Symposium für Aufbereitungstechnik 2018

A‌nfang März 2018 fand auf Einladung des Instituts für Aufbereitungsmaschinen der TU Bergakademie Freiberg (TU BAF IAM) zum 13. Mal das Symposium für Aufbereitungstechnik statt. Etwa 140 Fachleute – Hersteller, Anwender, Berater und Vertreter aus Hochschule und Forschung – diskutierten auf der Grundlage von zehn Fachvorträgen neueste verfahrens- und anlagentechnische Entwicklungen sowie wirtschaftliche Aspekte und Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Aufbereitungsmaschinen. Im Mittelpunkt standen dabei Zerkleinerung und Klassierung von Rohstoffen sowie Modellierung und Optimierung von Aufbereitungstechnologien.

Zunächst berichtete der Vorsitzende Florian Festge, Haver & Boecker OHG, über die Aktivitäten des Freundes- und Förderkreises des Institutes für Aufbereitungsmaschinen. Neben der Unterstützung des Instituts in Forschung und Entwicklung steht die Steigerung der Attraktivität des Studiums der Aufbereitungsmaschinen im Fokus – mit dem Ziel, die Zahl der Studienanfänger der Fachrichtung Maschinenbau in Freiberg bis 2020 auf jährlich 100 zu erhöhen. Eine der jüngsten Maßnahmen war die Neugestaltung des Internetauftritts des Instituts, um eine attraktive digitale Plattform zu schaffen, auf der mit verschiedensten Werbe-Kampagnen die Faszination und die Chancen, die das Studium der Aufbereitungsmaschinen für junge Ingenieure bietet, hervorgehoben werden. Zum Beispiel hatten 10 Studenten und Studentinnen auf einer vom Freundeskreis geförderten Exkursion nach Bulgarien im vergangenen Jahr die Gelegenheit, verschiedene Minen und Aufbereitungsanlagen zu besichtigen.

Verbunden mit einer detaillierten Schilderung des Exkursionsprogramms durch den Leiter des Instituts für Aufbereitungsmaschinen, Prof. Dr. Holger Lieberwirth, vermittelte das anschließend gezeigte Video einen lebhaften Eindruck der Exkursion. Nicht fehlen durfte der Bericht über die Entwicklung des Instituts, u.a. mit Blick auf die Zahl der Studierenden im Vergleich zu den anderen Fakultäten der TU Bergakademie sowie die Personalentwicklung in Abhängigkeit zu laufenden Forschungsprojekten. Prof. Lieberwirth berichtete außerdem über abgeschlossene Forschungsprojekte, u.a. aus dem Bereich der Elektromobilität mit Fokus auf die Recyclingfähigkeit von Kohlefaserverbundwerkstoffen, sowie Investitionsmaßnahmen für die großtechnische Versuchsanlage im Steinbruch Breitenau sowie für das Technikum des Instituts.

Im ersten Vortragsblock stand der Bergbau in Sachsen im Mittelpunkt. Prof. Dr. Armin Müller, Deutsche Lithium GmbH, Freiberg, berichtete im Plenarvortrag über die Entwicklung und den aktuellen Status des Zinnwald-Lithium-Projekts der Deutschen Lithium GmbH. Prof. Müller gab einen Einblick in die verschiedenen Projektstufen: von der bereits abgeschlossenen Erkundungskampagne, über Erzabbau und -gewinnung mittels Kammer-Pfeiler-Technolo-
gie mit geplanter Trockenaufbereitung sowie die anschließenden chemischen Prozesse bis zum fertigen Produkt. Nach Abschluss der Planung einschließlich der Genehmigungsverfahren sowie Abschluss der Finanzierungsverträge ist der Spatenstich für die Bergwerksrampe für Juli 2019 geplant. Nach dem Aufbau der Betriebsstätten soll das erste Endprodukt bereits im Juli 2021 auf den Markt kommen – 10 Jahre nachdem die Erkundungserlaubnis erteilt wurde.

Prof. Dr. Georg Unland knüpfte mit einer volkswirtschaftlichen Betrachtung der finanziellen Folgelasten des Bergbaus in Sachsen – im Vortrag gegliedert in die drei Bereiche Braunkohlebergbau, Uranbergbau und Steinkohle-, Erzbergbau- sowie Altbergbaulasten – an seinen vorjährigen Vortrag an. Nachdem über Jahrhunderte hinweg der Staatshaushalt vom Bergbau profitierte und in Städtebau, Infrastruktur oder Bildung investieren konnte, ist die gegenwärtige Situation durch eine Umkehrung der Verhältnisse geprägt: Der frühere Bergbau belastet den Staatshaushalt. Aufgrund der Folgeschäden des früheren Bergbaus unumgängliche Sanierungs- und Rekultivierungsmaßnahmen müssen finanziert werden – ein durchaus wirtschaftspolitischer Streitpunkt um Rücklagen bzw. Förderabgaben, der Staat und Steuerzahler voraussichtlich noch Jahrzehnte beschäftigen wird.

