Wasser – die grundlegendste aller natürlichen Ressourcen – ist unverzichtbar in unserem täglichen Geschäft, während wir bestrebt sind, erstklassige nassmechanische Aufbereitungssysteme zu entwickeln. Durch die Nutzung von weniger und recyceltem Wasser sparen wir nicht nur Kosten für Frischwasser, sondern auch Energie, was zur Reduzierung von Treibhausgasen beiträgt.
Bergbaubetriebe benötigen große Mengen Wasser und erzeugen Abfälle in Form von Tailings, die eine erhebliche Umweltbelastung darstellen. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von AKW Apparate und Verfahren ist intensiv daran beteiligt, Technologien zu entwickeln, die Unternehmen im Bereich Steinbrüche, Bergbau und Aufbereitung helfen, ihren Wasserverbrauch zu optimieren und den Wert aus Tailings-Abfällen zu extrahieren.
Da jedoch nicht alle Unternehmen die gleichen Herausforderungen und Einschränkungen haben, ist die Individualisierung der Prozesswasserlösungen wichtig für die Entscheidung des Kunden: Der Schlüssel liegt nicht darin, eine Lösung zu überkonstruieren, sondern das richtige Gleichgewicht und den passenden Wertbeitrag zwischen dem Bedarf an Wasserrecycling und der jeweiligen Kundenumgebung zu finden.
Eine pragmatische Lösung für jede Kundenumgebung
Maßgeschneiderte Konzepte zur Aufbereitung von Prozesswasser
Wir sehen es als unsere Verantwortung
AKW Apparate und Verfahren hat mehrere Konzepte entwickelt, die wirtschaftlichere und umweltfreundlichere Bergbaubetriebe ermöglichen, indem sie sich auf eine effiziente Wasseraufbereitung konzentrieren und Mehrwert aus Tailings gewinnen, indem diese Reststoffe in wertvolle Produkte umgewandelt werden. Dadurch kann der gesamte ökologische Fußabdruck minimiert und gleichzeitig ein nachhaltiger Betrieb für den Kunden sichergestellt werden.
Im nassmechanischen Aufbereitungsverfahren enthält das Prozesswasser eine hohe Menge an Feinstoffen, idealerweise <63 µm, jedoch in vielen Fällen auch bis zu 100 µm, die aus dem Abrieb, Entschlämmung und Klassierung des Rohmaterials stammen (sogenannte TSS – Total Suspended Solids). Um das Prozesswasser wiederzuverwerten, müssen die suspendierten Feststoffe in einem physikalischen Prozess durch Nutzung der Schwerkraft und Bereitstellung der erforderlichen Sedimentationsfläche, basierend auf der Sedimentationsgeschwindigkeit sowie der Retentions- und Verzögerungszeit, getrennt werden, um die Schwebstoffe in einem gleichmäßigen, stabilen Zustand und ohne Turbulenzen abzuscheiden.
In einigen Fällen kann zur Reduzierung der Sedimentationsfläche und zur Erhöhung der Wasserklarheit ein chemischer Prozess integriert werden, bei dem umweltfreundliche organische Chemikalien (sogenannte Flockungsmittel) verwendet werden, um die feinen Partikel zu größeren Flocken zu binden.
Da Mikropartikel (<10 µm) im physikalischen Prozess mit normaler Schwerkraft kaum separiert werden können, reduzieren diese chemischen Zusätze die TSS im Prozesswasser erheblich. Dadurch wird die Sedimentationsgeschwindigkeit erhöht, was zu kürzeren Retentionszeiten und einer Minimierung der benötigten Sedimentationsfläche führt.
Um die Sedimentationsgeschwindigkeit zu bestimmen und die erforderliche Sedimentationsfläche zu dimensionieren, führt das technische Labor von AKW Apparate und Verfahren verschiedene Tests am Prozesswasser durch. Unter Berücksichtigung der Auslegungsparameter wie Zulaufdurchflussmenge und Feststoffkonzentration wird die Sedimentationsgeschwindigkeit durch eine Reihe von Tests mit unterschiedlichen Flockungsmitteln ermittelt. Die Ergebnisse werden verglichen, um den effizientesten Sedimentationsprozess zu entwerfen und auch die effizienteste und wirtschaftlichste Wahl der geeigneten Zusatzstoffe e zu empfehlen, um den Nutzen für den Kunden zu maximieren.
