Die von TOMRA in Zusammenarbeit mit K+S entwickelte untertägige Pilotanlage zur Sortierung mit Röntgentransmissionstechnologie (XRT) in der Grube Zielitz, setzt einen neuen Maßstab für eine effiziente und nachhaltige Gewinnung von Kalisalz. Das seit 2022 laufende Pilotprojekt hat sein Hauptziel erreicht: die Abtrennung von taubem Gestein direkt unter Tage. Dies birgt das Potenzial, die Haldenbildung zu reduzieren, den Erzgehalt des über den Schacht geförderten Materials zu verbessern und die betriebliche Effizienz insgesamt zu steigern. Das Projekt wird fortgesetzt, um die Trennleistung zu optimieren, den Durchsatz zu erhöhen und die neue Technologie in die Grubenplanung zu integrieren.
TOMRA Mining und K+S Minerals and Agriculture haben mit der erfolgreichen untertägigen Pilot-Sortieranlage zur Vorabscheidung von Steinsalz einen bedeutenden Meilenstein in ihrer laufenden technologischen Zusammenarbeit in der Grube Zielitz in Deutschland erreicht. Ziel des Projektes ist es, Halden zu minimieren, den Engpass am Förderschacht zu beseitigen und eine weitere Expansion der Grube zu ermöglichen. Die untertägige Pilotanlage ist mit einem speziell an die Ziele von K+S angepassten TOMRA XRT-Sortierer ausgestattet – eine einzigartige Lösung, die eigens für die Gegebenheiten und Anforderungen der Grube entwickelt wurde.
Dieses Pilotprojekt ist die jüngste Entwicklung in der langjährigen Zusammenarbeit zwischen TOMRA und K+S, dem führenden Salzproduzenten Europas und einem weltweit tätigen Anbieter von Kalisalzen. Die Zusammenarbeit begann im Jahr 1998 mit der Installation des ersten Farbsortierers von TOMRA am Standort Braunschweig-Lüneburg in Grasleben. Seitdem haben die beiden Unternehmen bei zahlreichen Projekten kooperiert und umfangreiche Tests in verschiedenen Anlagen durchgeführt.
Die Herausforderung des untertägigen Abbaus in Zielitz
K+S initiierte das Projekt im Rahmen seiner strategischen Ausrichtung auf die Entwicklung praxisnaher und langfristiger Lösungen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit und Produktivität entlang seiner Produktions- und Lieferketten. Gemeinsam mit TOMRA untersuchte das Unternehmen Möglichkeiten, taubes Gestein bereits unter Tage zu entfernen, um so die Haldenbildung deutlich zu reduzieren – und damit die Umweltbelastung zu minimieren – sowie den Erzgehalt des über den Schacht geförderten Materials zu verbessern.
„Die Verwendung von Versatzmaterial ist seit Jahrzehnten ein wichtiges Thema im Bergbau. Die stetig wachsenden Anforderungen durch tiefere und komplexere Lagerstätten, der ökonomische Druck zur Realisierung von Skaleneffekten und zunehmende Umweltauflagen erfordern neue Ansätze. Die Anwendung von Lean-Prinzipien – also die frühzeitige Abtrennung von wertlosem Material und die ausschließliche weitere Verarbeitung der hochwertigen Fraktionen in konzentrierter Form – verspricht zahlreiche Vorteile“, erklären Dr. Isabell Pfaffe und co-Autor:innen in einer aktuellen technischen Veröffentlichung zum Projekt.
Die Sortieranlage wurde 2022 unter Tage installiert und in Betrieb genommen. Sie nutzt die XRT-Technologie von TOMRA zur Identifizierung und Entfernung von Abfallmaterial – vorwiegend Halit (NaCl) – mit einem Kaliumoxid-Gehalt (K₂O) von unter 2 %.
Für das Projekt in Zielitz entwickelte TOMRA eine maßgeschneiderte Lösung auf Basis des TOMRA Sortierers COM XRT 2.0 1200. Foto: TOMRA
Innovativer Ansatz und maßgeschneiderte Lösung
Durch die untertägige Sortierung des abgebauten Materials und die gezielte Umleitung eines Teils des tauben Gesteins für den Versatz bewältigt die Pilotanlage drei zentrale Herausforderungen am Standort Zielitz. Erstens: die Reduzierung der Haldenbildung – denn große Halden bedeuten erheblichen Aufwand für den Umweltschutz. Zweitens: der Engpass am Hauptförderschacht, der bis zu 45.000 Tonnen pro Tag bewältigt und aktuell keinen Spielraum für eine Erweiterung oder Rückführung von aufbereitetem Abfall unter Tage bietet. Drittens: infrastrukturelle Einschränkungen in Bezug auf eine geplante Erweiterung der Grube über eine Länge von 40 Kilometern – derzeit fehlen sowohl Transportkapazitäten als auch Anlagen zur Rückführung von Versatzmaterial in abgebaute Bereiche.
