Dekanterzentrifuge vs. Bandpresse vs. Filterpresse: Welche ist die beste für das Tailings-Management?

Alle Zuschlagstoff- und Bergbaubetriebe mit einer Nassaufbereitungsanlage erzeugen einen Abfallstrom. Dieser Abfallstrom besteht aus Tailings – dem Prozesswasser und feinen Feststoffen, Ton und anderen schädlichen Materialien, die während des Waschprozesses entfernt werden. Traditionell werden diese Rückstände zu einem Absetzbecken oder einer Lagune geschickt, um die Feststoffe von der Flüssigkeit im Abfallstrom zu trennen.

Allerdings kann die Instandhaltung von Absetzbecken zeitaufwändig und teuer sein, wertvolle Landfläche beanspruchen und/oder abbaubare Reserven verdecken. Sie sind nicht die beste Methode für die Rückstandsbewirtschaftung, insbesondere wenn mechanische Entwässerungsoptionen verfügbar sind.

Mechanische Entwässerungsanlagen verbessern das Tailings-Management, indem sie die Feststoffe von der Flüssigkeit trennen und so ein Feststoffprodukt erzeugen, das für die mechanische Handhabung geeignet ist. Als zusätzlicher Bonus kann das zurückgewonnene Wasser im Waschprozess wiederverwendet werden, wodurch der Frischwasserbedarf an Standorten reduziert wird, an denen Wasser knapp oder teuer ist.

Zu den Arten mechanischer Entwässerungsanlagen für Tailings gehören:

Dekanterzentrifugen

Dekanterzentrifugen trennen Feststoffe von Flüssigkeiten in einer Aufschlämmung mithilfe hoher Zentrifugalkräfte, um eine Sedimentation herbeizuführen. Die Aufschlämmung gelangt über ein Zufuhrrohr in das Innere einer rotierenden Förderschnecke, die an einem Ende verjüngt ist, in die Dekanterzentrifuge. Die Aufschlämmung wird dann in eine Schüssel abgegeben, die den Schneckenförderer umgibt, der sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht als der Förderer.

Durch hohe G-Kräfte werden die festen Partikel in der Aufschlämmung an die Wände der Trommel geschleudert, wo sie von der Förderschnecke in Richtung des konischen Austragsendes bewegt werden. Das konische Ende der Schnecke ermöglicht die Entwässerung der Feststoffe auf ihrem Weg zum Auslass. Das Wasser bewegt sich ungehindert zum anderen Ende der Maschine und fließt über Anschlüsse ab.

Dekanterzentrifugen erzeugen ein festes Kuchenmaterial, das für die mechanische Handhabung geeignet ist, sowie sofort wiederverwendbares Prozesswasser. Sie geben ein Feststoffmaterial ab, das irgendwo zwischen dem eines Eindickers und einer Filterpresse liegt. Dekanterzentrifugen sind vollautomatisch und für einen saubereren Betrieb geschlossen.

Bandpressen

Bandpressen verfügen über Rollen und Bänder zur Entwässerung des Materials, indem die Aufschlämmung durch vier Hauptzonen geleitet wird.

In der ersten Zone, der Vorkonditionierungszone, werden Chemikalien hinzugefügt, um die Partikel in der Aufschlämmung zusammenzuziehen. In der zweiten Zone, der Schwerkraftentwässerungszone, kann freies Wasser aus der Gülle abfließen, während diese sich entlang eines geneigten Bandes bewegt. In der dritten Zone, der Niederdruck-Quetschzone, wird das Material zwischen zwei porösen Bändern eingeklemmt, wo Flüssigkeit herausgedrückt wird und die Feststoffe zwischen den Bändern zurückgehalten werden. In der vierten Zone, der Hochdruck-Quetschzone, werden die Bänder unter und über eine Reihe von Walzen geführt, deren Durchmesser abnimmt.

Das Ergebnis ist ein entwässertes Feststoffmaterial, dessen Konsistenz je nach Feststoffkonzentration des Futters variiert.

Filterpressen

Filterpressen bieten ein Höchstmaß an mechanischer Entwässerung ohne den Einsatz von Chemikalien. Sie bestehen aus mehreren vertieften Platten, die mit Filtertüchern bedeckt sind. Beim hydraulischen Zusammenspannen der Platten bilden die Aussparungen Kammern. Schlamm wird in die Filterpresse gepumpt und füllt die Kammern. Die Flüssigkeit in der Aufschlämmung strömt durch das Tuch und aus den Filtratrohren am Boden der Platten, um sich in einer Wanne am Boden der Filterpresse zu sammeln. Die Feststoffe werden auf dem Filtertuch aufgefangen. Wenn kein Schlamm mehr in die Filterpresse gepumpt werden kann, wird die Pumpe gestoppt und die Platten öffnen sich, um die festen Kuchen freizugeben.

