DIE HERAUSFORDERUNG: aus Bauxit wird ein hochwertiges Produkt
Um ein wettbewerbsfähiges Produkt herzustellen, muss sich TGM ökologischen, sozialen und vor allem wirtschaftlichen Herausforderungen stellen. Und das mit einem klaren Ziel: Aus Bauxit soll ein Material mit idealem Kalzium- und Aluminiumgehalt entstehen, das den immer höheren Marktanforderungen gerecht wird. Sensorbasierten Sortiersysteme (SBS) erwiesen sich schnell als Lösung zur Optimierung des Produktionsprozesses. Bevor SBS im Einsatz war, erfolgte die Materialklassifizierung ausschließlich durch Sieben des Materials. Durch das Sieben konnte aber Anorthosit – eine widerstandsfähigere Lithologie, die reich an Eisen (Fe) und Kalziumoxid (CaO) ist – in den gröberen Fraktionen nicht separiert werden. Und das war das Problem.
Der nächste Schritt in der Projektentwicklung war die Erzeugung eines neuen Produktes mit höherem Wert. Die Anforderung bestand darin, die Verunreinigung des Kalziums auf unter 0,15 % zu senken, und so eine effiziente Aussortierung der Fremdstoffe zu gewährleisten. Zusätzlich wurde eine Erhöhung des Aluminiumoxidgehalts (Al₂O₃) auf 62 - 63 % angestrebt, um die Produktion eines hochwertigen Materials zu ermöglichen.
Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelten die Anwendungsingenieurinnen eine neue Aufbereitungsmethode für das gesiebte Material. Denn das herkömmliche Verfahren für die Bauxitaufbereitung mit Schritten wie Zerkleinerung, Magnetseparation, Waschen, Entwässerung oder gar Flotation konnten das Problem nicht lösen. Um die neue Herausforderung zu meistern, entstand die Partnerschaft mit STEINERT Latinoamericana, einer Tochter der STEINERT GmbH aus Deutschland, die die sensorbasierte Sortiertechnologie als Lösung vorschlug. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ermöglicht die Sensorsortierung eine trockene Sortierung mithilfe von Sensoren, die die Zusammensetzung des Erzes in Echtzeit feststellen. Diese Lösung steigert nicht nur die Produktqualität. Sie benötigt außerdem keine Wasser- und Absetzbecken und fördert einen nachhaltigeren und effizienteren Betrieb. José Maurício, Planungsleiter bei TGM: „Der Einsatz des Sensorsortiersystems ist entscheidend für die Erfüllung der Anforderungen spezifischer Märkte. So unterliegen feuerfeste Schleifmittel beim Gehalt an Kalziumoxid (CaO) strengen Normen.“ Mit dieser Innovation stärkt TGM nicht nur seine Wettbewerbsfähigkeit, sondern positioniert sich auch als Vorbild für einen nachhaltigen Bergbau, der sich an den besten Umweltpraktiken orientiert und der wachsenden weltweiten Nachfrage nach verantwortungsbewussterem Handeln nachkommt.
ERFOLGREICHE PARTNERSCHAFT: Innovation und konkrete Ergebnisse
Die Zusammenarbeit zwischen TGM und STEINERT begann im Jahr 2022, um die Effizienz der Technologie zu testen und zu validieren. Die Proben wurden an das Testcenter in Matozinhos, Minas Gerais, Brasilien, geschickt, wo das STEINERT KSS | XT CLI Sortiersystem – ausgestattet mit Röntgentransmissions-, Farb-, 3D-Laser- und Magnetinduktionssensoren – eine präzise Materialanalyse ermöglichte. Erste Tests mit zwei Tonnen Proben von 1″ bis 4″ (ein bis vier Zoll) zeigten außergewöhnlich gute Ergebnisse: eine maßgeschneiderte Konfiguration für jeden Materialtyp mit einer einzigartigen Kombination aus Röntgentransmission und 3D-Laser, die eine hocheffiziente Separation gewährleistet. Dieser erste Erfolg führte zu weiteren Tests, die sich auf eine noch größere Herausforderung konzentrierten: die Gewinnung von hochwertigem Bauxit mit einem hohen Gehalt an Aluminiumoxid (Al₂O₃) bei gleichzeitiger Reduzierung von Verunreinigungen wie Siliziumdioxid (SiO₂), Hämatit (Fe₂O₃), Kalziumoxid (CaO) und Magnesiumoxid (MgO) in einer feineren Größenfraktion von 1″ bis 2″ (ein bis zwei Zoll). Nach der Feinabstimmung des Prozesses bewies die Technologie von STEINERT ihre volle Leistungsfähigkeit:
- Separation der Partikel mit hohem Eisengehalt
- Erhöhung des Aluminiumoxidgehalts (Al₂O₃)
- Reduzierung von Fremdstoffen
Die zweite Testphase bestätigte die Wirksamkeit der XRT-Technologie (Röntgentransmission) bei der Aussortierung von Verunreinigungen, wobei die gewünschten Parameter (Kalziumoxid (CaO) < 0,1%) erreicht wurden und die Verunreinigung durch Eisenoxid (Fe₂O₃) im Ausschussmaterial, die zwischen 7 % und 22 % lag, reduziert wurde.
