Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Aufbereitung von erzhaltigem Material, insbesondere von Magnetit- oder Hämatiterz.

Bei der Aufbereitung von Erzen wird das Material üblicherweise in mehreren Umläufen zerkleinert und klassiert, wobei das werthaltige Material durch eine Sortierung gewonnen wird. Bei Magnetiterzen wird das werthaltige Material durch eine nasse Magnetabscheidung getrennt. Ein Verfahren zur Feinzerkleinerung von Erzen ist beispielsweise aus der DD 112 609 bekannt. Weitere Verfahren zur Erzaufbereitung sind in der US 2006/0 243 832 AI, der CN 102 239 014 A und der CN 102 228 889 A offenbart.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Aufbereitung von Material, insbesondere von Eisenerz oder eisenerzhaltigem Material, zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von erzhaltigem Material, insbesondere von Magnetit- oder Hämatiterz, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material in wenigstens einer ersten Mühle zerkleinert wird, das zerkleinerte Material in einer ersten Klassierung in grobes und feines Gut klassiert wird, wobei wenigstens ein Teil des groben Gutes der ersten Klassierung zur ersten Mühle zurückgeführt wird und das feine Gut der ersten Klassierung in einer zweiten Klassierung wiederum in grobes und feines Gut klassiert wird, wobei das grobe Gut der ersten Klassierung optional einer ersten Sortierung in eine erste werthaltige und eine erste minderwerthaltige Fraktion unterzogen wird, wobei die erste werthaltige Fraktion zur ersten Mühle zurückgeführt und die minderwerthaltige Fraktion ausgeschleust wird, das grobe Gut der zweiten Klassierung einer zweiten Sortierung in eine zweite werthaltige und eine zweite minderwerthaltige Fraktion unterzogen wird, wobei die zweite werthaltige Fraktion zur ersten Mühle zurückgeführt und die zweite minderwerthaltige Fraktion ausgeschleust wird, und das feine Gut der zweiten Klassierung einer dritten Klassierung und anschließend wenigstens einer dritten und/oder vierten Sortierung unterzogen wird.

Die Erfindungsgemäße Anlage zur Aufbereitung von erzhaltigem Material besteht im Wesentlichen aus wenigstens einer ersten Mühle zur Zerkleinerung des Materials, einer ersten Klassiereinrichtung zum Klassieren des in der ersten Mühle zerkleinerten Materials mit einem ersten Feingutauslass und einem ersten Grobgutauslass, wobei der erste Grobgutauslass mit der Mühle zur Rezirkulation von grobem Gut in Verbindung steht, einem mit dem ersten Feingutauslass der ersten Klassiereinrichtung in Verbindung stehende zweite Klassiereinrichtung mit einem zweiten Feingutauslass und einem zweiten Grobgutauslass, einer optional vorhandenen und mit dem ersten Grobgutauslass der ersten Klassiereinrichtung in Verbindung stehende, erste Sortiereinrichtung mit einem ersten Auslass für eine erste werthaltige Fraktion und einem zweiten Auslass für eine erste minderwerthaltige Fraktion, wobei der erste Auslass mit der Mühle zur Rezirkulation der ersten werthaltigen Fraktion in Verbindung steht, einer mit dem zweiten Grobgutauslass der zweiten Klassiereinrichtung in Verbindung stehende zweite Sortiereinrichtung mit einem ersten Auslass für eine zweite werthaltige Fraktion und einem zweiten Auslass für eine zweite minderwerthaltige Fraktion, wobei der erste Auslass mit der Mühle zur Rezirkulation der zweiten werthaltigen Fraktion in Verbindung steht, einer mit dem zweiten Feingutauslass der zweiten Klassiereinrichtung in Verbindung stehende dritten Klassiereinrichtung und wenigstens einer mit der dritten Klassiereinrichtung in Verbindung stehenden dritten und/oder vierten Sortiereinrichtung.

Unter einer Klassiereinrichtung im Sinne der Erfindung werden Einrichtungen verstanden, mit deren Hilfe ein zugeführter Materialstrom in wenigstens zwei verschiedene Korngrößenklassen getrennt wird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Siebes erfolgen. Wird zur Klassierung ein Sichtluftstrom verwendet, wird die Klassiereinrichtung in der nachfolgenden Beschreibung als Sichter bezeichnet, der wahlweise als statischer Sichter oder dynamischer Sichter ausgebildet sein kann.

Erfindungsgemäß wird die oben gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das zumindest ein Teil des zur Mühle zurückgeführten Materials bereits sortiert ist, sodass der Anteil des rezirkulierten Gutes um den Bergeanteil (aussortierte minderwerthaltige Fraktion) reduziert ist.

Durch das Vorsehen von drei Klassier- oder Sichtungen besteht die Möglichkeit, zumindest das Grobgut der zweiten Klassiereinrichtung in eine werthaltige Fraktion und eine minderwerthaltige Fraktion zu sortieren, wobei lediglich die werthaltige Fraktion zur Mühle rezirkuliert wird. Das Umlaufgut, also jenes Material, welches zur erneuten Zerkleinerung der ersten Mühle zugeführt wird, kann auf diese Weise um etwa 20% reduziert werden. Dies wiederum bedeutet, dass die Mühle entsprechend kleiner ausgebildet werden kann oder die Anlage mit einem entsprechend erhöhten Durchsatz betrieben werden kann. Auch der Verschleiß der Mühle wird entsprechend gesenkt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter anspräche. Die erste Mühle ist vorzugsweise zur Gutbettzerkleinerung ausgebildet und kann durch eine Walzenschüsselmühle oder eine Gutbettwalzenmühle gebildet werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein in der dritten Sichtung entstehendes Grobgut der dritten Sortierung in eine dritte werthaltige und eine dritte minderwerthaltige Fraktion unterzogen, wobei wenigstens ein Teil der dritten werthaltigen Fraktion in einer zweiten Mühle, die beispielsweise als Kugelmühle und vorzugsweise als Rührwerkmühle ausgebildet ist, weiter zerkleinert wird. Insbesondere für Material in einem Korngrößenbereich von < 250 μιη, wie es in der zweiten Mühle vorliegt, ermöglicht die Rührwerksmühle gegenüber einer Kugelmühle eine energetisch effizientere Zerkleinerung in Bezug auf die Zielkorngröße von ca. 45 μιη.

Die in der zweiten Mühle zerkleinerte dritte werthaltige Fraktion wird anschließend vorzugsweise einer vierten Sortierung in eine vierte werthaltige und vierte minderwerthaltige Fraktion unterzogen. Diese Sortierung kann beispielweise als Wirbelschichtsortierung oder insbesondere durch eine nasse Magnetscheidung erfolgen.

Ein in der dritten Sichtung entstehendes Feingut wird in einer weiteren Sortierung, insbesondere zusammen mit dem in der zweiten Mühle zerkleinerten Gut in eine vierte werthaltige und eine vierte minderwerthaltige Fraktion aufgeteilt. Für die erste und zweite Sortierung kommt beispielsweise eine sensorgestütztes Sortierung, und/oder eine trockene Dichtesortierung in einer trockenen Setzmaschine in Betracht. Für die dritte Sortierung kann vorzugsweise auch eine Wirbelschichtsortierung zur Anwendung kommen. Vorzugsweise kommen jedoch für die erste, zweite und dritte Sortierung eine trockene Magnetabscheidung in Betracht. Erst bei der letzten Sortierung, wenn das Material eine Korngröße von beispielsweise <45 μιη hat, kommt eine Nassmagnetabscheidung zur Anwendung, da dies momentan die einzige, praktikable Lösung zur Abscheidung dieser Korngröße darstellt. Die vorhergehenden trockenen Sortierungen reduzieren den Gesamtwasserbedarf jedoch erheblich. Handelt es sich bei dem Ausgangsmaterial um ein Material mit vergleichsweise hohem Wassergehalt, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die erste und/oder zweite und/oder dritte Klassierung als Sichtung mit einem Heißgasstrom durchgeführt. Dabei kann das bei der dritten Klassierung (Sichtung) entstehende Feingut zusammen mit dem Heißgasstrom einem nachfolgenden Abscheider, insbesondere einen Filter oder Zyklon, zugeführt werden, wobei der dort abgeschiedene Heißgasstrom zur ersten, zweiten und/oder dritten Klassiereinrichtung zurückgeführt und das Feingut der weiteren, insbesondere vierten, Sortierung zugeführt werden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Material und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß Fig. 1 mit einem Heißgaserzeuger zur Aufbereitung von Ausgangsmaterial mit vergleichsweise hohem Wassergehalt.

Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Aufbereitung von Material 1 , insbesondere von Eisenerz oder eisenerzhaltigem Material. Sie weist eine erste Mühle Ml zur Zerkleinerung des Materials 1 auf, die beispielsweise als Walzenschüsselmühle oder Gutbettwalzenmühle ausgebildet ist. Sie steht mit einer ersten Klassiereinrichtung Kl zum Klassieren des in der ersten Mühle Ml zerkleinerten Materials 2 in Verbindung. Die erste Klassiereinrichtung Kl kann beispielsweise als Sieb oder als statischer Sichter ausgebildet sein und weist einen ersten Feingutauslass 3 und einen ersten Grobgutauslass 4 auf. Der erste Grobgutauslass 4 steht mit der ersten Mühle Ml zur Rezirkulation des in der ersten Klassiereinrichtung Kl anfallenden groben Gutes 5 in Verbindung, wobei eine optionale erste Sortiereinrichtung S l zwischengeschaltet sein kann. Die optionale erste Sortiereinrichtung S 1 ist mit einem ersten Auslass 6 für eine erste werthaltige Fraktion 7 und einem zweiten Auslass 8 für eine erste minderwerthaltige Fraktion 9 versehen, wobei der erste Grobgutauslass 4 der ersten Klassiereinrichtung Kl mit einem Einlass 10 der ersten Sortiereinrichtung Sl und der erste Auslass 6 der Sortiereinrichtung Sl mit der ersten Mühle Ml zur Rezirkulation der ersten werthaltigen Fraktion 7 verbunden ist. Bei der ersten Sortiereinrichtung Sl handelt es sich beispielsweise um eine sensorgestützte Sortierung, eine trockene Setzmaschine oder eine trockene Magnetabscheidung.