Diese festen Kuchen sind tropffrei, stapelbar und können problemlos mit Lade- und/oder Transportgeräten gehandhabt werden. Je nach Material kann es möglicherweise als Hinterfüllung oder Teichauskleidung verkauft werden. Das zurückgewonnene Wasser steht dann sofort zur Verwendung in der vorgeschalteten Waschanlage zur Verfügung.

Welches ist das Beste für das Tailings-Management?

Wenn es um das Tailings-Management geht, kann sich die beste Ausrüstung für einen Standort von der besten Ausrüstung für einen anderen Standort unterscheiden. Dekanterzentrifugen, Bandpressen und Filterpressen sind allesamt geeignete Optionen für die Reduzierung/Beseitigung von Teichen. Die beste Lösung hängt also von den Rückstandsmanagementzielen des Standorts ab.

Dabei ist vor allem die Art des zu entwässernden Materials zu berücksichtigen. Dekanterzentrifugen funktionieren am besten mit Material, das eine größere Partikelgrößenverteilung aufweist und leichter entwässert werden kann. Sie eignen sich auch hervorragend für Material mit geringem Tongehalt und reagieren weniger empfindlich auf wechselnde Futtermittel.

Bandpressen können zur Entwässerung einer Vielzahl unterschiedlicher Schlämme in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden, funktionieren jedoch bei unterschiedlichen Zufuhrbedingungen nicht gut.

Filterpressen sind ideal für die Entwässerung von Rückständen aus Mineral- und Zuschlagstoffwaschanlagen, Mineralkonzentraten und den meisten Unterlaufschlämmen aus einem Eindicker oder Klärbecken. Allerdings haben der Feststoffgehalt des Zulaufs und die Partikelgrößenverteilung einen Einfluss auf die Gesamtentwässerungseffizienz einer Filterpresse.

Zu den weiteren Aspekten, die es zu berücksichtigen gilt, gehören Wartung und Betrieb sowie die mit diesen Aufgaben verbundenen Kosten.

Im Hinblick auf die Betriebskosten sind Dekanterzentrifugen und Filterpressen vollständig automatisiert, während Bandpressen einen Bediener erfordern.

Filterpressen erfordern im Gegensatz zu Bandpressen keine Zugabe von Chemikalien zur Unterstützung der Entwässerung. Dekanterzentrifugen können von der Verwendung von Chemikalien profitieren, dies hängt jedoch vom zu entwässernden Material ab.

Dekanterzentrifugen haben einen höheren Energiebedarf als Bandpressen und Filterpressen, daher sind die Stromkosten bei diesen Geräten höher. Dekanterzentrifugen neigen außerdem dazu, mehr Lärm zu erzeugen als Bandpressen oder Filterpressen.

Im Hinblick auf die Kapitalkosten stellen Bandpressen im Vergleich zu Zentrifugen und Filterpressen im Allgemeinen eine geringere Vorabinvestition dar. Darüber hinaus erfordern Filterpressen Zusatzgeräte, wie z. B. einen Ausgleichsbehälter (oder Puffertank). Abhängig von der verwendeten vorgeschalteten Ausrüstung ist dies bei Bandpressen und Zentrifugen möglicherweise nicht der Fall. Bandpressen und Zentrifugen können kontinuierlich betrieben werden, sodass kein Ausgleichsbehälter zur Beschickung der Maschine erforderlich ist. Diesen Maschinen wird kontinuierlich Gülle zugeführt und Feststoffe werden kontinuierlich ausgetragen. Filterpressen hingegen arbeiten im Batch-Verfahren. Eine Pumpe fördert die Aufschlämmung in die Maschine und stoppt, wenn sich die Platten öffnen, um die festen Kuchen abzugeben. Während sich die Platten öffnen, muss sich das Zufuhrmaterial irgendwo ansammeln, weshalb ein Ausgleichsbehälter erforderlich ist.

Bei Bandpressen sind die Wartungskosten höher, da die Wartungsintervalle kürzer sind als bei Zentrifugen und Filterpressen. Bandpressen erfordern häufiges Waschen des Bandes, und die Rollen und Lager müssen bekanntermaßen häufig ausgetauscht werden, was zu längeren Ausfallzeiten für die Durchführung von Wartungsarbeiten führt.

Im Hinblick auf die Stellfläche nehmen Bandpressen und Zentrifugen weniger Platz ein als Filterpressen.

Wenn Sie entscheiden, welche Lösung für die Handhabung Ihrer Abraumhalden die richtige ist, berücksichtigen Sie unbedingt die Art des Materials, das die Ausrüstung verarbeiten wird, sowie die Anfangsinvestition und die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten.