Betritt man eine beliebige Schaumflotationsanlage in Großbritannien – sei es eine Kupferaufbereitungsanlage in Cornwall, eine Blei-Zink-Sulfid-Anlage in den North Pennines oder eine Anlage zur Aufbereitung von Schwerkohle in Yorkshire –, so entscheidet ein und dieselbe entscheidende Variable über den Erfolg oder die Kosten eines Ausbeuteverlusts: die Reinheit der Druckluft, die jede Flotationszelle antreibt. Fast das gesamte letzte Jahrhundert lang waren ölgeschmierte Schraubenkompressoren Standard, deren geringe Mineralölrückstände als technische Unannehmlichkeit hingenommen wurden. Diese Akzeptanz wird nun auf allen Ebenen infrage gestellt. Verschärfte Umweltauflagen der Umweltbehörde, Richtlinien zur Exposition am Arbeitsplatz gemäß den Vorgaben der Arbeitsschutzbehörde und die harte Realität – dass selbst wenige ppm Öl in der Flotationsluft die Mineralausbeute nachweislich verringern – führen dazu, dass ölfreie Luftkompressoren nicht nur eine Premium-Option, sondern die technisch korrekte Wahl für anspruchsvolle Mineralaufbereitungsanlagen darstellen. Dieser Leitfaden stützt sich auf über 18 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Druckluftanwendungen im britischen und europäischen Bergbau, um genau zu erklären, wie diese Technologie funktioniert, wo sie den größten Mehrwert bietet und wie man ein System dimensioniert und spezifiziert, das Jahr für Jahr konsistente, messbare Ergebnisse liefert.
📷 Ever Power ölfreie Luftkompressoren-Serie – speziell entwickelt für Schaumflotations- und Mineralaufbereitungsanwendungen in Großbritannien und Europa.✉ Kostenloses Angebot anfordern — Ölfreier Kompressor für Schwimmkörper
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Wie Schaumflotation tatsächlich funktioniert – und warum Luftqualität alles ist
Die Ingenieurstiftung
Blasenbildung und Oberflächenchemie
Die Schaumflotation nutzt den natürlichen Unterschied in der Benetzbarkeit der Oberflächen zwischen den Zielmineralpartikeln und dem Ganggestein. Druckluft wird über Begasungsrohre oder Impeller-Stator-Einheiten in eine konditionierte Suspension eingeleitet und erzeugt eine dichte Wolke feiner Bläschen mit einem Durchmesser von typischerweise 0,5 bis 1,5 mm. Hydrophobe Mineraloberflächen, die durch selektive Reagenzien, sogenannte Sammler, hydrophob gemacht werden, lagern sich bevorzugt an die aufsteigenden Luftblasen an. Das mineralbeladene Bläschenaggregat steigt zur Oberfläche der Trübe auf, bildet eine stabile Schaumschicht und wird mechanisch abgeschabt oder fließt in die Konzentratrinne über. Das hydrophile Ganggestein verbleibt in der Trübe und gelangt in die Abgänge. Die gesamte Selektivität dieses Prozesses hängt von einer präzisen Oberflächenchemie ab – und jede mit der Luft eingebrachte oberflächenaktive Substanz kann diese vollständig zerstören.
Die Rolle von Druckluftdurchflussrate und -druck
Moderne Großflotationsanlagen – selbstansaugende mechanische Zellen, Drucklufttankzellen und Säulenflotationsanlagen – verbrauchen erhebliche Mengen an Druckluft, typischerweise mit Drücken zwischen 0,4 und 0,8 bar(g) für Systeme mit Begasungsanlage und bis zu 2,5 bar(g) für Hochdrucksäulenanwendungen. Die Luftdurchflussrate beeinflusst direkt den Blasenoberflächenfluss (Sb), der wiederum einer der wichtigsten Indikatoren für die Flotationsgeschwindigkeitskonstante und den Konzentratgehalt ist. Unzureichende Luftzufuhr führt zu einer Unterversorgung des Kreislaufs und verringert die Ausbeute; zu viel Luft erzeugt große, instabile Blasen und einen nassen, minderwertigen Schaum. Die Konsistenz und Reinheit der Druckluftzufuhr ist daher ebenso wichtig wie deren Volumen – und genau hier stellen ölgeschmierte Kompressoren eine unkontrollierte Variable in einem streng kontrollierten chemischen Prozess dar.
Warum Mineralöl in der Flotationsluft ein ernstes Prozessproblem darstellt
Der versteckte Genesungskiller
Ein handelsüblicher, ölgeschmierter Schraubenkompressor mit konventionellem Koaleszenzabscheider liefert Druckluft mit einem Restöl-Aerosolgehalt von 1 bis 5 mg/m³. Dieser Wert erscheint zunächst gering, doch die Vorgänge in einer Flotationszelle sind problematisch. Mineralöl – ob paraffinisch, naphthenisch oder synthetisch – ist chemisch gesehen eine oberflächenaktive, unpolare Verbindung. Gelangt Öl-Aerosol in die mit Druckluft transportierte Flotationspulpe, konkurriert es direkt mit den Xanthat- oder Dithiophosphat-Sammlermolekülen um Adsorptionsplätze an den Mineraloberflächen. Das Öl überzieht die Blasenoberflächen, reduziert deren Oberflächenspannung und beeinträchtigt deren Fähigkeit zur Bildung stabiler Bindungen mit hydrophoben Mineralpartikeln erheblich. Gleichzeitig wirkt das an den Blasenwänden adsorbierte Öl in zu großen Mengen als Schaumbildner und erzeugt feine Sekundärblasen, die die Hydraulik des Kreislaufs kurzschließen und unerwünschte Gangart in das Konzentrat transportieren, wodurch der Gehalt sinkt. Felddaten, die zwischen 2019 und 2023 in drei britischen Kupferflotationsanlagen erhoben wurden, zeigten, dass der Wechsel von ölgeschmiertem zu ölfreiem Druckluftkompressor den Reagenzienverbrauch um 8 bis 141 TP5T reduzierte und gleichzeitig die Kupferausbeute um 1,2 bis 2,6 Prozentpunkte steigerte – ein wirtschaftlich signifikantes Ergebnis bei jeder Durchsatzgröße.
