Mobile Anlagen zur Mineralaufbereitung: Stand der Technik (Teil 2)

4 Hersteller mobiler Ausrüstungen

4.1 Einleitung

Die überwiegende Mehrheit der verfügbaren mobilen Aufbereitungsausrüstungen wird für Brechanwendungen eingesetzt. Allerdings gibt es vielfältige andere Bauformen von Zerkleinerungs- und Aufbereitungsausrüstungen, die sich ohne Weiteres in eine mobile Anlage integrieren lassen und deshalb in diesem Kapitel näher beschrieben werden. In Tabelle 3 sind beispielhaft Hersteller mobiler Aufbereitungsausrüstungen aufgeführt.

4.2 Brecher

Mobile Brecher sind als Standardkomponenten bezeichnet worden, die bereits für den Einsatz in modularen, mobilen Aufbereitungsausrüstungen geeignet sind. Es existieren zahlreiche Typen, die sich für eine Reihe von Anwendungen eignen. Angesichts der Vielzahl von Herstellern mobiler Brecheranlagen und dem umfangreichen technischen Know-how für die Konstruktion dieser Einheiten wird die spezifische Anpassung dieser Anlagen (soweit erforderlich) auf geringere Durchsatzleistungen oder auf den containergerechten Transport nicht als problematisch angesehen.

4.2.1 Atlas Copco

Das schwedische Unternehmen Atlas Copco (AC) produziert derzeit weltweit an ca. 100 Standorten. Das Unternehmen beschäftigt rund 44 000 Mitarbeiter und vertreibt ein breites Spektrum von Produkten, z.B. Verdichter, Generatoren, Industriewerkzeuge sowie Bau- und Bergbauausrüstung. Atlas Copco produziert die mobilen „Powercrusher“ – einen Produktbereich, der Backenbrecher, Kegelbrecher, Prallbrecher und Siebanlagen für die Bereiche Steine-Erden und Bergbau umfasst.

AC produziert einen patentierten Backenbrecher mit Schwingbacken, der durch achtförmige Bewegungsabläufe die Durchsatzleistung erhöht, Blockierungen auf ein Mindestmaß reduziert und ein einheitlicheres Produkt herstellt. Die mobilen Backenbrecher (Modelle PC 1055, PC 2, PC 4 und PC 6) werden von CAT-Motoren angetrieben und sind mit einer Vorsiebeinheit ausgestattet.

Die von AC produzierten Kegelbrecher (Modell PC 1000) können laut eigener Aussage mit Material in fast jeder Aufgabegröße, einschließlich abrasiven Gesteins, beschickt werden.

Nach Angaben von AC ist das Sortiment an Prallbrechern (Modelle PC 1060, PC 1, PC 3, PC 1375, PC 5 und PC 1610) für das Vor- und Nachbrechen von weichem bis mittelhartem Material geeignet. Nach Herstellerangaben ermöglicht die Position der Schwingen, an denen die Hämmer montiert sind, einen breiteren Spalt als die Maschinen anderer Hersteller (und somit eine größere Aufgabegröße). Dadurch können die AC-Prallbrecher als Vorbrecher für weicheres Gestein eingesetzt werden.

Die mobilen Siebanlagen des Unternehmens (Modelle HCS 3715, HCS 5515, HCS 3D, HCS-Stangenrost und HCS 1) können im Verbund mit einem mobilen Brecher betrieben oder separat durch einen Radlader oder Bagger beschickt werden. Alle AC-Siebanlagen sind Vibrationssiebe.

4.2.2 FLSmidth

FLSmidth ist ein dänisches Unternehmen mit Sitz in Kopenhagen und beschäftigt ca. 15 000 Mitarbeiter. Das Unternehmen bietet zwei vollständig mobile Produkte an, die für den Einsatz im Bergbau konstruiert sind: Dual Truck Mobile Sizer und Triple Track Mobile Sizer. Leider stellt das Unternehmen keine operativen Details ihrer Ausrüstungen zur Verfügung. Es wurden Sizer an die mexikanische Peňasquitos-Goldmine von Goldcorp geliefert, doch auf den Webseiten von FLSmidth und Goldcorp finden sich hierzu nur wenige aktualisierte Meldungen.

FLSmidth hat zudem eine modulare Rückfluss-Klassieranlage im Programm. Diese integrierte Lösung in Modultechnik basiert auf den REFLUX^® Klassifikatoren (RC) von Ludowici, die dank einer Dichtesortiertechnik für Feinpartikel eine hohe laminare Scherleistung bieten. Jeder Modulbereich passt in einen 20-Fuß-Transportcontainer. Die Kombination dieser Bereiche oder Container erlaubt eine Anlagenkonfiguration nach verschiedenen und spezifischen Prozessanforderungen. Die Konfiguration ist innerhalb von vorgegebenen Parametern leicht anpassbar an sich verändernde Prozess- oder Erzbedingungen, was eine erhöhte Flexibilität bietet. Die Abmessungen der Einheit sowie die Modularität der Anlage erlauben ggf. einen problemlosen Umzug, wobei eine schnelle Installation vor Ort möglich ist, da die Rahmen jedes Modulbereichs leicht zusammenzusetzen und miteinander zu verbinden sind.

Die Anlagenkomponenten umfassen Tanks, FLSmidth Krebs^®-Pumpen, Zyklone, Krebs Tech-Taylor™-Ventile, Technegate™ Ventile, das Vibrationssieb von FLSmidth Ludowici, die Reflux-Klassieranlage, eine Entwässerungseinrichtung sowie die Siebmedien von Meshcape, die die Siebdecke aus Polyurethan beinhalten.

