From the mine to the product
Vom 13. bis 15. März 2017 fand das Seminar „From the mine to the product“ im Institut für Geowissenschaften und Geografie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in Halle a.d. Saale statt. Das Seminar wurde von der Fachgruppe Mineralogie/Geochemie in Zusammenarbeit mit FLSmidth organisiert.
Über 50 Teilnehmer waren der Einladung zu diesem internationalen Seminar gefolgt, um sich über Erfahrungen und Anforderungen hinsichtlich des kompletten Verfahrens zur Herstellung von Baustoffen auszutauschen - vom Abbau der Mineralstoffe bis hin zur Produktion der Baustoffe. Neben Vorträgen von Wissenschaftlern aus Forschungseinrichtungen zu den neuesten Ergebnissen wissenschaftlicher Forschungsarbeiten auf dem Material- und Baustoffsektor widmeten sich auch eine Reihe von Vorträgen aus der Industrie neuen Entwicklungen im Geräte- und Anlagenbau.
Nach der Begrüßung der Teilnehmer begann die Veranstaltung gegen Mittag mit der Eröffnungspräsentation unter dem Titel „Unterschiedliche Strategien für alternative Zemente durch CO2-Reduktion“ von Prof. Dr. Herbert Pöllmann, Stellvertretender Leiter des Instituts für Geowissenschaften und Geografie der MLU. In seinem Vortrag diskutierte Prof. Pöllmann alternative Wege zur Zementherstellung, dabei ging er auf alternative Klinkerphasen, alternative Ausgangsstoffe sowie zusätzliche Zementmaterialien und alternative Reaktionswege ein. So kann beispielsweise durch Erhöhung der spezifischen Oberfläche die Reaktivität der Klinkerphase gesteigert und so die Menge an Zementphasen in der Anwendung reduziert werden. Andere vorgeschlagene Wege sind eine zusätzliche Aktivierung der Klinkerphase oder der Ersatz von Kalkstein durch CO2-freie natürliche/industrielle Rohstoffe.
Rohstoffe
Die nachfolgenden Beiträge des ersten Tages waren dem Themenschwerpunkt „Rohstoffe“ gewidmet. Michael Hidding von FLSmidth Australia sprach über das Thema „Probenahme – der Schlüssel zu einer erfolgreichen Gütekontrolle“. Dabei betonte er, dass obwohl zum Teil die Probenahme mit erheblichen Kosten verbunden ist, die Notwendigkeit wirklich repräsentative Proben zu erhalten, nicht verstanden wird. Auch die besten Analysenmethoden sind nutzlos, wenn die Probenahme nicht korrekt ist. Entscheidend können dabei das Volumen und die Form der Probe sein – jedes Partikel im Stoffstrom muss die gleiche Chance haben, Teil der Probe zu sein.
Danach präsentierte Dr. Roger Meier, FLSmidth A/S, „Innovationen bei der Probenaufbereitung mit Röntgenstrahlen“. Vor allem durch eine automatisierte Probenvorbereitung kann der Fehler stark reduziert werden. Zusätzlich wird durch einen höheren Output an Proben die Statistik der Ergebnisse verbessert. Beim Herstellen der Tabletten ist vor allem darauf zu achten, dass die Probe während des Prozesses, z.B. durch den Pressvorgang nicht verändert werden darf.
Michael Hidding referierte in Vertretung für seinen Kollegen Rob Chapman über das Thema „Wie die Essa-Probenaufbereitung Sie in Ihrer täglichen Arbeit unterstützen kann“. Verschiedene Geräte zur Probenahme wurden vorgestellt.
Der letzte Beitrag des Tages kam von Oliver Jakobs, FLSmidth A/S, und Karl-Heinz Rüttiger-Barth, Hauk & Sasko Ingenieurgesellschaft mbH, und trug den Titel „Das unbemannte Betriebssystem FLSmidth BulkExpert - eine Erfolgsgeschichte“. In diesem Vortrag wurden sehr umfassend und praxisrelavant die Möglichkeiten zur automatischen Auf- und Abhaldung beschrieben. Durch einen vollautomatisierten Prozess erreicht man eine uniforme Haldenkontur und eine optimale Homogenisierung des Materials.