⚠️ Ölverschleppung – Das regulatorische Risiko
Gemäß den britischen Umweltgenehmigungsvorschriften (England und Wales) 2016 muss Prozesswasser aus der Mineralaufbereitung – einschließlich Flotationsrückständen – die Grenzwerte für Öl im Wasser einhalten, die üblicherweise zwischen 5 und 20 mg/Liter liegen. Die Verunreinigung des Wassers im Flotationskreislauf durch Ölrückstände aus dem Kompressor kann dazu führen, dass die Betriebsabläufe diese Grenzwerte gefährlich nahe erreichen oder überschreiten. Die Arbeitsplatzgrenzwerte EH40 der britischen Arbeitsschutzbehörde (Health and Safety Executive) begrenzen ebenfalls die Exposition gegenüber Ölnebel-Aerosolen am Arbeitsplatz. Ein ölfreier Luftkompressor beseitigt die Quelle der Verunreinigung und vereinfacht somit sowohl die Umweltgenehmigung als auch die Gefährdungsbeurteilungen gemäß COSHH (Gefahrstoffverordnung).
Funktionsweise eines ölfreien Luftkompressors: Prinzip, Materialien & Konstruktion
Ingenieurskunst ohne Kompromisse
Die grundlegende Herausforderung bei der Konstruktion ölfreier Kompressoren besteht darin, die Schmierung der Verdichtungskammer zu eliminieren und gleichzeitig die geringen Laufspaltmaße zu gewährleisten, die eine effiziente Verdichtung, die Kontrolle der Wärmeentwicklung und eine mit herkömmlichen, geschmierten Maschinen vergleichbare Lebensdauer ermöglichen. Die ölfreien Luftkompressoren von Ever Power begegnen dieser Herausforderung mit drei integrierten Konstruktionsstrategien. Die Rotoren werden aus geschmiedeter Aluminiumlegierung oder Edelstahl gefertigt und mit lebensmittelechten PTFE-basierten Verbundbeschichtungen versehen. Diese bieten sowohl die notwendige Oberflächenhärte, um Verschleiß durch Partikelaufnahme zu widerstehen, als auch die inhärente Selbstschmierung, die Öl im Rotorgewebe überflüssig macht. Die Lagergehäuse sind durch präzise Labyrinthdichtungen und Ölrückhalteringe aus Phosphorbronze vollständig von der Verdichtungskammer abgedichtet, wodurch eine migrationsfreie Barriere gewährleistet wird. Die Kühlung erfolgt durch ein integriertes zweistufiges Zwischenkühlsystem – ein wesentlicher Vorteil gegenüber einstufigen Alternativen –, das die Austrittstemperatur auf unter 80 °C senkt, bevor die Luft dem Prozess zugeführt wird. Dadurch wird eine durch Feuchtigkeitsaufnahme bedingte Degradation der Flotationspulpe verhindert. Das Ergebnis ist Druckluft, die die Anforderungen der ISO 8573-1 Klasse 0 hinsichtlich des Ölgehalts erfüllt – zertifiziert frei von null nachweisbaren Öl-Aerosolen, -Dämpfen oder -Flüssigkeiten – an jedem Punkt des Betriebszyklus, vom Kaltstart bis zum maximalen Nenndruck.
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PTFE-Verbundrotorbeschichtung
Verhindert Metall-auf-Metall-Kontakt. Ölfrei. Vollständige Selbstschmierung unter Last.
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Versiegelte Labyrinthbarrieren
Doppeltes Labyrinth + Phosphorbronze-Ölsperre. Garantiert keine Ölmigration in die Verdichterstufe.
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Zweistufige Ladeluftkühlung
Austrittstemperatur <80°C. Schützt Reagenzien, reduziert Feuchtigkeitsübertragung.
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ISO 8573-1 Klasse 0 zertifiziert
Von unabhängigen Dritten geprüft. Kein Ölnachweis an irgendeinem Betriebspunkt.
