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Duales Sackabfüll-/Palettiersystem füllt 30 Tonnen Kupferkonzentrat pro Stunde ab

SUDBURY, ONTARIO, KANADA — Vale Canada Limited betreibt hier eine der größten integrierten Bergbauanlagen der Welt, die Erze mit Nickel, Kupfer und anderen Metallen fördert und verarbeitet.

Der unternehmenseigene Bergbaukomplex Sudbury ist seit über 100 Jahren in Betrieb. Ab 2012 hat das Werk Sudbury ein Milliarden-Dollar-Projekt zur Reduzierung der Emissionen in die Atmosphäre (Clean Atmospheric Emissions Reduction, AER) durchgeführt, um seine Schwefeldioxidemissionen um 85 Prozent zu reduzieren.

Zuvor veredelte Vale in Sudbury sowohl Nickel als auch Kupfer, sagt Tom Zanetti, leitender Projektmanager des Clean-AER-Projekts. Nach der Analyse der möglichen Gesamtschürfzeit der Minen und der langfristigen Prognosen der Minenkapazität in der Region entschied sich das Unternehmen, sich auf die Nickelproduktion zu konzentrieren und das Kupferkonzentrat an andere Unternehmen zu verkaufen, anstatt es selbst zu veredeln.

Vale setzte sich daraufhin mit Ionic Engineering aus Lively, Ontario, zusammen, um ein Material-Handling-System zu entwickeln, das 24 bis 32 Tonnen Kupferkonzentrat pro Stunde in Big-Bags verpacken kann, indem es ein automatisiertes Flexicon-Schüttgutabfüllsystem in seinen bestehenden Prozess integrierte.

Um ein solches Volumen zu bewältigen, spezifizierte Francois Nzotungwanimana, Betriebsleiter bei Ionic Engineering und Projektingenieur für das Big-Bag-Projekt eine doppelte Big-Bag-Füllanlage mit Rollenförderern und einem zentralen, ebenfalls von Flexicon hergestellten Palettenspender. Darüber hinaus entwarf Ionic die Elektro- und Steuerungssysteme, fand die notwendigen Beschriftungsmaschinen und anderen Geräte, projektierte die Sicherheitssysteme und führte die Systemintegration einschließlich Programmierung, Elektrik und Sicherheit durch. Das Team von Ionic Engineering installierte außerdem die zusätzlichen mechanischen Konstruktionen und Sicherheitstechniken.

Kupferkonzentrat gewinnen

Das vor Ort abgebaute Erz wird zunächst zu einem mehlartigen Pulver vermahlen, sagt Zanetti. Ein Flotationsverfahren entfernt Taubgestein. Das übrig bleibende Massenkonzentrat wird einer Schmelzanlage zugeführt, die ein hochwertiges, viel Nickel und Kupfer enthaltendes Material herstellt. Ein weiterer Flotationsprozess trennt die Nickel- und Kupferkonzentrate. Vale veredelt dann das Nickelkonzentrat vor Ort in reines Metall.

Das Kupferkonzentrat hat nach Entwässerung und Trocknung eine sandähnliche Textur und enthält 60 bis 70 Prozent Kupfer. Es wird zu zwei großen Vorlagebehältern gefördert, die über den beiden Füllstationen für Big-Bags angeordnet sind und jeweils 10 Tonnen fassen, so dass daraus jeweils fünf Massenbeutel befüllt werden können.

Die Paletten werden der Big-Bag-Befülleinheit automatisch zugeführt

Die Projektentwicklungsabteilung von Flexicon integrierte einen Palettenspender, mehrere Palettendrehtische, zwei 7,5 m lange Rollenförderer und zwei SWING-DOWN^®-Big-Bag-Befülleinheiten. Der Palettenspender ist zwischen — und rechtwinklig zu — den spiegelbildlich aufgebauten Beutelfülllinien positioniert.

Ein Gabelstapler lädt jeweils 10 bis 14 Paletten auf den Palettenspender. Wenn eine der Big-Bag-Befülleinheiten eine Palette benötigt, hebt der Spender alle außer der unteren Palette an, die dann über den angetriebene Rollenförderer an den linken oder rechten Befüller gesendet wird. Ein Drehtisch dreht die Palette um 90 Grad, um sie am Befüller auszurichten.