Um die optimal geeigneten Lösungen zur Prozesswasseraufbereitung im Hinblick auf die jeweiligen Kundenanforderungen und -möglichkeiten zu finden, sollten verschiedene Optionen für weitere Untersuchungen in Betracht gezogen werden:
- Wasserlagune
- Absetzbecken/Sedimentationsbecken
- AKA-SET Hochleistungskläreindicker
Wasserlagune
Eine Wasserlagune ist ein natürlich geformter Absetzbereich. Sie ist kostengünstig und benötigt weniger Energie, aber da diese Lösung mehr Fläche erfordert als andere Behandlungsmethoden, hängt die Durchführbarkeit stark vom Standort ab. Insbesondere die Ausgrabung des Schlamms, nachdem er sich abgesetzt hat, kann kompliziert werden. Zudem müssen verschiedene Bedingungen berücksichtigt werden, wie beispielsweise das Klima: In kalten Klimazonen ist eine Wasserlagune manchmal nicht die bevorzugte Lösung, es sei denn, man akzeptiert, die meisten Betriebsaktivitäten für mehrere Monate einzustellen oder im Winter langsamer zu arbeiten.
| Eckdaten | |
|---|---|
| Energieverbrauch: | Niedrig |
| Stellflächenanforderungen: | Groß |
| Korngröße des Aufgabematerials:: | Typischerweise < 100µm |
| Feststoffkonzentration im Austrag:: | ca. 800 -1150g/l |
| Investitionskosten: | Niedrig |
| Betriebskosten: | Mittel |
| Effizienz: | Recycling von Prozesswasser bis zu 70 %. Ein gewisser Wasserverlust tritt aufgrund der Verdunstung durch die große Oberfläche auf |
| Anwendungsbereiche: | Zur Klärung aller Arten von Schlämmen aus Gewinnungs- und Aufbereitungsprozessen im Bergbau und Steinbruch |
| Besondere Anwendungsbereiche: | An Standorten, an denen große Flächen verfügbar sind, nicht für kalte Klimazonen und keine hohen Windgeschwindigkeiten |
| Umweltauswirkung: | Hoch: Der große Platzbedarf für Schlämme wirkt sich nachteilig auf die natürliche Landschaft aus |
| Bemerkungen: | Das Management der Tailings und die Materialhandhabung erfordern mehr Zeit im Vergleich zu anderen Optionen |
Absetzbecken / Sedimentationsbecken
Bei begrenzter Fläche, aber dem Wunsch nach einem Wasseraufbereitungsanlage, sind kompakte Absetzbecken eine bewährte Lösung. Solche Becken werden vom Team von AKW Apparate und Verfahren dimensioniert und in der Regel vom Kunden direkt aus Beton gefertigt, was zu einer langen Lebensdauer bei geringen Investitionskosten führt. Durch die Zugabe von Flockungsmitteln zum Abwasser kann die Sedimentationseffizienz verbessert werden. Das Absetzbecken wird regelmäßig auf einfache Weise, z.B. mit einem Radlader oder Kran, vom abgesetzten Schlamm gereinigt.
| Eckdaten | |
|---|---|
| Energieverbrauch: | Niedrig |
| Stellflächenanforderungen: | Kompakt |
| Korngröße des Aufgabematerials: | Typischerweise < 100µm |
| Feststoffkonzentration im Austrag: | ca. 800 -1150g/l |
| Investitionskosten: | Durchschnittlich (nur Betonarbeiten) |
| Betriebskosten: | Mittel |
| Effizienz: | Recycling von Prozesswasser bis zu 80 %. Ein gewisser Wasserverlust tritt aufgrund der Verdunstung durch die große Oberfläche auf |
| Anwendungsbereiche: | Zur Klärung aller Arten von Schlämmen aus Gewinnungs- und Aufbereitungsprozessen im Bergbau und Steinbruch |
| Besondere Anwendungsbereiche: | An Standorten, an denen der Platz nicht eingeschränkt ist |
| Umweltauswirkung: | Minimiert |
| Bemerkungen: | Besseres Tailings-Management und Materialhandhabung im Vergleich zur Wasserlagune. Das Becken-Design kann von AKW Apparate und Verfahren so entwickelt werden, dass zwei Becken kombiniert werden, die nacheinander arbeiten, um einen kontinuierlichen Anlagenbetrieb zu gewährleisten (ein Becken ist in Betrieb, während das andere gereinigt wird). |
AKA-SET Hochleistungskläreindicker
Für optimale Klär- und Eindickungseffekte sowie minimalen Platzbedarf kann ein Eindicker vom Typ AKA-SET in die Anlage integriert werden. Der AKA-SET ist ein Hochleistungskläreindicker, bei dem die geflockte Aufgabesuspension von oben zentral in den Eindickertank zugeführt wird. Dort entstehen im Filterbereich Makroflocken, indem die geflockte Suspension im Gegenstrom zu den sedimentierenden Partikeln fließt.