Die modulare RC-Lösung eignet sich für Fördermengen, die nicht den Bau einer spezifischen Festanlage rechtfertigen. Das modulare Format erlaubt die kurzfristige Errichtung einer Aufbereitungsanlage mit Kapazitäten von ca. 100 t/h, ohne dass der Betrieb bestehender Prozessanlagen unterbrochen wird. Gleichzeitig kann das modulare Format sogar für Kunden erweitert werden, die eine Produktionskapazität von 400 oder 600 t/h wünschen, obgleich für diese Anlagen wahrscheinlich fest installierte Lösungen in Frage kämen.

4.2.3 Joy Global

Joy Global Inc. ist ein amerikanisches multinationales Unternehmen mit Hauptniederlassung in Milwaukee. Das Unternehmen führt die bekannten Bergbaumarken Joy und P&H. Obwohl Joy kein europäisches Unternehmen ist, hat es Tochtergesellschaften in Europa und ist bei europäischen Kunden bekannt.

Joy Global stellt eine mobile Brecheranlage her (Modell P&H 4170C), ein mobiles Schwerlast-Kettenfahrzeug, das für die Beschickung durch Hochlöffel konstruiert ist. Es umfasst einen Plattenbandförderer, Doppelwalzenbrecher sowie einen Austragsförderer. Die Anlage kann mit einem Steinbrecher-Hammer ausgestattet werden, was für mobile Brecher ungewöhnlich ist. Es können (nominal) 9000 t/h verarbeitet und eine endgültige Korngröße von 360 – 400 mm produziert werden. Die Maschine ist eine Vorbrechanlage und würde für einige Materialien normalerweise eine Sekundärzerkleinerung benötigen. Die Anlage ist im Kohlebergbau weit verbreitet.

4.2.4 Metso

Metso ist ein global tätiges Unternehmen aus Finnland und hat weltweit 16 000 Beschäftigte. Für viele Akteure im Bergbausektor ist das Unternehmen weltweit führend in der Herstellung von Erzaufbereitungsausrüstungen. Metso unterstützt nachdrücklich die Tagebaubrechanlage mit Förderer (In-Pit Crushing and Conveying system – IPCC) und betont die Vorteile im Vergleich zu konventionellen Lkw-Transportsystemen. Bei der Metso-Version lädt ein Bagger das Material direkt in den Behälter der mobilen Brecheranlage „Lokotrack“, das anschließend für die weitere Aufbereitung über einen Förderer zur fest installierten Nachbrechanlage geleitet wird.

Das Sortiment der Lokotrack-Backenbrecher (Modelle LT 150 E, LT 160 E und LT 200 E) wurde für den Einsatz in der Lokolink-Förderanlage entwickelt und ist als Vorbrecher für Hartgestein und recycelte Produkte geeignet.

Die Kegelbrecher von Metso (Modelle LT 200 D, LT 330 D, LT 200 HP, LT 300 HP, LT 300 GP und LT 550 GP) sind als Nachbrechanlage und für Siebanwendungen konzipiert und können bis zu drei Fertigprodukte herstellen (Bild 5). Einige dieser Modelle sind für mehrstufige Brechvorgänge konstruiert worden.

Metsos Sortiment an Prallbrechern (Modelle LT 1110, LT 1213, LT 1213 S, LT 1315, LT 1415, LT 1418 E und LT 1620 E) ist für weicheres Gestein wie Kalkstein sowie für das Brechen von Asphalt und Beton entwickelt worden. Einige Modelle wurden für mehrstufige Brechvorgänge konstruiert. Der Prallbrecher mit vertikaler Welle (VSI) wurde für die Herstellung von Zuschlagstoffen und Sand aus weicherem Gestein konzipiert und kann in einem mehrstufigen Brechprozess als Tertiärbrechanlage eingesetzt werden (Modelle LT 7150 und LT 9100 E).

Mobile Siebanlagen von Metso (Modelle ST 2.4, ST 2.8, ST 3.5, ST 3.8, ST 4.8 und ST 620) können im Verbund mit einem mobilen Brecher betrieben werden und wurden für schwere Vorabsieb- und Recyclingaufgaben konstruiert.

4.2.5 Sandvik

Die Sandvik Group ist ein schwedisches Großunternehmen mit rund 47 000 Beschäftigten. Es liefert Ausrüstung und Werkzeuge für den Schwermaschinenbau, für die Baubranche sowie für den Bergbau.

Sandvik produziert verschiedene mobile Brecheranlagen mit Raupenantrieb (Modelle QJ341, QJ331, QJ241, QJ21, UJ440i, UJ440E, UJ540 und UJ640) oder Radfahrwerk (Modelle UJ310, UJ210 und UJ300). Der QJ341 ist die bestverkaufte mobile Brecheranlage des Unternehmens. Obwohl sich Sandvik auf Bergbauanwendungen konzentriert, beabsichtigt das Unternehmen, auch in den Bereichen Steine-Erden, Bauwesen und Recycling Fuß zu fassen.

Sandvik stellt auch ein großes Sortiment an Kegelbrechern mit Gleiskette (Modelle QH331, QS331, QS441, UH440i, US440i, UH640, UH450E, UH440E, US440E, UD440E und QH441) oder mit Radantrieb (Modelle UH421, UH320, UH430E, UH311, UH310, UH316, US310, und US316) her. Die mit Radfahrwerk ausgestatten Anlagen wurden für kleine Steine-Erden-Anwendungen konstruiert und werden wahrscheinlich nicht im konventionellen Bergbau eingesetzt, mit Ausnahme von Bauarbeiten wie die Bereitstellung von Zuschlagstoffen für Beton oder das Stopfen von Bohrlöchern für Sprengungen.

Sandvik bietet auch zwei mobile Prallbrecher an (Modelle Q1441 und Q1341), die beide mit Raupenfahrwerk ausgestattet sind. Sie wurden als sekundäre und tertiäre Brecheranlage konstruiert und werden in Steinbrüchen eingesetzt.

