SUDBURY, ONTARIO — Vale Canada Limited betreibt hier eine der weltweit größten integrierten Bergbauanlagen, in der Erze mit einem Gehalt an Nickel, Kupfer und anderen Metallen abgebaut und aufbereitet werden.
Der Bergbaukomplex des Unternehmens in Sudbury ist seit über 100 Jahren in Betrieb. Ab 2012 führte das Werk in Sudbury ein Milliarden-Dollar-Projekt zur Reduzierung der Luftemissionen (AER) durch, um die Schwefeldioxid-Emissionen aus den Schornsteinen um 85 Prozent zu senken.
„Früher hat Vale in Sudbury sowohl Nickel als auch Kupfer veredelt“, erklärt Tom Zanetti, leitender Projektmanager des Clean-AER-Projekts. Nach einer Analyse der Gesamtlebensdauer der Minen und der langfristigen Prognosen zur Förderkapazität in der Region beschloss das Unternehmen, sich auf die Nickelproduktion zu konzentrieren und Kupferkonzentrat an andere Unternehmen zu verkaufen, anstatt es selbst zu veredeln.
Vale arbeitete mit Ionic Engineering aus Lively, Ontario, zusammen, um ein Materialfördersystem zu entwickeln, mit dem 27 bis 35 Tonnen/Stunde (24 bis 32 metrische Tonnen/Stunde) des Kupferkonzentrats in Schüttgutsäcke verpackt werden können, indem ein automatisiertes Flexicon-Befüllsystem für Schüttgutsäcke in den bestehenden Prozess integriert wurde.
Um das hohe Volumen bewältigen zu können, spezifizierte Francois Nzotungwanimana, Betriebsleiter bei Ionic Engineering und Projektingenieur für das Big-Bag-Projekt, die doppelten Big-Bag-Befüller, Rollenförderer und einen zentralen Palettenausgeber, aus denen das Flexicon-System besteht. Darüber hinaus entwarf Ionic die Elektro- und Steuerungssysteme, beschaffte Etikettiermaschinen und andere Ausrüstung, konzipierte Sicherheitssysteme und führte die Systemintegration einschließlich Programmierung, Elektrik und Sicherheit durch. Das Team von Ionic Engineering übernahm zudem weitere Aufgaben im Bereich der mechanischen Konstruktion und der Sicherheitstechnik.
Herstellung von Kupferkonzentrat
Das vor Ort geförderte Erz wird zunächst zu einem mehlartigen Pulver zermahlen, erklärt Zanetti. Durch ein Flotationsverfahren wird das Ganggestein entfernt. Das so gewonnene Konzentrat wird zu einer Schmelzanlage transportiert, wo ein hochwertiges Material hergestellt wird, das sowohl Nickel als auch Kupfer enthält. In einem weiteren Flotationsverfahren werden die Nickel- und Kupferkonzentrate voneinander getrennt. Vale verarbeitet das Nickelkonzentrat vor Ort zu Metall.
Das Kupferkonzentrat hat nach der Entwässerung und Trocknung eine sandähnliche Konsistenz und enthält 60 bis 70 Prozent Kupfer. Es wird zu zwei großen Aufgabetrichtern befördert, die über den beiden Abfüllstationen für Großsäcken angeordnet sind; jeder Trichter fasst 11 Tonnen (10 metrische Tonnen), was zum Befüllen von fünf Großsäcken ausreicht.
Paletten, die automatisch an Big-Bag-Befüllanlagen ausgegeben werden
Der Geschäftsbereich Project Engineering von Flexicon integrierte einen Palettenausgeber, Paletten-Drehtische, zwei 25 ft (7,5 m) lange Rollenförderer sowie zweiSwing-Down®-Füllanlagen für Schüttgutsäcke. Der Palettenausgeber ist zwischen den spiegelbildlich angeordneten Befüllanlagen positioniert und steht im rechten Winkel zu diesen.
