TP 3

Innovative dynamische Verfahren der mechanischen Gesteinszerkleinerung während des Brechens und Mahlens
Institut für Aufbereitungsmaschinen, Prof. Dr. Lieberwirth

 

Ziele:

  • Energieeffiziente Zerkleinerung von Erzen
  • Trockene Voranreicherung durch Selektiven Zerkleinerung
  • Anwendung für Prall- und Gutbettbeanspruchung

Ansatz:

Durch eine steigende Beanspruchungsgeschwindigkeit ist bei vielen Mineralien ein spröderes Materialverhalten nachzuweisen, d.h. bei steigender Bruchspannung sinkt gleichzeitig die Bruchdehnung deutlich, was zu erheblichen Einsparungen beim spezifischen Arbeitsbedarf führen kann. Darüber hinaus reagieren die verschiedenen Gefügebestandteile von Erzen und Spaten häufig in unterschiedlicher Weise auf dynamische Beanspruchungen. Folge ist eine selektive Zerkleinerung mit der daraus resultierenden Anreicherung bestimmter Bestandteile in einzelnen Fraktionen. Durch eine Klassierung lassen sich somit auf einfache Weise frühzeitig Bergebestandteile abtrennen und dadurch Vorkonzentrate erzeugen. Die Bergebestandteile können als Versatzmaterial sofort stofflich verwertet werden, während die weitere Aufbereitung entlastet wird.

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung: Prinzipskizze der Selektiven Zerkleinerung zur trockenen, mechanischen Trennung von wertstoffhaltigem (W) und wertfreiem (T) Mineral


Aufgaben:

In Kombination mit neuartigen Gewinnungsverfahren verspricht diese Technologie interessante Einsparpotenziale, da sich Materialbeanspruchungen, Partikelgrößenverteilungen des Haufwerks etc. gezielt aufeinander abstimmen lassen. Dynamische Zerkleinerung ist nur möglich, wenn sowohl das Material als auch die eingesetzte Zerkleinerungsmaschine dafür geeignet sind. Entsprechende Laboruntersuchungen wurden bereits mit einer Reihe von Erzen/Spaten und verschiedenen Zerkleinerungsmaschinen durchgeführt und erbrachten vielversprechende Ergebnisse. Es ist allerdings auch einzuschätzen, dass der Kenntnisstand für eine sichere Prognose der Selektiven Zerkleinerung noch unzureichend ist. Hierzu sind sowohl auf dem Gebiet der Bruchvorgänge bei mineralischen Naturstoffen als auch auf dem Gebiet der Entwicklung geeigneter Maschinen zur gezielten Einleitung definierter Beanspruchungen in die Partikel weitere Untersuchungen erforderlich. Diese können auf entsprechende Voruntersuchungen am Institut für Aufbereitungsmaschinen (IAM) mithilfe der selbst entwickelten Methode der Quantitativen Mikrostrukturanalyse mineralischer Gefüge (QMA) sowie zur Selektiven Zerkleinerung u.a. von Flusspaten/Schwerspaten, Blei-/Zinkerzen, Kupfererzen mittels Prall , Druck-, Schlag- und Scherbeanspruchungen aufbauen.


Anwendung:

Die Selektive Zerkleinerung kann zur Trennung von Erz und Nebengesteinen, zur Trennung von Erzvarietäten und zur Trennung von Erz- und Bergemineral eingesetzt werden. Das vollständige wirtschaftliche Potenzial erschließt sich insbesondere bei den abzubauenden Armerzlagerstätten im Bereich der strategischen Rohstoffe. Dabei sind Aufbereitung und Gewinnungsprozesse aufeinander abzustimmen und als Gesamtkette zu optimieren. Im Rahmen des Projektes InnoCrush erfolgen die Untersuchungen am Beispiel von Ganglagerstätten.

Kontakt/Ansprechpartner: Dr.-Ing. Max Hesse Tel.: 39-3135, Dipl.-Ing. Lisa Kühnel Tel.: 39-3749