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Steigerung der Energieeffizienz durch Steuerung der Fließeigenschaften und Minimierung der Agglomeration bei der trockenen Feinzerkleinerung

Projektbearbeitung: Paul Prziwara
Die Feinzerkleinerung vieler Massenprodukte, wie Feldspat oder Kalkstein, erfolgt in trocken betriebenen Mühlen. So kann auf eine anschließende, energieintensive Trocknung des Mahlguts verzichtet werden. Andere Materialien, wie Zementklinker oder Hüttensand, lassen sich im industriellen Maßstab allein schon aufgrund ihrer Reaktivität mit Wasser nur trocken vermahlen. Bei steigender Produktfeinheit wird eine solche Trockenmahlung allerdings durch die zunehmenden Haftkräfte zwischen den Partikeln erschwert. Diese Kräfte führen zu Agglomeration der Partikel, Anhaftungen an Mahlraumwand sowie Mahlkörpern und Verschlechterung der Fließeigenschaften des Mahlguts, was insgesamt in einer Abnahme der Energieeffizienz des Zerkleinerungsverfahrens resultiert. Aus diesem Grund sind in der industriellen Praxis Mahlhilfsmittel etabliert, welche heutzutage aber lediglich auf Basis rein empirischen Wissens ausgewählt und zugegeben werden. 
Abb.: Wirkungsweise der Mahlhilfsmittel-Moleküle
 
Im Fokus dieses Projekts steht daher ein Verständnis der Wirkungsweise der Mahlhilfsmittel zu entwickeln. Dazu soll der Einfluss verschiedener Additive auf die Oberflächen- und Fließeigenschaften unterschiedlicher Mahlgüter untersucht und mit den Zerkleinerungsergebnissen aus verschiedenen Labormühlen korreliert werden. Zusätzlich werden der Transport der Additive an die Mahlgutoberfläche sowie verschiedene Zugabestrategien näher betrachtet. Zusätzlich werden neue technische Möglichkeiten der trockenen Feinzerkleinerung evaluiert. Dazu werden verschiedene trocken betriebene Rührwerkskugelmühlen, welche aufgrund ihrer hohen Energiedichten eine vielversprechende und aufstrebende Option für solche Prozesse darstellen, sowohl im Labor- (batch) als auch im Technikumsmaßstab (kontinuierlich) näher untersucht.

Abb.: Prozessschema des Mahl- und Sichtkreislaufs
 

Letztlich werden die gewonnenen Erkenntnisse aus der Mahlhilfsmittel-Studie auf die Zerkleinerung in einem Mahl-Sicht-Kreislauf mit horizontaler Rührwerkskugelmühle und Abweiseradsichter übertragen. Dabei werden weitere Gesichtspunkte wie der Einfluss der Mahlhilfsmittel auf Materialtransport und Effektivität des Sichters adressiert.
 
 
 
 
Abb.: Versuchsanlage mit trocken betriebener, horizontaler Rührwerkskugelmühle