Sortierung der Erde – von Gesteinen bis zu Erzen
Im ersten Teil fragten wir die Erde, jetzt hören wir zu. Sortieren ist, als würde der Planet flüstern: "Dieser Teil ist Draht, dieser ist Balken, dieser ist Fenster", und wir nicken höflich und legen jeden Teil auf das richtige Förderband.
Warum zuerst sortieren (die Kunst zu sagen „du bist kein Erz“)
Jedes Kilowatt, das Sie vergeuden, um nutzloses Gestein zu mahlen, ist ein Kilowatt, das Sie nicht für die Welt verwenden. Deshalb die erste Regel: Abfall früh aussortieren. Trockene Physik – Magnetismus, Dichte, Optik – erledigt den Großteil der Arbeit. „Nasse“ Schritte, wenn nötig, kommen später und recyceln ihr Wasser.
- Weniger Masse weiter in der Kette → kleinere Öfen, kleinere Rechnungen, weniger von allem.
- Zuerst trocken → weniger Wasserhandhabung; Staub bleibt in geschlossener Ausrüstung.
- Besseres Produkt → Öfen „essen“ Konzentrat, keine Meinungen.
Lernen Sie die Linie kennen (Module wie Lego)
1) Beschicker & Primärbrecher
Große Brocken werden mittelgroß. Backen- oder Kreiselbrecher liefern 150–250 mm Produkt.
Typische Leistung: 250–500 kW Verfügbarkeit: 60–90 %2) Siebmaschinen und Sekundär-/HPGR
Siebmaschinen trennen nach Größe; Sekundärkegelbrecher oder HPGR (Hochdruckwalzenmühlen) verwandeln Chaos in Würfel und bereiten perfektes Futter für Sortierer vor.
Siebmaschinen: je 2–30 kW HPGR: 2–6 MW (hoher Durchsatz)3) Sensorbasierte Sortierer
Röntgen-, Nah-IR-, Laser- oder hyperspektrale Kameras sehen, was das Auge nicht sieht. Luftströme schieben die wertvolle Fraktion sanft weg. Kein Drama – nur Tausende sanfter Entscheidungen pro Sekunde.
Für ein Band: 50–250 kW Durchsatz: 50–400 t/h4) Magnetische und Wirbelstromtrennung
Magnetit tanzt zu den Magneten. Schwach magnetische Minerale gehorchen den Feldern von Hochintensitätsseparatoren. Wirbelströme stoßen unedle Partikel wie ein höflicher Schutz ab.
Magneten mit niedriger/hoher Intensität Wirbelströme für Al/Cu-Stücke5) Dichte (DMS) und Schwerkraft
Dichte-Medium (oder Wasserspiralen/-rutschen) trennt schwere von leichten. Wenn verwendet, sind die Kreisläufe geschlossen, Wasser wird rezirkuliert.
Wasserrezirkulation > 90 % Geringer zusätzlicher Wasserbedarf6) Förderbänder überall
Bandenergie schlägt LKWs: ~0,02–0,05 kWh/Tonne-km. Abgedeckt, dicht, leise.
Niedriger Energieverbrauch pro Tonne Staub bleibt innenErzführer nach Typ (Physik wählen)
Magnetit (Eisen)
Dominierende Physik: Magnetismus. Trockenes Zerkleinern und Sieben → magnetische Trennung mit niedriger Intensität.
- Energie: ~8–18 kWh/Tonne (trockener Weg)
- Wasser: ~0,1–0,3 m³/Tonne (Staubkontrolle)
- Ausbeute (Masse): ~40–55 % → 65 % Fe-Konzentrat
Bauxit (Aluminium)
Dominierende Physik: Größe + Dichte. Sieben, waschen und Entfernen feiner Partikel; feines Mahlen vermeiden.
- Energie: ~3–8 kWh/Tonne
- Wasser: ~0,2–0,5 m³/Tonne (rezirkuliert)
- Ausbeute (Masse): ~60–75 % → Futter für Aluminiumoxid
Kupfersulfide
Vorherrschende Physik: Befreiung + Flotation. Trockenzerkleinerung → Nassfeinmahlung → Schaums flotation.
- Energie: ~20–40 kWh/Tonne (hauptsächlich Mahlen)
- Wasser: ~0,5–1,5 m³/Tonne (recycelt)
- Ausbeute (Masse): ~2–4 % → 25–35 % Cu-Konzentrat
Vorab berechnete Ströme
Merkblatt der Anlagenkapazitäten (wir gehen von ~8.000 Std./Jahr aus)
| Jährliche Einführung | Durchsatz (t/h) | Typische Leitungen | Leistung der Leitung (MW) | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/Jahr | ~625 | 1–2 | Magnetit: ~5–10 Bauxit: ~2–5 Kupfer: ~12–25 |
Kleiner Komplex; ~5–8 ha |
| 10 Mt/Jahr | ~1.250 | 2–3 | Magnetit: ~10–20 Bauxit: ~5–10 Kupfer: ~25–40 |
Mittlerer Komplex; ~8–15 ha |
| 20 Mt/Jahr | ~2.500 | 3–5 | Magnetit: ~20–35 Bauxit: ~10–18 Kupfer: ~40–70 |
Großer Komplex; ~15–30 ha |
Leistungszahlen spiegeln die Durchschnittswerte der gesamten Linie wider (Zerkleinerung, Sieben, Sortierung, Pumpen) bis zum Schmelzen. Wir versorgen uns aus der benachbarten Sonnen-Saatgutfabrik.