Für das Projekt in Zielitz entwickelte TOMRA eine maßgeschneiderte Lösung auf Basis des TOMRA Sortierers COM XRT 2.0 1200. Dieser verfügt über ein speziell konfiguriertes Sensorsystem sowie Algorithmen, die gezielt auf die Anforderungen von K+S abgestimmt wurden. Der Prozess beginnt mit einem Zuführsystem, das mit einem einstellbaren Verteilersystem an der Hauptbandanlage ausgestattet ist und das Rohsalz einer Doppeldeck-Vibrationssiebmaschine zuführt. Dort wird das Material in definierte Korngrößenfraktionen getrennt, während Über- und Unterkorn wieder auf das Hauptband zurückgeführt werden. Die Siebbeläge sind austauschbar, sodass verschiedene Korngrößen flexibel getestet werden können.
Nach der Siebung wird das Material dem XRT-Sortierer zugeführt, der Kalisalz identifiziert und unerwünschte Natriumsalze mit niedrigerer Dichte abscheidet. Material mit einem K₂O-Gehalt unter 2,0 %, das als Abfall klassifiziert wird, wird auf ein Förderband für den Versatz umgeleitet, während das Konzentrat zurück auf das Hauptband und von dort zum Schacht transportiert wird.
Die untertägige Installation der Pilot-Sortieranlage stellte das Team vor erhebliche logistische Herausforderungen – insbesondere der Transport des 18 Tonnen schweren XRT-Sortierers durch den Schacht. Die Maschine musste sorgfältig demontiert, in Einzelteilen nach unten transportiert und vor Ort wieder zusammengesetzt werden. Die Erfahrung von TOMRA bei untertägigen Installationen war entscheidend für den erfolgreichen Aufbau – gemeinsam mit dem Fachpersonal von K+S.
Beeindruckende Ergebnisse und Blick in die Zukunft
Das Pilotprojekt hat alle definierten Ziele erreicht und belegt, dass der TOMRA XRT-Sortierer in der Lage ist, freiliegendes Halit effizient zu entfernen.“ Jens-Michael Bergmann Global Segment Manager Industrial Minerals, TOMRA Mining. Foto: TOMRA
Das Pilotprojekt hat alle definierten Ziele erreicht und belegt, dass der TOMRA XRT-Sortierer in der Lage ist, freiliegendes Halit effizient zu entfernen. Die Anlage verarbeitet derzeit 50 Tonnen pro Stunde. Dabei werden bis zu 50 % des Materials als taubes Gestein unter Tage ausgeschleust, wodurch die Schachtlast verringert und die Produktionskapazität gesteigert werden kann. Ein Teil des Abfalls – mit einem Kaliumoxid-Gehalt unter 2 % – wird als Versatzmaterial genutzt, was die Haldenbildung weiter reduziert. Der verbleibende Anteil mit nahezu doppeltem Erzgehalt im Vergleich zur bisherigen Konfiguration wird dem Hauptförderstrom zugeführt und über den Schacht zur Aufbereitungsanlage transportiert.
Nach den erfolgreichen Ergebnissen der Pilotanlage prüfen die Unternehmen nun die nächste Phase: eine Skalierung der Kapazität sowie die Integration von TOMRAs KI-gestützter Technologie OBTAIN. Diese bahnbrechende Lösung nutzt Deep Learning, um die Eigenschaften der einzelnen Partikel präzise zu identifizieren – selbst wenn diese sich auf dem Band berühren. Unabhängig von der Sortierkapazität ermöglicht dies eine noch nie dagewesene Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Erzsortierung mit hohem Durchsatz.
„Unsere Vision für eine nächste Ausbaustufe mit weiteren Sortierern und OBTAIN ist es, möglichst viele Tonnen Rohmaterial (ROM) zu sortieren. Das aussortierte Abfallmaterial – etwa die Hälfte des Förderstroms – wird für Versatz und Dachstabilisierung genutzt, der verbleibende hochgradige Anteil wird zum Schacht gefördert“, erklärt Jens Michael Bergmann, Global Segment Manager Industrial Minerals bei TOMRA Mining.
„Ziel ist es, den K₂O-Gehalt des am Schacht angelieferten Materials weiter zu erhöhen – so kann bei gleicher Fördermenge ein höherer K2O-Gehalt erreicht werden. Dadurch verringern sich die Halden automatisch, und die nachgelagerten Aufbereitungsschritte in den Anlagen an der Oberfläche werden durch den höheren Kaligehalt effizienter. Wir haben bereits mit Tests zu OBTAIN begonnen, um herauszufinden, wie stark wir die Sortierkapazität steigern können, ohne an Leistung einzubüßen. Erste Versuche im TOMRA Testzentrum zeigen sehr vielversprechende Ergebnisse.“
Großes Potenzial für den Bergbau weltweit
Das Pilotprojekt in Zielitz hat bereits das Interesse anderer Bergbauunternehmen geweckt, die mit ähnlichen betrieblichen und ökologischen Herausforderungen konfrontiert sind. Die Kombination aus fortschrittlicher Ingenieurskunst, Sensortechnologie, KI-gestützter Datenverarbeitung, der umfassenden Erfahrung von TOMRA und der bewährten Partnerschaft mit K+S zeigt deutlich das transformative Potenzial der sensorbasierten untertägigen Vorabscheidung.
Weitere Informationen:
TOMRA
www.tomra.com/mining