Die neue Strategie von TMG stärkt zudem das Zero Waste-Konzept denn es ermöglicht neben der Produktion von hochwertigem Bauxit auch die Vermarktung von Ausschussmaterial für verschiedene Sektoren wie Zement, Keramik und Metallurgie. Dies erhöht sowohl die Nachhaltigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit der Mine. „Die Kombination des Know-hows der Personen, die die Anlage kennen, mit dem Know-how derjenigen, die den Prozess und das Produkt verstehen, ermöglicht uns, die idealen Parameter und die verbesserungsfähigen Bereiche zu ermitteln. Beides führte zur Optimierung der Kosten und zur Verbesserung des Produkts“, erklärt Alexandre Rosa, Leiter PCP bei TGM.
Eine der Verbesserungen, die das Team von STEINERT Latinoamericana in der Anfangsphase der Pilotanlage vorschlug, war der Einsatz einer Technologie zur Optimierung der Objektbildung in der Software, um die Genauigkeit der Partikelerkennung und des Ausstoßes zu erhöhen. Dies trug dazu bei, den Folgen von Feinanteilen im zugeführten Material entgegenzuwirken und gleichzeitig die Anforderung zu erfüllen, die Partikelgröße des verarbeiteten Materials auf 1/2″ bis 2″ (ein halber Zoll bis zwei Zoll) einzustellen. Dadurch erhöhten die Ingenieure die Datengenauigkeit, verringerten die Ergebnisschwankungen und die steigerten die Produktivität der Anlage.
VON DER THEORIE ZUR PRAXIS: Industrielle Umsetzung und tatsächlicher Nutzen
Aufgrund der nachgewiesenen Effizienz der Sensorsortierung erwarb TGM das erste Sortiersystem von STEINERT, um die hervorragenden Testergebnisse in die industrielle Praxis zu reproduzieren. Das von TGM abgebaute Erz, das durch die Laugung von Anorthosit gewonnen wird, verfügt über einen hohen Kalziumgehalt, was die Separation zu einer schwierigen Herausforderung macht. Der Einsatz der Röntgentransmission, bei der die atomare Dichte der Partikel gemessen wird, erwies sich als ideale Lösung für diese Herausforderung, da sie eine zuverlässige Trennung von Bauxit und Anorthosit und einen effizienten Betrieb direkt in der Mine ermöglicht.
„Durch den Einsatz des Sortiersystems können wir unsere Produktion direkt am Abbauort optimieren, indem wir Anorthosit direkt dort separieren. Dadurch konnte wir besser selektieren, was wir zum Zerkleinerungsprozess geben“, erklärt Osmar Ribeiro, Aufbereitungsleiter bei TGM.
