Wie SRK Consulting und TOMRA Mining die Verarbeitung von Pebbles neu ausrichten
28.08.2026Die Rezirkulation von Pebbles ist gängige Praxis im Bergbau. Dieser Ansatz ist jedoch kosten- und energieintensiv und kann die Gesamtleistung von Aufbereitungsanlagen begrenzen. In einigen Betrieben machen Pebbles bis zu 30 % der Mühlenaufgabe aus, was die Komplexität erhöht und die Effizienz reduziert. SRK Consulting und TOMRA Mining zeigen in diesem Beitrag, dass Pebble-Ströme nicht homogen sind und dass eine gezielte Auswahl der zu verarbeitenden Materialien die Anlagenleistung verbessern kann. In dokumentierten Anwendungen führte dies zu einer Steigerung des Durchsatzes um bis zu 6 % sowie zu klaren wirtschaftlichen Vorteilen.
XRT-Bildaufnahmen von SAG-Mühlen-Pebbles (links: grob, rechts: fein)
© SRK Consulting
In vielen großtechnischen Bergbaubetrieben, insbesondere bei der Verarbeitung harter, kompetenter Erze, sind Mahlkreisläufe mit einer erheblichen Ineffizienz konfrontiert, die häufig unbemerkt bleibt. In vielen Fällen wird diese Ineffizienz trotz der damit verbundenen Kosten als Teil des Prozesses akzeptiert. Zwischen 5 % und 30 % des in die Mühle eingebrachten Materials werden als größere, harte Stücke – sogenannte „Pebbles“ – in den Kreislauf zurückgeführt. Dabei handelt es sich um Partikel, die sich nur schwer zerkleinern lassen und entweder direkt oder nach einer Zerkleinerung rezirkuliert werden.
Diese Pebbles durchlaufen das System nicht lediglich. Sie beanspruchen Volumen in der Mühle, erhöhen den Energiebedarf bei erneuter Verarbeitung und können den Durchsatz sowie die Prozessstabilität begrenzen. In Kreisläufen mit hohem Pebble-Anteil ist der Effekt erheblich: Für jede Tonne an Pebbles, die in die Mühle zurückgeführt wird, können zwischen 0,4 und 0,7 t Frischaufgabe effektiv verdrängt werden. Selbst nach der Zerkleinerung verschwinden die Pebbles nicht, sondern beeinflussen weiterhin die Mühlenleistung. In vielen Fällen wird auch dies als Teil des Prozesses akzeptiert.
Über die technischen Auswirkungen hinaus ist diese Ineffizienz mit konkreten Kosten verbunden. Ein höherer Energieverbrauch, ein reduzierter Durchsatz sowie ein erhöhter Verschleiß an Mahl- und Zerkleinerungsanlagen führen zu Einnahmeverlusten und steigenden Betriebskosten. Pebble-Brecher, die häufig zur Handhabung dieses Materialstroms eingesetzt werden, sind zudem hohen mechanischen Belastungen, erhöhtem Wartungsaufwand und betrieblichen Herausforderungen ausgesetzt – insbesondere dann, wenn Mahlkörper in den Kreislauf gelangen. Dies ist insbesondere in großen Kupferbetrieben gut dokumentiert; die gleiche Problematik tritt jedoch auch in Goldbetrieben sowie in anderen Aufbereitungsanlagen für harte, kompetente Erze auf.
XRT-Bildaufnahmen von AG-Mühlen-Pebbles, (links: grob, rechts: fein)
© SRK Consulting
Dennoch werden Pebbles häufig weiterhin als homogener Materialstrom betrachtet, dem ein ausreichender Wert zugeschrieben wird, um eine erneute Verarbeitung zu rechtfertigen. Eine genauere Analyse zeigt jedoch ein anderes Bild. Im Durchschnitt weisen Pebbles einen ähnlichen Wert wie das Aufgabematerial auf. In der Realität unterscheiden sich die einzelnen Partikel jedoch deutlich: Einige enthalten wenig oder keinen Wert, während andere einen deutlich höheren Metallgehalt aufweisen.
Diese Diskrepanz zwischen Annahme und Realität beginnt, die Betrachtung von Mahlkreisläufen zu verändern. Anstatt sich ausschließlich mit der Frage zu beschäftigen, wie alle Pebbles verarbeitet werden können, stellen Betreiber zunehmend infrage, ob tatsächlich alle Partikel erneut verarbeitet werden sollten.
