Efficient Grinding
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Im Sommer 2009 wurde in der Ukraine erfolgreich eine vertikalwälzmühle vom Typ LM 15.2 für die Dolomitvermahlung bei Ternopolsky Karyer in Betrieb genommen. Diese Mühle wurde von der ukrainischen Firma OJSC Nadrabudinvest bestellt, um den steigenden Bedarf an Baustoffen, insbesondere für die Fußball-Europameisterschaft 2012, zu decken. Die Ukraine zählt zu den rohstoffreichsten Ländern der Welt, und die Dolomitvermahlung spielt eine Schlüsselrolle in der lokalen Mineralindustrie.
Efficient Grinding
- 1. TECHNICAL SOLUTIONS Dr. Regina Krammer Dipl.-Ing. Thomas Leppak Deputy Head of TrainingCenter, Customer Service Head of Customer Support Loesche GmbH Loesche GmbH Düsseldorf/Deutschland Düsseldorf/Deutschland www.loesche.com Sergiy Kotlyarskyy Nach dem Studium der Geologie und Paläontologie Technical Director an der Karl-Franzens Universität Graz (Österreich) Ternopolsky Karyer p romovierte Regina Krammer in den Bereichen Ternopol/Ukraine marine Geologie und Paläo-Ozeanographie am Research Center Ocean Margins der Uni Bremen. Nach der Promotion wechselte sie als Redakteurin zu einem Fachverlag für Rohstoffe nach London. Seit Mitte 2007 arbeitet sie als eLearning-Autorin und stellvertretende Leiterin des Training Centers bei der Loesche GmbH. Effizient Mahlen • Efficient grinding Dolomitvermahlung in der Ukraine Zusammenfassung: Im Sommer 2009 wurde in der Ukraine eine Vertikalwälzmühle vom Typ LM 15.2 für die Dolomitvermahlung erfolgreich in Betrieb genommen. Errichtet wurde diese Kompaktmühle bei Ternopolsky Karyer in Ternopol/Ukraine, im Auftrag von OJSC Nadrabudinvest, einer ukrainischen Firma, deren Produktpalette von Zucker über Baustoffe bis hin zu Düngemittel reicht. Dolomite grinding in the Ukraine Summary: In summer 2009 a vertical roller mill, type LM 15.2, was successfully commissioned for dolomite grinding in the Ukraine. This compact mill was set up at Ternopolsky Karyer in Ternopol/Ukraine. It was ordered by OJSC Nadrabudinvest, a Ukrainian company with a product range covering sugar, building materials and fertilizers. 40 AT MINERAL PROCESSING 11-2010 (Volume 51)
- 2. TECHNICAL SOLUTIONS Blick in die Vertikalwälzmühle von Loesche View into the Loesche vertical roller mill 1 Die ukrainische Mineralindustrie 1 The Ukrainian mineral industry Die Ukraine gehört weltweit zu den rohstoffreichsten Län The Ukraine is one of the countries in the world richest in dern. Nach Expertenmeinung besitzt das Land ungefähr 5 % natural resources. In the opinion of experts, this country has der weltweiten Mineralvorkommen. Über 7700 Vorkommen about 5 % of the mineral deposits of the world. So far more von annähernd 90 verschiedenen Mineralen wurden bisher than 7700 deposits of roughly 90 different minerals have auf ukrainischem Boden prospektiert. Von diesen Vorkom- been prospected in the Ukraine. Today about half of these men wird heutzutage ca. die Hälfte wirtschaftlich genutzt. deposits are used economically. Above all, iron alloys, ilmen Vor allem Eisenlegierungen, Ilmenit, Eisenerz, Manganerze ite, iron ore, manganese ores and steel are produced in large und Stahl werden in großen Mengen produziert. Auch quantities. Industrial minerals also play an important role in Industrieminerale spielen in der Ukraine eine wichtige the Ukraine, in particular dolomite, graphite, kaolin, lime, Rolle; allen voran Dolomit, Graphit, Kaolin, Kalk, Kalisalze, potash, quartz, salts, soda and various building materials. In Quarz, Salze, Soda und verschiedene Baustoffe. Das Land addition, there are large reserves of coal in the country. Only verfügt des Weiteren über große Kohlereserven. Lediglich Öl oil and natural gas are found in limited quantities and have und Erdgas kommen nur in limitiertem Maße vor und müs to be imported (approx. 80 % of the oil and 77 % of the sen importiert werden (ca. 80 % des Öls und 77 % des natural gas). The Ukraine is one of the leading countries Erdgases). Die Ukraine ist zudem eines der weltweit führen globally as regards energy transit and has extensive networks den Energietransitländer und besitzt ausgedehnte Netzwerke of oil and gas pipelines, in which the two raw materials from für Öl- und Gaspipelines, die die beiden Rohstoffe aus Russia and the region around the Caspian Sea are trans (Volume 51) AT MINERAL PROCESSING 11-2010 41