ERGEBNISSE UND FESTIGUNG DER PARTNERSCHAFT
Über das letzte Jahr ist eine enge Partnerschaft gewachsen, bei der sich beide Parteien mit ihrer Expertise aufeinander verlassen können. STEINERT bietet kontinuierlichen Support durch Fernwartung und regelmäßige technische Begehungen, um Prozesse zu optimieren und individuelle Anpassungen an neue Marktanforderungen vorzunehmen. „Wir verlassen uns auf die hervorragende Unterstützung durch die Technikerinnen und Techniker von STEINERT Latinoamericana, die in ständigem Kontakt mit mir und den Mitarbeitern stehen und sofort bereit sind, Störungen zu beheben – etwas, das natürlich vorkommen kann“, so Osmar Ribeiro. Während des gemeinsamen Betriebs der Pilotanlage stellten die Anlagenbetreiber fest, dass der Wechsel zwischen den beiden in der Region vorherrschenden Jahreszeiten – Regen- und Trockenzeit – aufgrund der veränderten Materialeigenschaften direkte Auswirkungen auf die Separationsleistung hat. Das Team von STEINERT Global arbeitete direkt daran, die Auswirkungen auf die Produktion zu minimieren und half stets bei dieser Herausforderung. So haben beide Unternehmen eine solide Partnerschaft aufgebaut, die auf technischer Zusammenarbeit und kontinuierlicher Projektentwicklung basiert. Everton Gonçalves, Projektleiter bei TGM, betont: „Die STEINERT KSS | XT CLI ist ein robustes System mit beeindruckender Leistung. Es ist eine neue Erfahrung für Terra Goyana, und wir stellen fest, die entscheidenden Faktoren sind Leistung und Robustheit.“
TROCKENE SORTIERUNG UND BEKENNTNIS ZU ESG: AUF DEM WEG ZU ZERO WASTE
Der von TMG umgesetzte Prozess ist zu 100 % trocken und lediglich die Infrastruktur benötigt Wasser. Dieses Unterscheidungsmerkmal steht in vollem Einklang mit den ESG-Praktiken des Unternehmens und unterstreicht sein Engagement für einen nachhaltigeren Bergbau. Mit der Technologie von STEINERT konnte TGM die Effektivität des Prozesses erheblich steigern, was zu saubereren, hochwertigeren Produkten führt, die ohne Nassaufbereitung in neue Märkte mit strengeren Anforderungen exportiert werden können. Darüber hinaus wurden die verfügbaren Reserven erhöht, da die verbesserte Sortiereffizienz und Erzgewinnung eine bessere Nutzung der Ressourcen ermöglicht und somit die zukünftigen Umweltauswirkungen reduziert. Diese technologische Entwicklung hat nicht nur die betriebliche Effizienz gesteigert, sondern das Unternehmen auch einem seiner Hauptziele näher gebracht: dem Erreichen einer Zero Waste-Produktion und der Aufbau eines nachhaltigen und profitablen Geschäftsmodells. Dies steht im Einklang mit der Unternehmensphilosophie von STEINERT, Nachhaltigkeit durch innovative technologische Lösungen zu fördern. Diese Technologien optimieren nicht nur Prozesse und reduzieren Abfälle, sondern verstärken auch das Engagement für Kreislaufwirtschaft, effiziente Ressourcenverwendung und nachhaltige Entwicklung, indem sie sich an den Prinzipien des Umweltschutzes und der Verbesserung industrieller Prozesse orientieren. „Wir sind immer auf der Suche nach neuen Technologien, wie Sensorsortierung von STEINERT, um TGM neue Produkte zu ermöglichen, die nicht nur finanzielle Erträge, sondern auch Umweltvorteile bringen. Dieser Ansatz geht Hand in Hand mit einem sicheren Betrieb in Übereinstimmung mit den Umweltvorschriften und ESG-Prinzipien“, erklärt Thalles Torres, Leiter Minenplanung bei TGM. Heute ist der Erzsortierer von STEINERT ein strategischer Eckpfeiler des Unternehmens. Er steigert nicht nur die Effizienz und Qualität, sondern steht auch im Einklang mit dem betriebseigenen Projekt „Mine of the Future“, welches die vom Unternehmen angestrebte Exzellenz definiert. Dieses Projekt umfasst Aspekte wie Umweltverantwortung, Innovation und Maximierung der Mineralausbeute. Der Erfolg der Mine Barro Alto ist ein klares Beispiel dafür, wie Technologie, wenn sie richtig eingesetzt wird, Herausforderungen in handfeste und nachhaltige Ergebnisse verwandeln kann.