Symposium wieder unter berufener Leitung
In bewährter Weise richtete das Institut für Aufbereitungsmaschinen der TU Bergakademie Freiberg zusammen mit seinem Freundes- und Förderkreis vom 7. bis 8. März 2013 das jährliche Symposium für Aufbereitungstechnik aus. Wieder waren weit über 100 Vertreter aus Forschung und Praxis der Einladung gefolgt (Bild 1). Einerseits, um sich über aktuelle Trends, Anwendungen und neueste Forschungsergebnisse zu informieren und auszutauschen – andererseits, um nach 5 Jahren kommissarischer Übergangszeit Prof. Dr.-Ing. Holger Lieberwirth als neu berufenen Institutsleiter zu begrüßen.
Nach seiner kurzen Vorstellung durch den Vorsitzenden des Freundes- und Förderkreises des Institutes für Aufbereitungsmaschinen, Dr. Christoph Kemmann (Bild 2), präsentierte der neue Institutsdirektor (Bild 3) die aktuellen Studentenzahlen des Studiengangs Maschinenbau. Diese sind zwar leicht rückgängig, erfahren jedoch im Vertiefungsbereich der Aufbereitungsmaschinen sowie Gewinnungs- und Spezialtiefbaumaschinen nach wie vor Zuwachs. Das Institut bietet Studierenden ein Zusatzzertifikat mit der Qualifikation zum Dipl.-Ing. für Aufbereitungs- und Anlagentechnik an, das gemeinsam mit dem Förderkreis entwickelt wurde und für die gute Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Industrie steht. Das zusätzliche Lehrangebot wird von den Studenten gerne angenommen, zumal es auf die Bedürfnisse der Wirtschaft zugeschnitten ist und mit einem breiten Themenspektrum ein attraktives Forschungsfeld mit praxisorientierten Aufgabenstellungen, u.a. aus den Bereichen Brecher/Mühlen, Fördertechnik, Verschleiß, Instandhaltung, Recycling von Kunststoff etc. bietet. Dadurch gewonnene Kenntnisse wie auch Kontakte können durchaus den Weg in eine interessante Berufskarriere nach dem Studium ebnen.
Dr. Kemmann und Prof. Dr. Lieberwirth dankten Dr. Folgner wie auch Dr. Meltke, unter deren engagierter und kompetenter Leitung das Institut während der Übergangszeit hervorragend geführt und vorangebracht wurde. Nicht zuletzt sieht Prof. Dr. Lieberwirth auch aufgrund der Zusammenarbeit mit dem Förderkreis sowie der hervorragenden Ausstattung des Technikums eine sehr gute Ausgangssituation für praxisbezogene Forschungsarbeit in den verschiedensten aufbereitungstechnisch relevanten Themenbereichen. In einem späteren Vortrag skizziert Prof. Dr. Lieberwirth, wo künftig der Forschungsschwerpunkt am Institut liegen wird.
Daran anschließend gab der Oberbergmann Prof. Dr. Bernhard Cramer (Bild 4) in seinem Vortrag „Bergbau in Sachsen“ einen lebendigen Überblick über den aktiven Gewinnungsbergbau. Zum einen hat der Abbau der Braunkohle als kostengünstiger Energieträger wieder zunehmend an Bedeutung gewonnen. Zum anderen gibt es – nachdem der Erzbergbau in Sachsen 1991 eingestellt wurde – seit 2006 eine Wiederbelebung der Erkundungsaktivitäten von Erz- und Spatlagerstätten. Das rohstoffreiche Sachsen verfügt außerdem über Vorkommen an Kupferschiefer und Seltenen Erden und steht inzwischen international im Blickfeld von Bergbaufirmen und -investoren. Nicht zuletzt ist die Aufbereitungstechnik inzwischen aufgrund der technisch weiterentwickelten und verfeinerten Verfahren auch in der Lage, weniger ergiebige Lagerstätten effektiv zu nutzen. Neben landesweit 19 Erkundungsbewilligungen wurden bereits 3 Bergbaubewilligungen erteilt, und mit der Flussspatgrube Niederschlag ist bereits das erste „neue“ Spatbergwerk in die Betriebsphase eingetreten. Nachdem 2008 das sächsische Oberbergamt den Bergbau auf Fluss- und Schwerspat bewilligt hat, konnte 2011 der Rahmenbetriebsplan zugelassen und ein Mehrzweckgebäude eingeweiht werden. Gegenwärtig wird eine untertägige Aufbereitungsanlage eingerichtet und erstes Flussspatkonzentrat soll noch 2013 hergestellt werden. Dank einer intensiven Öffentlichkeitsarbeit hat das Projekt zum einen eine gute Akzeptanz in der Bevölkerung. Zum anderen erfahren die Aktivitäten eine breite politische Unterstützung – im August 2012 verabschiedete der Freistaat Sachsen die Rohstoffstrategie für Sachsen, und im Januar 2013 wurde von der Bundesregierung ein Explorationsförderprogramm gestartet, das auch für inländische Erkundungsvorhaben genutzt werden kann.