- 3. TECHNICAL SOLUTIONS 1 Region Ternopol in der Ukraine 2 Aufgabegut Kalk und Dolomit Ternopol region in the Ukraine Lime and dolomite as feed materials Russland und dem Gebiet um das Kaspische Meer quer ported across the country. About one third of the Ukrainian durch das Land transportieren. Ungefähr ein Drittel der mineral transports goes to Europe, one quarter of the exports ukrainischen Mineraltransporte geht nach Europa, ein Vier- goes to Russia and other former CIS states. tel des Exports nach Russland und in andere ehemalige GUS-Staaten. Both, due to the diversity und frequency of the minerals as well as the favourable geopolitical position in Europe, the Sowohl durch die Diversität und Häufigkeit der Minerale als Ukraine will hold a growing share of the extractive industry auch durch die begünstigte geopolitische Position in Europa, in Europe also in the future. wird die Ukraine auch in Zukunft einen wachsenden Anteil an der extraktiven Industrie in Europa inne haben. 2 Dolomite grinding in Ternopol More than 200 mineral deposits have so far been explored in 2 Dolomitvermahlung in Ternopol the West Ukrainian region around Ternopol (Fig. 1). These Über 200 Mineralvorkommen wurden bisher in der westuk are mainly raw materials for the building materials industry, rainischen Region um Ternopol (Bild 1) geologisch explo first and foremost dolomite and lime (Fig. 2). Four limestone riert und erforscht. Hauptsächlich handelt es sich um quarries (Fig. 3) and two sand pits are operated in this region Rohstoffe für die Baustoffindustrie, allen voran Dolomit und managed by OJSC Nadrabudinvest. The products manufac Kalk (Bild 2). Unter der Leitung von OJSC Nadrabudinvest tured there are used as additives in the sugar industry, in the werden in dieser Region vier Kalksteinbrüche (Bild 3) und building trade, in road construction as well as in the metal zwei Sandgruben betrieben. Die dort hergestellten Produkte lurgical and siliceous industries. werden in der Zuckerindustrie, der Baubranche, im Straßenbau und der metallurgischen bzw. silikatischen In- dustrie als Zusatzstoffe verwendet. Da im Jahr 2012 die Ukraine zusam men mit Polen Gastgeber der Fußball- Europameisterschaft sein wird, steigt der Bedarf an Baustoffen zurzeit enorm an. Vor allem im Straßenbau bzw. in der Sanierung des vorhande nen Straßennetzes werden große Mengen an Baustoffen, insbesondere Asphalt, benötigt. Aus diesem Grund hat OJSC Nadrabudinvest im Jahr 2008 entschieden, eine Anlage zur Vermahlung von Dolomit in der Maksymivka Region zu errichten. Dieser dort aufbereitete Dolomit wird unter anderem als Bindemittel in der Asphaltherstellung genutzt. Der Auf trag zur Errichtung einer Kompakt mahlanlage (Bild 4) ging an die Loesche GmbH in Düsseldorf/ 3 Der Steinbruch vor Ort • The local quarry 42 AT MINERAL PROCESSING 11-2010 (Volume 51)
- 4. TECHNICAL SOLUTIONS 4 Layout der Mahlanlage in Ternopol • Layout of the grinding plant in Ternopol Deutschland. Um den Bedürfnissen und Kapazitätsvorgaben Since together with Poland the Ukraine will be hosting the von OJSC Nadrabudinvest gerecht zu werden, wurde eine European football championships in 2012, the demand for Loesche Mühle vom Typ LM 15.2 (Bild 5) ausgewählt. building materials is increasing enormously at present. Large quantities of building materials, in particular asphalt, are needed, above all, in road construction and for the rehabilita 3 Funktionsweise einer Loesche Mühle tion of the existing road network. For this reason, in 2008, Eine Vertikalwälzmühle weist folgende Design-Kriterien auf: the OJSC Nadrabudinvest decided to set up a grinding plant eine flache Mahlschüssel, individuell gelagerte Schwinghebel, for dolomite in the Maksymivka region. The dolomite pre ein hydropneumatisches Federungssystem und entweder pared there is