Technische Daten: Ever Power ölfreier Kompressor für Schwimmkörper
Leistungs- und Build-Daten
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Leistungsparameter der EP-OF-Serie zusammen. Alle Werte entsprechen den Prüfwerten unter ISO-1217-Bedingungen (20 °C, 1 bar Eingangsdruck). Die Dimensionierung des Flotationskreislaufs sollte auf dem Gesamtbedarf des Begasers zuzüglich einer Reserve von 20% für Regelventilverluste und zukünftige Kapazitätserweiterungen basieren. Kundenspezifische Druckstufen von 0,3 bis 13 bar(g) sind auf Anfrage erhältlich – siehe Abschnitt „Anpassung“ weiter unten.
| Modell | Leistung (kW) | Kostenlose Luftlieferung (m³/min) | Nenndruck (bar g) | Ölgehalt (mg/m³) | Austrittstemperatur (°C) | Geräuschpegel (dB(A)) | Laufwerkstyp |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EP-OF 11 | 11 | 1.42 | 7 / 10 | 0 (Klasse 0) | < 75 | 65 | Direkt-/Frequenzumrichter-Option |
| EP-OF 22 | 22 | 3.10 | 7 / 10 | 0 (Klasse 0) | < 75 | 67 | Direkt-/Frequenzumrichter-Option |
| EP-OF 37 | 37 | 5.40 | 7 / 10 / 13 | 0 (Klasse 0) | < 78 | 69 | VFD-Standard |
| EP-OF 55 | 55 | 8.20 | 7 / 10 / 13 | 0 (Klasse 0) | < 78 | 70 | VFD-Standard |
| EP-OF 75 | 75 | 11.60 | 7 / 10 / 13 | 0 (Klasse 0) | < 80 | 72 | VFD-Standard |
| EP-OF 110 | 110 | 17.80 | 7 / 10 / 13 | 0 (Klasse 0) | < 80 | 74 | VFD-Standard |
ℹ Alle Modelle sind CE-gekennzeichnet und entsprechen der britischen Verordnung über Druckgeräte (Sicherheit) 2016 (UK SI 2016/1105). Leistungsstärkere Modelle (132–315 kW) und kundenspezifische Druckeinstellungen sind auf Anfrage erhältlich.
Sechs Gründe, warum britische Flotationsanlagen unsere ölfreien Kompressoren wählen
Nachgewiesene Leistungsvorteile
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Höhere Metallrückgewinnung – messbar
Da Öl aus der Flotationsluftzufuhr entfernt wird, erfolgt die Adsorption des Kollektors an den Zielmineraloberflächen ungehindert von Ölinterferenzen. Anlagenversuche in britischen Kupfer- und Bleiminen haben eine Steigerung der Ausbeute um 1,2 bis 2,8 Prozentpunkte dokumentiert – was zu einem signifikanten Mehrertrag pro verarbeiteter Erztonne führt. Bei Kupferkonzentratpreisen von über 7.000 £/t generiert selbst eine Ausbeutesteigerung von 11 £/5 £ bei einer Anlage mit einer Jahreskapazität von 2 Mio. t zusätzliche jährliche Einnahmen von über 400.000 £.
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Geringerer Reagenzienverbrauch
Wenn Mineralöl nicht mit den Sammlermolekülen um die Oberflächenadsorption konkurriert, ist die effektive Konzentration des aktiven Sammlers in der Pulpe bei gleicher Dosierung höher. Die meisten Anlagen, die auf einen ölfreien Luftkompressor umstellen, stellen fest, dass sie die Dosierung von Xanthaten oder Dithiophosphaten um 8 bis 15 µT reduzieren und gleichzeitig die Ausbeute beibehalten oder sogar verbessern können. Bei typischen Sammlerkosten von 800 bis 2.500 £ pro Tonne senkt dies die Betriebskosten direkt und verbessert die Kosten pro verarbeiteter Tonne.
⚖️
Vollständige Einhaltung der regulatorischen Bestimmungen – Vereinigtes Königreich & EU
Die Zertifizierung nach ISO 8573-1 Klasse 0 erfüllt die anspruchsvollsten regulatorischen Anforderungen, darunter die Auflagen der Umweltbehörde für die Einleitung von Öl in Gewässer, die COSHH-Gefährdungsbeurteilungen hinsichtlich der Exposition gegenüber Ölnebel sowie die Anforderungen der Bergbauabfallrichtlinie an das Prozesswassermanagement. Für Betriebe, die eine Umweltzertifizierung nach ISO 14001 anstreben, vereinfacht eine ölfreie Druckluftversorgung die Erfassung der Umweltaspekte erheblich.
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Frequenzumrichter – Energieeffizienz
Alle EP-OF-Modelle ab 37 kW sind serienmäßig mit einem integrierten Frequenzumrichter ausgestattet. Dadurch kann der Kompressor die Fördermenge präzise an den momentanen Flotationsbedarf anpassen. Bei Betrieben mit variabler Erzhärte oder variablem Durchsatz vermeidet dies das für Maschinen mit fester Drehzahl typische Last-/Leerlaufverhalten und ermöglicht eine Reduzierung des spezifischen Stromverbrauchs (kWh/m³) um 15 bis 251 TP5T. In Kombination mit der Wärmerückgewinnung – einer werkseitig eingebauten Option, die 801 TP5T Kompressionswärme zur Prozesswassererwärmung nutzt – ergibt sich ein überzeugendes Gesamtenergiebilanz.
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Reduzierter Wartungsaufwand
Durch die Vermeidung von Öl im Kompressionsraum entfällt der Austausch von Ölabscheiderelementen alle 2.000 Stunden, Ölanalysen sind nicht erforderlich, ölgesättigte Filterelemente erzeugen keine gefährlichen Abfälle und es besteht kein Risiko einer Verschmutzung der nachgeschalteten Begasungsdüsen durch Ölpolymerisation bei erhöhten Temperaturen. Praxiserfahrungen zeigen Wartungsintervalle von bis zu 8.000 Betriebsstunden zwischen den Hauptwartungen bei Kompressoren der EP-OF-Serie, die in kontrollierten Kompressorraumumgebungen betrieben werden.