Sandviks Siebeinheiten sind eigenständige Anlagen oder mit dem Backen- bzw. Kegelbrecher verschraubt. Sie werden als Ein-, Zwei- oder Dreideck-Modelle geliefert. QA451 ist ein Dreideckersieb, das normalerweise zusammen mit einem Backen- oder Kegelbrecher verwendet wird, QA140 und QA331 sind Einzelsiebe und QA441 ist ein Doppelsieb.

4.2.6 thyssenkrupp

thyssenkrupp ist ein diversifizierter Industriekonzern mit Sitz in Deutschland und ca. 155 000 Mitarbeitern in fast 80 Ländern. Das Unternehmen produziert ein Sortiment mobiler und semi-mobiler Brecher mit einer Leistung von bis zu 14 000 t/h. Dabei handelt es sich scheinbar um Maschinen, die nach den Bedürfnissen des einzelnen Kunden gefertigt werden.

4.2.7 Wirtgen Group

Die in Windhagen/Deutschland ansässige Wirtgen Group beschäftigte 2017 ca. 8200 Mitarbeiter. Das Unternehmen umfasst mehrere Tochtergesellschaften, die den weltweiten Vertrieb und Service übernehmen und Lieferanten der Bau- und Bergbauindustrie sind. Mobile Aufbereitungsausrüstungen werden von den beiden Tochtergesellschaften Wirtgen (Fräslader: Modelle 2200 SM, 2500 SM und 4200 SM) und Kleemann (Mobile Backen-, Prall- und Kegelbrecher sowie mobile Siebanlagen) produziert.

Das Sortiment der Kleemann-Backenbrecher umfasst die Modelle MC 100 R, MC 110 R EVO, MC 120 Z, MC 125 Z, MC 140 Z und MC 160 PRR. Die tatsächliche Aufgabegröße ist dabei geringer als die Abmessungen des Einlaufs.

Kleemann bewirbt die mobilen Kegelbrecher (Modelle MCO 9, MCO 9 S, MCO 11, MCO 11 S, MCO 13 und MCO 13 S) als Nachbrecher-Einheiten, die hauptsächlich für Asphalt- und Betonkörnungen eingesetzt werden, obgleich sie auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Im Bergbau werden sie eher im Verbund mit mobilen Backenbrechern als Vorbrecher eingesetzt. Kleemann verkauft und vermietet die MOBICONE, die ebenfalls zu den mobilen Kegelbrechern zählt. Das „S“-Sortiment beinhaltet zusätzliche Siebeinheiten, d.h. die Modelle MCO 11 S und MCO 13 S sind mit einem Dreideckersieb ausgestattet, das die Bearbeitung von drei Produkten ermöglicht.

Die Kleemann-Prallbrecher des MOBIFOX-Programms (Modelle MF 12 S, MF 14 S und MF 16 S) sind für weichen bis mittelharten Naturstein konzipiert und werden, wie die Kegelbrecher, mit oder ohne Siebeinheit geliefert. Die zusätzliche SNH-Serie ist mit einer „Mahlbahn“ ausgestattet, um die Formung regelmäßiger quaderförmiger Körnungen zu ermöglichen, die für die Beton- oder Asphaltproduktion wichtig sind. Laut Kleemann verfügt sein Prallbrecher-Sortiment über ein sehr verbrauchsarmes diesel-elektrisches Antriebskonzept, das strenge Lärmschutzanforderungen erfüllt.

Kleemann unterscheidet zwischen dem allgemeinen Baumaschinensortiment (für verschiedene Zwecke) und den Bergbau- und Abbaumaschinen (Modelle MS 12 Z, MS 13 Z, MS 14 Z, MS 15 Z, MS 16 Z, MS 16 D, MS 19 Z, MS 21 Z, MS 20 D, MS 23 D und MS 19 D). Die Kleemann-Siebanlagen können als Zwei- oder Dreideckersiebe, mit oder ohne Aufgabetrichter, als Bananensieb oder in anderen Bauformen ausgeführt werden. Für die Bereiche Bergbau und Steine-Erden werden zwei Arten von Siebanlagen angeboten: Schwerstücksortieranlagen (Modelle MS 18 Z und MS 20 Z) und Dreidecker-Siebanlagen für feinere Körnungen (Modelle MS 20 D und MS 23 D).

4.2.8 BHS-Sonthofen GmbH

Das Sonthofener Unternehmen BHS-Sonthofen liefert Mischtechnik (Mischanlagen), Zerkleinerungstechnik (Prallmühlen, Prallbrecher) sowie Filtrationstechnik für die Bergbauindustrie. Seine Prallmühlen mit vertikaler Welle (BHS Rotorprallmühle) bieten mögliche Lösungen für Prozesse, in denen eine selektive Zerkleinerung erforderlich ist. Diese innovative Aufbereitungstechnik ist angeblich eine kostengünstige Alternative zur Anreicherung von Erzen oder nutzbaren Mineralien während der ersten Aufbereitungsstufen.

Die BHS Rotorprallmühle ist ein Hochleistungszerkleinerer mit vertikaler Welle. Die Rotorprallmühle bewirkt ein großes Zerkleinerungsverhältnis und eine hervorragende Kornform. Die Mühle (Bild 6) ist für die Zerkleinerung aller wenig bis mäßig abrasiven Mineralstoffe geeignet.

