книги / Technologie des Kali - und Steinsalzbergbaus

1)11(1 14/7. Schnitt durch eine Trockcntroiiiinel

(1) Trom m clgchüusc, (2) Sclm ufcl-

cinbautcn, (3) Trom m ellagerung,

(4) Sicbkorb

in einer vorgebauten Brennkammer mit Koh­ lenstaubfeuerung. In den letzten Jahren sind auch Gasfeuerungen in Be­ trieb genommen wor­ den.

Die Maße der Trocken­ trommeln sind standar­ disiert. Sie haben einen Durchmesser von 2,6 m und eine Länge von 13 m. Die Länge beträgt also das Fünffache desDurchmessers.

Das Halbfabrikat wird über eine gekühlte Schurre der Trommel zugefülirt und durchläuft diese im Gleichstrom mit den Feuer­

gasen. Der Austrag des getrockneten Salzes erfolgt am Boden in einem Ausfallge­ häuse. Die heißen Abgase werden entstaubt und durch den Schornstein abgeführt.

14.3.6. Lagern und Verladen

Die getrockneten Kalisalze gehen als Fertigprodukte zum Versand. Sie werden vorher in großen Schuppen gelagert (Bild 14/8). Die Lagerschuppen haben ein-Fassungsver­ mögen bis zu 25000 t. Diese Größe ist erforderlich, weil die Abfuhr der Fertigfabri­ kate durch die Reichsbahn nicht immer kontinuierlich erfolgen kann.

Die Schuppen werden über Bandanlagen ge­ füllt. Große Salzkratzer mit Leistungen bis zu 300 t/h fahren die Schup­ pen leer, wobei die Fer­ tigfabrikate über einKa-

(1) Latcrncnbam l zur Snlzcinlagcrung, (2) K ratzer, (3) K analban d zur Salzausspeichcrung

14/10. Apparutestummlmum einer Flotuttonsunlngo

(1) Kolisalzsilo, (2) Tcllcreinspeiscr, (3) Splral-Vorklassicrcr,

(4) llnuptklnssicrcr, (5) Kohrmühle oder Prallmühle, (G) Aufgabe* pumpe, (7) Turboriihrwerk, (8) Schwimmasehincn, (9) Konzentrat­ filter, (10) Zyklonpumpc, (11) Hydrozyklon, (12) Kückstandsfilter, (13) Dorreindicker, (14) Schlammpumpe, (15) Lnugcnvorratsbclmlter, (10) Laugenpumpe, (17) Mittclgutriickführung, (18) Lnugenkrcislauf

bis 1 mm. Nur bei diesen Kornklassen ist es mög­ lich, die Schwimmfähigkeit der einzelnen Teil­ chen zu erreichen.

In Bild 14/10 ist der Apparatestammbaum einer Kalisalz-Flotationsanlage im Schema dargestellt. Das feinzerkleinerte Rohsalz gelangt über eine Aufgabepumpe und ein Turborührwerk in die Schwimmaschinen. Eine Flotationszelle hat ein Fassungsvermögen von 1,5 m3. Für Neuanlagen sind Größen von 3 m3 geplant. Die Schwimma­ schinen können je nach Größe und Leistung bzw. je nach geforderter Kapazität im Baukastenprin­ zip hintereinandergeschaltet werden. Das fertige Salzkonzentrat und der Rückstand gelangen ge­ trennt über Filteranlagen, in denen eine Vor­ trocknung stattfindet, zur Weiterverarbeitung auf die in Abschnitt 14.3. erläuterte Weise.

Die ökonomischen Vorteile der Kalisalzflotation gegenüber dem üblichen Verlösebetrieb liegen hauptsächlich auf der Energieseite. Hauptvorteil ist der Wegfall des hohen DampfVerbrauches, der bei den bisher üblichen Löseverfahren notwendig war.

Die im VEB Kaliwerk ,,Heinrich Rau“ , Roß­ leben, in Bau befindliche Flotation wird täglich 10000 t Rohsalz verarbeiten, wofür insgesamt 12 Scliwimmaschinen mit je 10 Flota­

tionszellen vorgesehen sind. Außerdem wird anschließend in drei weiteren Schwimm­ maschinen mit je 10Zellen noch Kieserit flotiert. Der Platzbedarf ist geringer als beim Heißlösebetrieb. Allerdings nimmt der Bedarf an elektrischer Energie etwas zu. Auch die erhöhten Kosten für die notwendige Feinzerkleinerung müssen berücksichtigt werden.