Die Erschließung der Flussspatgrube Niederschlag erfolgt durch die Erzgebirgische Fluss- und Schwerspatwerke GmbH (EFS). In ihrem Vortrag „Untertägige Aufbereitungsanlage für Flussspat“ erläuterten Andreas Kimmeyer (Bild 5) und Michael Henkel (Bild 6), HAVER NIAGARA GmbH – von der EFS mit der Anlagenplanung beauftragt, im Anschluss an den Plenarvortrag von Prof. Dr. Cramer den Schacht mit dem Anlagenaufbau und den verschiedenen Technik- bzw. Verfahrensbereichen in 3D mit Blick auf die besonderen Herausforderungen bei der Planung, Abwicklung und Montage der Anlage. Die Vorzerkleinerung und Bergeabscheidung findet direkt untertage und damit in beengten und besonders mit Blick auf die Wartungsmöglichkeiten schwierigen Platzverhältnissen statt. Dadurch lässt sich jedoch der Transportaufwand zum 40 km entfernt liegenden Standort der Nassaufbereitung durch Mahlung, Flotation und Entwässerung vermindern und kosteneffizienter gestalten. Zusätzlich verbleiben die groben Berge direkt als Versatz in der Grube.
Mittelpunkt der beiden nachfolgenden Vorträge war die Aufbereitung von Sand. Dipl.-Ing. Dietmar Guldan (Bild 7) von der BHS-Sonthofen GmbH berichtete über die „Herstellung von Trockenmörtelsand“. Das Unternehmen hat mit der BHS-Prallmühle bzw. -Prallbrecher, dem BHS-Rotorschleuderbrecher und der BHS-Rotorprallmühle eine spezielle Zerkleinerungstechnik entwickelt, die weiche, mittelharte bis harte und verschleißintensive Materialien und Gesteine verarbeiten kann. Guldan erläuterte Aufbau, Wirkungsweise und Einsatzmöglichkeiten der Maschinen am Beispiel verschiedener Sieblinien und beeindruckte das Fachpublikum mit Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, die die Zerkleinerung des jeweils aufgegebenen Materials in den verschiedenen Brecheranlagen dokumentieren. Je nach Anwendungszweck können klar definierte Sieblinien erzeugt werden, um die jeweils von der Bauindustrie vorgegebene Trockenmörtelrezeptur zu erstellen. Das Unternehmen hat in seinem Technikum drei Varianten zur Herstellung von Trockenmörtelsanden entwickelt, auf deren Grundlage die kundenspezifische Planung einer Trockenmörtelanlage erfolgen kann bzw. es möglich ist, die Trockenmörtelrezepturen je nach Anforderung effizient anzupassen und zu optimieren.