Automatisierung der Big-Bag-Befüllung

Sobald eine Palette platziert ist, senkt und schwenkt der SWING-DOWN-Füllkopf des Befüllers von horizontal auf vertikal und positioniert den Entladestutzen und die Gurthaken in Reichweite eines Bedieners auf Werksbodenhöhe. Dies fördert erheblich die Sicherheit im Werk, da niemand auf die Rollenförderer steigen oder sich recken muss, um über Kopf zu hantieren.

Sobald der Bediener die Big-Bag-Schlaufen über automatische Haken sowie den Big-Bag Stutzen über eine aufblasbare Stutzendichtung legt und dann die Aufblastaste drückt, erfolgt der Füllzyklus vollautomatisch:

1) Der Füllkopf schwenkt wieder in die Horizontale, fährt auf Füllhöhe hoch und bläst den Big-Bag auf, um Falten zu entfernen.

2) Nachdem mehrere Sicherheitsbedingungen erfüllt sind, öffnet sich ein Plattenschieber, durch den der Überkopf-Vorlagebehälter per Schwerkraft mit maximaler Fördermenge in den Big-Bag entladen kann, da die aus dem Big-Bag verdrängte Luft durch einen Filtersack entlüftet wird, der den Staub aus der Luft abfängt und sammelt.

3) Ein Verdichtungsdeck unter der Palette vibriert periodisch, um den Big-Bag zu stabilisieren.

4) Wägezellen überwachen beim Befüllen des Big-Bags auf 2 Tonnen kontinuierlich das Gewicht des Kupferkonzentrats.

5) Die Steuerung schließt den Plattenschieber, gibt die Big-Bag Schlaufen frei und trennt den Auslauf nach Ablassen der Luft.

6) Der angetriebene Rollenförderer entnimmt den Big-Bag auf der Palette aus dem Befüller und führt ihn auf mehreren angetriebenen Lager-Rollenförderern ab. Der gefüllte Big-Bag stoppt auf dem letzten Lagerförderband, wo ein automatischer Etikettierer ein Identifikationsetikett anbringt, bevor er auf einem Schwerkraftrollenförderer zu einer Rampe gerollt wird, die ihn in Position zum Einlagern stoppt.

7) Per Gabelstapler werden die gefüllten Big-Bag schließlich in einen Lagerbereich zum Versand an die Kunden überführt.

Abgesehen von der geringen Platzeinnahme bietet diese Konfiguration mit doppelter Big-Bag-Befülleinheit hohe Kapazität, Flexibilität und Redundanz für den Big-Bag Füllprozess. Die automatische Palettenversorgung reduziert die Wartezeit und die Wahrscheinlichkeit von Verletzungen am Arbeitsplatz.

Ionic Engineering entwickelt und baut Automatisierungssysteme für Bergbau, Metallverarbeitung und andere Branchen. Abgesehen von diesem Big-Bag-Abfüllsystem hat Ionic mehrere weitere Projekte im Rahmen der Clean-AER-Initiative abgeschlossen.

Vale Canada Limited
+1 416-361-7511
www.vale.com/canada

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Jede Big-Bag-Befülleinheit verfügt über einen schwenkbaren SWING-DOWN-Füllkopf, dank welchem der Bediener vom Boden aus sicher auf alle Big-Bag Anschlusspunkte zugreifen kann. Wägezellen messen die Gewichtszunahme des Big-Bags, so dass eine SPS die Befüllung des Big-Bags stoppen kann, sobald er das Sollgewicht erreicht hat.

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Ein automatisierter Palettenspender (rechts) führt die Paletten der Big-Bag-Befülleinheit zu, die das Kupferkonzentratgranulat aus dem darüber liegenden 10 Tonnen fassenden großen Trichter aufnimmt.

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En befüllter Big-Bag wird am Ende des 7,5 m langen Rollenförderers aus dem Haltekäfig entnommen.

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Das automatisierte Big-Bag-Abfüllsystem besteht aus Big-Bag-Befülleinheiten (hinten), einem zentralen Palettenspender und zwei 7,5 m langen Rollenförderern, von denen die gefüllten Big-Bag per Gabelstapler für den Versand abgeladen werden.

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Die Paletten- und Big-Bag-Befüllanlagen sind mit automatisierten Steuerungen, Sicherheitssystemen und Schutzvorrichtungen ausgestattet.

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