14.4.2.Elektrostatische Aufbereitung

Eine Trennung der einzelnen Mineralkomponenten des Rohsalzes mit Hilfe elektro­ statischer Verfahren ist immer wieder versucht worden, bisher aber nicht mit wirt­ schaftlichem Erfolg gelungen. Mineralgemenge bestimmter Korngrößen, die höchstens 0,5 mm betragen dürfen, werden elektrisch aufgeladen,und zwischen zwei entgegen­ gesetzt geladene, hochgespannte Platten gebracht. Das KCl-haltige Mineral wird von der einen Platte abgestoßen, zur anderen hingeschleudert und dort entladen. Dadurch fällt es herab. Die Trennung der Mineralien beruht also auf ihrer verschiedenen elek­ trischen Auflädefähigkeit.

Ob diese Methode in Großbetrieben eingesetzt werden kann oder sich nur auf beson­ dere Spezialfälle beschränkt, kann heute noch nicht entschieden werden.

14.5.Aufbereitung des Steinsalzes

An die Aufbereitung des bergmännisch gewonnenen Steinsalzes werden hohe Anfor­ derungen gestellt, weil die verschiedensten Steinsalzverbraucher nur bestimmte Kör­ nungen abnehmen. Die Steinsalzmahlanlagen unterscheiden sich technisch nicht von den Zerkleinerungsaggregaten des Kalibergbaus. In mehreren Steinsalzwerken ist an die Rohsalzmühle eine Paketieranlage angeschlossen, in denen das Speisesalz in fer­ tigen Packungen abgefertigt wird und zum Versand gelangt.

Hauptabnehmer für Steinsalz ist die chemische Industrie, die NaCl als Grundstoff für zahlreiche chemische Verfahren benötigt. Stein-Gewerbesalz wird für Wasserent­ härtungsanlagen, Gerbereien und besonders für die Fischerei benötigt.

Kochoder Speisesalz (NaCl) wird meistens durch Eindampfen von Sole als Siedesalz gewonnen. Das Eindampfen der Sole erfolgt dabei entweder in offenen Siedegefäßen oder in geschlossenen Anlagen.

Die chemische Formel K 20 bedeutet Kaliumoxid. Sie wurde als internationale Verrech­ nungsgröße eingeführt und gibt den Gehalt eines Düngemittels an Reinkali an. Richtiger wäre die Angabe in KCl-Gehalten.

Die Verwendung der einzelnen Arten der Kalidüngemittel richtet sich nach den Bedürf­ nissen der einzelnen Pflanzen und der jeweiligen Bodenbeschaffenheit.

Die Zerkleinerung der Rohsalze ist erforderlich, um der nachfolgenden Verlosung eine größere Oberfläche der einzelnen Salzkörner zu bieten. Bei Gefäßförderungen wird die Grobzerkleinerung schon in der Grube vorgenommen. Prallmühlen werden bevorzugt, da mit ihnen die gesamte Zerkleinerung in einem Arbeitsgang möglich ist.

Eisenteile müssen von den Zerkleinerungsaggregaten femgehalten werden. Deshalb ist die Vorschaltung von Magnetwalzen notwendig.

Bei der Verlosung des Salzes in Wasser ist zwischen Löslichkeit und Lösegeschwindigkeit zu unterscheiden. Sylvin löst sich bei steigender Temperatur wesentlich leichter als Stein­ salz. Diese Tatsache wird bei der Trennung der beiden Komponenten KCl und NaCl be­ rücksichtigt.

ln Kläranlagen wird die Rohlösung von mitschwimmenden Teilchen befreit.

Das Kühlen der heißen Lösung erfolgt in mehrstufigen Vakuum-Kühlanlagen durch Ver­ dampfung unter vermindertem Druck. Bei Bedarf wird das in den Kühlanlagen erhaltene Kristallisat mit Wasser oder dünner Lauge hochgedeckt. Anschließend erfolgt die Trock­ nung in großen Trockentrommeln, die mit Kohlenstaub beheizt werden.