Unter dem Motto „Sieben auf einen Streich“ stand der Vortrag aus dem Bereich Feinsiebung von Dipl.-Ing. Uwe Bruder (Bild 8), Bruder Consult, über „Neue Aspekte bei der Trockensiebung am Beispiel der Siebanlage Nobitz“ der Heim Industrial Minerals GmbH. Das Unternehmen hat eine innovative Sandaufbereitungsanlage errichtet, bei der die Nutzung von regenerativer Energie (Photovoltaik-Anlage zur Gewinnung von Solarstrom und Abwärme aus einer Biogasanlage für die Trocknung) in Verbindung mit einem ausgeklügelten Anlagenbau (7 Derrick-Siebmaschinen – Standard- wie auch neueste Trocken-Stack Sizer – übereinander angeordnet, von nur einem Taschenförderer beschickt) und modernster Siebtechnik (z.B. neu entwickelte Derrick-PU-Siebbeläge (Bild 9), die bei Trockensiebung nicht mehr verblinden) hervorragende Ergebnisse bringt. Die Siebanlage in Nobitz zeichnet sich aus durch permanente elektronische Überwachung, leichte Zugänglichkeit und Kontrollierbarkeit der Siebtechnik auch im laufenden Betrieb, kurze Rüstzeiten, geringen Stromverbrauch, geringe Lärmbelastung und geringe dynamischen Lasten. Darüber hinaus kann mit der hochflexiblen Anlage die Körnung jederzeit an Kundenwünsche angepasst werden.
Um die „Trocknung von mineralischen Stoffen im Vibrationsfließbett“ ging es im Vortrag von Dr. Ulrich Kohaupt (Bild 10), Jöst GmbH. Effizienzsteigernde Maßnahmen zeigen sich bei den Weiterentwicklungen in der Trocknertechnologie in erster Linie im geringeren Energiebedarf bei gleichzeitig optimierter Produktqualität. U.a. am Beispiel der Trocknung von Steinkohleflotationskonzentrat beschrieb Kohaupt die besonderen Herausforderungen, Kriterien und technischen Lösungen beim Einsatz der Vibrationsfließbetttrockner von Jöst, die sich durch eine besonders energiearme und gleichmäßige Durchströmung des Produkts auszeichnen.
Wie mit einfachen Mitteln die Staub- und Lärmbelastung beim Einsatz von Brech- bzw. Siebanlagen im Steine- und Erdenbereich bereits im Vorfeld beeinflusst werden kann, erläuterte Dr. Jens Löwe (Bild 11), SBM Mineral Processing GmbH, an verschiedenen Beispielen in seinem Vortrag zur „Planung, Konstruktion und Betrieb von Brech- und Siebanlagen unter besonderer Beachtung der Staub- und Lärmemission“. Bereits in der Phase der Projektierung entscheidet sich aufgrund der Gesteinsart, des gewünschten Zerkleinerungsverhältnisses und weiterer Qualitätsparameter für das Endprodukt, ob Druckzerkleinerung (geringe Staubbelastung, aber hoher Geräuschpegel) oder Prallzerkleinerung (relativ leise, aber hohe Staubbelastung) in Frage kommt. Um den jeweils optimalen Lösungsansatz zu finden, gibt es diverse Möglichkeiten, stationäre wie auch mobile Anlagenkonstruktionen z.B. durch den Einsatz von sog. Kiesleitern oder dieselelektrischen Antriebskonzepten soweit zu verbessern, dass jegliche Emissionsbelastungen möglichst gering gehalten werden.
Optimierung des Ausbringens von granulierten Kalidüngern stand im Mittelpunkt der beiden nachfolgenden Vorträge. In seinem Vortrag „Auslegung und Design von Anlagen zur Kompaktier-Granulierung von KCI“ präsentierte Dr. Harald Günter (Bild 12), Köppern Aufbereitungstechnik GmbH, verschiedene Ansatzpunkte in der Konzeption wie auch in der verfahrenstechnischen Auslegung der Anlagen. Bezogen auf die Anlagenoptimierung gab Dr. Günter unter Berücksichtigung der jeweiligen Vor- und Nachteile einen Überblick über die verschiedenen Systemanordnungen (Einzelbeschickung oder gleichzeitige Beschickung von mehreren Systemen). Des Weiteren verwies er auf die Möglichkeiten der Prozessoptimierung beim Kompaktor, in der ersten und in der zweiten Zerkleinerungsstufe, wie auch bei der Beschickung der Gesamtanlage und des Kompaktors. Auch hier präsentierte er jeweils verschiedene Varianten mit Blick auf die jeweiligen Vor- bzw. Nachteile.