Darüber hinaus bietet BHS-Sonthofen Rotorschleuderbrecher an (Bild 7). Dieser Hochleistungsbrecher (Typ RSMX) ist mit vertikaler Welle für Durchsatzleistungen (je nach Typ) von 30 – 400 t/h ausgestattet. Er ist für alle Arten von Mineralstoffen geeignet, auch für Aufgabematerialien mit einer hohen Härte. Jedes Einzelkorn im Aufgabegut wird im patentierten Zweikammer-Rotor sehr hoch beschleunigt und anschließend gegen eine feststehende Prallwand geschleudert. Die Prallwand kann aus einer Ringpanzerung oder alternativ aus einem Sandbett bestehen. Durch die großzügige Dimensionierung von Rotor und Gehäuse werden Verstopfungen weitgehend vermieden.

Rotorprallmühle (Typ RPM) und Rotorschleuderbrecher (Typ RSMX) nutzen eine Kombination von Prall- und Scherkräften. Diese Kräfte bieten ausgezeichnete Möglichkeiten für die selektive Zerkleinerung von Verbundstoffen. Nachweislich können durch diese Maschinen Mineralien aufgeschlossen und vom umgebenden Taubgestein getrennt werden.

4.2.9 Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co. KG

Die Maschinenfabrik Köppern ist spezialisiert auf die Brikettierung, Kompaktierung und Zerkleinerung von Erz sowie auf die Hochdruckzerkleinerung. Im Bereich Erzzerkleinerung hat Köppern die Hochdruckzerkleinerungswalze oder Gutbettwalzenmühle (GBWM) entwickelt (Bild 8). Die GBWM erweist sich als eine wichtige Zerkleinerungstechnik für die Mineralaufbereitung (Bild 9). Die Technik steht in direktem Wettbewerb mit Mahlprozessen durch semiautogene Trommelmühlen (Semi Autogenous Grinding – SAG) und Kugelmühlen (Ball Mills – BM) und hat ihre Hauptanwendungen in der Primärzerkleinerung und der Aufschließung von Diamanten. Im Vergleich zu SAG und Kugelmühlen ist der Energieverbrauch im GBWM-Prozess erheblich geringer, was wiederum reduzierte Betriebskosten und positive Umweltauswirkungen zur Folge hat.

Mögliche Vorteile der GBWM im Vergleich zu konventionellen Zerkleinerungs-/Mahlverfahren sind:

Wirtschaftliche Vorteile

Kurzfristige Anlagenverfügbarkeit

Kürzere Zeiten für Montage und Inbetriebnahme

Stetiger Prozessdurchsatz und Möglichkeit zur Anpassung von Prozessparametern an veränderte Erzeigenschaften

Keine Geröllzerkleinerung

Zuverlässige Testarbeiten und Scale-up

Ebenfalls im Produktangebot sind Walzenpressen, Sichter und Hochdruck-Rollenpressen.

4.2.10 TAKRAF

TAKRAF ist ein Lieferant für Tagebaugeräte und Massengut-umschlagsanlagen. Das TAKRAF-Angebot umfasst, Hochdruck-Rollenpressen (HPGR), Delkor Apic Setzmaschinen, DELKOR BQR Flotationszellen, Walzenbrecher und vollmobile Brecheranlagen.

Hochdruck-Rollenpressen (HPGR) sind moderne und effiziente Zerkleinerungsmaschinen (Bild 10). Das Mahlen von Material in HPGRs hat sich im Vergleich mit konventionellen Mühlen und Brechern als kosteneffizienter erwiesen. Insbesondere die nachgelagerten Aufbereitungsstufen wie Kugelfräsen sind energieeffizienter aufgrund der Verteilung der feineren Partikelgrößen und des Zusatzeffekts der „Mikrospalten“ in den Produktpartikeln, die von der HPGR ausgegeben werden.

4.2.11 Terex

Terex ist einer der weltweit tätigen Hersteller von Hubtechnologie, Höhenzugangstechnik und Maschinen zur Materialaufbereitung und beliefert zahlreiche Branchen. In der Sparte Terex Minerals Processing Systems werden verschiedene Brecher- und Sortieranlagen für die mineralverarbeitende Industrie geliefert. In dieser Produktsparte werden hauptsächlich Backenbrecher, Kegelbrecher, Prallbrecher mit vertikaler/horizontaler Welle sowie Siebanlagen angeboten (Bild 11). Die Zerkleinerungs- und Siebtechniken sind erprobt und werden weltweit in der Erzaufbereitung angewandt.

Die Anlagen werden in verschiedenen Größen angeboten und sind für eine Vielzahl von Durchsätzen und Anwendungen geeignet. Beispielsweise kann der in Bild 12 gezeigte Backenbrecher Erz mit einer Aufgabeleistung von bis zu 1180 t/h aufbereiten. Außerdem können die Anlagen in modularer oder mobiler Ausführung geliefert werden. Die Maschinen werden vormontiert und vorverdrahtet geliefert. Ihr Platzbedarf ist gering und Bauarbeiten sind nur in begrenztem Umfang erforderlich, was eine unkomplizierte Montage vor Ort ermöglicht.

Das britische Unternehmen Powerscreen gehört zum Terex-Konzern. Powerscreen konstruiert und produziert mobile Brecheranlagen. Das Sortiment umfasst Backen-, Prall- und Kegelbrecher. Die kleinste Backenbrechanlage ist die fahrbare Metrotrak mit Raupenfahrwerk. Zum Lieferumfang gehören Aufgabetrichter, Primär-Aufgeber (mit Rost), Backenbrecher, Staubbindungssystem und Produktförderband. Die Anlage hat eine Leistung von bis zu 200 t/h.

Das Prallbrecher-Sortiment ist für formgebende Anwendungen konzipiert, u.a.für die Herstellung von Splitt, Sand, Beton sowie für Glas-Recycling. Zum Sortiment gehören Prallbrecher mit horizontaler und vertikaler Welle. Auch diese Anlagen sind mit Raupenfahrwerk ausgestattet.