Das unterschätzte Problem in Mahlkreisläufen
Obwohl Pebbles allgemein als Bestandteil des Mahlprozesses akzeptiert sind, wird ihr Verhalten innerhalb des Kreislaufs häufig nicht vollständig verstanden.
Adrian Dance, SRK Consulting Canada, Vancouver
© SRK Consulting
Wie Adrian Dance vom Vancouver-Büro von SRK Consulting Canada erklärt, entstehen Pebbles als Folge der unterschiedlichen Reaktion verschiedener Erztypen auf den Mahlprozess. Einige Partikel lassen sich leicht zerkleinern, während andere, in der Regel härter und widerstandsfähiger als das ursprüngliche Aufgabematerial, in einer sogenannten „kritischen Korngröße“ verbleiben, bei der eine weitere Zerkleinerung nur schwer möglich ist. Wenn sich diese Partikel ansammeln, beeinträchtigen sie die Mahleffizienz.
Selbst nach der Zerkleinerung zirkulieren Pebbles weiterhin durch die Mühle, beanspruchen Volumen und reduzieren die Fähigkeit des Systems zur Verarbeitung von Frischmaterial. Je höher der Pebble-Anteil, desto größer ist der Einfluss auf den Durchsatz und die Prozessstabilität. Gleichzeitig erhöht diese Rezirkulation die Betriebskosten, da sie zu einem höheren Energie- und Wasserverbrauch sowie zu verstärktem Verschleiß sowohl in Mahl- als auch in Zerkleinerungsanlagen führt.
Nicht alle Pebbles sind gleich
Pebbles werden in der Regel als ein einheitlicher Materialstrom betrachtet und häufig mit etwa 60 % des Gehalts des Aufgabematerials angegeben, was die Annahme verstärkt, dass sie vollständig erneut verarbeitet werden sollten. Detaillierte Untersuchungen zeigen jedoch, dass kein klarer Zusammenhang zwischen Partikelgröße und Metallgehalt besteht, sodass eine Klassierung allein nur begrenzte Möglichkeiten zur Aufkonzentration oder zur Abtrennung von taubem Material bietet.
Auf Partikelebene ergibt sich ein deutlich anderes Bild. Pebble-Ströme können eine breite Verteilung der Metallgehalte aufweisen, wobei einzelne Partikel deutlich höhere Gehalte als das durchschnittliche Aufgabematerial aufweisen. In der Praxis bedeutet dies, dass zwei Pebbles ähnlicher Größe einen völlig unterschiedlichen Wert haben können: Einer liegt unterhalb des Cut-off-Gehalts, während der andere einen deutlich höheren Metallgehalt aufweist.
XRT-Gruppengehalte von SAG-Mühlen-Pebbles, (links: Kupfer, rechts: Schwefel)
© SRK Consulting
Von SRK ausgewertete Testergebnisse bestätigen diese Variabilität: „Ein erheblicher Anteil des enthaltenen Metalls kann in einem kleineren Massenanteil konzentriert sein, wobei bis zu 80 % des Metalls in etwa der Hälfte der Partikel enthalten sind, während der verbleibende Anteil größtenteils unterhalb des Cut-off-Gehalts liegt. Dies ist nicht nur ein theoretisches Konzept: Die selektive Verarbeitung von Pebble-Strömen kann sowohl den Gehalt des Aufgabematerials als auch den Durchsatz erhöhen und unterstreicht das wirtschaftliche Potenzial dieses Ansatzes“, erklärt Adrian Dance.
Überdenken einer langjährigen Annahme
Jede Tonne im Pebble-Strom hat bereits Energie verbraucht – und wird weitere verbrauchen, wenn sie erneut durch den Kreislauf geführt wird. Wenn Pebbles nicht homogen sind, wird die Logik einer vollständigen Wiederaufbereitung zunehmend infrage gestellt.
Mahlkreisläufe wurden traditionell so ausgelegt, dass sie das gesamte in die Mühle eingebrachte Material verarbeiten, wobei Pebbles als unvermeidbarer Bestandteil des Kreislaufs gelten. Zunehmende Erkenntnisse zeigen jedoch, dass die selektive Abtrennung eines Teils dieses Materialstroms messbare Vorteile bietet, darunter ein erhöhter Durchsatz sowie ein verbesserter Gehalt des Aufgabematerials.
