Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial, insbesondere von Erzen, mit einer Trockenmahlanlage.

Heutzutage werden zur Mahlung von Erzen auf Fertiggutfeinheit (P80 = 30 bis 300μιη) meist Kugelmühlen oder teilweise Rührwerkskugelmühlen eingesetzt. Diese Mühlen werden vorzugsweise als Nassmühlen betrieben. Es ist weiterhin bekannt, dass Trockenmahlverfahren, insbesondere in Rollenmühlen und Walzenpressen, hinsichtlich Verschleiß und Energieverbrauch erheblich effizienter sind als insbesondere konventionelle Nasskugelmühlen. Bisher wurden diese beiden Technologien (Rollenmühle und Walzenpresse) für die Fertigmahlung bei Mineralsanwendungen oft als unwirtschaftlich eingeschätzt, da man davon ausgegangen ist, dass das Erz oftmals mit einer Feuchte von mehr als 2 bis 5% vorliegt und dann für eine effiziente Mahlung und Sichtung in einer Rollenmühle bzw. Walzenpresse getrocknet werden muss. Bei feuchten Aufgabematerialien ist eine erforderliche thermische Trocknung des Aufgabematerial jedoch mit hohen Kosten verbunden, welche die Betriebskostenvorteile aufgrund des geringeren Verschleißes und der reduzierten elektrischer Energie wieder aufzehren würden, wenn eine Trocknung nicht für den nachfolgenden Prozess ohnehin erforderlich wäre. Eine Trocknung ist wirtschaftlich insbesondere dann unsinnig, wenn das gemahlene Material im nachfolgenden Prozess nass weiterverarbeitet werden muss.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial, insbesondere von Erzen mit einer Fechte von mehr als 2 bis 5%, anzugeben, wobei die Kosten für Verschleiß und elektrische Energie reduziert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 11 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial, insbesondere von Erzen, mit einer Trockenmahlanlage ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

Ermitteln der Feuchte von Ausgangsmaterial über einen bestimmten Zeitraum,

Bereitstellen wenigstens einer Siebstufe, dessen Trennschnitt in Abhängigkeit der ermittelten Feuchte derart ausgewählt wird, dass die Feuchte eines Siebüberkorns einen vorgegebenen Feuchtegrenzwert nicht überschreitet, wenn Ausgangsmaterial mit der ermittelten Feuchte der Siebstufe aufgegeben wird,

- Aufgeben von Ausgangsmaterial auf die Siebstufe,

Weiterleiten eines in der Siebstufe entstehenden Siebüberkorns zur Trockenmahlanlage und

Mahlen des Siebüberkorns in der Trockenmahlanlage.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial besteht im Wesentlichen aus einer Trockenmahlanlage, einer Nassmahlanlage und wenigstens einer Siebstufe, die einen mit der Trockenmahlanlage in Verbindung stehenden Siebüberkornauslass und einen mit der Nassmahlanlage in Verbindung stehenden Siebunterkornauslass aufweist, wobei die Siebstufe einen Trennschnitt aufweist, der in Abhängigkeit einer ermittelten Feuchte eines Ausgangsmaterials derart festgelegt ist, dass die Feuchte eines Siebüberkorns einen vorgegebenen Feuchtegrenzwert nicht überschreitet, wenn Ausgangsmaterial mit der ermittelten Feuchte der Siebstufe aufgegeben wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die erfindungsgemäße Anlage zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial im Wesentlichen aus einer Trockenmahlanlage, einer Trocknungsvorrichtung und wenigstens einer Siebstufe, die einen mit der Trockenmahlanlage in Verbindung stehenden Siebüberkornauslass und einen mit der Trocknungsvorrichtung in Verbindung stehenden Siebunterkornauslass aufweist, wobei die Siebstufe einen Trennschnitt aufweist, der in Abhängigkeit einer ermittelten Feuchte eines Ausgangsmaterials derart festgelegt ist, dass die Feuchte eines Siebüberkorns einen vorgegebenen Feuchtegrenzwert nicht überschreitet, wenn Ausgangsmaterial mit der ermittelten Feuchte der Siebstufe aufgegeben wird.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass die Feuchte in einem Ausgangsmaterial vermehrt den feinkörnigeren Anteilen anhaftet. Mit anderen Worten weist der grobkörnige Anteil im Ausgangsmaterial eine geringere Feuchte als dessen feinkörniger Anteil auf. Durch Bereitstellen einer Siebstufe mit einem geeigneten Trennschnitt ist es daher möglich, die Feuchte des Siebüberkorns so einzustellen, dass eine energieeffiziente Trockenmahlung, insbesondere in einer Rollenmühle oder Walzenpresse, möglich wird. Somit muss lediglich das Siebunterkorn auf herkömmlicher Weise verarbeitet werden.