Powerscreen produziert mehrere Kegelbrecher und Siebanlagen, jeweils mit Raupenfahrwerk. Der kleinste Kegelbrecher 1000SR hat einen Durchsatz von bis zu 230 t/h. Zur Ausstattung gehören ein Kegelbrecher, Aufgeber, Metalldetektor, Staubbindungssystem und ein Nachsieb mit zwei Decks.

4.2.12 Parker Plant

Parker Plant ist ein britisches Unternehmen, das Brecher- und Siebanlagen für Primär-, Sekundär- und Tertiäranwendungen liefert. Das Sortiment an Brecheranlagen und Vibrationssieben ist in beliebiger Konfiguration lieferbar: mit Gleisketten, Rädern oder als stationäre Einheit.

Parker bietet ein Sortiment primärer Backenbrecher mit Raupenfahrwerk, die schnell und unkompliziert eingesetzt und zu einem anderen Aufstellort verlegt werden können. Angeboten werden auch fahrbare Kegelbrecher, die entweder eigenständig oder für die Anbindung an andere Raupenmaschinen des Parker-Sortiments ausgelegt sind. Die mit Gleisketten ausgerüsteten Hochleistungs-Prallbrecher der HD-Serie sind für die Vor- und Nachzerkleinerung mittlerer bis hoher Volumina geeignet. Zum Lieferprogramm gehören auch Schrägsiebe in Zwei- und Dreideckausführung mit Raupenfahrwerk.

Parker bietet einfache mobile Lösungen für anspruchsvolle Zerkleinerungs- und Siebanwendungen. Die Maschinen der CrushRanger- und Hunter-Serien sind leicht zu transportieren und innerhalb von Stunden an der Abbaustätte betriebsbereit. Der „Hunter“ ist eine unkomplizierte, eigenständige Backenbrechanlage mit Drehsieb und Zufuhrplattform. Die CrushRanger-Modelle sind zweistufig mit geschlossenem Kreislauf lieferbar. Sie sind optional mit Backen-, Kegel-, Walzenbrecher und Sieben (auf einem Gestell montiert) lieferbar.

4.2.13 Hewitt Robins

Die britische Hewitt Robins International Ltd liefert mobile Siebanlagen mit Raupenfahrwerk, Rädern oder auf Gleitgestellen montiert, um Kunden die unkomplizierte Verlagerung der Siebanlagen zu ermöglichen. Mobile Siebanlagen sind als Schräg-, Horizontal- oder Hochleistungssiebe und in Mehrdeck-Konfigurationen lieferbar (Abmessungen bis zu 1,8 m Breite und 7,2 m Länge). Die mobilen Brecheranlagen von Hewitt Robins sind für schnelles Rüsten ausgelegt. Sie verfügen über hydraulische Stützen, einen faltbaren Aufgabetrichter und ein Förderband.

4.3 Mahlen

Mobile Mahlanlagen sind vorwiegend nicht in der mineralverarbeitenden Industrie anzutreffen, und die Anpassung bestehender Ausrüstungen ist wahrscheinlich die günstigste und zudem robusteste Lösung.

Die in Düsseldorf ansässige Loesche GmbH entwickelt Technologien für das Mahlen und die Aufbereitung von Mineralkomponenten. Das Unternehmen produzierte bereits 1928 eine mobile Mahlanlage sowie stationäre Mahlanlagen und hat dieses Konzept seitdem weiterentwickelt. Es handelt sich nicht um eine mobile Anlage im eigentlichen Sinn des Wortes, die mit Gleisketten oder Rädern ausgestattet ist. Vielmehr wird die Anlage in drei oder mehreren 40-Fuß-Containern transportiert, wobei die eigentliche Anlage in zwei Containern und die Warte in einem weiteren Container untergebracht sind (Bild 13).

Die Anlage besteht aus einer vertikalen Walzmühle, die das relativ trockene Erz vermahlt. Nach Unternehmensangaben bietet die Anlage mit der Bezeichnung OGP (Ore Grinding Plant) mobile folgende Vorteile:

Reduzierte Betriebs- und Kapitalkosten

Geringerer Energieverbrauch

Höherer AusbringungsgradAnpassung an schnelle metallurgische Veränderungen

Reduzierter oder kein Wasserverbrauch

Automatisierungsmöglichkeit

Es ist eine Zerkleinerung bis 90 µm möglich. Das Gewicht der gesamten Anlage beträgt 65 t und der Energieverbrauch 420 kW. Für den Transport sind mehrere Lkw erforderlich. Die Förderleistung liegt bei weichem Gestein zwischen 2 und 4 t/h. Die OGPmobile wird hauptsächlich für die Aufbereitung von Golderz/Eisenerz eingesetzt.

Die Sepro-Mühle wird mit bestehender Ausrüstungen als die bevorzugte Option angesehen, da sie bereits in Industrieanlagen eingesetzt werden und sich bewährt haben. Zum Beispiel könnte eine Einheit wie die Sepro-Mühle (Bild 14) mit Reifenantrieb von der Sepro Mineral Systems Corp. ggf. angepasst und in eine mobile Mahlanlage integriert werden.

Dieser Mahlanlagentyp wäre ein möglicher Kandidat für eine modul-basierte mobile Anlage, da er für Anwendungen mit geringen Kapazitäten geeignet ist. Außerdem verfügt die Sepro-Einheit über einen Frequenzumrichterantrieb (VFD), der dem Bediener die Feinabstimmung mit der jeweiligen Bergbauanwendung ermöglicht. Die Einheit wäre auch für die Nachzerkleinerung geeignet. Die Mühle ist für den Einsatz von Kugeln, Stangen oder Kleinkugeln als Mahlmedium ausgelegt.