Im Bild 14/11 ist der gesamte Weg des Rohsalzes zum Kalidüngesalz zusammenfassend in einem Mehrfarbendruck dargestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das abgebildete Fabrikationsschema sämtliche möglichen Arbeitsabschnitte umfaßt. Im praktischen Be­ trieb wird man sich entweder für den Heißlöseprozeß oder die Flotation und nur in seltenen Fällen für eine Kombination entscheiden müssen.

Zur Wiederholung und Vertiefung

1.Zählen Sie einige in den Kaliwerken der DDR erzeugte Sorten an Kalidüngemitteln auf! Was wissen Sie von ihrer Zusammensetzung?

2.Erklären Sie den Begriff K 20 ! Rechnen Sie die KCl-Gehalte von 50er und 60er Kalidüngesalz aus!

3.Welche Möglichkeiten der Zerkleinerung von Rohsalzen gibt es? Begründen Sie die Abhängigkeit der Vorzerkleinerung von der Art der Schachtförderung!

4.Prüfen Sie mit Ihrem Lehrmeister, ob in den Mühlenbetrieben Ihres Ausbildungs­ werkes die Magnetwalzen ihre Aufgabe erfüllen!

5.Warum ist eine Trennung von KClund NaCl-Komponenten in heißer Verlosung gut möglich?

6.Begründen Sie die Notwendigkeit des Klärens heißer Rohlösungen!

7.Versuchen Sie, den Trockenbetrieb eines Kaliwerkes technologisch zu erläutern! Besuchen Sie die Trocknung Ihres Werkes und lassen Sie sich vom Fabrikingenieur die Vorund Nachteile des Betriebes erklären! Beachten Sie die Höhe des Brüden­ schornsteines !

8.Welche grundsätzlichen Unterschiede bestehen zwischen Heißverjösung und Flo­ tation?

9.Begründen Sie die Notwendigkeit der Feinzerkleinerung des Rohsalzes in einer Schwimmaufbereitung!

10.Versuchen Sie, sämtliche Arbeitsabschnitte Ihres Kaliwerkes aufzuzählen, die in technologischer Folge von der Gewinnung des Rohsalzes unter Tage bis zur Verla­ dung des fertigen Produktes über Tage führen!

Der Leistungsfaktor cos cp tritt bei Wechselstrom und Drehstrom auf. Er drückt die Verringerung der elektrischen Leistung auf Grund der Phasenverschiebung aus.

Beziehungen zwischen Strom, Spannung, Widerstand und Leistung

I. Gleichstrom

Strom l - l - l

N

Spannung U = / •R = - j

Widerstand R = ~ = -

Leistung N = U - I = P B = ^

Spannungsabfall A U = 2 *R - I

II. Wechselstrom

III. Drehstrom

Widerstand R

U L •cos tp

1 ,7 3 ./

Beziehungen zwischen mechanischen, elektrischen und wärmctcchnisclicn Einheiten

Die Speisung der elektrischen Anlagen unter Tage im Kalibergbau wird in neuester Zeit fast ausschließlich mit hochgespanntem Drehstrom durchgeführt.

Mittelgroße Werke erreichen mehrere Tausend kVA Leistung.

Die spezifischen Stromverbrauchszahlen liegen in der Größenordnung zwischen 5 und 10 kW h/t eff Rohsalzförderung. Diese Zahlen schwanken je nach den örtlichen Ver­ hältnissen.

Als Spannung kommt, von noch bestehenden kleinen Ausnahmen abgesehen, nur die Hochspannung von 6 kV in Frage.

Die Zuführung der elektrischen Leistung erfolgt in Kabeln.

Zur Berechnung der Kabelquerschnitte sind folgende Formeln einzusetzen: Bei Gleichstrom:

Bei Wechselstrom:

2 *I •/ •cos tp

x - A U

Bei Drehstrom:

Literaturverzeichnis

A u toren k ollek tiv : D ie E n tw icklungsgeschichte der E rd e. L eip zig : V E B B rockh au s V e r ­ lag 1955.

A u toren k ollek tiv : K lein e E n zy k lop äd ie T ech n ik . L eip zig : V erlag E n zy k lop ä d ie 1958.

A u toren k ollek tiv : F ib el der S treckenvortriebsm aschine V 3001. Son dern um m er einer M it­ teilun g innerhalb der K aliin du strie 1960.

