Aufbereitungsanlage

Blick auf die Siebmaschine einer Gesteinsaufbereitungsanlage.

Eine Aufbereitungsanlage dient zur Aufbereitung von Rohstoffen wie Wasser, Kohle, Erz sowie von Natursteinen, um sie in ihrer stofflichen Zusammensetzung und Beschaffenheit derart zu verändern, dass eine Weiterverwendung in der Industrie möglich ist. So werden beispielsweise Steinkohle oder Eisenerz von unerwünschten, mitgeförderten Bestandteilen abgetrennt.

Der Arbeitsschritt der Aufbereitung befindet sich zwischen der Förderung beziehungsweise dem Abbau des Rohstoffs und dessen Weiterverarbeitung. Um die Transportkosten zu vermindern, wird durch die Aufbereitung nahe den Abbaugebieten das zu transportierende Volumen stark verringert.

Anwendungsgebiete

Wasser

Wasseraufbereitungsanlagen sind verfahrenstechnische Einrichtungen, die Wasser den speziellen Anforderungen des Verbrauchers/Anwenders anpassen.

Erz

Ehemalige Erzaufbereitung der Grube San Fernando in Herdorf

Erze enthalten große Anteile (bis zu 70 %) an so genannter Gangart, das heißt taubes Gestein wie Kieselsäure, Tonerde, Kalkstein. Weiterhin gibt es unerwünschte Begleitelemente und Verunreinigungen, die bei der Verhüttung metallurgische Probleme bereiten und in Form von Sondermüll entsorgt werden müssen.

Die Aufbereitung der Erze beinhaltet folgende Schritte:

1. Brechen, das Brechen des geförderten Erzes bis zu einer erforderlichen Partikelgröße erfolgt in Brechern.
2. Mahlen, erfolgt in Mühlen. Bei nassmechanischen Verfahren entsteht aus dem gemahlenen Erz eine pumpfähige Suspension.
3. Klassieren, durch Klassieren (Absieben) werden die bereits zerkleinerten Erze in verschiedene Kornklassen unterteilt.
4. Flotieren, beim physikalisch-chemischen Prozess werden im Wasser dispergierte oder suspendierte Stoffe durch anhaftende Gasblasen an die Wasseroberfläche transportiert und dort abgeschöpft. Als Produkt entsteht das Erzkonzentrat.
5. Eindicken, durch die Schwerkrafteinwirkung erfolgt in Radial-, Pasten- oder Hochleistungseindickern eine Konzentration der Feststoffe
6. Filtrieren, das Konzentrat wird in Filtern, z. B. Vakuumbandfiltern, gereinigt und entwässert.
7. Trocknen, das reine Konzentrat wird getrocknet, meist in Rotationsöfen.
8. Lagern, je nach weiterer Verwendung wird das getrocknete Konzentrat als Pulver oder als Pellets gelagert.

Kohle

Rohkohle ist nach der Förderung von Nebengestein wie Sandstein und Tonschiefer sowie von Mineraleinschlüssen (Ölschiefer, Brandschiefer, Schwefelkies, Kalkspat, Spateisenstein etc.) durchsetzt, in diesem Zustand nicht nutzbar und muss aufbereitet werden.

Naturstein, Kies und Sand

einfache Trennanlage zur Gewinnung von Kies

Die Rohstoffe Kies und Sand sowie Natursteine (wie etwa Kalk und Gips) kommen in der Natur verunreinigt oder in nicht gewünschten Zusammensetzungsverhältnissen vor und müssen daher aufbereitet werden. Die Weiterverwendung beispielsweise in der Betonherstellung erfordert eine Aufteilung der Gesteinskörnung in verschiedene Fraktionsgruppen.

Verfahren

1. In Brechern werden die Materialien zerkleinert.
2. In Fließrinnen, Sinkscheidern oder Setzmaschinen werden die Bestandteile aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes getrennt (Kohlewäsche).
3. In Siebmaschinen erfolgt eine Klassierung nach Größe.
4. In Hydrozyklonen erfolgt eine Schweretrennung unter Zusatz von Flotationsreagenzien in der Flotation.

Im Laufe der Aufbereitung können auch Fremdprodukte beigemischt werden. Bei der Erzaufbereitung etwa werden so Sekundärrohstoffe wie metallhaltige Filter-Stäube oder Hüttenumlaufprodukte mit den primären Rohstoffen vereinigt. Auf diese Art und Weise werden zum Beispiel metallhaltige Stahlwerkstäube wieder in den Hochofenprozess integriert.

Für die Vielfalt der sekundären Rohstoffe im Müll- und Schrottsektor sind komplexe verfahrenstechnische Maßnahmen notwendig. Für ein Industrieland ist der vorhandene, umlaufende, sekundäre metallhaltige Rohstoff enorm wichtig – entsprechend ist das Zerkleinern (etwa das Schreddern von Altautos), Sortieren und Rückführen (Recycling von Komponenten wie Kunststoff, kupferhaltige Elektrokabel, Fensterscheiben-Glas und Blei aus Altakkus) ein besonderes Thema der Aufbereitung.

Siehe auch: Trennverfahren (Verfahrenstechnik)

Literatur

• Fachausschuß für Erzaufbereitung der Gesellschaft Deutscher Metallhütten- und Bergleute e.V. (Hrsg.): Erzaufbereitungsanlagen in Westdeutschland. Springer Verlag, Heidelberg 1955.
• Georg Maybaum, Petra Mieth, Wolfgang Oltmanns, Rainer Vahland: Verfahrenstechnik und Baubetrieb im Grund- und Spezialtiefbau. 2. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1416-6.

Weblinks

• Aufbereitungsanlage zur Erzeugung von Ersatzbrennstoffen (abgerufen am 5. November 2015)
• Aufbereitungsanlage CMX 300 (abgerufen am 5. November 2015)
• Innovative Aufbereitungsanlage für Kehrichtschlacke in der Schweiz (abgerufen am 5. November 2015)