TY - THES

T1 - Aufbereitungstechnische Untersuchungen zur Reduktion des Feinstsalzanteils in der Steinsalzaufbereitungsanlage Bernburg der K+S Aktiengesellschaft

AU - Wagner, Louis Moritz

N1 - gesperrt bis 13-05-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Die Firma K+S AG produziert am Standort Bernburg Produkte aus Stein- und Siedesalz. An diesem Standort wird hochreines Steinsalz (NaCl Gehalt von bis zu 99 %) bergmännisch unter Tage gewonnen. In der Steinsalzanlage werden Auftausalz, Industriesalze sowie auch Salzprodukte für die Nahrungsmittelindustrie hergestellt. Alle Produkte müssen die geforderten Produktspezifikationen erfüllen. In den Spezifikationen werden die chemische Zusammensetzung, die Korngrößenverteilung sowie die Zugabe von Additiven festgelegt. Die Nahrungsmittelproduktion schließt dabei eine Zuhilfenahme von nicht zugelassenen Stoffen aus. Über Tage werden die Salze trocken aufbereitet. Das Aufgabegut wird mit einem durchschnittlichen Feinstsalz-Anteil von ca. D(160µm) = 5,10 % aus der Grube gefördert. Während der Aufbereitung entsteht weiteres Feinstsalz (betriebsintern als „Pudersalz“ bezeichnet), das bis in die Endprodukte verschleppt wird. Am Ende der Prozesskette darf der Feinstsalz-Anteil den Grenzwert von 3,50 % nicht überschreiten. Der nicht wirtschaftlich verwertbare Anteil an Feinstsalz wird in einem benachbarten Solefeld in Kavernen versetzt. In der vorliegenden Arbeit soll der Aufbereitungsprozess untersucht werden, um die nicht verwertbare Feinstsalzmenge zu reduzieren. Dabei wird die Aufbereitungsanlage bilanziert und das Trennverhalten des Prozesses analysiert. Die Hilfsprozesse (Entstaubungsanlagen, Fördertechnik) werden mit bewertet. Die Windsichter und Wirbelschichtklassierer der Nachklassierung sind für die Verschleppung von Produktkorn verantwortlich. Die Entstaubungsanlagen tragen keinen, wie Anfangs vermutet, entscheidenden Beitrag zur erhöhten Feinstsalzausbringung bei. Die aus den Siebmaschinen und Förderaggregate abgezogenen Produkte im Filterstaub können durch die Rückführung zu den Windsichtern zum Teil zurückgewonnen werden. Weiters kann hierdurch das Verstopfen des Rohrleitungssystems der Enstaubungsanlagen reduziert werden. Im Rahmen der Beprobung der Anlage wurde weiterhin festgestellt, dass die Windsichter große Mengen von verkaufsfähigem Produkt über den Feingutaustrag des Windsichters dem Restsalzbandförderer (Bergeprodukt) zuführt. Auch wird über die Sichtluft der Wirbelschichtklassierer Fertigprodukt in die Berge verschleppt. Externe Aufbereitungsversuche werden durchgeführt, um die Klassierung zu optimieren. Es wird der Ersatz der Windsichter in Betracht gezogen. Weiters wird die Möglichkeit gesucht, das Restsalz aufzubereiten. Letzteres kann auf Grund von Verunreinigungen erst nach einer Abreicherung der Nebensalze als Produkt in Betracht gezogen werden. Für das Aufgabegut auf die Windsichter wurden verschiedene Versuche in Technikumsgröße durchgeführt. Die besten Ergebnisse konnten die gewünschten Zielvorgaben erfüllen. Für den Ersatz durch einen Windsichter, neuerer Generation, wurde ein Korbsichter mit separatem Zyklon zur Abscheidung des Feinguts vorgeschlagen. Eine bessere Trennwirkung wurde mit Siebmaschinen erzielt. Beide Technologien haben Vor- und Nachteile, die es in einer zukünftigen speziellen Evaluierung abzuwägen gilt. Neben der Aufbereitungsanlage tragen die nachgeschalteten Speicher und Transporteinrichtungen zur Feinstsalz-Verschleppung bei. Es konnte im Rahmen mehrerer Probenahmen bewiesen werden, dass die Kratzer, und die Bandübergabetürme den Feinstsalz-Anteil im Produkt steigern. Hierzu sollte in der Zukunft über einen Ersatz der Kratzer durch ein schonenderes Aggregat nachgedacht werden. Die Aufbereitung des Restsalzes vom Restsalzband gestaltet sich schwierig. Die hygroskopischen Eigenschaften und der vergleichsweise hohe Feuchtegehalt macht eine Klassierung unmöglich.