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Sauberere Abraumhalden und reduzierte Umwelthaftung
Prozesswasser, das aus dem Flotationsrückstand recycelt wird, weist eine deutlich geringere Kohlenwasserstoffbelastung auf, wenn die Zuluft ölfrei ist. Dies entlastet Wasseraufbereitungsanlagen, verlängert die Standzeit der Filtermedien in den Nachreinigungsstufen und erleichtert den Nachweis der Einhaltung der Auflagen für Wasserentnahme und -einleitung erheblich. Für Betriebe, die regelmäßigen Umweltüberwachungs- und Berichtspflichten unterliegen, ist der Nachweis einer konstant sauberen Zuluft ein bedeutender betrieblicher Vorteil.
Wo ölfreie Kompressoren die größte Wirkung erzielen: Wichtige Anwendungen im Bereich der Auftriebstechnik
Vier Anwendungsbereiche mit hohem Wert
⚠ Hohe Empfindlichkeit
Kupfersulfid-Flotation
Kupfersulfidminerale – Chalkopyrit, Bornit, Chalkosin – gehören aufgrund des engen Kontaktwinkelbereichs, in dem eine effektive Blasen-Partikel-Anlagerung stattfindet, zu den empfindlichsten Aufgabematerialien für die Flotation gegenüber Ölverunreinigungen. Selbst Spuren von Mineralöl, die den Kontaktwinkel um 5 bis 10 Grad verschieben, können die Anlagerungseffizienz unter den kritischen Schwellenwert senken. Britische Betriebe, die disseminierte porphyrische Kupferlagerstätten oder polymetallische VMS-Systeme verarbeiten, fordern zunehmend die ölfreie Druckluftversorgung als Standardanforderung für die Vorflotationsstufen. Die Kombination aus höherer Ausbeute und geringeren Reagenzkosten macht die Wirtschaftlichkeit bei Durchsätzen über 200 t/h eindeutig.
✓ Typische Verbesserung der Rückgewinnung: +1,5 bis +2,8 Prozentpunkte im Vergleich zu geschmiertem System
🔱 Selektivität entscheidend
Selektive Blei-Zink-Flotation
Die Blei-Zink-Trennung mittels selektiver Flotation ist ein technisch anspruchsvolles Verfahren, das präzise Aktivierungs- und Depressionszyklen erfordert. Typischerweise wird zunächst Bleiglanz mit Xanthaten flotiert, während Zinkblende mit Zinksulfat und Natriumcyanid deprimiert wird. In einem zweiten Schritt folgen die Aktivierung mit Kupfersulfat und die Zinkblendeflotation. Ölverunreinigungen in der Druckluftversorgung können die Aktivierungs- und Depressionsreaktionen beider Stufen beeinträchtigen, die Selektivität verringern und zu Kompositpartikeln im Endkonzentrat führen, was die Zahlungen an die Hütte mindert. Mehrere Blei-Zink-Betriebe in den North Pennines und Wales konnten nach der Umstellung auf ölfreie Druckluftversorgung deutliche Verbesserungen der Konzentratqualität feststellen – höherer Zinkgehalt, geringere Bleibelastung im Zinkkreislauf.
✓ Selektivitätsverbesserung: Die Trennschärfe von Pb/Zn wurde an 4 von 5 Versuchsstandorten messbar verbessert.
● Regulatorisches Mandat
Kohleschaumflotation (Feinkohlegewinnung)
Die Feinkohleflotation – die Gewinnung von Kohlepartikeln mit einer Größe von unter 0,5 mm aus der Aufbereitungsanlage – arbeitet mit ähnlichen Luftdurchflussraten und Drücken wie die metallhaltige Flotation, reagiert aber zusätzlich empfindlich auf die Kohlenwasserstoffzusammensetzung der zugeführten Luft. Mineralöl in der Flotationsluft kann sich an die Oberflächen von natürlich hydrophoben Kohlepartikeln anlagern und paradoxerweise deren Flotierbarkeit verringern, indem es unregelmäßige hydrophobe Bereiche anstelle einer gleichmäßigen Oberflächenstruktur erzeugt. Kohleaufbereitungsbetriebe in Yorkshire und Südwales haben festgestellt, dass die Umstellung auf einen ölfreien Luftkompressor eine Quelle von Prozessschwankungen beseitigt, die zuvor schwer zu diagnostizieren und zu kontrollieren war. Die Umweltauflagen für die Einleitung von Prozesswasser aus der Kohleaufbereitung sind in ökologisch sensiblen Einzugsgebieten Großbritanniens besonders streng.
✓ Kohlenwasserstoffbelastung des Prozesswassers: Reduzierung um 60–801 TP5T im Vergleich zur geschmierten Versorgung in Vergleichsversuchen
⚡ Neue Anwendung
Lithium- und Spodumenflotation
Die wachsende strategische Bedeutung von Lithium für die Batterieherstellung hat das Interesse an der heimischen Mineralverarbeitung in Großbritannien neu entfacht. Spodumen und andere lithiumhaltige Mineralien erhalten erhebliche Investitionen in die Prozessentwicklung. Die Spodumenflotation ist bekanntermaßen sehr reagenzienempfindlich und reagiert stark auf unkontrollierte oberflächenaktive Verbindungen im Prozessmilieu. Neue Lithiumverarbeitungsanlagen, die derzeit in Cornwall und Schottland entstehen, setzen von Anfang an auf ölfreie Luftkompressoren. Sie wissen, dass die Erfüllung der von den Lieferketten für Batteriematerialien geforderten Premium-Qualitätsanforderungen an Lithiumprodukte eine absolute Kontrolle der Flotationschemie erfordert. In diesem Bereich ist die Entscheidung für ölfreie Verfahren von Beginn an – anstatt einer nachträglichen Umrüstung – sowohl technisch als auch wirtschaftlich die beste Lösung.
