Batterie-Mineralien-Förderung: Technischer Vergleich

Fördersysteme für den Bergbau und die chemische Verarbeitung

Bergleute müssen bei der Verarbeitung von Batteriemineralien Verunreinigungen im Bereich von Teilen pro Milliarde (ppb) berücksichtigen. Das Erreichen eines optimalen Wertes erfordert neue Überlegungen zur Handhabung von Pulver im Bergbau. Hier ist eine kurze Übersicht über die Top-Anwärter.

Pneumatische Förderung

Pneumatische Förderer gibt es in zwei gängigen Ausführungen: mager/dünn und dicht. Beide sind energieintensiv, da sie Druck oder Gebläse/Lüfter verwenden, um das Material zu bewegen.

Mager-/Verdünnungsförderer sind aufgrund ihrer Eigenschaften nicht für Batteriemineralien geeignet:

• Luftexposition
• Hohe Fördergeschwindigkeiten, die zu einer Zersetzung des Produkts führen
• Die Anforderungen an die Filtration und Abscheidung sind für den Feinanteil, der bis zu 5-10 Mikron betragen kann, nicht erfüllbar.

Dichtstromförderer eignen sich in gewissem Maße für den sanften Transport von Batteriemineralien mit niedriger Geschwindigkeit, da das Material in Klumpen bewegt wird. Obwohl sie für die Förderung von Batteriemineralien bessere Optionen als die Mager-/Verdünnungsphase bieten, sind pneumatische Förderer mit dichter Phase aufgrund der folgenden Faktoren immer noch problematisch:

• Hohe CAPEX- und OPEX-Kosten
• Feines Pulver wird in der Staubrückgewinnung aufgefangen, was zu Materialverunreinigungen und verlorenen Materialkosten führt.
• Verstopfungen sind schwer zu beseitigen
• Installation und Inbetriebnahme sind komplex
• Ständiger Abrieb der Rohrwände und Rohrbögen.

Becherelevatoren

Becherwerke eignen sich besonders gut für vertikale Förderhöhen und können vollständig eingehaust werden, um die Gefahr von Verunreinigungen zu verringern. Sie sind für ihre Zuverlässigkeit, hohe Verfügbarkeit und schonende Materialförderung bekannt. Für die Förderung von Batteriemineralien können Kunststoffbecher verwendet werden, um eine Verunreinigung durch Eisen zu vermeiden. Zu berücksichtigen sind u. a. folgende Punkte:

• Schwierigkeiten bei der Wiederinbetriebnahme nach einer Störung
• Bedenken hinsichtlich der Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer aufgrund der Exposition gegenüber chemischen Stäuben und Rückständen
• Rückstände und Verschütten von feinem Pulver führen zu Produktverlusten
• Nicht geeignet für feine Pulver
• Schwer gegen Witterungseinflüsse zu versiegeln
• Viele bewegliche Teile im Inneren der Maschine führen zu Verschmutzungsrisiken und erhöhtem Wartungsaufwand
• Schwierig bei komplexen Strecken zu verwenden.

Rohrkratzerförderer (TDC)

TDCs gibt es in zwei Ausführungen: Die Ketten-/Gliedervariante und die leichtere Kabelvariante. TDCs sind eine schonende Fördermethode und können eine Vielzahl komplexer Strecken überbrücken. Sie sind relativ einfach mit Inertgasen zu spülen und bei richtiger Spezifikation sehr zuverlässig.

Ketten- oder Gliederschleppförderer sind für die Förderung von Batteriemineralien wegen des hohen Risikos einer Eisenkontamination nicht geeignet.

Kabelschleppförderer von OEMs, die Erfahrung mit hygienischen Anwendungen haben, eignen sich für die Förderung von Batteriemineralien in Pulverform. Die Vorteile sind ähnlich wie bei der AMC-Fördermethode. Zu den zusätzlichen Vorteilen gehören:

• Lange, mehrstufige und komplexe Routen sind möglich
• Niedrige bis mittlere Durchsätze unterstützen mehrere Entladestellen in der Prozesslinie.

Aero-mechanische Förderer (AMC)    

AMC ist bekannt für hohe Zuverlässigkeit, hohe Verfügbarkeit und ein geringes oder gar kein Kontaminationsrisiko, da das System vollständig geschlossen ist. Es ist eine der am einfachsten zu integrierenden Technologien, die direkt mit anderen Schnittstellen, vor- und nachgelagerten Geräten und der Prozesslinientechnologie verbunden werden kann.

Wie die AMC-Fördermethode funktioniert:

Ein hocheffizienter Motor treibt ein intern umlaufendes Seilsystem in den Förderrohren mit hoher Geschwindigkeit an. Hinter jeder Scheibe der Seilanordnung wird eine Niederdrucklufttasche erzeugt. Die Batteriemineralien werden in das Zuführungsgehäuse eingebracht und durch das Seilsystem in die Förderrohre beschleunigt. Durch eine Fluidisierungsbewegung werden die Batteriemineralien in den Lufttaschen in der Schwebe gehalten und schnell, aber sanft und mit minimalem Kontakt zur Entladestelle befördert.

Die AMC-Fördermethode eignet sich aus einer Reihe von Gründen hervorragend für die Förderung von Batteriemineralien:

• Die kristalline Struktur von LiOH._H2Ooder _NiSO4-6H2Owird durch schonende Behandlung nicht beeinträchtigt.    
• Sehr hohe Durchsätze können bewältigt werden
• Abgedichtet gegen Witterungseinflüsse und mit Inertgas spülbar
• Vollständige Chargentransfers führen zu keinem Verschütten oder Produktverlust
• Schneller Wartungsumschlag bei sehr begrenzter Produktexposition
• Sehr geringe Produktrückstände nach der Luftreinigung
• Hohe Verfügbarkeit aufgrund der minimalen Anzahl beweglicher Teile
• Äußerst geringe ESG-Auswirkungen durch_{CO2-Belastung}, insbesondere im Vergleich zu pneumatischen Förderanlagen
• Polymerbeschichtete Förderkabel reduzieren den Kontakt von Eisen mit LiOH._H2Ound anderen Batteriemineralien.