Die Ermittlung der Feuchte von Ausgangsmaterial über einen bestimmten Zeitraum gemäß dem ersten kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 dient lediglich zur Auswahl der Siebstufe mit einem geeigneten Trennschnitt, um sicherzustellen, dass das Siebüberkorn einen vorgegeben Feuchtegrenzwert nicht überschreitet. Zweckmäßigerweise wird hierfür über einen bestimmten Zeitraum von mehreren Minuten, Stunden, Tagen, Wochen oder Monaten die maximale Feuchte des vorliegenden Ausgangsmaterial ermittelt. Anhand der ermittelten Daten wird dann der geeignete Trennschnitt für die Siebstufe festgelegt, wobei der Trennschnitt einerseits möglichst klein zu wählen ist und andererseits aber sichergestellt ist, dass sich die bei vergleichbarem Ausgangsmaterial ergebene Feuchte des Siebüberkorns einen vorgegebenen Feuchtegrenzwert nicht überschreitet. Der vorgegebene Feuchtegrenzwert wird dabei durch die Trockenmahlanlage vorgegeben. Der Feuchtegrenzwert wird hierbei zweckmäßigerweise so hoch wie möglich gewählt, um noch eine einwandfreie Mahlung von entsprechendem Ausgangsmaterial zu gewährleisten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter anspräche. Für die Weiterverarbeitung des Siebunterkorns wird gemäß einer ersten Variante eine Nassmahlanlage und in einer zweiten Variante eine Trocknungsvorrichtung mit anschließender Mahlung in der Trockenmahlanlage vorgeschlagen.

Neben der Ermittelung der Feuchte über einen bestimmten Zeitraum, um einen geeigneten Trennschnitt für die Siebstufe festzulegen, ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch denkbar, dass die Feuchte des zu mahlenden

Aufgabegutes zusätzlich online gemessen wird und das Ausgangsmaterial der Siebstufe zugeführt wird, wenn die Feuchte des Ausgangsmaterials den vorgegebenen Feuchtegrenzwert überschreitet und das Ausgangsmaterial direkt der Trockenmahlanlage zugeführt wird, wenn der vorgegebene Feuchtegrenzwert nicht überschritten wird.

Des Weiteren ist es denkbar, dass mehrere Siebstufen mit unterschiedlichen Trennschnitten bereitgestellt werden und die Feuchte des Aufgabegutes online gemessen wird, wobei das Ausgangsmaterial in Abhängigkeit seiner online ermittelten Feuchte derjenigen Siebstufe mit dem kleinsten Trennschnitt zugeführt wird, dessen Siebüberkorn eine Feuchte aufweist, die den vorgegebenen

Feuchtegrenzwert nicht überschreitet. Durch diese Anordnung kann der Anteil des Ausgangsmaterial, welcher der Trockenmahlanlage zugeführt wird, bei stark schwankenden Feuchtigkeitswerten des Ausgangsmaterials maximiert werden. Stellt man also bei der Ermittlung der Feuchte des Ausgangsmaterials über einen bestimmten Zeitraum fest, dass die Feuchte relativ starken Schwankungen unterlegen ist, müsste man entweder eine Siebstufe verwenden die der maximalen Feuchte Rechnung trägt oder man verwendet mehrere Siebstufen mit unterschiedlichen Trennschnitten, sodass bei einer Charge von Ausgangsmaterial mit einer geringeren Feuchte ein größerer Anteil zur Trockenmahlanlage weitergeleitet werden kann. Die Verwendung von mehreren Stufen setzt aber eine Online-Messung der Feuchte des Aufgabegutes voraus.

Als Trockenmahlanlage kommen insbesondere eine Kugelmühle, eine Rollenmühle oder eine Walzenpresse in Betracht, die insbesondere für vorgegebene Feuchtegrenzwerte im Bereich von 2 bis max. 5 Gew-% geeignet sind.