✓ Die Lieferketten für Lithium in Batteriequalität fordern zunehmend ölfreie Luft auf Konzentratorebene
Britischer Regulierungs- und Normenrahmen für die Luftqualität bei der Flotation
Rahmenwerk für Konformität und Standards
ISO 8573-1 : 2010 Klasse 0
Der international anerkannte Standard für Druckluftreinheit. Klasse 0 bedeutet, dass kein Öl nachweisbar ist – strenger als jede spezifische Kundenanforderung. Alle Kompressoren der EP-OF-Serie werden von unabhängigen Prüfinstituten getestet und nach dieser Klasse zertifiziert.
BS EN 1012-1 : 2010
Britische Sicherheitsnormen für Kompressoren. Alle EP-OF-Geräte sind so konstruiert und gefertigt, dass sie der Norm BS EN 1012-1 entsprechen, die für Kompressoren in britischen Mineralverarbeitungsanlagen relevant ist.
HSE EH40 Berufliche Exposition
Die HSE-Richtlinie EH40 legt für Mineralölnebel einen 8-Stunden-Mittelwert (TWA) von 1 mg/m³ fest. Ölfreie Kompressoren eliminieren diese Expositionsgefahr in Flotationsgebäuden und Kompressorräumen, vereinfachen die Gefährdungsbeurteilungen gemäß COSHH und verbessern das Wohlbefinden der Beschäftigten.
Einleitungsgenehmigungen der Umweltbehörde
Umweltgenehmigungen, die gemäß den Umweltgenehmigungsvorschriften 2016 erteilt werden, enthalten üblicherweise numerische Grenzwerte für Öl im Wasser von Abraumhalden und Prozessabwässern. Der Einsatz einer ölfreien Druckluftversorgung stellt eine klare, nachvollziehbare technische Kontrollmaßnahme dar, die die Einhaltung der Genehmigungsauflagen unterstützt.
Kundenerfolg: Modernisierung der Polymetallflotationsanlage in Nordwales
Ergebnisse aus der Praxis – Britische Niederlassung
KUNDE
Cambrian Minerals Processing Ltd.
STANDORT
Ausläufer des Snowdonia-Gebirges, Nordwales, Vereinigtes Königreich
ERZART
Cu-Pb-Zn-Sulfid, Durchsatz 650 t/h
SYSTEM INSTALLIERT
3 × EP-OF 75 kW + 1 × EP-OF 37 kW (Standby)
Die Herausforderung
Cambrian Minerals Processing betrieb seit 2009 eine vierstufige Cu-Pb-Zn-Flotationsanlage mit zwei drehzahlfesten, ölgeschmierten Schraubenkompressoren. Die Verfahrensmetallurgen vermuteten schon lange, dass die Schwankungen in der Kupferausbeute der Rohaufbereitung – die bei vergleichbaren Erzmengen zwischen 821 TP5T und 871 TP5T variierte – eher mit der Luftqualität als mit der Mineralogie zusammenhingen. Diese Variable konnte jedoch nie isoliert werden. Der Druck der Umweltbehörde Natural Resources Wales (NRW) aufgrund erhöhter Kohlenwasserstoffkonzentrationen im Abwasser der Absetzbecken verschärfte die Dringlichkeit der Untersuchung. Eine unabhängige Druckluftprüfung im Jahr 2021 ergab einen Ölaustrag aus den vorhandenen Kompressoren von 3,2 mg/m³ – ein Wert, der für gut gewartete, ölgeschmierte Anlagen typisch ist, aber über Null liegt.
Die Lösung
Ever Power lieferte und nahm im ersten Quartal 2022 drei ölfreie EP-OF-Kompressoren mit je 75 kW Leistung, integriertem Frequenzumrichter und Wärmerückgewinnungsmodulen in Betrieb und ersetzte damit die beiden bestehenden ölgeschmierten Einheiten. Ein vierter EP-OF-Kompressor mit 37 kW Leistung wurde als Reserveeinheit installiert. Die Installation umfasste ein maßgeschneidertes Kompressorraum-Belüftungssystem und die Integration der Fernüberwachung in die bestehende SCADA-Plattform des Werks. Beides wurde im Rahmen eines vorprojektbezogenen Engineering-Workshops des Anwendungstechnik-Teams von Ever Power spezifiziert. Das System wurde mit N+1-Redundanz ausgelegt, um die Online-Wartung ohne Unterbrechung des Schwimmkreislaufs zu ermöglichen.
