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Hochleistungs-Abfüllstation für Big-Bags verarbeitet die abrasiven Mineralien Zirkon und Rutil

HENDERSON, WESTERN AUSTRALIA, AUSTRALIEN — Tronox Western Australia betreibt das weltweit größte vollständig integrierte Titanerz- und Titandioxid-(TiO2) Projekt, das das gesamte Spektrum vom Abbau über die Extraktion und Aufwertung von Mineralsanden bis hin zur Gewinnung von TiO2-Pigmenten abdeckt. Das Projekt ist auch ein bedeutender Produzent des Minerals Zirkon (Zirkonsilicat), das ebenfalls aus Mineralsanden gewonnen wird.

Die Hauptprodukte von Tronox in Westaustralien sind Rutil (TiO2) und Zirkon (ZrSiO4), die letztendlich in Big-Bags in der Tronox-Versandanlage Henderson verladen und in Containern zum nahegelegenen Fremantle, dem größten und verkehrsreichsten Frachthafen Westaustraliens, transportiert werden — für den Export und den Inlandsgebrauch.

Die Verladung von Big-Bags war im Laufe der Jahre zu einem Engpass geworden, der jedoch durch eine spezielle Big-Bag-Abfüllstation von Flexicon behoben wurde.

Die westaustralischen Aktivitäten von Tronox beginnen mit der Gewinnung von Mineralsanden, die in der Mine schwerkraftgetrennt werden, um ein feuchtes Konzentrat zu erzielen, das reich an den gewünschten Mineralien ist: Rutil (hochwertiges Ti-Mineral), Ilmenit (FeTiO3, geringerwertiges Ti-Mineral) und Zirkon. Die Mineralien werden in der Trockentrennanlage Chandala in Muchea durch magnetische und elektrostatische Prozesse getrennt und gewonnen. Ilmenit wird in einem Reduktionsofen weiter veredelt, um Eisen zu entfernen und schließlich synthetisches Rutil herzustellen.

Granulierter Zirkon und Rutil werden auf LKWs zur Versandanlage des Unternehmens in Henderson gebracht, die ihre Lasten auf die Betonböden großer Lagerhallen entleeren. Von dort aus wird das Produkt in Big-Bags verladen.

Der Absackvorgang war weitgehend ein manueller Prozess, bei dem ein Gabelstapler den Big-Bag hielt, während ein zweiter Gabelstapler einen V-förmigen Trichter über dem Big-Bag positionierte und ein Frontlader das Erz durch den Trichter in den Big-Bag füllte. Wenn der Big-Bag fast voll war, wurde er gewogen und der Rest des Materials wurde von Hand hinzugefügt.

Tronox hat nun seine Big-Bag-Befüllung mit einer robusten, auf einem Schlitten montierten mobilen Big-Bag-Befüllstation einschließlich Trichter mit einem Fassungsvermögen von 2,5 m3, einem 4,5 m langen Stahlrohr-Schneckenförderer und einer TWIN-CENTERPOST™-Big-Bag-Befülleinheit dramatisch verbessert.

Die im Werk Henderson liebevoll „Rhonda" genannte Big-Bag-Abfüllstation ist an ihrem höchsten Punkt 3,3 m hoch und 3,6 m lang. Sie wurde von Flexicon entwickelt und geliefert. Die Einheit verdoppelt die Leistung pro Bediener gegenüber dem vorherigen Verfahren und verbessert gleichzeitig den Arbeitsschutz, da die Abfüllung laut Angaben des Unternehmens geschlossen und im Wesentlichen staubfrei ist.

Früher befüllten drei Mitarbeiter an einem 10-Stunden-Tag rund 80 Big-Bag. Derzeit schaffen zwei Mitarbeiter an einem 8-Stunden-Tag rund 90 Big-Bag.


Befüllung von Big-Bagn: ein schweres Unterfangen

Flexicons TWIN-CENTERPOST™-Design mit zwei zentrischen Pfosten maximiert die Festigkeit, was unerlässlich ist, da das Gerät Material mit unterschiedlichen Gewichten — 1000, 1750 und 2000 kg — befüllen muss. Das Grundkonzept beruht auf zwei Stahlpfosten, die einen Füllkopf tragen, und pneumatisch einziehbaren Haken, an denen der Big-Bag hängt. Der hochstabile Außenrahmen der Station umschließt die Big-Bag-Befülleinheit und trägt den 4,5 m langen Rohrförderer.

Die Big-Bag-Abfüllstation wird zwischen den Zirkon- und Rutil-Abfüllungsbereichen hin- und hergefahren, die ca. 800 Meter voneinander entfernt sind. Aufgrund seiner relativ geringen Stellfläche kann das auf einem Schlitten montierte System mit einem Drei-Tonnen-Gabelstapler bewegt werden.