Die Siebstufe kann prinzipiell sowohl nass als auch trocken ausgeführt werden. Selbst bei einer Nasssiebung ist das Siebüberkorn immer noch trockener als das auf die Siebstufe aufgegebene Ausgangsmaterial. Die Kennlinie gemäß Fig. 1 zeigt exemplarisch den Feuchtigkeitsgehalt des Siebüberkorns in Abhängigkeit des Trennschnitts in mm. Dieser Zusammenhang gilt sowohl für die Trocken- als auch für eine Nasssiebung.

Das Ausgangsmaterial, bei dem es sich beispielsweise um Eisen-, Kupfer-, Gold-, Molybdenum-, Silber-, Polymetallerze usw., handeln kann, wird in der Trockenmahlanlage und ggf. der Nassmahlanlage auf eine Korngröße < 300 μιη, insbesondere auf einer Fertiggutfeinheit von P80 (30 bis 300 um) gemahlen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 Kennlinie zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen

Feuchtigkeit des Siebüberkorns und dem Trennschnitt,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel und

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Anlage zur Mahlung von stückigem Ausgangsmaterial 4, insbesondere von Erz, weist eine Siebstufe 1, eine Trockenmahlanlage 2 und eine Nassmahlanlage 3 auf. Die Siebstufe 1 sieht einen Siebüberkornauslass la vor, der mit der Trockenmahlanlage 2 zur Zuführung eines Siebüberkorns 5 in Verbindung. Ein Siebunterkomauslass lb steht zur Zuführung eines Siebunterkorns 6 mit der Nassmahlanlage 3 in Verbindung. Das in der Trockenmahlanlage 2 und der Nassmahlanlage 3 gemahlene Gut wird als Fertiggut 7 abgeführt und weist insbesondere eine Fertiggutfeinheit < 300 μιη auf. Bei der Trockenmahlanlage 2 handelt es sich beispielsweise um eine Kugelmühle, eine Rollenmühle oder eine Walzenpresse. Als Nassmahlanlage kommen beispielsweise eine Kugelmühle oder eine Rührwerksmühle in Betracht.

Durch die verwendete Trockenmahlanlage 2 ist ein vorgegebener Feuchtegrenzwert ψο festgelegt, der noch eine sinnvolle Zerkleinerung des Siebüberkorns 5 in der Trockenmahlanlage 2 erlaubt. Die Siebstufe 1 weist einen Trennschnitt auf, der basierend auf Erfahrungswerten so ausgewählt ist, dass die Feuchte des sich ergebenden Siebüberkorns 5 den durch die Trockenmahlanlage 2 vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο nicht überschreitet. Um den richtigen Trennschnitt auszuwählen, wird daher auf eine Feuchtemessung des Ausgangsmaterials über einen bestimmten Zeitraum zurückgegriffen. Dabei wird zweckmäßigerweise die ermittelte maximale Feuchte bzw. ein etwas geringerer Wert als Basis für die Auswahl des Trennschnittes gewählt. Für die Auswahl des Trennschnittes kann dabei beispielsweise auf eine der Siebstufe zugeordnete Kennlinie gemäß Fig. 1 zurückgegriffen werden. Sobald die geeignete Siebstufe bereitgestellt ist, kann die eigentliche Mahlung von stückigem Ausgabematerial 4 erfolgen, indem das Ausgangsmaterial zunächst der Siebstufe 1 zugegeben wird. Das Siebüberkorn 5 gelangt in die Trockenmahlanlage 2 während das Siebunterkorn 6 in der Nassmahlanlage 3 zur Fertiggut 7 gemahlen wird. Da die Trockenmahlanlage 2 hinsichtlich Verschleiß und Energieverbrauch wesentlich effizienter als eine Nassmahlanlage arbeitet, kann durch die erfindungsgemäße Anlage eine deutliche Verbesserung hinsichtlich Verschleiß und Energieverbrauch erreicht werden. Die Ersparnis hängt natürlich primär von der Feuchte des Ausgangsmaterials 4 ab. Die Verbesserung ist umso größer, je weniger die Feuchte den vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο für die Trockenmahlanlage 2 überschreitet.

In den folgenden Ausführungsbeispielen werden für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, um den Vergleich und das Verständnis zu erleichtern.

Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist anstelle der Nassmahlanlage 3 eine Trocknungsvorrichtung 8 vorgesehen, in der das Siebunterkorn 6 bis unter den vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο der Trockenmahlanlage 2 getrocknet und dann der Trockenmahlanlage 2 zugeführt wird. Diese Variante eignet sich vor allem dann, wenn das entstehende Fertiggut 7 trocken weiterverarbeitet wird.