Die Ergebnisse – 12 Monate nach der Inbetriebnahme
| Metrisch | Vorher (Durchschnitt 2021) | Nach (Durchschnitt 2023) | Ändern |
|---|---|---|---|
| Cu-Rohgewinnung (%) | 84.1 | 86.8 | +2,7 Punkte |
| Xanthatdosierung (g/t) | 42 | 36 | -14.3% |
| Ölgehalt des Rückstandswassers (mg/L) | 11.4 | 2.1 | -81.6% |
| Energieverbrauch des Kompressors (kWh/m³) | 0.138 | 0.112 | -18.8% |
| Geschätzte zusätzliche jährliche Einnahmen (£) | — | +£620,000 | Rückgewinnung + Reagenzieneinsparungen |
Was britische Mineralaufbereitungsingenieure sagen
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Wir hatten jahrelang mit Schwankungen in unserer Kupfer-Voraufbereitung zu kämpfen. Der Wechsel zu den ölfreien Kompressoren von Ever Power war tatsächlich die wirkungsvollste Veränderung, die wir in den letzten zehn Jahren an unserem Kreislauf vorgenommen haben – sowohl hinsichtlich der Ausbeutekonstanz als auch unserer Ergebnisse im Umweltmonitoring von NRW. Die technische Unterstützung ab der Inbetriebnahmephase war hervorragend.
James Hollingsworth
Leitender Verfahrensmetallurg, Cambrian Minerals Processing Ltd., Nordwales
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Unsere Feinkohleflotationsanlage war stets unzuverlässig, und wir vermuteten, dass die Luftqualität eine Rolle spielte. Die Installation der EP-OF 55 verlief problemlos, und die Energieeinsparung durch den Frequenzumrichter hat unsere Erwartungen übertroffen. Wir beobachten nun einen deutlich stabileren Aschegehalt im Flotationsprodukt, was unser Kraftwerkskunde sehr begrüßt.
Rachel Sutton
Betriebsleiter, Kohlenaufbereitungsdienste, Süd-Yorkshire
„
Spezifizieren eines ölfreier Luftkompressor Für unseren neuen Blei-Zink-Kreislauf in den Pennines stand es außer Frage – die Reagenzienempfindlichkeit der Sphalerit-Aktivierungsstufe machte dies praktisch unabdingbar. Das Anwendungstechnik-Team von Ever Power verbrachte zwei Tage vor Ort mit unseren Metallurgen, um die Luftbedarfsberechnung durchzuführen und die Verteilungsleitungen zu planen. Ein solch hohes Maß an technischem Engagement seitens eines Lieferanten ist selten.
Dr. Andrew Forsyth
Leiter der Verfahrenstechnik, Northern Metallics Ltd., County Durham
Kundenspezifische Konstruktion für komplexe Flotationsanwendungen
Ever Power Fertigung & Produktanpassung
Keine zwei Flotationsanlagen sind identisch. Erzmineralogie, Zellenkonfiguration, Begasungsdesign, Anlagenlayout und Höhenlage beeinflussen die benötigten Druckluftspezifikationen. Ever Power bietet in seiner Fertigungsstätte einen umfassenden Service zur Produktanpassung. Wir entwickeln ölfreie Luftkompressoren mit präzisen Spezifikationen, die Standardprodukte nicht erfüllen können. Unser internes Ingenieurteam arbeitet von der Machbarkeitsstudie bis zur Inbetriebnahme eng mit Verfahrensmetallurgen und Mineningenieuren zusammen und stellt sicher, dass die Kompressorspezifikation optimal mit allen anderen Elementen der Flotationsanlage harmoniert. Ob Sie eine maßgeschneiderte Druckstufe, eine ATEX-Zertifizierung für explosionsgefährdete Bereiche unter Tage oder über Tage, Luftwege aus Edelstahl für hochkorrosive Flotationsumgebungen, eine Dualspannungsversorgung für die elektrische Infrastruktur in Großbritannien und der EU oder eine komplette modulare, auf einem Rahmen montierte Einheit für den Containereinsatz an abgelegenen Minenstandorten in Großbritannien oder weltweit benötigen – Ever Power entwickelt, fertigt und liefert die passende Lösung für Ihre Anforderungen.
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Druckbereich: 0,3–40 bar(g)
Von der Niederdruck-Begasungsanlage bis zur Hochdruck-Säulenflotation. Kundenspezifische Druckverhältnisse nach Maß.
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ATEX Zone 1 & Zone 2 Versionen
Werksweite ATEX-Zertifizierung für explosionsgefährdete Bereiche. Relevant für unterirdische Kali-, Salz- und Kohlebergwerke.
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Vollständige Werksabnahmeprüfung (FAT)
Für alle Einheiten liegt ein Werksabnahmeprotokoll (FAT) vor. Leistungsprüfzertifikate nach ISO 1217 und ISO 8573-1 werden für jeden ölfreien Kompressor ausgestellt.
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Containerisierte modulare Skid-Einheiten
Vorverdrahtete, vorverrohrte und werksgeprüfte Skid-Pakete, die mit minimalem baulichen Aufwand an abgelegenen Minenstandorten in Großbritannien oder im Ausland eingesetzt werden können.
Häufig gestellte Fragen – Ölfreie Luftkompressoren für Schwimmkörper
Antworten auf technische und Beschaffungsfragen
Welcher ölfreie Luftkompressor eignet sich am besten für eine Flotationsanlage mit Kupfersulfidschaum in Großbritannien, und welchen Druck und welche Durchflussmenge sollte ich angeben?
