Optimierung der Rohmaterialgewinnung von Bergbaubetrieben mittels Nah-Infrarot (NIR) Echzeitanalyse
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Berg Huettenmaenn Monatsh (2020) Vol. 165 (8): 407–411 https://doi.org/10.1007/s00501-020-01013-x © Austrian Society for Metallurgy of Metals (ASMET) and Bergmännischer Verband Österreich (BVÖ) 2020
Optimierung der Rohmaterialgewinnung von Bergbaubetrieben mittels Nah-Infrarot (NIR) Echzeitanalyse Online publiziert 7. August 2020
1. Einleitung Stark gestiegener Kosten- und Qualitätsdruck erfordern in der Bergbauindustrie eine signifikante Optimierung der Rohmaterialgewinnung. Einerseits müssen die vorhandenen Ressourcen maximal genutzt werden, andererseits die Qualität des Rohmaterials im weiteren Verarbeitungsprozess möglichst konstant gehalten werden. Dies hat zur Folge, dass die qualitative Überwachung der gesamten Rohmaterialaufarbeitung essenzielle Wichtigkeit bekommt. Wird die Qualitätskontrolle mit konventioneller Beprobung und Laboranalytik durchgeführt, ist dies eine große Herausforderung für den Betreiber der Aufbereitungsanlage. Durch die großen Materialmengen und deren Grobkörnigkeit ist eine repräsentative Probenahme mit sehr hohem Aufwand verbunden bzw. manchmal gar nicht möglich. Weiters führt eine hoch-frequente Beprobung zu erhöhten Anforderungen an das Personal und die Laborausstattung. Ein Echtzeitanalysator bzw. Online-Analysator ist die Lösung dieser Problematik und ermöglicht gleichzeitig eine sehr hohe Analysefrequenz mit einem niedrigen Personalund Hardwareaufwand. Bei großen Materialdurchsätzen, Korngrößen >50 mm und hohen Qualitätsschwankungen des Rohmaterials ist die Online-Analyse eine erfolgversprechende Methode, die für die Prozessregelung und -optimierung verwendet werden kann. Die konventionelle Online-Analytik basierte bis 2010 auf dem Prinzip einer hochenergetischen Quelle, die bei der Bestrahlung des Rohmaterials Protonenbewegungen in den zu analysierenden Elementen auslöst. Die erzeugte sekundäre Gammastrahlung dient als charakteristischer Fingerabdruck der einzelnen zu analysierenden Elemente. Neben den Vorteilen der Online-Analyse bringt der Einsatz hochenergetischer Quellen jedoch große Nachteile mit sich. Da hoch-radioaktives Californium (PGNAA-Technologie) oder ebenfalls radioaktives und zudem toxisches Tritium (PFTNA-Technologie) strikten Vorschriften unterliegt, ist der Import, Betrieb und die Wartung dieser Geräte sehr aufwendig und teuer. Zusätzlich hat die Neutronenaktivierung weitere Nachteile hinsichtlich der Analyseergebnisse. Es können vom Prinzip her nur Elemente mit höheren Ordnungszahlen (resp. keine Verbindungen) analysiert werden.
Berg Huettenmaenn Monatsh (2020), 165. Jg., Heft 8
Speziell in der Bergbauindustrie gibt es aber viele Anwendungsfälle, in welchen eine mineralogische Analyse des Rohmaterials gefordert wird und Elemente mit niedrigen Ordnungszahlen analysiert werden müssen. Die Nah-Infra-Rot (NIR)-Technologie ist nun die Weiterentwicklung der konventionellen Online-Analyse mittels Neutronenaktivierung. Da NIR-Strahlung von einfachen Lampen erzeugt wird, entfällt jegliche Gefährdung durch radioaktives Material. Deswegen können NIR-Analysatoren ohn
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