Terra Goyana Mineração (TGM) ist Vorreiter in der Mineralforschung sowie in der Entwicklung, Aufbereitung und Vermarktung von Bauxit. TGM ist Teil der Unternehmung Supergram, das neben verschiedenen anderen Branchen in der kommerziellen Bauxitgewinnung tätig ist und Geschäftsbeziehungen in Südamerika, Europa und Asien unterhält. Mit einem Anteil von 5,5 % an der nationalen Produktion, ist TGM einer der größten Produzenten Brasiliens und betreibt das Bergwerk Barro Alto im Bundesstaat Goiás. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Goiânia. Mit Bautek, einem Produzenten von kalziniertem Bauxit, möchte Supergram die vertikale Integration der Primärrohstoffe ausbauen.
Um ein wettbewerbsfähiges Produkt herzustellen, muss sich TGM ökologischen, sozialen und vor allem wirtschaftlichen Herausforderungen stellen. Und das mit einem klaren Ziel: Aus Bauxit soll ein Material mit idealem Kalzium- und Aluminiumgehalt entstehen, das den immer höheren Marktanforderungen gerecht wird. Sensorbasierte Sortiersysteme (SBS) erwiesen sich schnell als Lösung zur Optimierung des Produktionsprozesses. Bevor SBS im Einsatz war, erfolgte die Materialklassifizierung ausschließlich durch Sieben des Materials. Durch das Sieben konnte aber Anorthosit – eine widerstandsfähigere Lithologie, die reich an Eisen (Fe) und Kalziumoxid (CaO) ist – in den gröberen Fraktionen nicht separiert werden. Und das war das Problem.
Der nächste Schritt in der Projektentwicklung war die Erzeugung eines neuen Produkts mit höherem Wert. Die Anforderung bestand darin, die Verunreinigung des Kalziums auf unter 0,15 % zu senken, und so eine effiziente Aussortierung der Fremdstoffe zu gewährleisten. Zusätzlich wurde eine Erhöhung des Aluminiumoxidgehalts (Al₂O₃) auf 62 bis 63 % angestrebt, um die Produktion eines hochwertigen Materials zu ermöglichen.
Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelten die Anwendungsingenieurinnen eine neue Aufbereitungsmethode für das gesiebte Material. Denn das herkömmliche Verfahren für die Bauxitaufbereitung mit Schritten wie Zerkleinerung, Magnetseparation, Waschen, Entwässerung oder gar Flotation konnten das Problem nicht lösen. Um die neue Herausforderung zu meistern, entstand die Partnerschaft mit STEINERT Latinoamericana, einer Tochter der STEINERT GmbH, Köln, welche die sensorbasierte Sortiertechnologie als Lösung vorschlug. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ermöglicht die Sensorsortierung eine trockene Sortierung mithilfe von Sensoren, welche die Zusammensetzung des Erzes in Echtzeit feststellen. Diese Lösung steigert nicht nur die Produktqualität. Sie benötigt außerdem keine Wasser- und Absetzbecken und fördert einen nachhaltigeren und effizienteren Betrieb. Mit dieser Innovation stärkt TGM nicht nur seine Wettbewerbsfähigkeit, sondern positioniert sich auch als Vorbild für einen nachhaltigen Bergbau, der sich an den besten Umweltpraktiken orientiert und der wachsenden weltweiten Nachfrage nach verantwortungsbewussterem Handeln nachkommt.
Die Zusammenarbeit zwischen TGM und STEINERT begann im Jahr 2022, um die Effizienz der Technologie zu testen und zu validieren. Die Proben wurden an das Testcenter in Matozinhos, Minas Gerais/Brasilien, geschickt, wo das STEINERT KSS | XT CLI Sortiersystem – ausgestattet mit Röntgentransmissions-, Farb-, 3D-Laser- und Magnetinduktionssensoren (Bild 1) – eine präzise Materialanalyse ermöglichte. Erste Tests mit 2 t Proben von 1″ bis 4″ zeigten außergewöhnlich gute Ergebnisse: eine maßgeschneiderte Konfiguration für jeden Materialtyp mit einer einzigartigen Kombination aus Röntgentransmission und 3D-Laser, die eine hocheffiziente Separation gewährleistet. Dieser erste Erfolg führte zu weiteren Tests, die sich auf eine noch größere Herausforderung konzentrierten: die Gewinnung von hochwertigem Bauxit mit einem hohen Gehalt an Al₂O₃ bei gleichzeitiger Reduzierung von Verunreinigungen wie SiO₂, Fe₂O₃, CaO und MgO in einer feineren Größenfraktion von 1″ bis 2″.
Nach der Feinabstimmung des Prozesses bewies die Technologie von STEINERT ihre volle Leistungsfähigkeit:
- Separation der Partikel mit hohem Eisengehalt,
- Erhöhung des Aluminiumoxidgehalts,
- Reduzierung von Fremdstoffen.
Die zweite Testphase bestätigte die Wirksamkeit der Röntgentransmissions- (XRT)-Technologie bei der Aussortierung von Verunreinigungen, wobei die gewünschten Parameter (CaO < 0,1 %) erreicht wurden und die Verunreinigung durch Fe₂O₃ im Ausschussmaterial, die zwischen 7 und 22 % lag, reduziert wurde.