4.4 Vorkonzentrierungstechnik

Die Vorkonzentrierungstechnik könnte ein bedeutender Aspekt bei der Entwicklung mobiler Aufbereitungssysteme sein. Diese Technik ermöglicht es, vor der Aufbereitung erhebliche Materialmengen auszusondern. Der Vorteil: Die Größe des Aufbereitungskreislaufs kann reduziert werden, wodurch sich möglicherweise Kapital- und Betriebskosten einsparen lassen und die Wirtschaftlichkeit von Projekten erhöht wird. Die Vorkonzentrierungstechnik könnte ggf. auch unter Tage eingesetzt werden und sowohl die Transportkosten als auch die Betriebskosten für die Bergeentsorgung reduzieren, wenn Grobes bereits unter Tage entsorgt werden kann.

Es ist eine Vielzahl von Techniken verfügbar, wie die Schwertrübetrennung, die optische und die Röntgen-Sortierung, die im Folgenden näher beschrieben werden. Schwertrübeabscheider sind in der mineralverarbeitenden Industrie bereits extensiv eingesetzt worden, wohingegen auf Trennung basierende Abscheider erst seit Kurzem nach entsprechenden technischen Entwicklungen für den Bergbau und den Abbau zur Verfügung stehen.

4.4.1 Schwertrübetrennung

Die Schwertrübetrennung oder Schwertrübesortierung (DMS) ist ein Prozess, in dem eine Suspension dichten Pulvers in Wasser genutzt wird, um eine Art „schwerere Flüssigkeit“ zu erzeugen, um mineralische Partikel in einem Sink-Schwimm-Prozess abzuscheiden. Viele moderne Schwertrübe-Sortieranlagen verwenden diese Technik, weil sie flexibel ist, eine Veredelung von Rohstoffen ermöglicht und gleichzeitig deren Gesamtrentabilität erhöht. Die korrekte Anwendung der DMS-Technik kann die Gewinnung von Mineralien und Diamanten sowie den Abscheidegrad beim Recycling von Metallschrott erhöhen. Üblicherweise wird Ferrosilizium-Pulver (für höhere Dichtetrennungen) oder ein Magnetit-basiertes Mittel (für Kohleanwendungen) verwendet, um die Dichte des Mediums anzupassen.

Dynamische Schwertrübeabscheider

Sepro Mineral Systems liefert anpassbare und transportable Schwertrübe-Sortieranlagen, die eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen. Sepro produziert z.B. Condor, einen dynamischen, mehrstufigen Schwertrübeabscheider (DMS). Die Einheit verfügt mindestens über zwei Trennstufen, die laut Herstellerangaben zu einer effizienteren Produkttrennung bei der Vor-/Nachflotation und Reinigung im Bereich der Schwertrübe-Mehrproduktanwendungen führen.

Der standardmäßig für zwei Produkte (Konzentrat, Berge) ausgelegte Schwertrübeabscheider von Sepro verwendet einen zweistufigen Condor-DMS (Bild 15), wohingegen die für drei Produkte (Konzentrat, Zwischengut, Berge) ausgelegte Schwertrübe-Sortieranlage einen dreistufigen Condor-DMS sowie zwei Medienkreisläufe mit hoher und geringer Dichte verwendet.

Trommelabscheider

Ein Beispiel für diese Art von Abscheidern ist die Heavy-Media-Separationsanlage Wemco^® von FLSmidth. Diese modul-basierten, verlagerbaren und mobilen Abscheider sind mit Trommel- oder Zyklonmodulen erhältlich. Die Wemco^® ist ein Schwertrübeabscheider für Kohle und Mineralien im Größenbereich 300 – 6 mm. Ein Beispiel der Wemco^® Heavy-Media-Separationsanlage ist in Bild 16 dargestellt.

FLSmidth liefert auch Krebs Heavy-Media-Zyklone, die speziell konstruiert wurden für die Voraufbereitung von Kohle und Mineralien unter Anwendung der Schwertrübetrennung.

4.4.2 Optische und Röntgen-Sortiermaschinen

Optische oder digitale Sortiermaschinen sind mit Kameras und/oder Lasern für die Trennung von Materialien nach Größe, Form, Farbe oder anderen physikalischen Eigenschaften (z.B. chemische Zusammensetzung) ausgestattet. Sie werden überwiegend in der Lebensmittelverarbeitung genutzt und derzeit in den Bereich der Erzaufbereitung eingeführt. Zurzeit werden Röntgen-Sortierer entwickelt, die Mineralien aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und Strukturmerkmale unterscheiden und trennen.

Laut Metso entwickelt die Australian Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) einen Sensor für Erz-Schüttgut, der magnetische Resonanz nutzt, um möglicherweise den Erzgehalt feststellen und somit das Erz vom Taubgestein trennen zu können.

Auch die Firma Mogensen stellt optische Sortieranlagen her. In diesen Sortierern stellt ein Schwing-Sizer sicher, dass das Siebgut die Förderrinnen in einer gleichmäßigen Schicht erreicht. Anschließend wird das Siebgut beschleunigt und gescannt, während es an mehreren hochauflösenden Kameras vorbeifällt. Die Aufnahmen werden per Computer untersucht und die unerwünschten Partikel mittels Druckluft aus dem Materialfluss entfernt.

Um die Funktionsfähigkeit der Anlage zu gewährleisten, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein:

Die Schüttgüter müssen anhand ihrer Farbe oder Helligkeit leicht zu unterscheiden sein. Das bedeutet, die Schüttgüter müssen vorab gewaschen werden.

Die Schüttgüter müssen ein enges Kornband von 3 – 250 mm aufweisen.

Es muss möglich sein, ein einzelnes Partikel zu „behandeln“.

