Nassaufbereitung mit geschlossenem Wasserkreislauf
Das Produktsortiment des rheinland-pfälzischen Unternehmens Schaefer Kalk reicht von Kalksteinen über Calciumoxid, Calciumhydroxid bis hin zu gebrauchsfertiger Kalkmilch und Füllstoffen sowie Pigmenten für spezielle Anwendungen. Um die hohen Qualitätsansprüche an Schaefer Kalk Produkten erfüllen zu können, investiert das Unternehmen immer wieder in die Fertigungstechnologie. So auch mit einer Aufbereitungsanlage für Kalksteine im Werk Hahnstätten, im Rhein-Lahn-Kreis.
Die Anlage umfasst eine Brecheranlage, in der die Kalksteine gebrochen und gesiebt werden. Mittels Kameradiagnose wird die Qualität geprüft und Ausschuss per Druckluft aussortiert. Über ein 500 m langes eingehaustes Förderband gelangt das Material nach einer Nassaufbereitung mit geschlossenem Wasserkreislauf an die Brennöfen.
Reinigung von Waschwasser und Entwässerung von Schlamm
Aufbauend auf dem Reinigungs- und Filter-Know-how des baden-württembergischen Anlagenspezialisten Leiblein wurde die Basis der Aufgabenstellung mit der Reinigung des Waschwassers aus der Aufbereitung der „Ofensteine“ zum einen, zum anderen mit der Entwässerung des anfallenden Schlamms definiert. In einem Zusammenwirken von Feststoffabscheider (Bild 1), Schrägklärer sowie einem Vakuumbandfilter – gezielt eingesetzt während des Kreislaufs des Prozesswassers – konnte die Zielsetzung in allen Teilen erfüllt werden.
Der Wasserkreislauf wird gestartet mit dem Wasser der Aufbereitungsanlage, das – mit freiem Gefälle und mit Grobteilen von ca. 0,1 bis 5 mm versetzt – in einen Feststoffabscheider fließt, um diese Grobteile zu separieren.
Der Feststoffabscheider im Klärungsprozess
Mit Einleitung des Prozesswassers von oben in den Behälter strömt es nach unten, wird dort umgelenkt und über Lamellen nach oben geführt, um über ein Ablaufwehr wieder aus dem Behälter herauszulaufen. Die Abscheidung der sedimentierbaren Partikel erfolgt während der Durchströmung auf den Lamellen. Von dort rutschen die Feststoffe nach unten in den Schlammtrichter, während das gereinigte Wasser über das Ablaufwehr fließt. Mit einer Schnecke wird der abgesetzte Schlamm über den Wasserspiegel gefördert, um über Behälter auf eine Halde transportiert zu werden. Das Prozesswasser findet nach Durchlauf des Feststoffabscheiders weiter seinen Weg mit Gefälle in den Leiblein-Schrägklärer (Bild 2).
Der Schrägklärer, Filtertechnologie für beste Ergebnisse
Ähnlich wie beim Feststoffabscheider wird auch beim Schrägklärer – auch Lamellenklärer genannt – das eintretende Wasser nach unten geführt, umgelenkt und über eine Staffel von Lamellen wieder nach oben geführt (Bild 3). Hierbei sinken die Schwebstoffe auf die schräggestellten Lamellen (Sedimentation) und rutschen weiter in den Schlammtrichter. Für den Lamellenklärer und seine anspruchsvolle Kläraufgabe bei Schaefer Kalk war nur eine Aufstellfläche von etwa 3 x 4 m erforderlich.
Trotz des geringen Platzbedarfs – ein konventioneller Rundeindicker hätte 12 m im Durchmesser benötigt – ist der Durchsatz für 100 m³ Wasser pro Stunde ausgelegt. Der geringe Platzbedarf geht einher mit dem deutlich minimierten Einsatz von Flockungsmitteln, nur 70 % statt 100 % beim Rundeindicker. Durch den Einsatz einer Schlammpegelmessung ist sichergestellt, dass die gewünschte pastöse Konsistenz erreicht wird, um den eingedickten Schlamm noch sicher in Richtung Vakuumbandfilter pumpen zu können, um den größtmöglichen Sedimentabzug zu erzielen.
Der Vakuumbandfilter entwässert den Schlamm weiter
Dieser Filtertyp ist gekennzeichnet durch Endlos-Filterbänder aus Edelstahl mit einer Feinheit ab 80 µm, die mit Vakuumunterstützung arbeiten. In der Folge kann so eine hohe Durchsatzleistung sowie eine bessere Entwässerung des Filterkuchens erreicht werden (Bild 4).
Mit allen Filtervarianten im Rahmen der Kreislaufwasserführung wird eine sehr hohe Frischwassereinsparung erzielt, da nur 5 bis 10 % an Frischwasser ergänzt werden müssen, um die Wasserverluste durch Anhaftungen am Gestein oder durch den Restwassergehalt im Schlamm auszugleichen.
Durch exakte Planung und Vorfertigung wurde der Installationsaufwand vor Ort auf nur wenige Tage begrenzt. Zudem ist die Leiblein-Filteranlage bei Schaefer Kalk modular so aufgebaut, dass bei Anwachsen der Wassermenge problemlos weitere Schrägklärer integriert werden können. Die Resultate der Filterleistung im Rahmen der Aufbereitungsanlage für Kalksteine bei Schaefer Kalk im Werk Hahnstätten werden einhellig positiv beurteilt und unterstützen den dortigen Anspruch, dass mit der Ressource Wasser im Sinne der Umwelt sorgsam umgegangen wird.
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