Die neue Strategie von TGM stärkt zudem das Zero Waste-Konzept denn es ermöglicht neben der Produktion von hochwertigem Bauxit auch die Vermarktung von Ausschussmaterial für verschiedene Sektoren wie Zement, Keramik und Metallurgie. Dies erhöht sowohl die Nachhaltigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit des Bergwerks.
Eine der Verbesserungen, die das Team von STEINERT Latinoamericana in der Anfangsphase der Pilotanlage vorschlug, war der Einsatz einer Technologie zur Optimierung der Objektbildung in der Software, um die Genauigkeit der Partikelerkennung und des Ausstoßes zu erhöhen. Dies trug dazu bei, den Folgen von Feinanteilen im zugeführten Material entgegenzuwirken und gleichzeitig die Anforderung zu erfüllen, die Partikelgröße des verarbeiteten Materials auf 1/2″ bis 2″ einzustellen. Dadurch erhöhten die Ingenieure die Datengenauigkeit, verringerten die Ergebnisschwankungen und steigerten die Produktivität der Anlage.
Aufgrund der nachgewiesenen Effizienz der Sensorsortierung erwarb TGM das erste Sortiersystem von STEINERT, um die hervorragenden Testergebnisse in der industriellen Praxis zu reproduzieren. Das von TGM abgebaute Erz, das durch die Laugung von Anorthosit gewonnen wird, verfügt über einen hohen Kalziumgehalt, was die Separation zu einer schwierigen Herausforderung macht. Der Einsatz von XRT, bei der die atomare Dichte der Partikel gemessen wird, erwies sich als ideale Lösung für diese Herausforderung, da sie eine zuverlässige Trennung von Bauxit und Anorthosit und einen effizienten Betrieb direkt im Bergwerk ermöglicht.
Über das letzte Jahr ist eine enge Partnerschaft gewachsen, bei der sich beide Parteien mit ihrer Expertise aufeinander verlassen können. STEINERT bietet kontinuierlichen Support durch Fernwartung und regelmäßige technische Begehungen, um Prozesse zu optimieren und individuelle Anpassungen an neue Marktanforderungen vorzunehmen.
Während des gemeinsamen Betriebs der Pilotanlage stellten die Anlagenbetreiber fest, dass der Wechsel zwischen den beiden in der Region vorherrschenden Jahreszeiten – Regen- und Trockenzeit – aufgrund der veränderten Materialeigenschaften direkte Auswirkungen auf die Separationsleistung hat. Das Team von STEINERT Global arbeitete direkt daran, die Auswirkungen auf die Produktion zu minimieren und half stets bei dieser Herausforderung. So haben beide Unternehmen eine solide Partnerschaft aufgebaut, die auf technischer Zusammenarbeit und kontinuierlicher Projektentwicklung basiert (Bild 2).
Fig. 2. Terra Goyana and STEINERT teams working together on this case, analysing improvements and future steps for the project. // Bild 2. Die Teams von Terra Goyana und STEINERT arbeiten gemeinsam an dieser Pilotanlage und analysieren Verbesserungen und zukünftige Schritte. Photo/Foto: STEINERT
Der von TGM umgesetzte Prozess ist zu 100 % trocken und lediglich die Infrastruktur benötigt Wasser. Dieses Unterscheidungsmerkmal steht in vollem Einklang mit den ESG-Praktiken des Unternehmens und unterstreicht sein Engagement für einen nachhaltigeren Bergbau. Mit der Technologie von STEINERT konnte TGM die Effektivität des Prozesses erheblich steigern, was zu saubereren, hochwertigeren Produkten führt, die ohne Nassaufbereitung in neue Märkte mit strengeren Anforderungen exportiert werden können. Darüber hinaus wurden die verfügbaren Reserven erhöht, da die verbesserte Sortiereffizienz und Erzgewinnung eine bessere Nutzung der Ressourcen ermöglicht und somit die zukünftigen Umweltauswirkungen reduziert.
Diese technologische Entwicklung hat nicht nur die betriebliche Effizienz gesteigert, sondern das Unternehmen auch einem seiner Hauptziele nähergebracht: dem Erreichen einer Zero Waste-Produktion und dem Aufbau eines nachhaltigen und profitablen Geschäftsmodells. Dies steht im Einklang mit der Unternehmensphilosophie von STEINERT, Nachhaltigkeit durch innovative technologische Lösungen zu fördern. Diese Technologien optimieren nicht nur Prozesse und reduzieren Abfälle, sondern verstärken auch das Engagement für Kreislaufwirtschaft, effiziente Ressourcenverwendung und nachhaltige Entwicklung, indem sie sich an den Prinzipien des Umweltschutzes und der Verbesserung industrieller Prozesse orientieren.
Heute ist der Erzsortierer von STEINERT ein strategischer Eckpfeiler des Unternehmens. Er steigert nicht nur die Effizienz und Qualität, sondern steht auch im Einklang mit dem betriebseigenen Projekt „Mine of the Future“, welches die vom Unternehmen angestrebte Exzellenz definiert. Dieses Projekt umfasst Aspekte wie Umweltverantwortung, Innovation und Maximierung der Mineralausbeute. Der Erfolg des Bergwerks Barro Alto ist ein klares Beispiel dafür, wie Technologie, wenn sie richtig eingesetzt wird, Herausforderungen in handfeste und nachhaltige Ergebnisse verwandeln kann.
Weitere Informationen:
STEINERT GmbH
www.steinertglobal.com