Der Aufbau der Anlage gemäß Fig. 4 entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2). Hinzugekommen ist eine Feuchtmesseinrichtung 9, die eine Online-Feuchtemessung des zu mahlenden Ausgangsmaterials 4 ermöglicht. Im Anschluss an die Feuchtemesseinrichtung 9 gelangt das Ausgangsmaterial 4 in eine Materialweiche 10, die zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Ausgang 10a, 10b schaltbar ist, wobei der erste Ausgang 10a direkt mit der Trockenmahlanlage 2 verbunden ist und der zweite Ausgang 1 Ob mit der wenigstens einen Siebstufe 1 in Verbindung steht. Durch die zusätzliche Feuchtemesseinrichtung 9 und die Materialweiche 10 ist es in Abhängigkeit der online gemessenen Feuchte des Ausgangsmaterials 4 möglich, das Ausgangsmaterial der Siebstufe 1 zuzuführen, wenn die Feuchte des Ausgangsmaterials den vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο überschreitet und das Ausgangsmaterial direkt der Trocknungsmahlanlage zuzuführen, wenn der vorgegebene Feuchtegrenzwert nicht überschritten wird. In der Siebstufe 1 erfolgt dann die übliche Trennung in Siebüberkorn 5 und Siebunterkorn 6 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2.

Optional kann wenigstens eine weitere Siebstufe 11 vorgesehen werden, wobei die beiden Siebstufen 1, 11 unterschiedliche Trennschnitte aufweisen. Über eine weitere Materialweiche 12 besteht dann die Möglichkeit, das Ausgangsmaterial 4 in Abhängigkeit seiner online ermittelten Feuchte derjenigen Siebstufe 1 oder 11 mit dem kleineren Trennschnitt zuzuführen, sodass dessen Siebüberkorn eine Feuchte aufweist, die den vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο nicht überschreitet.

Wenn die online gemessene Feuchte des Ausgangsmaterial 4 den Feuchtegrenzwert ψο überschreitet, wird das Material zur Materialweiche 12 geleitet. Überschreitet die online gemessene Feuchte eine Feuchte ψη wird das Material zur Siebstufe 1 1 geleitet. Erreicht die Feuchte lediglich einen Wert ψι wird das Material zur Siebstufe 1 geleitet, wobei gilt ψιι > ψι > ψο·

Die Siebstufe 11 ist somit für besonders feuchtes Ausgangsmaterial 4 ausgelegt und weist daher einen größeren Trennschnitt als die Siebstufe 1 auf. Ein größerer Trennschnitt bedeutet ein entsprechend gröberes Sieb. Anstelle der Verwendung von zwei Materialweichen 10, 12 könnte natürlich auch eine Materialweiche mit entsprechend drei Ausgängen vorgesehen werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4, wobei jedoch anstelle der Nassmahlanlage 3 wiederum die Trocknungsvorrichtung 8 vorgesehen ist, wie sie schon im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 beschrieben wurde.

Fig. 6 zeigt eine Variante die im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 entspricht, wobei jedoch keine direkte Aufgabe des Ausgangsmaterials 5 auf die Trockenmahlanlage 2 erfolgen kann. Das gesamte Material wird vielmehr über die Materialweiche 10 in eine von wenigstens zwei Siebstufen 1, 11 aufgegeben. Optional können auch eine dritte oder weitere Siebstufen 13 vorgesehen werden. Das Ausgangsmaterial 4 wird in Abhängigkeit der online gemessenen Feuchte in der Feuchtemesseinrichtung 9 wahlweise einer der Siebstufen 1, 11 bzw. 13 aufgegeben, die wiederum unterschiedliche Trennschnitte aufweisen, wobei diejenige Siebstufe ausgewählt wird, die den kleinsten Trennschnitt aufweist, dessen Siebüberkorn noch eine Feuchte hat, die den vorgegebenen Feuchtegrenzwert ψο für die Trockenmahlanlage 2 nicht überschreitet. Das Siebunterkorn wird wiederum in einer Nassmahlanlage 3 verkleinert.

Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, wobei anstelle der Nassmahlanlage 3 die

Trocknungsvorrichtung 8 vorgesehen ist, sodass das gesamte Material in der Trockenmahlanlage 2 zerkleinert.