Auch Schotter kann ganz fein sein

Die Fa. ITE GmbH mit Sitz in Alsdorf bei Aachen hat im März 2009 für die MAV Mineralstoff-Aufbereitung und Verwertung GmbH eine kompakte Feinseparationsanlage (kurz ITE FSP) geliefert und die Anlage in den Prozessablauf der nassmechanischen Aufbereitung am Standort Lünen integriert.

Bei der Modernisierung und Instandhaltung des Bahnschienen- Netzes der DB Netz AG fallen jedes Jahr große Mengen von Reststoffen und Altmaterialien an, wobei hier wiederum der Altschotter (ASO) einen besonders großen Posten darstellt. Gleisschotter ist zwingend beim Bau neuer Gleise und beim Streckenunterhalt des Netzes für die ordnungsgemäße Bettung der Schwellen notwendig.

Um die Wirtschaftlichkeit der Streckenunterhaltung zu garantieren, ist seit Anfang der 90er Jahre das Wiederaufbereiten von Altschotter eine echte Alternative, um Teilstoffströme an Neumaterial durch Recyclingmaterial vollwertig ersetzen zu können. Die natürlichen Gesteinsressourcen bleiben erhalten und die Umwelt wird geschont – bei gleichzeitiger Verminderung der Entsorgungsmengen und erheblicher Reduzierung der Unterhaltungskosten für den Streckenerhalt. Altschotter besteht in der Regel aus hochwertigen Gesteinsarten wie Basalt, Quarzporphyr oder Grauwacke. Jedoch finden sich darin auch häufig Anreicherungen von Verunreinigungen wie Abrieb und Absplitterungen, aufgestiegenes Unterbaumaterial, Ladungsrückstände und Reste von Bewuchs in der Feinfraktion, welche beim Aufbereitungsprozess abgeschieden werden müssen.

In der Vergangenheit hatten beim Gleisschotter- Recycling thermische Anlagen dominiert. Dann aber etablierten sich trockenmechanische und insbesondere nassmechanische Aufbereitungsanlagen fest am Markt. Nur Letztere liefern für den wiederverwertbaren Teilstrom (Kornband 31,5 – 63 mm) die geforderten Reinigungsergebnisse, bei gleichzeitiger Einhaltung der Luftreinhaltungsbelange beim Brechen und Sieben. Die Reinigung der Körnung mit reststofffreien Oberflächen ist so möglich, was in diesem Zustand der Qualität von neu gebrochenem Gleisschotter entspricht.

Der Aufbereitungsprozess der Gleisschotter- Aufbereitung bei der MAV GmbH in Lünen lässt sich in 3 Stufen zusammenfassen:

-          Trockenmechanische Vorbehandlung durch Siebung bei 10 mm

-          Nassmechanische Reinigung der Kornfraktionen von 10 – 63 mm

-          Anschlagen der Fraktionen von 31,5 – 63 mm zum Erhalt neuer scharfer Oberflächen

Im Prozesswasser- Kreislaufsystem der nassmechanischen Aufbereitung werden alle mineralischen Anhaftungen am Altschotterkorn in die Suspensionsphase überführt. Die Sedimentbildung erfordert ein sofortiges und funktionierendes Fest- / Flüssigtrennsystem, um die Kreislaufstabilität dauerhaft gewährleisten zu können. Hierfür eignen sich herkömmliche Aggregate, wie in der Kies- und Sandgewinnung verwendet, nicht zuverlässig. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere der Feinkornbereich unter 150 mm hiermit nicht separiert werden kann. Häufige Anlagenausfälle und verminderter Tonnendurchsatz wegen oft verstopfter Leitungen und Prozesswasserbehälter waren die Folge und gaben den Anlass, eine geeignete Separationstechnik zu suchen. Dabei geriet der Fokus der Betrachtungen auf Techniken, wie sie bei Bohrspülungen im Tunnelbau und in der Tiefenbohrtechnik angewendet werden. Hierbei werden Feinsiebmaschinen mit hoher Beschleunigungskraft und geeignete Hydrozyklonstufen als Anlage kombiniert. Diese Kompaktmaschinen erreichen Trennergebnisse, die den dort herrschenden, schwierigen Anforderungen des Dauerbetriebes für Spül- Kreislaufrecycling von Großbohranlagen voll gerecht werden. Daraufhin durchgeführte Tests mit Originalsuspension der Aufbereitungsanlage zeigten schnell, dass hiermit der richtige Lösungsansatz gefunden wurde.

Im Gegensatz zu den häufig eingesetzten Polyurethan-Sieben ist die ITE FSP mit vorgespannten feinmaschigen Stahlsiebgeweben ausgestattet, welche auch eine Abscheidung von Feinanteilen im sonst kritischen Bereich von 100 bis 45 Mikron möglich machen. Die ebene Oberfläche der auswechselbaren Siebrahmen und die aus mehreren Sieblagen bestehenden Siebgewebe erlauben höchste Durchlässigkeit und Effizienz. In Abhängigkeit der anzutreffenden Feinfraktionen kann das aus vier Stufen bestehende Deck der Siebmaschine mit unterschiedlichen Sieben von 4 bis 325 mesh Maschenweite (4,76 bis 0,045 mm) schnell und flexibel bestückt werden, um somit durch Anpassung an das tatsächlich vorkommende Grenzkorn eine optimale Trennleistung zu erreichen. Die vorgereinigte Suspension wird anschließend in der zweiten Stufe des Feinseparationsprozesses über eine Kreiselpumpe den beiden 12“ großen Hydrovakuumzyklonen zur Entsandung und 16 Hydrozyklonen mit einer Größe von 4“ zur Abtrennung von Schlämmkorn zugeführt. Die Form der Hydrozyklone und die Eintragsgeschwindigkeit entscheiden dabei über den Trennschnitt d₅₀, der hier charakteristisch bei 45 Mikron (12“) bzw. 20 Mikron (4“) liegt. Als wesentliches Merkmal der Hydrovakuumzyklone ist der niedrige Arbeitsdruck von 0,8 bis 1,0 bar zu nennen, welcher sowohl den Energiebedarf der Zentrifugalpumpe als auch den Verschleiß im Zyklonenkörper gering hält. Des Weiteren wird durch den geringen Betriebsdruck eine mechanische Zerkleinerung und Zersetzung der angetroffenen Kornfraktionen und damit Verfeinerung, also Verschlechterung der Feststofffracht vermieden. Während der Feuchtegehalt des Materialaustrags am Unterlauf der Hydrovakuumzyklone mittels Unterdruck gesteuert und somit trockener oder feuchter gestaltet werden kann, wird die Gleichmäßigkeit und Austragsqualität der 4“ kleinen Hydrozyklone über die Einstellung der Unterlaufdüsen erreicht. Mit einer Beschleunigungskraft bis zu 6,3 G wird der feinstoffreiche Unterlauf abschließend von der Vibrationssiebmaschine wirkungsvoll entwässert und dem Aufbereitungsprozess sicher entzogen.

Die Erweiterung der Gleisschotteraufbereitungsanlage der MAV GmbH mit der ITE FSP hat die nassmechanische Reinigung von Altschotter am Standort Lünen funktionssicher und dauerhaft verfügbar gemacht. Mit der innovativen und kompakten Feinseparationsanlage FSP bietet die Fa. ITE GmbH eine auf die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft optimal abgestimmte Lösung an. Der Wiederverwendung des reststofffreien Recyclingschotters im Gleisbett steht nichts mehr im Wege.