Das Innovationspotential bewährter Technologien am Beispiel von Brecheranlagen stand im Mittelpunkt des folgenden Vortragsblocks. Dr. Falk Silbermann, thyssenkrupp Industrial Solutions AG, berichtete über die „Reduzierung der Stahlbauschwingungen durch einen neuen schwingungsarmen Backenbrecher“. Mit Hilfe einer zusätzlichen Ausgleichswelle konnten vorhandene Unwuchtlasten um 50 % reduziert und Betriebsschwingungen weiter minimiert werden. Die Vorteile dieser innovativen, patentierten Auswuchttechnik auf Basis des Master/Slave-Prinzips liegen in einer geringeren Belastung der den Brecher umgebenden Konstruktionen und einem geringeren Wartungsaufwand bei einer erhöhten Kosteneffizienz sowie mehr Sicherheit im Betrieb. Der schwingungsarme Brecher ist für den Einsatz in stationären wie auch in mobilen und semimobilen Systemen geeignet. 

Als Meilenstein präsentierte Hugo van Benthem, Metso Germany GmbH, Metso’s neuen MX4 Kreiselbrecher, der 2017 nach einem Entwicklungszeitraum von etwa 10 Jahren in den Markt gebracht wurde. Dabei sind die Funktionen der höhenverstellbaren Brecherachse mit dem drehbaren Oberrahmen in nur einer Maschine kombiniert. Diese patentierte, vollautomatische Multi-Action-Technologie optimiert die dynamische Brechspaltverstellung und die Verschleißkompensation in Echtzeit, ohne manuelles Eingreifen und ohne Unterbrechung des Brechprozesses. Neben höherer Verfügbarkeit bei niedrigeren Betriebskosten und einer höheren Betriebs- und Wartungssicherheit hob van Benthem vor allem die Optimierung der Brechprodukte aufgrund der selektiven Produktion sowie die maximale Nutzung der Brechwerkzeuge bis 70 % hervor.

Dr. Rüdiger Heinrich, Haver & Boecker OHG, zeigte am Beispiel eines fiktiven Schotterwerkes die generelle Herangehensweise zur „Optimierung verfahrenstechnischer Anlagen mit der Simulationssoftware „NIAflow“. Dabei wird zunächst ein Modell erstellt, in dem jede Maschine und der gesamte Materialfluss der Aufbereitungsanlage rechnerisch erfasst und abgebildet wird. Anschließend folgt der Abgleich mit realen durch umfangreiche Beprobung gewonnenen Produktionsdaten und die Verifizierung des Modells. Dieser sogenannte Digitale Zwilling ermöglicht die Nachbildung realer Betriebszustände, um risikolos – d.h. ohne Stillstandzeiten und Betriebskosten zu verursachen – Optimierungsziele in Bezug auf Durchsatz, Kornform, Materialeigenschaften wie Verschleiß, Energieverbrauch, etc., innerhalb festgelegter Grenzwerte zu simulieren. Neben der Effizienzsteigerung kann das Programm auch zur Projektierung neuer Anlagen eingesetzt werden.

Wie mit intelligenten Regelsystemen den Anforderungen globaler Märkte an die mobile Aufbereitungstechnik am Beispiel von Materialflussregelungen und Überlastsystemen begegnet werden kann, war Thema des Vortrags von Jochen Meier, Kleemann GmbH. Das Continuous Feed System (CFS) sorgt für eine dynamische Regelung der Materialzufuhr im Verhältnis zum Materialfluss, indem die Frequenzen der Aufgaberinne jederzeit an den Brecherfüllstand angepasst werden können. Ergänzend dazu wird bei Backenbrechern das Load-Reduction-System (LRS) zur Vermeidung von kurzfristiger wie auch langanhaltender Überlastung eingesetzt. Die flexible Anpassung der mobilen Anlagen ermöglicht eine optimale Auslastung und damit eine hohe Produktivität – trotz unterschiedlichster Einsatzbereiche und Anforderungen.