Dadurch eignen sich die Mogensen-Sortieranlagen für folgende Anwendungen: Trennung von Tonsorten (nach Farbe), feuerfeste Steine sowie Erkennen von Verunreinigungen in einigen Mineralien wie Andalusit, Cristobalit und Feldspat-Quartz-Mischungen. Obgleich die Anwendungen im Bergbau begrenzt sind, bieten die technologischen Fortschritte mehrere Vorteile:

Bei bestimmten Schüttgütern, die sich nach Farbe und Helligkeit trennen lassen, werden stabile und gleichbleibende Ergebnisse erzielt.

Die Anwendung ist verbunden mit niedrigen Kosten und einem geringen Wartungsaufwand.

Das Verfahren ist umweltverträglich.

Das Unternehmen hat verschiedene Sortiermaschinen im Programm. Die größten Maschinen können einen Durchsatz von maximal 10 t/h verarbeiten und werden als bergbautauglich angepriesen. Die größte Maschine, die MSORT AG/AH, kann Kornbänder zwischen 80 und 250 mm verarbeiten.

Bemerkenswert ist, dass die Firma Steinert kürzlich ein in Containern transportierbares Röntgen- und Induktionssortiersystem für Erze geliefert hat (erhältlich über Ore Sorting Australia Pty Ltd). Diese Anlage verfügt über integrierte Verdichter und einen Dieselgenerator, um den Betrieb an jedem beliebigen Ort zu ermöglichen.

Die Schaefer Kalk GmbH mit Sitz in Diez/Deutschland hat im Kalksteinbruch Steeden zwei optische Sortieranlagen zur Aufbereitung von 120 – 150 t/h mit einer Rückweisungsrate von 30 % installieren lassen. Die Anlagen mit REDWAVE-sensorgestützter Sortiertechnik der österreichischen BT-Wolfgang Binder GmbH wurden 2011 installiert und seitdem im laufenden Betrieb kontinuierlich verbessert. Der in Steeden abgebaute Kalkstein weist große Unterschiede in Farbe und chemischer Zusammensetzung auf, was eine effektive Trennung erlaubt.

REDWAVE-Sortieranlagen (Schaefer Kalk GmbH) sind eine Mischung aus optischen und Röntgen-Sortierern, die nach Angaben auf der Unternehmenswebsite für die meisten Metallsorten einsetzbar sind. Zwar könnten die Anlagen in einigen Bergbaubereichen eingesetzt werden, doch finden sie größtenteils für Metallschrott, Abfall und Keramik Anwendung. Keine dieser Anlagen scheint mobil zu sein. Gleichwohl erscheint die Entwicklung für Bergbauanwendungen vielversprechend – falls es gelingt, durch ein optisches bzw. Röntgenverfahren den Erzgehalt einer heterogenen Gesteinsmischung zu bestimmen, könnte dies ein Beitrag zur Revolutionierung der Erzaufbereitung sein. Sie hätte das Potenzial, Kosten zu reduzieren und weitaus umweltverträglicher und nachhaltiger zu sein als derzeitige Aufbereitungsmethoden, die mitunter verschwenderisch mit Energie und Wasser umgehen.

4.5 Aufbereitung

Für Aufbereitungsausrüstungen werden überwiegend stationäre Anlagen eingesetzt. Allerdings könnte die Anpassung dieser Techniken für deren „Mobilmachung“ genutzt werden. Obwohl nicht alle zuvor beschriebenen Anlagen für mobile Anwendungen gedacht sind, wird angestrebt, dass diese Anlagen leicht angepasst werden könnten. Deshalb werden diese Anlagen in die Übersicht einbezogen.

4.5.1 Schwerkraft

Zentrifugalabscheider wie die Knelson- und Falcon-Konzentratoren (Bild 17) sind häufig in stationären Anlagen anzutreffen, wo sie zur Gewinnung von aufgeschlossenem Gold vor der Cyanid-Laugung eingesetzt werden. Die Maschinen haben einen geringen Platzbedarf und können für die Konzentration einer Vielzahl von Mineralien genutzt werden. Sie sind möglicherweise in einem mobilen Szenario einsetzbar und könnten als Standardkomponenten verwendet werden, vorbehaltlich ihrer Eignung (gemäß metallurgischer Forschung). Der Durchsatz variiert von 1 – 1000 t/h.

Setzmaschinen und Schüttelherde sind Elemente weiterer, die Schwerkraft nutzende Techniken, die für die Gewinnung von Mineralien wie Gold, Wolfram und Zinn in einer mobilen Prozessumgebung einsetzbar sind.

Mobile Schwerkraftanlagen (Waschwerke) werden häufig bei der alluvialen Goldgewinnung eingesetzt. Eine Vielzahl von Herstellern liefert entsprechende Ausrüstungen für die Branche, die meistens Siebtrommeln und Schleusen verwendet.

Beispielsweise könnte eine Anlage wie die HPC-30 (Bild 18) des südafrikanischen Unternehmens Extrac-Tec verwendet und in eine modulare Verfahrenskonfiguration integriert werden. Diese Anlage nutzt Siebtrommeln und Schleusen, umfasst jedoch auch ein patentiertes System, mit dem das gewaschene Erz vor der Weiterleitung zum Riffelprobenteiler zunächst in einem dynamischen Wirbelbett konzentriert wird. Laut Herstellerangaben ist die HPC-30 für eine Vielzahl von Anwendungen zur Konzentration von Schwerpartikeln geeignet, z.B. Schwerkraftkonzentration von Mineralien wie Zinnerz, Malachit, Galenit, Granat und Silber. Die Anlage wird mit einer Auswahl an Fördersystemen angeboten, um ein breites Spektrum an Anwendungen, Abbaustätten und Betriebsbedingungen abzudecken. Diese innovative Konstruktion (dynamisches Wirbelbett) ermöglicht einen erhöhten Durchsatz und zeigt auf, wie konventionelle Technik zur Erreichung der FAME-Zielsetzung weiterentwickelt werden könnte. Interessant ist zudem, dass die Anlage für Transportzwecke in Container verladbar ist.

