Aufbereitung in der Zinnmine Sensorgestützte Sortiertechnologie: Einsatz unter Extrembedingungen

Für die extremen Einsatzbedingungen in der von Bluestone Mines Tasmania betriebenen Zinnmine Renison in Tasmanien wurde eine Sortierlösung gesucht. Zum Einsatz kam die sensorgestützte XRT-Technologie, die nicht nur erhebliche Werte erschließt, sondern auch umweltschonend arbeitet.

Die Mine Renison ist über das Bluestone Mines Tasmania Joint Venture (BMTJV) zu 50 Prozent im Besitz des australischen Zinnproduzenten Metals X. Es handelt sich hierbei um den einzigen größeren produzierenden Zinnbetrieb Australiens. Die Förderrate beläuft sich auf beinahe eine Million Tonnen pro Jahr, während die Aufbereitungsanlage jedoch nur 750.000 Tonnen pro Jahr bewältigen kann. Die extreme Luftfeuchtigkeit bei einer durchschnittlichen Niederschlagsmenge von mehr als 3000 mm im Jahr und das stark saure Prozesswasser mit einem pH-Wert von ca. 4,5 sind besondere Herausforderungen für den Sortierprozess, die Anlage und die Geräte sowie die Entsorgung. Mithilfe von Tomra gelang es BMTJV, eine Lösung zu finden.

Komplexe Abläufe unter Tage

Untertage durchläuft das Material zunächst eine Primärzerkleinerungsanlage, bevor es über einen Schacht an die Oberfläche gebracht wird. Darauf folgt die dreistufige Voraufbereitung: Brechen, Sieben, Waschen. Die Partikel werden anschließend in zwei Fraktionen mit einer Korngröße von 10 bis 25 mm bzw. 25 bis 60 mm aufgeteilt, die zwei XRT-Sortierern zugeführt werden. Der Output besteht aus zwei Strömen: das eigentliche Produkt, das der Aufschließung im Nassverfahren zugeführt wird und die Reststoffe, die in einen EM-Sortierer gelangen, um säurebildende Sulfide abzuscheiden.

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In der Nassaufbereitung durchläuft das Produkt zunächst eine Primärmahlstufe, bevor es der Sulfidflotation zugeführt wird. Die Flotationsberge werden weiter aufbereitet, um das Zinnmineral Kassiterit durch Schwerkraftscheidung zu gewinnen. Die anfallenden Berge der Schwerkraftscheidung werden wiederum entschlämmt und anschließend flotiert (Zinnflotation). Die gewonnenen Konzentrate werden zusammen in einen Laugeverfahren von Karbonaten gereinigt und anschließend nach der letzten Waschstufe entwässert und verladen.

Mehr mit weniger erreichen

BMTJV wandte sich an Tomra, um eine Lösung für zwei zentrale Anforderungen zu finden. Die erste Anforderung bestand darin, die Zinnbeschickung der Anlage zu verbessern: „Die Renison Zinnmine wollte Skaleneffekte erzielen, indem sie der Anlage am vorderen Ende mehr Material zuführte, ohne jedoch am hinteren Ende der Anlage aufrüsten zu müssen – wir wollten mit weniger mehr erreichen“, erklärt Ben Wraith, Principal Project Metallurgist bei BMTJV. Die zweite Anforderung betraf das ökologische Problem der säurebildenden Sulfide, die aus den Bergen entfernt werden mussten.

Ein Team von BMTJV besuchte das Tomra Test Center in Sydney, wo es sich mit eigenen Augen von der Leistungsfähigkeit eines XRT-Sortierers und der Präzision des XRT-Sensors überzeugen konnte. „Unsere XRT-Sortierer zeichnen sich durch die hohe räumliche und Dichteauflösung sowie die Fähigkeit zur Sortierung anhand von Kontrasten aus. Hierbei werden feine Zinneinschlüsse hoher Dichte im Erz mit einer Genauigkeit identifiziert, die auf dem Markt ihresgleichen suchen”, sagt Gavin Rech, Technical Manager bei Tomra. „Außerdem kann sie das werthaltige Material von den säurebildenden Sulfiden trennen, sodass wir das Zinn in den ersten Materialstrom einbringen und den Rest dem EM-Sortierer zuführen können.“