Handelt es sich bei dem aufzubereitenden Material 1 um magnetithaltiges Erz, besteht die erste werthaltige Fraktion 7 aus magnetischem Material, während die erste minderwerthaltige Fraktion 9 durch nichtmagnetisches Material gebildet wird, das im vorliegenden Fall als Berge 35 (Abfallmaterial) ausgeschleust wird.

Das feine Gut 11 der ersten Klassiereinrichtung Kl gelangt in eine zweite Klassiereinrichtung K2, die beispielsweise als Sieb, statischer Sichter oder dynamischer Sichter ausgebildet sein kann. Sie weist einen zweiten Grobgutauslass 12 auf, der mit einer zweiten Sortiereinrichtung S2 in Verbindung steht. Die zweite Sortiereinrichtung S2 kann wiederum durch eine sensorgestützte Sortiereinrichtung, eine trockene Setzmaschine oder eine trockene Magnetabscheidung gebildet werden. Sie ist wiederum mit einem ersten Auslass 13 ausgestattet, der mit der Mühle Ml in Verbindung steht, um eine zweite werthaltige Fraktion 14 zur Mühle zur erneuten Zerkleinerung zurückzuführen. Eine zweite minderwerthaltige Fraktion 15 wird über einen zweiten Auslass 16 der zweiten Sortiereinrichtung S2 ausgeschleust. Während das grobe Gut 17 der zweiten Klassiereinrichtung K2 über den zweiten Grobgutauslass 12 zur zweiten Sortiereinrichtung gelangt, wird das feine Gut 18 der zweiten Klassiereinrichtung K2 über den zweiten Feingutauslass 19 einer dritten Klassiereinrichtung K3 zugeführt, die vorzugsweise als dynamischer Sichter ausgebildet ist und einen dritten Grobgutauslass 20 und einen dritten Feingutauslass 21 aufweist. Das in der dritten Klassiereinrichtung K3 entstehende grobe Gut 22 wird einer dritten Sortiereinrichtung S3 mit einem Auslass 23 für eine dritte minderwerthaltige Fraktion 24 und einen Auslass 25 für eine dritte werthaltige Fraktion 26. Während die dritte minderwerthaltige Fraktion 24 wiederum aus dem Mahlkreislauf ausgeschleust wird, gelangt die dritte werthaltige Fraktion 26 in eine vierte Klassiereinrichtung K4, die insbesondere durch Hydrozyklon oder einen Sichter gebildet werden kann.

Die vierte Klassiereinrichtung K4 steht über einen vierten Grobgutauslass 27 mit einer zweiten Mühle M2 zur Bildung eines zweiten Mahlkreislaufes in Verbindung. Somit wird grobes Gut 28 der vierten Klassierstufe K4 in der zweiten Mühle M2 weiter zerkleinert und gelangt als zerkleinertes Material 29 zusammen mit der dritten werthaltigen Fraktion 26 zurück in die vierte Klassiereinrichtung 4. Die zweite Mühle M2 wird vorzugsweise durch eine Rührwerksmühle gebildet.

Die vierte Klassiereinrichtung K4 weist ferner einen vierten Feingutauslass 30 auf, der mit einer vierten Sortiereinrichtung S4 in Verbindung. Der vierten Sortiereinrichtung S4 wird außerdem das über den dritten Feingutauslass 21 abgeführte feine Gut 39 der dritten Klassiereinrichtung K3 zugeführt. Über einen Auslass 31 der vierten Sortiereinrichtung S4 wird eine vierte minderwerthaltige Fraktion 32 ausgeschleust, während über einen Auslass 33 eine vierte werthaltige Fraktion 34 ausgetragen, die das eigentliche werthaltige Konzentrat des aufzubereitenden Materials 1 darstellt. Die erste bis vierte minderwerthaltige Fraktion 9, 15, 24, 32 stellen das Abfallmaterial bzw. die so genannte Berge 35 dar.