used, amongst other things, as a binder for the zwei, drei, vier oder sechs Mahlwalzen. Eine LM 15.2 besitzt production of asphalt. The order for the installation of a eine Mahlschüssel mit einem Durchmesser von 1,5 m und compact grinding plant (Fig. 4) was given to the Düsseldorf- 2 Mahlwalzen (Aufmacherbild). based Loesche GmbH/Germany. A Loesche mill, type LM 15.2 (Fig. 5), was selected to meet the requirements and Die Funktionsweise einer Vertikalwälzmühle lässt sich fol capacity specifications of OJSC Nadrabudinvest. gendermaßen beschreiben (Bild 6): Das Mahlgut wird auf der Mahlschüssel durch Überrollen von den Walzen zerkleinert. Der Materialstrom besteht aus Frischgut (Aufgabegut) und 3 Mode of operation of a Loesche mill Rückgut, das vom Sichter als Überkorn abgewiesen und A vertical roller mill has the following design features: a flat wieder dem Mahlprozess zugeführt wird. Durch Fliehkraft grinding table, individually supported rocker arms, a hydro- gelangt der Materialstrom unter die Walzen, die das Mahlgut pneumatic spring system and two, three, four or six grinding unter hohem Druck mahlen. Dieser hohe Druck entsteht rollers. An LM 15.2 has a grinding table with a diameter of durch das Walzengewicht und eine hydraulisch erzeugte 1.5 m and 2 grinding rollers (Lead figure). Zusatzkraft. Die Walzen selbst werden durch Reibung mit dem Mahlgutbett in Rotation versetzt. Sensoren am The mode of operation of a vertical roller mill can be Schwinghebel-System verhindern in Verbindung mit An- described as follows (Fig. 6): The material to be ground is (Volume 51) AT MINERAL PROCESSING 11-2010 43
- 5. TECHNICAL SOLUTIONS schlagpuffern eine metallische comminuted on the grinding Berührung zwischen Walzen table by means of a rolling und Schüssel. Das gemahlene over movement of the grind Gut wird durch Zentrifugal- ing rollers. The material flow kraft über den Schüsselrand consists of fresh material (feed) nach außen geschleudert, wo and rejected material, the lat es vom Heißgasstrom erfasst ter being rejected by the clas wird. Das Staub-Gas-Gemisch sifier as oversize and re-fed to strömt durch den Mahlraum the grinding process. The hoch zum Sichter, der auf das material flow is passed below Mühlenoberteil aufgesetzt ist. the rollers due the centrifugal Größere Partikel (Überkorn) force. The rollers grind the werden im Sichter nach außen material with high pressure. geschleudert und sinken unter This high pressure is generated der Einwirkung der Schwer by the roller weight and a kraft nach unten, wo sie wie hydraulically generated addi der dem Mahlprozess zuge tional force. The rollers them führt werden. Fertiggut pas selves are set in rotation due to siert mit dem Mahlstrom den the friction with the grinding Leistenrotor und verlässt den bed. Sensors on the rocker arm Sichter in Richtung Filter, wo system, together with stop das Endprodukt abgeschieden buffers, prevent a metallic con wird. tact between the rollers and the table. Due to the centrifu Die Montage der LM 15.2 bei gal force, the ground material OJSC Nadrabudinvest begann is thrown over the table edge im Frühling 2009 und im to the outside, where it is cap August 2009 ging die Mühle tured by the hot gas flow. The erfolgreich in Betrieb. Die dust-gas-mix flows through erzielten Betriebsdaten sind in the grinding chamber upwards Tabelle 1 aufgelistet. Das Mahl to the classifier, which is gut wird auf eine Feinheit von arranged on the upper part of 20 % R 71 µm gemahlen. Mo- the mill. Larger particles (over mentan werden Dolomit und 5 Die LM 15.2 im Einsatz • The LM 15.2 in operation size) are centrifuged outwards fossilreicher Kalkstein aus drei in the classifier and drop down verschiedenen Steinbrüchen vermahlen: Maksymivka, Skala- due to the gravity and are re-fed to the grinding process. Podilska und Zavadiv. The finished product passes the caged rotor with the grind ing flow and leaves the classifier in the direction of the filter where the finished product is separated. 