Lösung für die spezifischen Einsatzbedingungen

Die beiden Sortierer nahmen 2018 den Betrieb auf. Anfangs lag das Hauptaugenmerk der Strategie von BMTJV auf geringem Zinngehalt in den Bergen und nicht auf die Massenabscheidung, um den Gesamtdurchsatz der Aufbereitungsanlage zu erhöhen. Die spezifischen Bedingungen in der Zinnmine Renison wirkten sich jedoch auf die Ergebnisse aus. Durch die stark variierende Partikelgrößenverteilung im Rohfördergut (Run of Mine, ROM) kam es zu einer ungleichmäßigen Beschickung des Aufbereitungskreislaufs. Darüber hinaus beeinträchtigten die extrem hohen Niederschlagsmengen im Westen Tasmaniens und die entsprechend hohe Luftfeuchtigkeit den Sortierprozess zusätzlich.

Änderung der Marschrichtung

2019 wurde die Erzsortierleistung erneut untersucht, was zu einer Änderung der Marschrichtung führte: „Es kam zu einem Paradigmenwechsel, zur Abkehr von niedrigem Zinngehalt in den Bergen hin zu einer möglichst aggressiven Sortierung, von einer auf Zinngewinnung basierenden Strategie hin zu einer Massenreduzierung“, erklärt. „Wir erzielen eine Massenreduzierung von 20 bis 25 Prozent, sodass 75 bis 80 Prozent des Materials in die Nassaufbereitung gelangen, und wir erreichen immer noch eine Zinn-Gewinnungsrate von 97 bis 98 % über den gesamten Zerkleinerungskreislauf. Die Voraufbereitung hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Gewinnungsrate insgesamt, da das Zinn in den abgeschiedenen Bergen extrem feinkörnig und ein Teil davon mit Sulfiden verbunden ist. Es wäre in der nachgelagerten nassen Aufbereitung nicht vollständig zurückgewonnen und in den Bergen abgeschieden worden. Diese Vorgehensweise eignet sich für Bluestone am besten: mit dieser Konfiguration können wir 15 bis 20 Prozent mehr Zinn produzieren, ohne die nachgelagerte Aufbereitungsanlage aufrüsten zu müssen.“

Entscheidung für eine Modernisierung

Angesichts der guten Ergebnisse entschied sich BMTJV für eine Modernisierung des Erzsortierkreislaufs mit zwei neuen, gerade auf den Markt gebrachten XRT-Modellen aus rostfreiem Stahl und modernen Ausstattungsmerkmalen „Die Entscheidung, neue Maschinen zu kaufen, fiel uns leicht“, meint Ben Wraith. „Der rostfreie Stahl wird die Lebensdauer der Sortierer verlängern, da er die Anlagen vor der hohen Luftfeuchtigkeit und entsprechend vor Korrosion schützt. Das ergonomischere Design erleichtert unseren Teams die Wartungsarbeiten, was bei Maschinen, die unter diesen extremen Bedingungen eingesetzt werden, besonders wichtig ist.“

Ben Wraith freut sich ganz besonders auf Tomra Insight: „Damit wird das Wissen über die Maschinen und die Erfahrungen aller Beteiligten vertiefen. Es wird in starkem Maße eine Analyse-Plattform für unser Metallurgie- und Wartungspersonal sein und umfassende Möglichkeiten bieten, wertvolle Informationen zu sammeln. Diese können im Lauf der Zeit analysiert und optimiert werden. Eine Funktion, die mich persönlich sehr interessiert, ist die Überwachung der Partikelgröße durch die Maschinen. Dies wird die Gesamtleistung des Aufbereitungskreislaufs verbessern, da wir mit der Zerkleinerungs- und Siebanlage über einen geschlossenen Kreislauf verfügen. Die Vorbereitung für die Beschickung spielt eine entscheidende Rolle, wenn Sie eine konstante Leistung erzielen wollen – wenn Sie in Echtzeit wissen, wie gut Sie das Beschickungsmaterial vorbereiten, müssen Sie zwangsläufig bessere Ergebnisse erzielen.“

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