AB - Die Firma K+S AG produziert am Standort Bernburg Produkte aus Stein- und Siedesalz. An diesem Standort wird hochreines Steinsalz (NaCl Gehalt von bis zu 99 %) bergmännisch unter Tage gewonnen. In der Steinsalzanlage werden Auftausalz, Industriesalze sowie auch Salzprodukte für die Nahrungsmittelindustrie hergestellt. Alle Produkte müssen die geforderten Produktspezifikationen erfüllen. In den Spezifikationen werden die chemische Zusammensetzung, die Korngrößenverteilung sowie die Zugabe von Additiven festgelegt. Die Nahrungsmittelproduktion schließt dabei eine Zuhilfenahme von nicht zugelassenen Stoffen aus. Über Tage werden die Salze trocken aufbereitet. Das Aufgabegut wird mit einem durchschnittlichen Feinstsalz-Anteil von ca. D(160µm) = 5,10 % aus der Grube gefördert. Während der Aufbereitung entsteht weiteres Feinstsalz (betriebsintern als „Pudersalz“ bezeichnet), das bis in die Endprodukte verschleppt wird. Am Ende der Prozesskette darf der Feinstsalz-Anteil den Grenzwert von 3,50 % nicht überschreiten. Der nicht wirtschaftlich verwertbare Anteil an Feinstsalz wird in einem benachbarten Solefeld in Kavernen versetzt. In der vorliegenden Arbeit soll der Aufbereitungsprozess untersucht werden, um die nicht verwertbare Feinstsalzmenge zu reduzieren. Dabei wird die Aufbereitungsanlage bilanziert und das Trennverhalten des Prozesses analysiert. Die Hilfsprozesse (Entstaubungsanlagen, Fördertechnik) werden mit bewertet. Die Windsichter und Wirbelschichtklassierer der Nachklassierung sind für die Verschleppung von Produktkorn verantwortlich. Die Entstaubungsanlagen tragen keinen, wie Anfangs vermutet, entscheidenden Beitrag zur erhöhten Feinstsalzausbringung bei. Die aus den Siebmaschinen und Förderaggregate abgezogenen Produkte im Filterstaub können durch die Rückführung zu den Windsichtern zum Teil zurückgewonnen werden. Weiters kann hierdurch das Verstopfen des Rohrleitungssystems der Enstaubungsanlagen reduziert werden. Im Rahmen der Beprobung der Anlage wurde weiterhin festgestellt, dass die Windsichter große Mengen von verkaufsfähigem Produkt über den Feingutaustrag des Windsichters dem Restsalzbandförderer (Bergeprodukt) zuführt. Auch wird über die Sichtluft der Wirbelschichtklassierer Fertigprodukt in die Berge verschleppt. Externe Aufbereitungsversuche werden durchgeführt, um die Klassierung zu optimieren. Es wird der Ersatz der Windsichter in Betracht gezogen. Weiters wird die Möglichkeit gesucht, das Restsalz aufzubereiten. Letzteres kann auf Grund von Verunreinigungen erst nach einer Abreicherung der Nebensalze als Produkt in Betracht gezogen werden. Für das Aufgabegut auf die Windsichter wurden verschiedene Versuche in Technikumsgröße durchgeführt. Die besten Ergebnisse konnten die gewünschten Zielvorgaben erfüllen. Für den Ersatz durch einen Windsichter, neuerer Generation, wurde ein Korbsichter mit separatem Zyklon zur Abscheidung des Feinguts vorgeschlagen. Eine bessere Trennwirkung wurde mit Siebmaschinen erzielt. Beide Technologien haben Vor- und Nachteile, die es in einer zukünftigen speziellen Evaluierung abzuwägen gilt. Neben der Aufbereitungsanlage tragen die nachgeschalteten Speicher und Transporteinrichtungen zur Feinstsalz-Verschleppung bei. Es konnte im Rahmen mehrerer Probenahmen bewiesen werden, dass die Kratzer, und die Bandübergabetürme den Feinstsalz-Anteil im Produkt steigern. Hierzu sollte in der Zukunft über einen Ersatz der Kratzer durch ein schonenderes Aggregat nachgedacht werden. Die Aufbereitung des Restsalzes vom Restsalzband gestaltet sich schwierig. Die hygroskopischen Eigenschaften und der vergleichsweise hohe Feuchtegehalt macht eine Klassierung unmöglich.

KW - salt processing

KW - rock salt

KW - fine-grained particles

KW - air separator

KW - screening

KW - Salzaufbereitung

KW - Steinsalz

KW - Feinstsalz

KW - Windsichter

KW - Siebmaschinen

M3 - Masterarbeit

ER -