Online Grain Size Analyzer

Die Bestimmung der Kornverteilung von granularen Stoffen ist eine der wesentlichen Aufgaben zur Prozessüberwachung, Anlagensteuerung und Qualitätssicherung in verschiedenen Zweigen der Industrie. Das Aufgabenspektrum erstreckt sich von der Pharmazie und Lebensmittelproduktion bis hin zur Chemie- sowie Bau- und Bergbauindustrie. Speziell im Bergbau nimmt die Aufbereitung mineralischer Rohstoffe eine zentrale Stellung ein, da hier die einzelnen Teilprozesse der Zerkleinerung, Sortierung und Klassierung im direkten Zusammenhang zur Korngrößenverteilung des Mineralstoffes optimiert, überwacht und gesteuert werden können. Die Erfassung des Kornspektrums einer Stoffmischung vor bzw. nach jedem Prozessschritt erfolgt in der Regel durch Entnahme von Proben und deren Analyse im Labor mittels gängiger Siebmaschinen, wobei nicht selten eine vorauseilende Probenvorbereitung, z.B. durch Trocknung erfolgt.

Resultierend aus der Problematik der Korngrößenbestimmung von feinen Stäuben und Feinstkorn mittels konven­tioneller Siebung wurden in der Vergangenheit vor allem laserbasierende Analysatoren entwickelt, welche im Labor oder teilweise in der Prozesskette integriert werden. Die zeit- und kostenintensive Probenahme aus dem Prozessablauf mit anschließender Laboranalyse einerseits, sowie der eingeschränkte Einsatzbereich und die Empfindlichkeit der optischen Verfahren andererseits, erfordern die Entwicklung eines robusten Messsystems für den Einsatz in einem breiten Anwendungsspektrum zur Online-Analyse der Korngrößenverteilung von granularen Stoffen. Die Neuentwicklung ist universell für alle Massenströme unabhängig von der Korngröße und ­Mischungsart einsetzbar und behebt die oben genannten Nachteile der aktuell verfügbaren Technologien (Bild 1).

1 Messprinzip

Granulare Stoffe erzeugen während ihres Transportes in verschiedenen Medien beim Aufprall auf einem Festkörper Impulse, welche Schwingungen in diesem hervorrufen. Die Charakteristik der Schwingungen steht in direkter Proportionalität zur Impulsstärke bzw. bei gleicher Dichte des Granulats in einer direkten Beziehung zur Korngröße. Die Zuordnung der zeitabhängigen Intensitäten in Signalklassen ergibt eine Verteilung, welche direkt proportional zur Verteilung des Kornspektrums steht, das in der ausgewerteten Zeit die Impulse hervorgerufen haben. Eine vorauseilende einmalige Kalibrierung des Systems ermöglicht die Zuordnung der Impulsstärken zu den jeweiligen Kornklassen, wodurch die Erstellung einer Online-Korngrößenanalyse ermöglicht wird.

2 Einsatzspektrum und Anwendungsgebiete

Die Neuentwicklung ist verfügbar für Online-Korngrößenanalysen in Stoffströmen beim Bandtransport und bei der hydraulischen oder pneumatischen Rohrförderung. Die Vorrichtung dient der Prozessüberwachung und Anlagensteuerung sowie Qualitätssicherung bei sämtlichen Aufbereitungsprozessen wie Zerkleinerung, Sortierung, Klassierung und Veredlung. Aktuell werden einige Anlagen zu folgen Zwecken in der Industrie eingesetzt:

• Steuerung der Anlagen in der Quarzsandaufbereitung - hydraulische Rohrförderung

• Steuerung der Aufbereitungsanlagen eines Kies- und Sandbetriebs - Bandförderung (Bild 2)

• Laboreinsatz zur Analyse von Sand und Gipsprodukten - pneumatische Rohrförderung

3 Verfahrensvorteile

Die Neuentwicklung bietet vielerlei technische und wirtschaftliche Vorteile und dient zusätzlich der Humanisierung des Arbeitsplatzes durch die Erhöhung der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes.

www.bergbau.tu-clausthal.de

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