Dann leitete Dr. Stefan Stöber von der MLU eine Besichtigung des Instituts und zeigte die Labors des Instituts für Geowissenschaften und Geografie. Das Seminar wurde von einer Postersession mit mehreren Beiträgen begleitet, die man im Institutsbereich während der Kaffeepause besichtigen konnte. Der erste Tag endete mit einigen Partien auf der Bowlingbahn als ein „Warm up“ für alle Teilnehmer.
Qualität und Verfahren
Die Morgensitzung des zweiten Tages stand unter dem Titel „Qualität und Verfahren“. Mette Dobel, FLSmidth A/S, begann mit der Frage „Kontrollieren Sie Ihre Qualität ausreichend?“ Der Fokus lag hier bei der Möglichkeit der automatisierten Beprobung, von der Probenahme über die Analyse bis hin zur Auswertung, in Kombination mit der ensprechenden Software, um die Zusammensetzung des Rohmehls zu optimieren.
Danach gab Dr. Marcus Paul, Dyckerhoff AG, Buzzi Unicem, einen Einblick in die „Überwachung des Verfahrens zur Zementherstellung“. Sehr detailliert wurde auf die Möglichkeit der Zementphasenanalyse eingegangen – mit dem späteren Ziel die erwarteten Eigenschaften des fertigen Produkts aus der Onlinedatenanalyse vorhersagen zu können.
In seinem zweiten Beitrag sprach Dr.-Ing. Roger Meier, FLSmidth A/S, über „Einzigartige übergreifende Lösungen für die Zement- und Kalkindustrie“, dabei wurden die Merkmale der At- und Online-Qualitätsanalyse diskutiert und die Möglichkeiten der verschiedenen Analysemethoden und Geräteausstattungen vorgestellt.
Der Diskussionsbeitrag von Thomas Neumann von der Schwenk Zement KG befasste sich mit den „Störenden Wirkungen auf die Sinterung von gewöhnlichem Portlandzement“. Anhand praxisnaher Betrachtungen wurde vor allem auf den Einfluss den steigenden Anteils von sekundären Brennstoffen bei der Zementherstellung eingegangen.
Mette Dobel, FLSmidth A/S, und Dr. Bernd Eber, Rohrdorfer Zement, präsentierten zwei Fallstudien zum Thema „Rohstoffmischen auf hohem Niveau“. Sie bewiesen mit den vorgestellten Ergebnissen aus der Praxis, dass eine richtige und kontinuierliche Probenahme deutliche und nachweisbare Auswirkung auf die Zementklinkerqualität hat.
Den Abschluss dieses Themenblocks gestaltete Thomas Jennewein, FLSmidth Pfister GmbH, mit dem Vortrag zum Thema „Zwei Fallstudien zur perfekten Dosierung“.
Analysenverfahren
Der zweite Teil des Tages widmete sich dem Schwerpunkt Analysenverfahren und stellte die neuen Entwicklungen bzw. Weiterentwicklungen von Sensoren und Analysenmethoden im Mineralsbereich vor. Die Vortragsreihe begann mit der Präsentation „AllScan - die Methode der innovativen, intelligenten PGNA-Analyse“ von Stehen Tokkesdal Pedersen, Realtime Instruments (RTI). Mit Wurzeln in der australischen Kohleindustrie entwickelte RTI eine PGNAA-Analyse mit geringerer Strahlung für die Kohle-, Minerals- und Zementindustrie.
„Optimieren Sie Ihr Bergwerk vom Erz zum Metall“ lautete der Titel des Beitrags von Uwe König, PANalytical B.V. Den Fokus setzte er auf die Partial Least Squares Regression (PLSR), einer statistischen Auswertemethode, um „verborgene“ Eigenschaften direkt aus den Rohmaterialien vorauszusagen. Anhand von Beispielen, wie der Analyse von Bauxiten demonstrierte er die praktische Durchführbarkeit.
