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Kalium ist ein wesentlicher Baustein des Lebens. Zusammen mit Stickstoff und Phosphor ist Kalium der dritte essentielle. Es unterstützt Pflanzenwachstum, Enzymtätigkeit, Proteinbildung, Photosynthese, Atmung und die verbesserte Aufnahme von Nährstoffen. Fast 95 % allen produzierten Kaliums wird als Düngemittel genutzt.

Kalium-Gewinnung

Kalium-Vorkommen, die sich in festen Lagen und Tiefen von bis zu 1400 m befinden, werden durch mechanisierte Methoden des Untertage-Bergbaus extrahiert. Wenn eine unterirdische Extraktion aufgrund der Tiefe der Ablagerungen nicht mehr durchführbar ist und/oder wenn Wasserzustromprobleme den herkömmlichen unterirdischen Bergbau behindern, wird das Aussohlen von Salzstöcken eingesetzt. Solar-Eindampfung von Sole, die natürliches Kalium enthält, ist die dritte Methode der Gewinnung.

Siebtechnologien in der Kali-Industrie

Im Verarbeitungsprozess werden an den unterschiedlichsten Stellen Siebmaschinen benötigt. Beginnend bei der Gewinnung, denn das aus den Minen abgebaute Mineral wird zunächst gebrochen und anschließend vorklassiert. Im weiteren Verlauf werden sie in der Kompaktierung, der Granulatsiebung sowie der Verladung eingesetzt. Zudem findet man Siebmaschinen in der Nassaufbereitung, d. h. der Nassklassierung sowie der Entwässerung. Da Siebmaschinen im Vergleich zu Brechern einen erheblich geringeren Energiebedarf haben, können sie so, neben der reinen Erzeugung von verkaufsfähigem Produkt, auch Brechstufen entlasten (selektives Brechen) und damit eine kostenintensive Übermahlung vermeiden.Bei den eingesetzten Siebmaschinen handelt es sich in der Regel um Vibrations- und direkt erregte Siebmaschinen. Vibrationssiebe werden für hohe Leistungen bei mittleren bis groben Trennschnitten eingesetzt. Bei kritischen Produkteigenschaften und Trennungen unterhalb von 3 mm zeigen direkt erregte Siebmaschinen ihre Stärken.

Eine Sonderform von Vibrations-Siebmaschinen stellen Doppelfrequenz (DF)-Siebe dar. Das Antriebsprinzip der DF-Maschine basiert auf der Verwendung von zwei Unwuchtmotoren mit unterschiedlichen Drehzahlen, welche im Ein- und Auslauf montiert sind. Das Aufgabegut wird im Einlaufbereich durch die größere Amplitude aufgelockert und größenmäßig sortiert (Segregation). Im Auslaufbereich werden kleinere Schwingweiten erzeugt, die die Siebgenauigkeit erhöhen, indem sie Grenzkorn effektiv abtrennen. Durch Ändern der Drehrichtung der Motoren kann die Fördergeschwindigkeit und damit die Siebleistung sowie die Trennschärfe gezielt beeinflusst werden. Bedingt durch dieses Antriebsprinzip konnte im Vergleich zu konventioneller Siebtechnologie eine kompakte Siebeinheit geschaffen werden.

Direkt erregte Siebmaschinen

Für feinere Trennungen unterhalb von 2 mm bis hin zu 0,16 mm finden direkt erregte Siebmaschinen ihren Einsatz. Sie eignen sich für exakte Trennungen bei hohen Durch­satzleistungen. Bei diesem Maschinentyp handelt es sich um Wurfsiebe mit direkter Erregung der Siebgewebe. Das Siebaggregat ist statisch. So sind feste Anschlüsse bei Ein- und Auslässen möglich. Außerhalb des Siebgehäuses erregen robuste Vibratoren Schwingungen, die über Schwingachsen in das Siebgewebe übertragen werden. Durch die hochfrequente Erregung wird das Siebgut rechtwinklig vom Siebgewebe abgeworfen – die Neigung des Gewebes bestimmt den Transport. Auf dem Siebgewebe findet eine Dünnschichtsiebung bei hoher Siebgutgeschwindigkeit statt. Ein einstellbarer Abreinigungszyklus ermöglicht zuverlässig, eventuelles Steckkorn zu vermeiden. Aufgrund der geringen bewegten Massen (nur die Gewebe vibrieren) werden hohe Beschleunigungen am Siebbelag erreicht. Diese helfen, Haftkräfte bei feuchtem oder klebrigem Material (z.B. Rollgranulat) zu überwinden.

Risiko Kondensatbildung

Bei diskontinuierlichem Betrieb oder langen Stillstandzeiten kann es zu unerwünschter Kondensatbildung durch feuchtes Aufgabematerial kommen. Für diesen Fall werden häufig Heizregister vorgesehen, welche die Temperatur im Siebraum oberhalb des Taupunktes halten. Die Heizregister werden entweder auf der Abdeckung der Siebmaschine oder auf dem statischen Gehäuse der Verteilvorrichtung angebracht.

Nass-Klassierung

Eine Nass-Klassierung von Kalium erfordert - wie bei anderen Materialien auch - kurze Sieblängen, da mit dem Abscheiden der Flüssigkeit keine Klassierung mehr möglich ist. Unter Zuhilfenahme einer Doppel-Aufgabe innerhalb einer Maschine sind kompakte Baueinheiten mit hohen Siebleistungen möglich.

Zusammenfassung

Basierend auf den jahrzehntelangen Erfahrungen in der Siebtechnik, insbesondere in der Kali-Industrie, eröffnen neue Werkstoffe und Technologien eine noch effektivere und bedienungsfreundlichere Aufbereitung des wertvollen Rohstoffes Kalium. Dies ist umso wichtiger vor dem Hintergrund der begrenzten weltweiten Ressourcen und derzeit steigenden Nachfrage der Wachstumsmärkte.