Massenbilanz — Magnetit (Beispiel)
Einführung 10 Mt/Jahr mit 35 % Fe; Ziel — 65 % Fe Konzentrat.
| Strom | Masse (Mt/Jahr) | Hinweis |
|---|---|---|
| Einführung | 10.0 | Zerkleinern → Sieben → Magnete |
| Konzentrat | ~4.5–5.5 | 40–55 % Massenrendite |
| Abgelehnte Fraktionen | ~4.5–5.5 | Zurückgegeben an Ingenieurwände und Blöcke |
Leistung der Linie: ~10–20 MW • Wasser: ~0,1–0,3 m³/Tonne (Staubkontrolle)
Massenbilanz – Kupfersulfide (Beispiel)
Einführung 10 Mt/Jahr, 0,8 % Cu; Konzentrat 30 % Cu.
| Strom | Masse (Mt/Jahr) | Hinweis |
|---|---|---|
| Einführung | 10.0 | Zerkleinern → Mahlen → Flotation |
| Cu-Konzentrat | ~0,24–0,36 | 2,4–3,6 % Masseausbeute |
| Tailings (wiederverwendet) | ~9,64–9,76 | Kondensiert, gestapelt, wiederverwendet |
Leistung der Linie: ~25–40 MW • Wasser: ~0,5–1,5 m³/Tonne (aufbereitet >85 %)
Energie pro Tonne – Kurzanleitung
| Betrieb | Energie (kWh/Tonne) | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Primärzerkleinerung | ~0,5–1,5 | Backen-/Giratorisch |
| Sekundäres / tertiäres Zerkleinern | ~1–4 | Kegel-/HPGR-Vorbereitung |
| HPGR (grobes Mahlen) | ~3–7 | Ersetzt oft SAG |
| Kugelmühle/SAG-Mahlung (fein) | ~10–20 | Nur wenn Freisetzung erforderlich |
| Touch-Sortierung (pro Tonne Eingang) | ~0,2–1,0 | Kammern, Luftstrom |
| Magnetisch / Wirbelstrom | ~0,1–0,5 | Geringe Kosten |
| Transport (pro km) | ~0,02–0,05 | Tonnen-km-Basis |
Regel: Wenn der Sortierer 20–50 % des Gesteins vor der Feinmahlung aussortieren kann, sinkt der Energiebedarf der nachfolgenden Stufen erheblich.
Energie- und Wasserbilanz (vorab berechnet)
10 Mt/Jahr Magnetit (Trockenroute)
| Komponente | Durchschnittliche Leistung (MW) |
|---|---|
| Zerkleinerung & Siebe | ~6 |
| HPGR (falls verwendet) | ~6 |
| Magnete & Sortierer | ~2 |
| Förderbänder & Hilfsanlagen | ~2 |
| Insgesamt | ~16 MW |
Wasser: ~0,2 m³/Tonne (Staub) → 2 Mm³/Jahr werden rezirkuliert.
10 Mt/Jahr Kupfer (Flotationsroute)
| Komponente | Durchschnittliche Leistung (MW) |
|---|---|
| Zerkleinerung & Siebe | ~6 |
| Feinmahlung | ~20 |
| Flotation & Pumpen | ~6 |
| Förderbänder & Hilfsanlagen | ~4 |
| Insgesamt | ~36 MW |
Wasser: ~1,0 m³/Tonne Eingang → 10 Mm³/Jahr; Rückführung >85 %, Ergänzung aus dem See.
Fabrikfläche und Standort
Fläche und Gebäude (10 Mt/Jahr)
- Geschlossene Gebäude: Zerkleinerer, Siebe, Sortierer (Lärm und Staub innen).
- Freiluft: Förderbänder mit Abdeckungen, Magnete (wenn nötig).
- Fläche: ~8–15 ha, einschließlich Lager und Zufahrten.
- Angrenzendes PV-Feld: ~100–200 MWp zur Sortierung und Wachstumsförderung.
Luft, Staub, Lärm
- Filterbeutel und Sprühen halten die Staubkonzentrationen dauerhaft niedrig.
- Akustikplatten und Hauben halten <85 dBA an der Grundstücksgrenze ein.
- Alle Förderbänder sind abgedeckt; Übergabestellen vollständig geschlossen.
Fragen und Antworten
„Verwenden wir hässliche Chemie?“
Wir bevorzugen die Trockentechnik. Wenn ein „nasser“ Schritt notwendig ist (z. B. Kupferflotation), verwenden wir geschlossene Systeme mit modernen, wenig toxischen Reagenzien und reinigen das Wasser vor der Einleitung — meist wird es gar nicht eingeleitet, sondern wiederverwendet.
„Was passiert mit den abgelehnten Fraktionen?“
Sie verwandeln sich in Straßen, Blöcke und begrünten Seeufern. Nichts bleibt übrig; alles wird zu Raum.
„Warum so viel Aufwand vor dem Schmelzen?“
Denn jeder Prozentpunkt an Abfall, der weiter oben in der Kette entfernt wird, reduziert vielfach die Größe, Kosten und Zeit späterer Anlagen. Das ist der Unterschied zwischen dem Ziehen eines Berges in den Ofen und dem Aufruf nur für Erz.
Weiter: Die Sonne als Keimfabrik — Module, die eine weitere Fabrik errichten (Teil 3). Wir zeigen, wie ein sonniges Dach zur Terawatt-Gewohnheit wird.