Frank Eichhorn, Max Bögl Stiftung KG, berichtete über die erfolgreiche „Realisierung eines Konzeptes zur selektiven Zerkleinerung im Jura-Kalkstein“. Im firmeneigenen Kalksteinbruch Wiesenhofen werden die Rohstoffe zur Herstellung hochwertiger Beton- und Straßenbaustoffe gewonnen. Umfangreiche Untersuchungen und Versuchsreihen mit verschiedenen Zerkleinerungsmethoden im Zuge der Modernisierung der Gewinnungs- und Aufbereitungslinie des Werkes stellten sicher, dass die aus dem Kalkstein dieser Lagerstätte gewonnenen Fertigprodukte den hohen Qualitätsanforderungen entsprechen – unter der Voraussetzung, dass z.B. betonschädigende Anteile durch ein schonendes mehrstufiges Aufbereitungskonzept abgetrennt werden. Mit dem innovativen Gesamtkonzept wurde zusätzlich der Energieverbrauch um 26 % reduziert und der bislang nicht verwertbare Lagerstättenanteil um 50 % gesenkt.

Dr. Jens Friedrich, TU BAF IAM, präsentierte in seinem Vortrag „Untersuchungen zur Eignung ausgewählter Reststoffe für die Ziegelindustrie“, die er zusammen mit Lisa Kühnel durchgeführt hat. Die Untersuchungen waren Teil eines der Forschungsprojekte, die sich innerhalb des Netzwerks MICROMIN mit der ökoeffizienten Nutzung von Mikromineralien befassen, um sie u.a. zur Herstellung von keramischen Bauteilen zu nutzen. Friedrich skizzierte das Projekt einschließlich der verschiedenen Arbeitsinhalte sowie erste Ergebnisse. Einige der insgesamt 60 untersuchten Reststoffe erwiesen sich als vielversprechend für die Erzeugung qualitativ hochwertiger Ziegel – mit den Effekten einer erhöhten Druckfestigkeit, einer Reduzierung der Sintertemperatur und damit eines geringeren Energiebedarfs bei gleichzeitiger Reduzierung der Fluor-Emissionen.

Im Mittelpunkt des nachfolgenden Vortrags stand die Mittel- und Feinzerkleinerung in der Erzindustrie. Hier zeichnet sich ein Technologiewandel ab, indem die konventionellen, aber energieineffizienten Sturzmühlen – wie bereits in der Zementindustrie erfolgreich realisiert – durch Wälzmühlen ersetzt werden. Dr. Mathis Reichert, Loesche GmbH, berichtete über „Systematische Untersuchungen zur Erzmahlung in Wälzmühlen“ im Pilotmaßstab, die er im Rahmen seiner Dissertation mit drei verschiedenen Erzen im Technikum der Loesche GmbH mit der Pilotwälzmühle LM4.5 durchführte. Dabei wurde der Einfluss ausgewählter konstruktiver und betrieblicher Parameter auf Zielgrößen wie Produktfeinheit, Energiebedarf und Verschleiß mit Hilfe von Regressionsmodellen quantifiziert, um die Grundlage für eine Optimierung der Wälzmühlen für die Anwendung auch in der Erzindustrie zu schaffen.

Der abschließende Vortrag „Zukunftsweisender Neuaufbau der Messtechnik eines Laborprallbrechers“ von Stephan Lange, TU BAF IAM, beschäftigte sich mit der Ermittlung von Zerkleinerungskräften in Prallbrechern, dargestellt am Beispiel des institutseigenen, messtechnisch ausgestatteten Rotorprallbrechers. Neben Aufbau, Funktionsweise einschließlich der Vorteile der neuen Messlösung im Vergleich zu anderen Messmethoden berichtete Lange über die neuen Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Grundlagenforschung zur selektiven Zerkleinerung. Die neu erstellte Messtechnik ermöglicht eine zuverlässige Erfassung und Auswertung von Prall- bzw. Stoßvorgängen von 30 mm Partikeln bei einer – im Gegensatz zur vorherigen – doppelt so hohen Beanspruchungsgeschwindigkeit bis 60 m/s.

Die Pausen während der hervorragend organisierten Tagung, die aufgrund der Renovierungsarbeiten am Institut nochmals im Städtischen Festsaal stattfand, sowie beide Abendveranstaltungen boten eine gute Gelegenheit zum gegenseitigen Austausch und Netzwerken. Die vielfältigen Vorträge zeigten eindrucksvoll, inwieweit der Bedarf nach Optimierung in jeglicher Hinsicht ein zuverlässiger Motor für kontinuierliche Weiterentwicklung ist. Daher kann mit Spannung das nächste Symposium für Aufbereitungstechnik vom 7. bis 8. März 2019 erwartet werden.