Trotz der geringen Größe kann der geräumige Trichter 6,4 - 7,3 mT Zirkon bzw. 4,5 - 5,4 mT Rutil in Granulatform aufnehmen. Zum Befüllen entleert ein Frontlader das Material in den Trichter, während der Förderer es aus dem Einlauf am Boden des Trichters zieht und mit einer Neigung von 40° 4,5 m weiter transportiert, bevor es durch den Förderauslauf, den Übergangsadapter und den teleskopischen Stahlstutzen in den Big-Bag geleitet wird.


Rohrschneckenförderer erfüllt harte Anforderungen im Bergbau

Der Förderer beruht auf einer robusten Stahlschnecke, die sich in einem Stahlrohr mit einem Durchmesser von 220 mm dreht. Da sowohl Rutil als auch Zirkon abrasiv sind, besteht die Schnecke aus einer dicken Edelstahlspirale, die nach Anforderungen für den Schwerbergbau entwickelt wurde. Die hochleistungsfähige Schnecke zentriert sich automatisch im Rohr und ermöglicht einen Füllgrad von 100 %. Die Durchsatzleistung des Förderers beträgt 20 m3/h und kann einen 1,8-mT-Big-Bag in ca. 1 1/2 Minuten mit Zirkon füllen.

Der Antrieb der Schnecke erfolgt über einen 15 kW starken Elektromotor mit variabler Drehzahl. Dank des oben angesetzten Antriebs des Förderers kommt das abrasive Material beim Austritt mit keinen Lagern oder Dichtungen in Kontakt.

Zu Beginn eines Füllvorgangs sichert der Bediener die vier Eckschlaufen des Big-Bags an den pneumatisch einziehbaren Haken. Anschließend wird der Einlassstutzen für den Big-Bag über einem aufblasbaren Kragen positioniert, der den Stutzen an seinem Platz hält und während des Füllvorgangs staubdicht abdichtet. Der Füllkopf beinhaltet ein dual-konzentriertes Rohrdesign, das das Produkt über den Innenschlauch in den Big-Bag fördert und verdrängte Luft durch den Außenschlauch aus dem Big-Bag austreten lässt.

Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) steuert den Füllvorgang. Der Bediener stellt das Big-Bag Gewicht ein und startet dann den Förderer. Die Fördergeschwindigkeit verlangsamt sich, wenn der Big-Bag fast voll ist, und stoppt, sobald er das gewünschte Gewicht erreicht hat. Das Gewicht wird von vier Wägezellen verfolgt, die sich unter dem Stahldeck befinden, das den Befüller trägt.

Ein kleines Kolbenventil am Übergangsadapter entnimmt Proben, um die Qualität des zu verpackenden Materials prüfen zu können.

Nach dem Befüllen bringt ein Gabelstapler die gefüllten Big-Bag vor dem Versand zu einem Lagerplatz. Die meisten Zirkon- und Rutil-Produkte finden ihren Weg in Keramikglasuren, Spezialgläser, feuerfeste Ofenauskleidungen und Pigmente.

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Die mobile, auf einem Schlitten montierte Abfüllstation für Big-Bags, die in der Tronox-Henderson-Anlage liebevoll „Rhonda" genannt wird, besteht aus einem Trichter mit 2,5 m3 Fassungsvermögen, einem 4,5 m langen Rohrschneckenförderer, einer TWIN-CENTERPOST™-Big-Bag-Befülleinheit und einer SPS-Steuerung.
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Pneumatisch einziehbare Big-Bag Haken halten die vier Ecken des Big-Bags hoch.
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Ein Bediener befestigt einen Big-Bag am Füllkopf, während ein anderer Bediener das Big-Bag Gewicht voreinstellt und die Befüllung an der SPS auslöst. Der TWIN-CENTERPOST™-Design-Füllrahmen und der robuste Außenrahmen verleihen dem Befüller von Big-Bags mit einem Gewicht zwischen 1000 und 2000 kg Gewicht die nötige Stärke.
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Der Trichter mit einem Fassungsvermögen von 2,5 m3 kann 6,4 - 7,3 mT Zirkon oder 4,5 - 5,4 mT Rutil aufnehmen.
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Die spezielle Hochleistungs-Big-Bag-Befülleinheit verdoppelt die Leistung pro Bediener im Vergleich zu früheren manuellen Methoden und verbessert Gesundheit und Sicherheit, da die Befüllung nun geschlossen und staubfrei abläuft.
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Tronox Western Australia füllt halbautomatisch Big-Bags mit Rutil (Titandioxid) und Zirkon (Zirkonsilicat), die aus örtlichen Mineralsanden gewonnen werden, und versendet sie.
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