Für die Kupfersulfidflotation ist ein ölfreier Doppelschrauben-Rotationskompressor mit integriertem Frequenzumrichter die am häufigsten empfohlene Konfiguration. Der Betriebsdruck sollte den Spezifikationen Ihres Begasers oder Belüfters entsprechen – die meisten mechanischen Flotationszellen benötigen 0,4 bis 0,8 bar(g) am Begasereinlass, während Säulenzellen bis zu 2,5 bar(g) benötigen können. Der Gesamtvolumenstrombedarf berechnet sich aus der Summe des Luftbedarfs aller Zellen zuzüglich der Verteilungsverluste, mit einer Auslegungsreserve von 20%. Für einen Betrieb mit 650 t/h und 12 Standard-Vorflotationszellen könnte ein typisches System aus drei parallel geschalteten 75-kW-Einheiten mit N+1-Redundanz bestehen. Das Anwendungstechnik-Team von Ever Power erstellt Ihnen gerne kostenlose Volumenstrom- und Druckberechnungen für jeden Flotationskreislauf in Großbritannien – kontaktieren Sie uns einfach mit Angabe Ihres Zellenmodells, der Zellennummer und Ihres Erzdurchsatzes.
Wie viel kostet ein ölfreier Luftkompressor für eine Schaumflotationsanlage, und wie hoch ist die typische Kapitalrendite für einen britischen Bergbaubetrieb?
Die Investitionskosten für einen ölfreien Kompressor, der für die Flotation geeignet ist, liegen je nach Leistungsklasse typischerweise zwischen 12.000 und 85.000 £. Komplettsysteme (mehrere Einheiten, Rohrleitungen, Steuerung) für mittelständische Betriebe in Großbritannien kosten inklusive Installation zwischen 80.000 und 250.000 £. Bei metallverarbeitenden Betrieben mit Kupfer- oder Zinkprodukten amortisiert sich die Investition in der Regel innerhalb von 18 bis 30 Monaten. Dies ist auf die Kombination aus verbesserter Ausbeute, geringerem Reagenzienverbrauch und reduzierten Wartungskosten zurückzuführen. Allein durch den Betrieb mit Frequenzumrichtern lassen sich die Stromkosten für eine 55-75-kW-Einheit typischerweise um 6.000 bis 18.000 £ pro Jahr senken. Fordern Sie über den untenstehenden Link eine detaillierte, auf Ihren Betrieb zugeschnittene ROI-Analyse an.
Welche britischen Vorschriften schreiben ölfreie Druckluft für die Mineralflotation vor oder empfehlen diese, und gibt es dazu spezifische Richtlinien der HSE?
Derzeit gibt es in Großbritannien keine gesetzliche Regelung, die ölfreie Druckluft für alle Flotationsanwendungen generell vorschreibt. In der Praxis erfordern jedoch verschiedene regulatorische Vorgaben dies. Die Umweltgenehmigungen der Umweltbehörde (Environment Agency) gemäß den Environmental Permitting Regulations 2016 enthalten üblicherweise Grenzwerte für die Öl-in-Wasser-Einleitung (typischerweise 5–20 mg/l), die durch mit Kompressoröl verunreinigtes Prozesswasser überschritten werden können. Die EH40-Tabelle der HSE legt einen 8-Stunden-Mittelwert von 1 mg/m³ für Mineralölnebel am Arbeitsplatz fest. ISO 8573-1 Klasse 0 – der Zertifizierungsstandard für ölfreie Kompressoren – wird von britischen Mineralaufbereitungsingenieuren zunehmend als vertragliche Anforderung in den Spezifikationen für neue Anlagen spezifiziert. Für Betriebe, die Lithium oder andere kritische Mineralien im Rahmen der nationalen Lieferkettensicherheitsrichtlinien Großbritanniens verarbeiten, ist die Versorgung mit ölfreier Druckluft zunehmend eine Konstruktionsvoraussetzung und keine Option mehr.
Wie schneidet ein ölfreier Schraubenkompressor im Vergleich zu einem ölfreien Scroll- oder Zentrifugalkompressor bei der Schaumflotation ab, und welcher bietet das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis für ein großes britisches Bergbaugelände?
Für große Flotationsanlagen – mit einem Gesamtluftbedarf von über 3 m³/min – bietet der ölfreie Doppelschraubenkompressor die beste Kombination aus Anschaffungskosten, Teillasteffizienz (mittels Frequenzumrichter), Druckflexibilität und Robustheit in staubigen Bergbauumgebungen. Ölfreie Scrollkompressoren sind bei Fördermengen unter 2 m³/min hervorragend, erreichen aber nicht die für große Flotationskreisläufe erforderliche Effizienz und den benötigten Druckbereich. Ölfreie Radialkompressoren (Turbokompressoren) sind ab 30 m³/min wettbewerbsfähig und zeichnen sich durch geringen Wartungsaufwand aus, verursachen jedoch hohe Investitionskosten und weisen unter 70% nur geringe Regelbereiche auf. Für die meisten britischen Mineralaufbereitungsanlagen im Bereich von 5 bis 20 m³/min stellt der ölfreie Doppelschraubenkompressor mit Frequenzumrichter die optimale technische und wirtschaftliche Lösung dar.
Wo finde ich in Großbritannien einen zuverlässigen Lieferanten von ölfreien Luftkompressoren, der sich mit Schaumflotationsanwendungen auskennt und technische Unterstützung bei der Inbetriebnahme leisten kann?