Die einzelnen Sortiereinrichtung Sl bis S4 sind entsprechend der jeweils zu bearbeitenden Korngröße auszubilden, wobei das aufzubereitende Material 1 hat beispielsweise eine Korngröße von etwa 20 - 100 mm. Die Trenngrenze der ersten Klassiereinrichtung Kl beträgt beispielsweise 1 - 10 mm. Die zweite Klassiereinrichtung K2 wird dann beispielsweise mit einer Trenngrenze von etwa 100 - 1000 μιη ausgelegt. Die dritte Klassiereinrichtung K3 und die vierte Klassiereinrichtung K4 weisen dann die für die vierte werthaltige Fraktion optimale Trenngrenze von beispielsweise ca. 45 μιη auf. Um eine effektive Sortierung von derart feinem Material (Korngröße < 45 μιη) zu erreichen, arbeitet die vierte Sortiereinrichtung S4 vorzugsweise nach dem Prinzip der Wirbelschichtsortierung oder einer nassen Magnetabscheidung.

Alle vorhergehenden Klassierungen/Sichtungen in den Klassiereinrichtungen Kl , K2 bzw. K3 und die Sortierprozesse in der ersten bis dritten Sortiereinrichtung Sl bis S3 werden als Trockenaufbereitung durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass der für die Aufbereitung erforderliche Wasserbedarf auf ein Minimum reduziert werden kann. So wird das Wasser frühestens erst nach dem dritten Sortierprozess eingesetzt, zu dessen Zeitpunkt bereits ein Großteil der minderwerthaltigen Fraktion des ursprünglichen Materials durch die Bergevorabscheidung aus dem Aufbereitungsprozess ausgeschleust wurde. Der Wasserverbrauch kann dadurch deutlich (> 10 bis 20 %) gesenkt werden. Gegebenfalls kann auch der dritte und vierte Sortierprozess trocken durchgeführt werden, wenn insbesondere eine Wirbelschichtsortierung zur Anwendung kommt.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Anlage gemäß Fig. 1, die jedoch zur Verarbeitung von Material mit einem vergleichsweise hohen Wassergehalt von beispielsweise > 4 Gew.-% mit Heißgas bei den ersten drei Klassier- bzw. Sichtprozessen betrieben wird. Ansonsten entspricht die Anlage im Wesentlichen dem in Fig. 1 beschriebenen Aufbau, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit die von den Sortiereinrichtungen abgehenden Leitungen nicht eingezeichnet wurden. Hinzu gekommen ist ein Heißgaserzeuger 36, der Heißgas 37 erzeugt. Die erste und zweite Klassiereinrichtung Kl und K2 sind daher entsprechend als statischer bzw. dynamischer Sichter ausgebildet. Das Feingut jedes Sichters wird jeweils zusammen mit dem Heißgas in den nächsten Sichter transportiert.

Die Verbindungsleitungen, in denen ein Feststoff-Gasgemisch strömt, sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Die Verbindungsleitungen, in denen lediglich Material weitergeleitet wird, sind mit durchgezogenen Linien und die Verbindungsleitungen, in denen sich lediglich Heißgas befindet, sind strichpunktiert ausgeführt.

Vor der vierten Sortiereinrichtung S4 ist ein als Filter oder Zyklon ausgebildeter Abscheider 38 vorgesehen, um das dritte Feingut 39 der dritten, ebenfalls als Sichter ausgebildeten Klassiereinrichtung K3 vom der verwendeten Heißgas 37' zu trennen. Das dritte Feingut 39 wird in der vierten Sortiereinrichtung S4 wiederum in die vierte werthaltige Fraktion 34 und die vierte minderwerthaltige Fraktion 31 sortiert wird. Die verwendete Heißluft 37' wird mit Hilfe eines Ventilators 40 zur erneuten Verwendung in den Klassiereinrichtungen bzw. Sichtern zurückgeführt. Die

Einstellung der gewünschten Temperatur des Heißgases in der ersten Klassiereinrichtung Kl wird über den Heißgaserzeuger 36 bewirkt, indem die erforderliche Menge an neuem Heißgas 37 zugemischt wird. Dementsprechend wird auch ein entsprechender Teil des verwendeten Heißgases 37' nicht zurückgeführt, sondern über einen Filter 41 und ggf. einem weiteren Ventilator 42 aus dem System ausgeschleust. Natürlich besteht die Möglichkeit, den rezirkulierten Teil des Heißgases 37' nicht ausschließlich der ersten Klassiereinrichtung Kl aufzugeben. Optional kann auch der gesamte Strom oder ein Teilstrom erst der zweiten oder dritten Klassiereinrichtung K2, K3 zugeführt werden. Durch die Verwendung des Heißgases kann das aufzubereitende Material 1 ' bzw. das zerkleinerte Material 2' nicht nur gesichtet, sondern auch gleichzeitig getrocknet werden, um die Effizienz des Sichters zu erhöhen.