Die nachfolgenden Beiträge widmeten sich unterschiedlichen Analysemethoden. Henning Rehbock von Thermo Fisher Scientific präsentierte „Das neue thermowissenschaftliche Online-Elementaranalysegerät vom Typ CB Omni Fusion“. Rainer Schmidt von Bruker AXS zeigte „Wie die Qualitätsanalyse bei Mineralien und im Bergbau von einer gezielten Probenanalyse profitiert“. Ein hochauflösendes tragbares Röntgendiffraktometer stellte Bert Kinneging, xplorex GmbH in seinem Beitrag „Der Planet: Erfahrungen mit dem hochauflösenden Pulververfahren“ vor. Der tragbare Koffer traf auf große Resinanz, da z.B. vor Ort in unwegsamen Gebieten eine erste Gesteinsanalyse vorgenommen werden kann. Der Vortrag von Petra Mühlen, SpectraFlow Analytics, „Analysegerät SpectraFlow Online NIR: Anwendungen in der Zement- und Mineralstoffindustrie“, eine stattliche Referenzliste zeigte die Anwendbarkeit dieser NIR-Technologie zur Analyse von mineralischen Phasen. Der zweite Seminartag endete mit der Diskussion über die „NIR-Spektroskopie in der Gütekontrolle des neuen hydraulischen Bindemittels Celitement“, geleitet von Dr. Carolin Lutz, Karlsruhe Institute of Technology (KIT).
Die Abendveranstaltung fand im Technischen Museum der Salzwerker, dem „Technischen Halloren- und Salinenmuseum Halle (Saale)“ statt. In der traditionellen Tracht der Gemeinschaft der Halloren vermittelte ein Mitglied des Museums einen kurzen Abriss über die Geschichte der Tradition des Salzkochens in der Stadt Halle. Danach wurde das Salzsieden demonstriert, 100 t Siedesalz pro Jahr werden im Museum heute noch produziert und sind in der Region heiß begehrt. Beim Abendessen blieb ausreichend Zeit, um die Themen des Tages noch einmal zu vertiefen.
Forschung und Entwicklung
Der dritte Vortragstag gab einen Überblick über den Stand der Forschung, eine Reihe von Vortragenden der MLU stellten ihre aktuellen Arbeiten und Projekte vor. Der Vortrag „Optimierung von Zementen durch Carboxylbeimischungen“ von Dr. Ronny Kaden, MLU Halle eröffnete die Vortragsreihe. Dr. Tobias Beirau von der MLU Halle beschrieb „Spektroskopische Methoden bei der Charakterisierung von Rohstoffen, Produkten und Rückständen“, wobei er Mineralphasen vor allem mit Raman und NIR-Spektroskopie analysierte und vergleichende Betrachtungen zu den reinen Phasen anstellt.
Die „Materialanforderungen im Fall der CO2-Speicherung“ wurden von Dr. Andreas Neumann von der MLU Halle diskutiert. Die Herausforderung bei der CO2-Speicherung besteht vor allem bei der Untersuchung der Reaktion von CO2 mit dem jeweils umgebenden Gesteinsmaterial.
Sabrina Galluccio von der MLU Halle beschrieb die „Synthese von CSA-Zementen mit Hilfe von unterschiedlichen Rohstoffen und Wegen“. Gerade die Bildung der Hydratphasen je nach Ausgangsmaterial betimmt die späteren Eigenschaften des Bindemittels, besonderes Augenmerk wurde auf die Analyse der CSA-Phasen gelegt.
„Phasenidentifizierung, -quantifizierung und -korrelation einschließlich technischer Eigenschaften in großen Messanlagen mit Röntgenstrahlbeugung“ lautete das Thema des Beitrags von Dr. Torsten Westphal, TU Bergakademie Freiberg. Er stellte die Methode der Partial Least Squares Regression der Rietveld-Analyse zur Bestimmung der Zementphasen als Analysenmethode gegenüber.
Die Erforschung der „Mineralogischen Reaktionen der Umwandlung in carbonatischen Kohlenstoff während der Zementerhärtung“ wurde von Kristoff Svensson, MLU Halle, präsentiert.
„Perowskite und ihr Einsatz“ war ein grundlegender und sehr anschaulicher Beitrag über die Geschichte der Entdeckung, die mineralogischen Eigenschaften und der technischen Nutzung von Perowskit z.B. in der Zementindustrie oder bei der Herstellung von Solarzellen, den Dr. Stefan Stöber von der MLU Halle präsentierte.
„Eine neue, hochgenaue Temperaturregelung im Bereich von 0-80 °C für Röntgenbeugungsprobenträger“ erläuterte Dr. Michael Ecker, Mesicon, Scientific Consulting. Mit einer abschließenden Zusammenfassung durch die Veranstalter der MLU und von FLSmidth wurden das Seminar und der lohnende Austausch von Kenntnissen und Erfahrungen in Halle (Saale) abgeschlossen.
Autoren/Authors: Dr. Petra Strunk, AT Mineral Processing, Anke Bracht M.A., ZKG International
