Am Donnerstag, 06.06.2019, feierten wir mit zahlreichen Gästen aus dem In- und Ausland im Rahmen des 70. BHT – Freiberger Universitätsforums unser 50-jähriges Institutsjubiläum. Neben dem Blick zurück auf die jahrzehntelange erfolgreiche Arbeit des Instituts für Aufbereitungsmaschinen (IAM) auf dem Gebiet der nachhaltigen Aufbereitung primärer und sekundärer Rohstoffe widmete sich das eigentliche Fachkolloquium des IAM zum Thema „Selektive Zerkleinerung – ein Beitrag zur Energie- und Ressourcenschonung“ einem sehr aktuellen Forschungsschwerpunkt.

Durch selektive Zerkleinerung ist es möglich, unter Ausnutzung unterschiedlichen Zerkleinerungsverhaltens verschiedener Minerale durch Zerkleinern und Klassieren sehr effizient Vorkonzentrate herzustellen.

Blick zurück auf die Geschichte des IAM

Zunächst begann die Veranstaltung nach einer Einführung von Institutsdirektor Prof. Holger Lieberwirth mit Vorträgen von Prof. Georg Unland und Dr. Klaus Meltke. Beide sind dem Institut seit Jahrzehnten verbunden, haben große Verdienste um dessen Entwicklung und wussten so Interessantes aus der Forschungsgeschichte des IAM zu berichten. Nur wenigen dürfte bekannt sein, dass bereits 1969 der erste Walzmühlenversuchsstand aufgebaut wurde, mit dem trotz der aktuell wesentlich größeren Mühlendimensionen bis heute gültige Zusammenhänge, z.B. zwischen Mahlbahndurchmesser und Mühlendurchsatz, ermittelt wurden. Auch die umfangreichen Untersuchungen an Rührwerkskugelmühlen unter Prof. Höffl wurden von Herrn Meltke nicht vergessen.

Blick nach vorn auf die aktuelle Forschung zur Rohstoffaufbereitung

In einem umfassenden Plenarvortrag räsonierte Prof. Malcolm Powell (University of Queensland, Australien) über die Aufgaben der Zerkleinerung in der Rohstoffaufbereitung. Dabei verwies er insbesondere auf die Notwendigkeit durchgängiger Informationssysteme vom Lagerstättenmodell bis zur Aufbereitung. Alles, was der Aufbereiter wissen sollte, wie z.B. die Position der Minerale im Gebirge, ihre Korngrößenverteilung und Assoziationen sowie den Wertstoffgehalt findet er bereits im Lagerstättenmodell.

Positron emission particle tracking (PEPT)

Wenn der Aufbereiter dann noch wissen möchte, welche Bewegungen die Partikel in der Aufbereitungsmaschine, z.B. einer Sturzmühle oder einem Hydrozyklon, ausführen, kann das Positron Emission Particle Tracking (PEPT) hilfreich sein. Prof. Insendran Govender (University of KwaZulu-Natal, Südafrika) berichtete über entsprechende Resultate seiner Forschungsgruppe mit einem von Siemens ursprünglich für medizinische Zwecke entwickelten Tomograph. Besonders beeindruckend waren die bisher noch nicht veröffentlichten Visualisierungen von Partikelbewegungen in einem Hydrozyklon.

Mineralmodellierung mit DEM und QMA

Im letzten Vortrag vor der Mittagspause stellte Dr. Paul Cleary von der Australian Academy of Technological Sciences and Engineering (ATSE) seine neuesten Überlegungen zur Modellierung der selektiven Zerkleinerung mittels Diskreter Elemente Methode (DEM) vor. Am Beispiel eines Rotorschleuderbrechers zeigte er, dass selektive Zerkleinerung zumindest qualitativ mittels DEM abgebildet werden kann. Als kritisch betrachtet er, dass mit DEM derzeit zwar auch schon eine gewisse Anzahl verschiedener Materialien in einem Prozess abgebildet werden kann, für ein reales Bild aber eine quasi kontinuierliche, stufenlose Variation der Partikeleigenschaften abbildbar sein müsste.