Durch die gezielte Gestaltung der Interaktionen zwischen Flockungsmittel und Partikeln sedimentieren diese Makroflocken schneller als die Mikroflocken herkömmlicher Eindicker. Dies führt zu einer höheren Belastungsrate pro Sedimentationsfläche und kleineren Eindickerdurchmessern.
Darüber hinaus deckt, im Gegensatz zu den meisten bekannten Eindicker-Typen, das Krählwerk der AKA-SET-Serie den gesamten Durchmesser des Eindickers ab und nicht nur dessen Radius, was eine bessere Entlüftung und Verdichtung des Schlamms vor dem Austrag gewährleistet.
| Eckdaten | |
|---|---|
| Energieverbrauch: | Durchschnittlich |
| Stellflächenanforderungen: | begrenzte Fläche |
| Korngröße des Aufgabematerials: | Typischerweise < 100µm |
| Feststoffkonzentration im Austrag: | ca. bis 600 g/l |
| Investitionskosten: | Mittel |
| Betriebskosten: | Mittel |
| Effizienz: | Hohe Effizienz: Recycling von Prozesswasser bis zu 90 % |
| Anwendungsbereiche: | An Standorten mit begrenzter Fläche, in kalten Klimazonen oder bei starken Winden kann der Eindicker aufgrund seines geringen Platzbedarfs auch in Innenräumen installiert werden |
| Besondere Anwendungsbereiche: | An Standorten mit begrenzter Fläche, in kalten Klimazonen oder bei starken Winden kann der Eindicker aufgrund seines geringen Platzbedarfs auch in Innenräumen installiert werden |
| Umweltauswirkung: | Effizientes Tailings-Management; Eignung für den Kleinbergbau: In kleinen Minen sind Eindicker die gängigste Methode zur Klärung von Tailings, die reich an Schwebstoffen sind. |
| Bemerkungen: | Minimierung der Tailings-Management- und Materialhandhabung durch effiziente Verdichtung des Abfallvolumens. Kann mit einem Schlammtank und einem Filterpressensystem gekoppelt werden, um die Rückgewinnung von Prozesswasser und die Entsorgung von Schlamm weiter zu optimieren |
Die kundenspezifisch entwickelten Eindicker werden aus korrosionsbeständigen Materialien (Stahl, Edelstahl) gefertigt und können mit Gummi, Polyurethan oder keramischer Beschichtung versehen werden, um höchste Verschleißfestigkeit und maximale Lebensdauer zu gewährleisten. Im Vergleich zur Reinigung eines Absetzbeckens ist dieses System stärker automatisiert und kann den Schlamm mittels einer selbstgesteuerten Pumpe abführen.
Nach einem Eindicker wird in der Regel ein Schlammteich oder in manchen Fällen ein Filterpressensystem installiert, obwohl diese manchmal eine hohe Investition darstellen können.
Je nach Beschaffenheit des verarbeiteten Materials und dem Wert des eingedickten Schlamms ist die AKA-SET-Serie in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich:
Konische Version
Die Lieferumfänge der konischen Version reichen von 2,8 m bis 18,0 m Durchmesser und werden typischerweise in der Bergbau-, Kaolin-, Ton- und Salzindustrie eingesetzt, wo Schlamm ein Wertstoff darstellt, das manchmal weiterverarbeitet wird.
Flachboden Version
Die Flachboden Version ist in Durchmessern von 8,0 m bis 18,0 m erhältlich und wird typischerweise für Sand, Schlacken und Bodensanierung eingesetzt, bei denen Totzonen des Schlamms weniger relevant sind.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass es keine einheitliche Lösung für eine Prozesswassermanagementstrategie gibt. Abhängig von der Kundensituation, den Flexibilitäten und Einschränkungen, den Investitionsmöglichkeiten sowie der Beschaffenheit des Schlamms und den weiteren Behandlungsschritten können spezifische, bewährte Lösungen von AKW Apparate und Verfahren entwickelt und angeboten werden. Dabei ist zu verstehen, dass alle Lösungen den Umweltschutz unterstützen und dazu beitragen, indem sie die Wiederverwendung von Prozesswasser ermöglichen und eine sinnvolle Handhabung des bei der Mineralaufbereitung resultierenden Schlamms ermöglichen.