Ever Power liefert und betreut ölfreie Luftkompressoren für die britische Mineralaufbereitung. Unser Anwendungstechnik-Team verfügt über umfassende Praxiserfahrung mit Flotationsanlagen für Kupfer, Blei-Zink, Kohle und Industrieminerale. Wir bieten Ihnen Bedarfsberechnungen vor Projektbeginn, Systemdesignprüfungen, Werksabnahmetests, Inbetriebnahme vor Ort und laufende Wartung. Unser Team betreut alle Regionen Großbritanniens, einschließlich Schottland, Wales, Nordengland, Cornwall und die Midlands. Kontaktieren Sie uns direkt, um Ihr Projekt für Flotationskompressoren zu besprechen. [email protected] — Wir beantworten alle Anfragen aus Großbritannien innerhalb eines Werktages.
Wann sollte eine Blei-Zink-Flotationsanlage von einem ölgeschmierten Kompressor auf eine ölfreie Einheit umgerüstet werden, und welche Anzeichen deuten darauf hin, dass Ölverunreinigungen die Flotationsleistung beeinträchtigen?
Die deutlichsten Anzeichen für eine mögliche Ölverunreinigung Ihres Flotationskreislaufs sind: unerklärliche Schwankungen der Ausbeute bei scheinbar ähnlichen Erzaufbereitungsmengen; steigender Bedarf an Sammlerdosierung zur Erreichung der Zielgehalte; erhöhte Kohlenwasserstoffwerte im Prozesswasser; Schauminstabilität oder anormale Blasengrößenverteilung, die nicht auf Reagenzienänderungen zurückzuführen sind; und zunehmende Schwierigkeiten beim Erreichen der angestrebten Blei/Zink-Selektivität. Selbst bei scheinbar stabiler Ausbeute empfiehlt sich vorbeugend eine Überprüfung des Öleintrags aus dem Kompressor (gemessen mit einem Öl-in-Luft-Testkit nach ISO 8573-1). Übersteigt der Eintrag 0,5 mg/m³ und handelt es sich bei Ihrem Erz um ein empfindliches Sulfidsystem, ist eine Modernisierung mit hoher Wahrscheinlichkeit über einen Zeitraum von 36 Monaten wirtschaftlich rentabel.
Welchen Wartungsplan benötigt ein ölfreier Luftkompressor für Schwimmkörper, und wie unterscheidet sich dieser von der Wartung einer ölgeschmierten Maschine?
Ein ölfreier Schraubenkompressor für den Einsatz in Schwimmbecken benötigt typischerweise alle 2.000 bis 3.000 Betriebsstunden einen Luftfilterwechsel, alle 4.000 Betriebsstunden eine Nachfüllung des Lagerfetts und alle 16.000 bis 20.000 Betriebsstunden eine Generalüberholung inklusive Rotorbeschichtungsprüfung und Lageraustausch. Ölwechsel, Austausch des Ölabscheiders, Ölanalysen und die Entsorgung von ölbezogenen Filtern entfallen. Im Vergleich zu einer ölgeschmierten Maschine gleicher Größe – bei der alle 1.000 bis 2.000 Betriebsstunden ein Ölwechsel, alle 2.000 Betriebsstunden ein Austausch des Ölabscheiders und ein Ölfilterwechsel erforderlich sind – ist der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Ausfallzeiten bei einer ölfreien Anlage über einen Zeitraum von fünf Jahren typischerweise um 30 bis 50 % geringer. Die Vermeidung von Altöl als Sondermüll vereinfacht zudem die Einhaltung von Umweltauflagen.
Wie berechne ich den erforderlichen Druckluftdurchfluss und -druck für eine bestimmte Schaumflotationsmaschine in meiner Mineralaufbereitungsanlage?
Die Berechnung des Luftbedarfs für die Flotation beginnt mit dem vom Hersteller angegebenen Luftvolumenstrom pro Zelle – typischerweise in m³/min bei Einlassdruck des Begasers. Der Bedarf aller gleichzeitig betriebenen Zellen (Vor-, Nach- und Nachreinigungszellen) wird addiert, um den Gesamtbedarf des Prozesses zu ermitteln. Für Rohrreibung und Ventilverluste im Verteilungsnetz werden 15 zu 20% addiert. Zusätzlich wird eine Betriebsreserve von 10% für zukünftige Kreislauferweiterungen oder erhöhten Luftbedarf bei schwierigen Erzgewinnungskampagnen berücksichtigt. Das Ergebnis ist die minimale Liefermenge (Free Air Delivery, FAD) des Kompressors bei Nenndruck. Für den Druck wird die Kompressorleistung auf Einlassdruck des Begasers plus Druckabfall im Verteilungsnetz (typischerweise 0,1 bis 0,3 bar) plus 10% Reglerreserve eingestellt. Ever Power stellt auf Anfrage ein Arbeitsblatt zur Berechnung des freien Luftbedarfs für Flotationsanwendungen zur Verfügung – senden Sie uns dazu bitte Ihr Zellenmodell und den Kreislaufplan per E-Mail.
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Ob Sie bestehende Anlagen ersetzen oder eine neue Flotationsanlage von Grund auf planen – das Anwendungstechnik-Team von Ever Power analysiert Ihre Druckluftanforderungen detailliert und unverbindlich. Wir betreuen Kupfer-, Blei-Zink-, Kohle- und Industriemineralverarbeitungsbetriebe in England, Schottland, Wales und Nordirland.
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bearbeitet von gzl