Trennung von Wertstoff und taubem Gestein in Pebble-Strömen
Fernando Romero-Lage, Area Sales Manager TOMRA Mining
© TOMRA
Wenn Pebble-Ströme eine Mischung aus wertvollem Material und taubem Gestein enthalten, besteht der nächste Schritt darin, diese zu trennen, bevor sie erneut in den Mahlkreislauf zurückgeführt werden. Hier bietet die sensorgestützte Sortierung eine praktikable Lösung. Wie Fernando Romero-Lage, Area Sales Manager TOMRA Mining, erklärt: „Die Röntgentransmissions-Technologie (XRT) analysiert jedes einzelne Partikel anhand seiner inneren atomaren Dichte. Während die Pebbles über ein Förderband transportiert werden, erfasst das System jedes Partikel innerhalb von Millisekunden und trennt wertvolles Material von niedriggradigem oder taubem Gestein.“
In der Praxis ermöglicht dies, einen erheblichen Anteil des enthaltenen Metalls aus einem kleineren Massenanteil zurückzugewinnen. Testergebnisse zeigen, dass bis zu 80 % des Metalls in etwa der Hälfte des Materials konzentriert werden können. „Dieser Ansatz auf Partikelebene adressiert direkt die in Pebble-Strömen beobachtete Variabilität. Anstatt das Material als Massenstrom zu behandeln, ermöglicht er es den Betrieben, Wertstoffe gezielt zurückzuhalten und Material auszuschleusen, das ansonsten Kosten verursacht, ohne zur Metallausbringung beizutragen“, ergänzt Romero-Lage.
Pebble-Ströme eignen sich besonders gut für diese Art der Anwendung. In der Regel bereits klassiert, gewaschen und gefördert, stellen sie eine kontrollierte und stabile Aufgabe dar, die es sensorgestützten Systemen ermöglicht, effizient und zuverlässig zu arbeiten. In der Praxis bedeutet dies, dass Pebbles mit geringem Wert entfernt werden können, bevor sie eine unnötige Belastung für den Kreislauf darstellen, während höherwertiges Material im Prozess verbleibt. Der Mahlkreislauf ist damit nicht länger gezwungen, das gesamte Material zu verarbeiten, sondern nur noch das, was tatsächlich zur Wertschöpfung beiträgt.
Von verlustreicher Rezirkulation zu messbaren Verbesserungen
Die Auswirkungen dieses Ansatzes gehen weit über die Metallausbringung hinaus. In gut dokumentierten Anwendungen hat bereits die einfache Abtrennung von Pebbles messbare wirtschaftliche Effekte erzielt. In einem Kupferbetrieb in Kanada führte die Abtrennung niedriggradiger Pebbles zu einer Steigerung des Durchsatzes um bis zu 6 %, was einem geschätzten zusätzlichen Jahresertrag von 21 Mio. US$ entspricht. In einem weiteren Kupferbetrieb in Peru führten Verbesserungen sowohl im Gehalt des Aufgabematerials als auch im Durchsatz zu wirtschaftlichen Zugewinnen in Millionenhöhe und verdeutlichen das Potenzial eines selektiveren Ansatzes.
XRT-Einsatz bei SAG-Mühlen-Pebbles: Metallausbringung in Abhängigkeit vom Massenanteil
© SRK Consulting
Durch die Reduzierung des Anteils geringwertigen Materials im Kreislauf können Betriebe den Durchsatz erhöhen, die Energieeffizienz verbessern und die Prozessstabilität steigern. Mit weniger harten, widerstandsfähigen Partikeln, die in den Kreislauf zurückgeführt werden, wird der Mahlprozess effizienter und besser vorhersehbar. Gleichzeitig wird die Belastung nachgeschalteter Anlagen reduziert. Geringere Umlaufmengen führen zu einer geringeren Beanspruchung der Pebble-Zerkleinerung, zu reduziertem Verschleiß und zu geringerem Wartungsaufwand – insbesondere in Betrieben, in denen die Zuverlässigkeit der Brecher kritisch ist.
Noch wichtiger ist, dass dieser Ansatz das grundlegende Verständnis von Mahlkreisläufen verändert. Pebbles werden nicht länger als unvermeidbares Nebenprodukt betrachtet, sondern als Materialstrom, der aktiv gesteuert und optimiert werden kann.
In diesem Kontext ermöglicht die sensorgestützte Sortierung einen Übergang von der Verarbeitung sämtlicher Materialien hin zur Verarbeitung dessen, was tatsächlich zur Wertschöpfung beiträgt, und wandelt eine lange akzeptierte Ineffizienz in eine messbare Verbesserung von Durchsatz, Energieeffizienz und Gesamtanlagenleistung um.
