Das gängigste Versatzverfahren ist der Spülversatz, der einen kontinuierlichen Betrieb und Versatzraten von 90% ermöglicht. Die Abfälle werden über Tage in Kalilaugen als Trägerflu id eingemischt und in Leitungssystemen unter Tage gefördert. Dort setzen sich die Feststoffe ab, die Lauge wird anschließend wieder über Tage gepumpt und der Beladunsprozess startet erneut, s. Beiblatt 1. Das Hauptproblem ist, dass es in den Rückführleitungen durch Kristallisation und Ausfällungen zu festen Anlagerungen an den Leitungsinnenwänden kommt. Die chemische Analyse zeigt, dass die Ablagerungen hauptsächlich gipsartiger Natur sind. Dieses Verkrusten führt zu erheblichen Druckverlusten und zu einer signifikanten Reduzierung des Durchflusses, sodass die Leitungen in regelmäßigen Intervallen aufwändig mechanisch gereinigt werden müssen. Das Vorhaben hat zum Ziel, das Verkrusten mittels thermo- und magnetofluiddynamischen Methoden zu verlangsamen bzw. gänzlich zu verhindern. Das physikalisch-technische Wirkprinzip beruht auf elektromagnetischen Kräften, die an elektrisch leitfähigen Fluidpartikeln und ionischen Ladungsträgern greifen, wenn sie mit äußeren magnetischen oder elektrischen Feldern interagieren. Ein weiteres wichtiges Ziel ist es, den Einfluss des Rohrleitungsmaterials (Kunststoff, Edelstahl!) sowie dessen Struktur (hydraulisch glatt, rau) sowie die Möglichkeit einer Beschichtung der Innenwände auf das Wirkprinzip zu untersuchen. Das Vorhaben strahlt anwendungstechnisch auf andere Bereiche wie chemische Industrie, Kraftwerkstechnik und Geothermie aus, bei denen ähnliche Probleme durch Verkrusten auftreten.