4 Loesches Konzept der Kompaktmühle Die Mühle vom Typ LM 15.2 gehört zusammen mit der The installation of the LM 15.2 at OJSC Nadrabudinvest LM 12.2 (Mahlschüsseldurchmesser 1,2 m) zu den von started in spring 2009 and in August 2009 the mill was suc Loesche entwickelten kleinen Kompaktmahlanlagen. Diese cessfully commissioned. The operating data are shown in Mühlen haben eine Kapazität von 5-25 t/h (je nach Auf table 1. The material is ground to a fineness of 20 % gabematerial). Bei dem Design der Kompaktmühlen greift R 71 µm. At present, dolomite and limestone rich in fossils Loesche auf umfangreiche Erfahrungen in der Entwicklung from three different quarries (Maksymivka, Skala-Podilska von großen Loesche Mühlen für die Zementindustrie zu- and Zavadiv) are ground. Tabelle 1: Betriebsdaten der LM 15.2 in Ternopol Table 1: Operating data of the LM 15.2 in Ternopol 4 Loesche’s concept of the compact mill The mills, type LM 15.2 and LM 12.2 (grinding table dia- Erreichte Daten/Data obtained meter 1.2 m), belong to the small compact grinding plants Aufgabematerial/ Dolomit, fossilreicher Kalkstein/ developed by Loesche. These mills have a capacity of Feed material Dolomite, limestone rich in fossils 5-25 t/h (depending on the feed). The design of the compact Mühlenkapazität/ 10 –13 t/h (je nach Material/ mills is based on the comprehensive experience gained in the Mill capacity depending on the material) development of large Loesche mills for the cement industry. Produktfeinheit/ 20 % R 71 µm (Rückstand in For example, an LM 63.3+3 (grinding table diameter 6.3 m) einem 71 µm Sieb/ residue retained reaches a capacity of up to 370 t of clinker per hour. Product fineness on a sieve of 71 µm) Aufgabefeuchte/ Compact mills are able to grind different rocks, e.g. lime, 6 – 8 % H2O Feed moisture burnt lime, dolomite, talc, bentonite and others. The mills are 44 AT MINERAL PROCESSING 11-2010 (Volume 51)
- 6. TECHNICAL SOLUTIONS 6 Flowsheet der Mahlanlage Ternopol • Flow sheet of the Ternopol grinding plant rück. Eine LM 63.3+3 beispielsweise distinguished by a simplified design (Mahlschüsseldurchmesser 6,3 m) erreicht and extreme robustness. Due to their eine Kapazität von bis 370 t Klinker pro compact design they can be assem Stunde. bled already at the place of manufac ture, which saves assembly time at Kompaktmühlen können verschiedene the plant site. This short assembly Gesteine vermahlen, so zum Beispiel time and the standardized compo Kalk, gebrannter Kalk, Dolomit, Talk, nents are reflected in the cost-effec Bentonit, Baryt und einige mehr. Die tive price of the compact mills. As is Mühlen zeichnen sich durch ein verein the case with all Loesche mills, the fachtes Design und große Robustheit aus. compact grinding plant can easily be Durch ihre kompakte Bauweise können adapted to changed raw materials sie schon am Fertigungssort zusammen and desired product finenesses. Ease gebaut werden, was die Montagezeit vor of maintenance, flexibility as regards Ort an der Anlage verkürzt. Diese kurze the feed and low operating expenses Aufbauzeit und standardisierte Bauteile are the further criteria distinguishing spiegeln sich in dem kostengünstigen these mills. Preis der Kompaktmühlen wider. Wie bei allen Loesche Mühlen lässt sich die The successful commissioning of the Kompaktmahlanlage leicht auf verän- LM 15.2 in Ternopol once again derte Rohmaterialien und gewünschte showed that, not only in the proven Produktfeinheiten anpassen. Wartungs field of cement and slag grinding but freundlichkeit, Flexibilität im Bezug auf also increasingly in the field of indus Aufgabegut und niedrige Betriebskosten trial minerals, vertical roller mills are sind weitere Kriterien, die diese Mühlen distinguished by high energy effi auszeichnen. ciency and great flexibility as regards the rock to be ground. Die erfolgreiche Inbetriebnahme der LM 15.2 in Ternopol hat einmal mehr bewiesen: Nicht nur im bewährten Einsatzfeld der Zement- und Schlacke vermahlung, sondern zunehmend auch im Bereich der Industrieminerale zeigen Vertikalwälzmühlen eine hohe Energie effizienz und große Flexibilität im Bezug auf zu vermahlende Gesteine. (Volume 51) AT MINERAL PROCESSING 11-2010 45