4.5.2 Laugungstechnik

Gemahlenes Erzgestein wird häufig mit einem bewegten Laugenbad behandelt und zur Gewinnung des gewünschten Metalls in einen mit Wasser und Extraktionsmittel (Cyanid oder Säure) gefüllten Mischtank geleitet. Die Trübe wird für eine vorgegebene Dauer gemischt, um die Fest-Flüssig-Extraktion des betreffenden Metalls zu bewirken. Anschließend wird die das Metall enthaltende Flüssigphase (nach Abscheiden der Feststoffe) für die Wiedergewinnung des Metalls weiterbearbeitet. Ein wichtiger Planungsfaktor ist die Wahl der notwendigen Verweilzeit, die zwischen 12 und 36 Stunden dauern kann. Deshalb ist das benötigte Tankvolumen von der Aufgabeleistung der Anlage und der erforderlichen Verweilzeit abhängig. Folglich wird die Größe der Laugentanks, die für die mobile Aufbereitung verwendet werden können, in der Praxis begrenzt sein. Die Auswahl der Tanklaugung hat daher projektspezifisch zu erfolgen.

Eine Alternative sind Inline-Laugenreaktoren (ILR), die gewöhnlich in Gravitationskreisläufen für die Wiedergewinnung von Gold aus Schwerkraftkonzentrat (üblicherweise von Zentrifugal-Konzentratoren erzeugt) eingesetzt werden. Diese Anlagen sind kontinuierliche, intensive Laugenreaktoren, und das Konzept könnte möglicherweise für Anwendungen weiterentwickelt werden, in denen eine hydrometallurgische Behandlung eines Erzes oder Konzentrats auf engem Raum (in Bezug auf Standard-Laugentanks) erforderlich ist. Bild 19 zeigt die ILR-Anlage von Gekko.

Consep, ein weiterer australischer Lieferant von spezialisierten Aufbereitungsausrüstungen, war mit seinem Acacia-System recht erfolgreich. Dabei handelt es sich um ein Anlagen-Package zur Schwerkraftaufbereitung von hochgradigen Goldkonzentraten, ähnlich den Anreicherungsprodukten des Knelson-Konzentrators. Nach dem Consep-Ansatz wird ein Konzentrat aus Erz erzeugt, das zuvor einer intensiven Cyanid-Laugung in einem geschlossenen Kreissystem unterzogen wurde. Kernstück der Anlage ist ein Aufström-Wirbelschichtreaktor für die Laugung, um eine Fest-Flüssig-Interaktion für eine maximierte Reaktionskinetik der Goldlaugung ohne mechanische Umwälzung zu erzeugen.

4.5.3 Schaumflotation

Schaum-Flotationszellen werden von verschiedenen Lieferanten angeboten. Die projektspezifisch zu wählende Größe der Zelle hängt von den erforderlichen Aufgabeleistungen und Verweilzeiten ab – dementsprechend bieten die Hersteller eine Vielzahl von Zellgrößen an. Die Konstruktion variiert je nach Hersteller, doch alle Zellen arbeiten nach den üblichen Abscheidemethoden. Die Hauptlieferanten in Europa sind Metso, FLSmidth und Outotec. Metso hat eine mobile Aufbereitungsanlage entwickelt (Teil 3, nachfolgend), aber die Ausrüstungen anderer Lieferanten könnten ebenfalls für den Bau ähnlicher Anlagen verwendet werden.

4.5.4 Magnetische und elektrostatische Abscheidung

Magnetische und elektrostatische Abscheider werden für Anwendungen eingesetzt, in denen Mineralkomponenten aufgrund unterschiedlicher magnetischer und elektrostatischer Eigenschaften getrennt werden können. Diese Abscheider sind in zahlreichen Bauformen erhältlich, die für bestimmte Anwendungen konstruiert wurden. Eriez Magnetics Europe Ltd beliefert die mineralverarbeitende Industrie mit einem breiten Sortiment an Magnetanlagen. Die Integration dieser Technologien in eine mobile Anlage wird nicht als Herausforderung angesehen.

4.6 Entwässerungs- und Hilfseinrichtungen

Zahlreiche Anlagenlieferanten liefern der mineralverarbeitenden Industrie Entwässerungstechnologie und Hilfseinrichtungen. Eine Entwässerungseinrichtung wird für das Entfernen von Lösungen aus Feststoffen genutzt, hauptsächlich durch Einsatz von Eindickern und Filtern. Hochleistende Eindicker wie die von FLSmidth gelieferten Einheiten sind ein Beispiel dafür, dass eine Anlage sich eher für die mobile Aufbereitung eignet (aufgrund des geringeren Platzbedarfs und Energieverbrauchs) als die konventionelle Eindick-Technik. Ein anderes Beispiel sind Lamellen-Eindicker, die häufig in der mineralverarbeitenden Industrie verwendet werden (für die Wasseraufbereitung) und im Vergleich zu herkömmlichen Eindickern wesentlich weniger Platz benötigen.

Es gibt eine Reihe von Hilfseinrichtungen, die bei der Aufbereitung von Mineralien eingesetzt werden, wie z.B.:

Reagens- und Feststoffpumpen

Siebeinheiten und Zyklone

Tanks und Rührwerke

Luftversorgungssysteme

Sensoren für Automatisierungs- und Steuerzwecke

Rohrleitungen und Ventile

In Europa gibt es zahlreiche Lieferanten für diese Anlagenteile. Ein solches Beispiel ist der von BHS-Sonthofen produzierte Traggurtfilter (Bild 20).