Optimierte Produktion von keramischen Massen
Die Schaumflotation ist ein verbreitet angewandtes Materialbehandlungsverfahren zur Separation unterschiedlicher Stoffe und insbesondere von Mineralien. Dabei werden pulverförmige Substanzen unter Einsatz der Rührwerktechnik mit Wasser, Schaummitteln und Sammlern - also zur Flotation dienenden chemischen Stoffen wie z.B. Xanthat - gemischt. Durch differenziertes Benetzen der Schwebstoffe lassen sich dabei einzelne Partikelarten voneinander trennen. Nach dem sorgfältigen Entfernen des Oberflächenschaumes und dem Abziehen des enthaltenen Wassers und der Chemikalien bleibt ein sauberes Konzentrat zurück. Praktisch alle im Bergbau gewonnenen Erze und ein zunehmender Teil von industriell verwendeten Mineralien werden nach dem Flotationsverfahren aufbereitet. Die Separation durch Schaumflotation ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung hochwertiger Konzentrate. Daher wurde es in diesem Projekt zur Steuerung der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung der Rohstoffe ausgewählt. Auf diese Weise konnten die physikalischen und technologischen Eigenschaften von keramischen Massen deutlich verbessert werden. Unter Verwendung zweier Rohstoffarten - Feldspat-Erzen und ungebrannten Tonen - wurden zahlreiche Flotationstests sowohl im Labormaßstab als auch in einer Pilotanlage durchgeführt. Die zufrieden stellenden Ergebnisse könnten als physikalisch-chemische Grundlage für die Erstellung der abschließenden Fließbilder zur Verarbeitung der verschiedenen mineralischen Bestandteile zu keramischen Massen dienen. Zur Stabilisierung metallurgischer Parameter wie etwa der Qualität und Ergiebigkeit des Separationsprozesses wurde außerdem eine auf Fuzzy-Logik basierende adaptive Steuerung entwickelt. Diese unter Windows lauffähige Echtzeit-Steuerungsanwendung wurde in einer voll instrumentierten Pilotanlage erfolgreich getestet. Zusätzlich entstand ein Software-Tool zum kontrollierten Mischen unterschiedlicher Sorten von ungebranntem Ton. Die Erfahrungen und Ergebnisse, die bei den Tests in Pilotanlagen und industriellen Anwendungen gesammelt wurden, dürften die bisherigen Prozesse zur Schaumflotation einen großen Schritt nach vorn bringen. Der neue, flexible Flotationsprozess lässt sich auch unter schwierigen Betriebsbedingungen wie z.B. bei starken Schwankungen der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung der Rohstoffe gut anwenden. Und nicht zuletzt könnte diese Art der Produktion hochwertiger und in ihrer Zusammensetzung kontrollierbarer keramischer Massen neue Chancen für die Erzeugung von Komponenten eröffnen, die die bisherigen industriellen Anwendungen spürbar verbessern könnten.