Ein Gabelstapler lädt jeweils 10 bis 14 Paletten auf den Palettenausgeber. Wenn eine der Big-Bag-Abfüllanlagen eine Palette anfordert, hebt der Ausgeber alle Paletten bis auf die unterste an, die über die angetriebene Rollenbahn zur linken oder rechten Abfüllanlage befördert wird. Ein Drehteller dreht die Palette anschließend um 90 Grad, um sie auf die Abfüllanlage auszurichten.
Automatisierung der Befüllung von Schüttgutsäcken
Sobald eine Palette positioniert ist, senkt sich der Swing-Down-Füllkopf der Abfüllanlage und schwenkt von der horizontalen in die vertikale Position, wodurch die Auslaufrutsche und die Haken für die Sackbänder in Reichweite eines auf dem Anlagenboden stehenden Bedieners gebracht werden. Dies trägt zur Verbesserung der Sicherheitsmaßnahmen in der Anlage bei, da es nicht mehr erforderlich ist, auf Rollenförderer zu steigen oder sich zu verrenken, um über Kopf liegende Anschlusspunkte zu erreichen.
Sobald der Bediener die Schlaufen des Big-Bags über die automatischen Verriegelungen gelegt, den Auslauf des Big-Bags über eine aufblasbare Auslaufdichtung gestülpt und den Knopf zum Aufblasen gedrückt hat, läuft der Füllvorgang vollautomatisch ab:
1) Der Füllkopf schwenkt zurück in die horizontale Position, fährt auf Füllhöhe hoch und bläst den Beutel auf, um Falten zu beseitigen.
2) Sobald mehrere Sicherheitsbedingungen erfüllt sind, öffnet sich ein Messerschieber, sodass der jeweilige oberer Zuführtrichter durch Schwerkraft mit maximaler Zufuhrrate in den Schüttgutbeutel entleert werden kann, während die aus dem Beutel verdrängte Luft durch einen Filtersack abgeleitet wird, um Staub in der Luft einzufangen.
3) In regelmäßigen Abständen vibriert eine Verdichtungsplatte unterhalb der Palette, um den Sack zu stabilisieren.
4) Wägezellen überwachen kontinuierlich das Gewicht des Kupferkonzentrats, während der Sack bis zu einem Gewicht von 2,2 Tonnen (2 metrischen Tonnen) befüllt wird.
5) Die Steuerung schließt das Messerschieberventil, löst die Beutelschlaufen und lässt die Luft aus dem Auslauf ab bzw. trennt diesen ab.
6) Das angetriebene Rollenförderband befördert den palettierten Sack aus der Abfüllanlage auf mehrere angesammelte, angetriebene Rollenförderbänder. Der befüllte Sack kommt am letzten Sammelförderband zum Stillstand, wo ein automatischer Etikettierer ein Identifikationsetikett anbringt, bevor er auf ein Schwerkraft-Rollenförderband gerollt wird, das ihn in Richtung einer Rampe befördert, wo er zum Entladen in Position gehalten wird.
7) Ein Gabelstapler transportiert die gefüllten Säcke in einen Lagerbereich, wo sie für den Versand an die Kunden bereitstehen.
Die Konfiguration mit zwei Big-Bag-Befüllanlagen passt nicht nur in den begrenzten verfügbaren Raum, sondern bietet auch Kapazität, Flexibilität und Redundanz für den Befüllprozess. Die automatische Palettenausgabe verkürzt die Wartezeiten und verringert das Verletzungsrisiko für die Mitarbeiter.
Ionic Engineering entwickelt und fertigt Automatisierungssysteme für den Bergbau, die Metallverarbeitung und andere Branchen. Neben dieser Abfüllanlage für Großsackware hat Ionic im Rahmen der „Clean AER“-Initiative mehrere weitere Projekte realisiert.
Vale Canada Limited
+1 416-361-7511
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