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Radarfüllstandmessung

Zuverlässige Füllstandüberwachung unter rauesten Bedingungen dank 80-GHz-Radarsensor

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Ein Diamant in der Füllstandmessung: Erfahren Sie am Beispiel Diamanterzaufbereitung, welche Vorteile die Radarfüllstandmessung mit 80 GHz unter rauesten Bedingungen bringt.
Ein Diamant in der Füllstandmessung: Erfahren Sie am Beispiel Diamanterzaufbereitung, welche Vorteile die Radarfüllstandmessung mit 80 GHz unter rauesten Bedingungen bringt. (Bild: © everythingpossible/Fotolia.com, Vega, [M]-Sahlmüller)

Der DMS (Density Media Separation)-Prozess ist ein spezielles Flotationsverfahren in der Erzaufbereitung. Unter anderem Staub und Schmutz sind dabei Einflussfaktoren, die sich auf die Füllstandmessung in den Flotationsbehältern auswirken. Lesen Sie am spannenden Beispiel der Diamanterzaufbereitung, welche Vorteile ein Betreiber aus dem Wechsel auf die Radarfüllstandmessung mit 80 GHz ziehen konnte.

In den Maluti-Bergen im Königreich Lesotho im südlichen Afrika befindet sich auf 3200 m die höchstgelegene Diamantenmine der Welt. Häufige, ergiebige Schneefälle, wechselnde Temperaturen von etwa -18 bis +20 °C und vor allem starke Winde, durch die die gefühlte Temperatur noch niedriger ausfällt, gehören hier zum Alltag.

So rau wie das Klima, so rau geht es auch bei der Aufbereitung des Erzgesteins zu, das durch zwei so genannte Kimberlit-Pipes (tiefreichende, senkrechte Schlote vulkanischen Ursprungs) an die Oberfläche gefördert wird. Das Muttergestein wird zermahlen, um Diamanten zu gewinnen, ein mühsames Unterfangen: Generell liegt die Weltproduktion an Naturdiamanten bei gerade einmal 20 Tonnen pro Jahr. Damit werden nur rund 23 Prozent des industriellen Bedarfs gedeckt. Der Rest wird industriell hergestellt.

Auch die beiden Pipes in der Mine in Lesotho enthalten nur einen sehr geringen Anteil an Diamanten, der unter zwei Karat pro hundert Tonnen liegt. Um an diese Diamanten zu gelangen, ist ein gewaltiger Aufwand nötig. In der Mine, die zu 70 Prozent dem Unternehmen Gem-Diamonds und zu 30 Prozent der Regierung Lesothos gehört, werden pro Jahr 5,8 Millionen Tonnen Erz über zwei Aufbereitungsanlagen umgeschlagen. Weitere 1,2 Millionen Tonnen werden abgebaut und von einem Auftragnehmer in einer separaten Anlage aufbereitet. Die kombinierte Tonnage erzeugt etwa 100 000 Karat pro Jahr. Etwa 18 Millionen Tonnen Gestein, die nicht weiter verwendet werden können, bleiben pro Jahr übrig.

Exkurs in die mechanischen Grundoperationen

In einer DMS-Anlage (Density Media Separation) werden das gemahlene diamanthaltige Erzgestein – unter Zusatz von pulverförmigem Ferrosilicium zur Hydrophobierung der Schwerstoffpartikeloberflächen – in Wasser sus- pendiert und nach dem Prinzip der Flotation die schwereren Mineralien von dem leichteren Gestein getrennt. Dabei entsteht ein auf weniger als ein Prozent des Ausgangsmaterials reduziertes Diamant-Konzentrat.

Eine Alternative zum DMS-Verfahren ist das Zentrifugieren der Gesteinsmischung in Zyklonen. Das Material wird bei diesem Verfahren je nach spezifischer Dichte voneinander getrennt: Die Diamanten und andere dichte Mineralien werden an die Wände und schließlich aus dem Boden des Zyklons gedrückt, während das Abwasser in der Mitte der Zyklone ansteigt und schließlich abgesaugt und gefiltert wird, um die restlichen, leichteren Partikel zu entfernen.

Beide Aufbereitungsmethoden haben ihre Vor- und Nachteile. Die Investitionskosten für eine DMS-­Anlage liegen um den Faktor zehn höher, als die für einen Zyklon. Die DMS-Anlage bietet jedoch bessere Erträge. Die Wasserverbrauchs- und Betriebskosten für eine DMS-Anlage sind ebenfalls deutlich höher als bei der Aufbereitung über die Zentrifuge. Allerdings ist die Nutzungsdauer von Kimberlit-Abbaustätten sehr lang, sodass eine stationäre Infrastruktur aufgebaut werden kann, die zu einer höheren Produktivität des Gesamtprozesses führt. Und nicht zuletzt hängt die Effizienz einer Anlage vom Können des Bedieners und der angewandten Technik ab. Entscheidend für den reibungslosen Ablauf der DMS-Anlage und letztendlich auch des Gesamtprozesses sind u.a. ein hoher Automatisierungsgrad und eine Messtechnik, die zuverlässige Messwerte liefert.

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