Herr Dr. Oleg Popov vom Institut für Aufbereitungsmaschinen erläuterte im nächsten Vortrag die Möglichkeiten der Quantitativen Mikrostruktur-Analyse. Er zeigte, dass diese von ihm vor vielen Jahren am IAM entwickelte und seither regelmäßig genutzte Methode zur quantitativen Beschreibung mineralischer Gefüge auch geeignet ist, um bestimmte Schlussfolgerungen zum selektiven Bruchverhalten abzuleiten.

Hochspannung im IAM-Labor

Frau Margarita Mezzetti (IAM) stellte anschließend Ergebnisse zur Zerkleinerung mittels Hochspannungsimpulsen (Electric Impulse Comminution / EIC) vor. Auf der gerade in der zweiten Ausbaustufe fertiggestellten Anlage können Partikel im kontinuierlichen Durchlauf mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden. Es zeigt sich, dass sich abhängig vom Material und den Anlagenparametern zumindest ein Teil der durch die Impulse verursachten Risse entlang von Korngrenzen fortpflanzt und so zu einer selektiven Zerlegung führt.

 

Dr. Max Hesse (IAM) stellte im nachfolgenden Vortrag Ergebnisse seiner Forschungen zur selektiven Zerkleinerung vor. In seiner Dissertation hatte er das Thema ausführlich analysiert, vielfältige Literaturquellen zum Thema strukturiert zusammengeführt und wichtige Parameter zur quantitativen Beschreibung und zur optimalen Auswahl des Trennschnitts abgeleitet.

Klassiertechnik – Partner der Seleketiven Zerkleinerung

 

Prof. Aubrey Mainza (University of Cape Town, Südafrika) berichtete über Entwicklungen in der Klassiertechnik. Durch trennscharfe Klassierung können Zerkleinerungskreisläufe erheblich entlastet sowie Wertstoff- und Energieverluste minimiert werden. Dies ist gerade für die Vorzugszerkleinerung, eine Variante der selektiven Zerkleinerung, besonders bedeutsam.

Stellvertretend für Frau Prof. Tatiana Alexandrova (St. Petersburger Bergbauuniversität, Russland) trug Frau Nadezhda Nikolaeva zur selektiven Zerlegung goldhaltiger Rohstoffe vor, bevor Prof. Luis Marcello Tavares (Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasilien) über sein neues Bruchmodell zur Modellierung der selektiven Zerkleinerung mittels des DEM-Programmsystems „Rocky“ berichtete.

Seleketive Zerkleinerung auch in Rührwerksmühlen?

Auch nachmittags gegen 17:00 Uhr war der Hörsaal noch gut gefüllt, um dem spannenden Vortrag von Prof. Arno Kwade (TU Braunschweig) zur mechanistischen Simulation von Rührwerksmühlenprozessen zu folgen: Herr Kwade, der bereits seit vielen Jahren auf diesem Gebiet tätig ist, erläuterte seine Ansätze zur Berücksichtigung von Beanspruchungshäufigkeit und Beanspruchungsintensität bei der Modellierung von Zerkelinerungsprozessen. Den abschließenden Vortrag hielt Dr. Petko Nedyalkov (Universität für Bergbau und Geologie „St. Ivan Rilski“, Bulgarien) zum Einfluss des Mahlkörperfüllungsgrades auf den spezifischen Energieeinsatz von Kugelmühlen. Das Thema spielt in dem aufstrebenden Bergbauland im Südosten Europas mit einer Vielzahl neuer Projekte, u.a. im Kupfer- und Goldbergbau, eine bedeutende Rolle zur Reduktion des spezifischen Energiebedarfs und mithin für einen nachhaltigen Bergbau.

Einige Teilnehmer nutzten im Anschluss die Gelegenheit, sich nicht nur die umfangreichen Technika des Instituts auf dem Campus anzuschauen, sondern auch das Institutsjubiläum bei einer kleinen Feierstunde in der Pilotanlage des Instituts in einem nahe gelegenen Steinbruch ausklingen zu lassen.