Direkt im Anschluss stand „Der Einfluss der Zerkleinerungstechnologie auf das KCl-Granulatausbringen“, präsentiert von Dr. Jens Hanisch (Bild 13), FAM Magdeburger Förderanlagen und Baumaschinen GmbH, Magdeburg, auf dem Programm. Dr. Hanisch präsentierte anhand von Labor- und Betriebsergebnissen der Zerkleinerung mithilfe von Prall-, Hammer- und Walzenmühlen, inwieweit sich z.B. durch eine geänderte Konfigurationen der Technologie die Ausbringungsergebnisse optimieren lassen. Entscheidend für die Qualität des Granulats ist die Abriebfestigkeit, und dazu reiche es nicht, einzelne Anlagenkomponenten zu verbessern. Vielmehr sollte eine Optimierung des gesamten Systems – auch im Siebbereich – vorgenommen werden.
Vor dem Hintergrund der Nachfrage nach großen mobilen Brechanlagen mit Doppelwalzenzerkleinerung, die durchaus kontrovers diskutiert wird, präsentierte Prof. Dr. Lieberwirth in seinem Vortrag „Doppelwalzenbrecher und Fräswalzenbrecher – Einsatzmöglichkeiten und Grenzen bei der Primärzerkleinerung“. Im Vergleich verwies er auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Brechertypen, wie auch auf die Problematik der Maschinenauslegung, die überwiegend nach empirisch ermittelten Erfahrungswerten erfolgt. Optimierungspotenzial hinsichtlich Energieeinsparung, Verschleißreduktion und Produktqualität sieht Prof. Lieberwirth darin, mathematisch-petrographische Daten aus der Gesteinsanalyse mit modernen DEM-, CFD- und MKS-Simulationen zu verknüpfen und dadurch die Vorgänge in den Aufbereitungsanlagen abzubilden. Mit diesem Vortrag verweist er auf einen der künftigen Forschungsschwerpunkte des Instituts.
Dabei bietet sich die Zusammenarbeit mit Prof. Dr. H. Konietzky vom Institut für Geotechnik der TU Bergakademie an, der in seinem nachfolgenden Vortrag „Simulation von Gesteinszerkleinerungen aus geotechnischer Sicht“ einen Überblick über aktuell verwendete Methoden (u.a. netzfreie numerische Berechnungs- und Simulationsmethoden, wie DEM sowie Partikelmethoden) gab. Neben den Vor- bzw. Nachteilen präsentierte er typische Einsatzgebiete am Beispiel von erfolgreich durchgeführten Simulationen u.a. von Bohr- und Schlagprozessen, gesteinsmechanischen Laborversuchen oder bergbaulichen Bruchprozessen. Mit einem Ausblick auf die Anwendung der vorgestellten Techniken auf verfahrenstechnische Prozesse der Zerkleinerung schloss sich der Kreis zum künftigen Forschungsfeld des Instituts.
Im Mittelpunkt des letzten Vortrags des Tages von Dirk Reibling, Günther Envirotech GmbH, mit dem Titel „Splitter – Separieren von schwer siebfähigem Material“ stand die Nutzung bzw. Wiederverwertung von Wert- und Rohstoffen, die u.a. im oberen Abraum von Steinbrüchen, beim Deponierückbau, bei Bauschutt oder Baumischabfällen anfallen. Reibling präsentierte Funktionsweise und Anwendungsbereiche – speziell in der Steine- und Erden-Industrie – eines neu entwickelten Spiralwellenseparators, der mit klebrigen, feuchten und sogar wickelfähigen Materialien zurechtkommt und sich im laufenden Betrieb selbst reinigt.
Mit diesem abschließenden Fokus auf die Recyclingtechnologie wurde den Teilnehmer auch dieser hervorragend organisierten 6. Fachtagung in insgesamt 11 Vorträgen – darunter 8 von Vertretern der Industrie – sowie mit verschiedenen Firmenpräsentationen wieder ein breites Themenspektrum geboten. Demzufolge gab es angeregte Diskussionen und Erfahrungsaustausch in den Pausen (Bild 14) wie auch während der beiden gut besuchten Abendveranstaltungen.
Das nächste Symposium für Aufbereitungstechnik wird am 6. bis 7. März 2014 in Freiberg stattfinden.