A u toren k ollek tiv : A llgem eine B ergbau kun de. L eip zig : V E B D eu tsch er V erla g fü r G ru n d ­ stoffindustrie 1960.

B ÜHRIG, K . : K ritisch e B etrachtun g über das A b teu fen und den A u sbau v o n Schächten in w asserführendem , n icht standfestem und stan dfestem G ebirge. F reibergerF orsch un gs- h eft A 149, 1960.

D ENKIIAUS, H . G .: Ü b er die B edeu tu n g einiger E igen schaften des G esteins fü r das P roblem der G ebirgsschläge in G ruben groß er T eu fen . In tern ation ale G ebirgsdrucktagun g, L eip zig 1958. B erlin : A k adem ie-V erlag .

D iETZ, C .: D ie Salzlagerstätte des W errakaligebietes. A rch iv fü r L agerstättenforschu ng, B erlin 1928, H . 40.

D UCHROW, G .: M öglichkeiten zur Steigerung des K 20 -G e h a lte s im F örderroh salz des K a li­ bergbaus. B ergbau tech n ik (1958), H . 4.

— , U ntersuchungen in K ohlensäurefeldern der G rube M enzengraben. B ergak ad em ie (1959), S. 586.

— , T ech n ik und O rganisation b ei A us- u n d V orrich tu n g, A b b a u und G ew innung in den sow jetischen K aligru ben im U ral. B ergbau tech n ik (1960), S. 349.

E BELING, V . : D ie Seilführung in E n glan d u n d ihre E n tw ick lu n g in D eutschlan d . G lü ck au f (1959), S. 989.

F o x , H . W .: S taßfurter Steilfirstenbau . K a li (1941), S. 1.

F ULDA, E . : D as K a li, T eil II . S tu ttg a rt: V erlag F erd in an d E n k e 1928.

GERLACII, A . : E n tw ick lu n g v o n Schnellfrequenzbohrm aschinen fü r d en K a lib erg b a u . F rei­

J UNGHANS, R . : E in flu ß d er H an gen dsch ich ten au f d ie G ebirgsdru ckersch ein u n gen im K a li­ lager. F reiberger F orsch u n gsh eft A 7, 1952.

— , G ebirgsschläge im K alibergbau . B ergak ad em ie (1953), S. 121.

— , D er schw ere COa-A usbruch auf| der Sch achtanlage M en zengraben des V E B K a liw erk H eiligen roda am 7. 7. 1953, seine U rsach en u n d F olg en . B erg b a u tech n ik (1953), S. 457.

— , G ebirgsbew egungen in den H an gen dsch ich ten des K a lila g ers v o n K lein sch iersted t im '2 . H a lb ja h r 1955. B e rg b a u tech n ik .(1956), S. 489.

J UNGHANS, R . : K a n n auch in den kom m en d en J ahren in den K aligru ben d esW errarevieres

K IESEL, A . : B ezieh u n g d er A u sw irkun g tek ton isch er D ru ck k räfte u n d der Ü bergangszone

MÜLLER, W . : Ü b er das A u ftreten v o n K ohlensäure im W erragebiet. F reiberger F orsch un gs­

m it geoelek trisch en M eth od en . F reiberger F orsch un gsh eft C 7, S. 87.

R UHMANNSEDER, J . : S en kun gsbeobach tim gen an H öhen festpun kten ü ber d em A b b a u feld des V E B K a liw erk „ K a r l L ieb k n ech t“ , B leich erode. B ergbau tech nik (1955), S. 88.

— , D er h eu tige Stand d er G ebirgsdruckforschu ng . Intern ation ale G ebirgsdruckkonferenz, L eob en 1950. B erlin : A k adem ie-V erlag .

SPACKELER, G ., W . GIMM, K .-H . H ÖFER U . G . D UCHROW: N euere E rkenntnisse ü ber G ebirgsschläge im K a lib erg b a u . In tern ation aler K on g reß fü r G ebirgsdruckforschung, Paris

G esellschaft, B d . 6, H . 2/3, 1961.

T HOMAS, G .: D ie A u slau gu ng v o n Salzlagerstätten, eine G efahr fü r den B ergbau . F reiber-

G ebirgsdru ck fragen im M an sfelder K u p fersch ieferbergbau u n d im K alibergbau . K a li (1931), S. 167.-