Die GP GesteinsPerspektiven ist offizielles Organ des Bundesverbandes Mineralische Rohstoffe e.V. (MIRO). Thematische Schwerpunkte sind Fachartikel, Berichte und Reportagen. Folgende Bereiche werden publizistisch abgedeckt: Wirtschaft, Politik und Recht mit Auswirkungen auf die Roh- und Baustoffindustrie, Prospektion, Lagerstättenerkundung, Lagerstättenbewertung, Betriebsplanung und Abbautechnik, Gewinnung und Verarbeitung mineralischer Rohstoffe, Aufbereitung: Zerkleinerung, Klassierung, Sortierung, Materialreinigung, Veredelung: Transportbeton, Asphalt, Wiedernutzbarmachung durch Rekultivierung und/oder Renaturierung, Genehmigungsverfahren und Genehmigungspraxis, Forschung sowie Aus- und Weiterbildung.
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48 FORSCHUNG Hochspannende Aufbereitung auch bei kleinem Energieeinsatz Energiewende, Rohstoffwende, Kreislaufwirtschaft – an Schlagwörtern mangelt es nicht, die den Bereich Aufbereitungsmaschinen direkt tangieren! Parallel dazu stellt sich die Frage, wie benötigte Rohstoffe mit geringem Energieaufwand in genau der Menge und Qualität verfügbar werden, um unsere Lebensbedingungen jetzt und in Zukunft zu sichern. Die Antwort lautet: Es braucht innovative Verfahren und Fachleute, die solche entwickeln. ELEKTROIMPULSBEANSPRUCHUNG: Aufnahme eines erzeugten Risses im Granit. Selektiver Aufschluss der Nutzminerale, Energieeinsparung und geringerer Verschleiß sind Vorteile des Verfahrens. Foto: Margarita Mezzetti/IART-TUBAF Viele Rohstoffe und wichtige strategische Elemente, wie Indium oder Wolfram, sind in Deutschland in „komplexen Erzen“ vorhanden. Gekennzeichnet durch einen polymetallischen, mineralogisch komplexen Aufbau sowie ein feinkörniges Gefüge mit hoher Festigkeit und Zähigkeit widersetzten sich solche Erze bislang einer wirtschaftlichen Aufbereitung und wurden deshalb, selbst wenn die Preise der enthaltenen Elemente einen Höchststand erreichten, nicht gewonnen. Seit einiger Zeit wird nun im Zusammenhang mit derart anspruchsvollen Rohstoffen die Elektroimpulstechnologie auf ihre Nutzbarkeit in industriellen Anwendungen intensiv untersucht. „Elize“ heißt das Projekt und das Kürzel steht für: „Elektroimpulszerkleinerung in großtechnischen Zerkleinerungsmaschinen zur Aufbereitung komplexer Erze“. Fachleute werden wissen, dass die Elektroimpulszerkleinerung (EIZ) grundsätzlich nichts Neues ist. Schon seit Jahrzehnten laufen dazu Versuche unterschiedlicher Größenordnung. Sie ergaben, dass ein Aufschluss komplexer Wertstoffe damit möglich ist – allerdings unter sehr hohem Energieaufwand. In mehreren Schritten sparsam zum Ziel Tatsächlich wurde nun bei Untersuchungen mit einer kontinuierlich arbeitenden Pilotanlage festgestellt, dass auch Beanspruchungen mit nur geringen Energiemengen von 1…3 kWh/t Mikrorisse erzeugen, die das Gefüge entlang der Korngrenzen schwächen. Bei der anschließenden weiteren Aufbereitung werden dadurch Energieeinsparungen für den Gesamtprozess möglich, die abhängig vom jeweiligen Erz bis zu 24 % betragen können. Die Gefügeschwächung ermöglicht es also, nachfolgende Aufbereitungsprozesse energetisch günstiger auszulegen sowie einen selektiven Aufschluss zu erzielen. Die außerdem verschleißarme und staubfreie Wirkungsweise beruht auf der Entladung zwischen zwei Elektroden in Anwesenheit des zu bearbeitenden Materials und eines Dielektrikums, bspw. Wasser. Die Entladung findet vorzugsweise durch den Feststoff statt. Vielversprechende Ergebnisse konnten beim Aufschluss von Greisenerz mit einem hohen Anteil stark abrasiver Quarz- und Topasminerale nachgewiesen werden. Gefügeschwächungen entlang der Mineralkorngrenzen verringerten nicht nur den Verschleiß im Folgeprozess, sondern legten auch die Wertminerale Kassiterit, Wolframit sowie Zinnwaldit (Glimmer) so frei, dass es zu einer interessanten Voranreicherung in bestimmten Fraktionen kam. Fazit: Die Elize-Pilotanlage ermöglicht eine kontinuierliche PARTNERSCHAFT: Haver Engineering hat als Spezialist für die technische Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse die Pilotanlage maßgeblich konstruiert und mit den Projektbeteiligten in Betrieb genommen. Foto: gsz GESTEINS Perspektiven 7 | 2021
FORSCHUNG 49 Beanspruchung von primären und sekundären Rohstoffen mit Elektroimpulsen bei einem Durchsatz von etwa 500 kg/h. Die Ergebnisse belegen eine Gefügeschwächung bei allen untersuchten Materialien. Eine Einbindung des Elektroimpulsverfahrens in geplante oder vorhandene Aufbereitungsprozesse stellt somit eine neue Option dar, um die Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung herzustellen oder zu steigern. Initiiert wurde das Projekt „Elize“ vom Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik der TU Bergakademie Freiberg. Im Konsortium mit dem Institut für Mechatronischen Maschinenbau (TU Dresden) sowie den Unternehmen Thomas Werner Industrielle Elektronik, Haver Engineering und G.E.O.S. gelang die erfolgreiche Umsetzung. Der Schlussbericht zum „Elize“- Projekt wurde vor einigen Monaten an der TU Bergakademie Freiberg und in der Technischen Informationsbibliothek (TIB) veröffentlicht. Abrufbar unter: r4-wirtschaftsstrategische Rohstoffe: Elektroimpulszerkleinerung in großtechnischen Zerkleinerungsmaschinen zur Aufbereitung komplexer Erze (ELIZE) – Technische Informationsbibliothek (TIB) (Ein Literaturverzeichnis kann bei Interesse angefordert werden) http://tu-freiberg.de/fakult4/iart FUNKTIONSWEISE: Prozessraum der Elektroimpulstechnologie. Die energetisch günstige, verschleißarme und staubfreie Wirkung beruht auf der Entladung vorzugsweise durch den Feststoff. Quelle: E. Anders/ TU Dresden Förderhinweis Das Verbundprojekt wurde im Rahmen der BMBF-Maßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ gefördert (Förderkennzeichen 033R161).
