Kleine und große Diamanten zuverlässig erkennen: mit STEINERT XTS

05 January 2016

„Heute stehen neue und kosteneffiziente Verfahren für die Trennung von Mineralien von Bergematerial zur Verfügung. Diese Verfahren basieren auf der Entwicklung leistungsfähiger Sortieralgorithmen, die Diamanten mit höchster Sicherheit erkennen und aussortieren können, und sie bieten enorme Chancen“, sagt Paul Bracher, Geschäftsführer von IMS Engineering.

 

IMS betreibt mit der STEINERT Elektromagnetbau GmbH ein Joint Venture für die Entwicklung und Lieferung von Sensorsortierlösungen für den Bergbau und die Recyclingbranche. Wie IMS erklärte, konnte die Leistungsfähigkeit der speziell für die Diamantensortierung entwickelten STEINERT XTS (Röntgentransmission/XRT) im vergangenen Jahr deutlich gesteigert werden.

Die Herausforderung besteht darin, auch die kleineren Diamanten zu detektieren und auszusortieren. „Für die Gewinnung großer Diamanten eignet sich die STEINERT XTS exzellent, doch sie sortiert darüber hinaus auch die schwerer zu erkennenden kleinen Diamanten präzise und zuverlässig aus“, so Kai Bartram, Business Development Manager bei STEINERT.

Die STEINERT XTS (Röntgentransmission) ist dafür ausgelegt, Diamanten ab einer Größe von 4 mm zu gewinnen, kann aber dank differenzierter Algorithmen und hoher Pixelauflösung (0,5 mm) sogar 3 mm kleine Diamanten effizient erkennen. Möglich ist dies dank einer hochmodernen Technologie der STEINERT XTS (Röntgentransmission), die im Gegensatz zu früheren Verfahren alle Arten von Diamanten erkennt.

Auch wenn es nicht leicht ist, die kleinen Edelsteine zu erkennen, arbeitet die Anlage in diesem Bereich genauso zuverlässig wie bei der Gewinnung großer Diamanten – so der Bericht einer führenden südafrikanischen Diamantenmine. Diese Mine ist berühmt für ihre großen, erstklassigen Diamanten. Der Bericht bezieht sich auf den erfolgreichen Einsatz von zwei STEINERT XTS in der Endstufe der Anlage. Diese beiden Anlagen sind die ersten in dieser Stufe einer Diamantmine eingesetzten Röntgensortierer.

Im Rahmen dieses Projekts hatte sich der südafrikanische Kunde bei umfangreichen Tests davon überzeugen können, dass die Röntgentransmission tatsächlich Diamanten mit der versprochenen Treffsicherheit erkennen kann. „Ergebnis dieser Tests war, dass wir für unseren Prozess klare Garantiezusagen machen konnten. Wir haben mit vom Kunden bereitgestellten Attrappen und mit echten Diamanten getestet. Das Ziel war eine Gewinnungsquote von 100 % im Test, und wir sind stolz darauf, dass wir diese Quote erreicht haben“, sagt Bracher. Er erklärt weiter, dass während der Tests die Hardware und die Algorithmen zur Erkennung und Ausbringung von Diamanten weiter entwickelt wurden.

Für diesen speziellen Anwendungsfall musste die Konstruktion der Maschine an die vorhandene Grundfläche beim Kunden angepasst werden. Dabei hat STEINERT auch die neuesten Entwicklungen bei der Sensorik und die während des Tests verbesserten Algorithmen integriert. „Im Ergebnis konnten wir die Maschine auf die Kundenbedürfnisse anpassen und gleichzeitig durch den Einsatz von Standardkomponenten die Wartungsfreundlichkeit erhalten“, sagt Dr. Uwe Habich, Technischer Leiter (CTO) von Steinert.

„Wir haben die Leistung in allen Bereichen verbessert, auch bei der Erkennung und Ausbringung der Diamanten in einen abgesicherten Bereich – mit dem Ziel, bei möglichst geringer Ausbringungsmenge das Diamantengewicht pro Ejektion zu erhöhen.“ Dank der Röntgentransmission können große, wertvolle Diamanten in der Mine künftig schon in einer frühen Prozessstufe aussortiert werden, so dass die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen sinkt.

Während der Inbetriebnahme hat die Steinert XTS in dem ihr zugeführten Haldenabfall einen 2-Karat-Diamanten gefunden und kurz danach einen 50-karätigen, zu 75 % unversehrten Diamanten vom Typ 2.

Wie ein Unternehmenssprecher erklärte, will die Mine in dieser wichtigen Stufe des Sortierprozesses auch weiterhin von der STEINERT XTS (Röntgentransmission) profitieren. „Wir freuen uns, Pioniere dieser Technologie in der Diamantensortierung zu sein. Der 50-Karat-Fund hat die sehr vielversprechenden Ergebnisse unseres umfangreichen Pilotprojekts bestätigt“, sagt er.

STEINERT hat so bewiesen, dass die STEINERT XTS für Spitzentechnologie in der Diamantförderung und -sortierung steht. Der Hauptvorteil der Anlage besteht darin, dass sie die verschiedenen Röntgenabsorptions-Grade unterschiedlicher Materialien erkennt. Die erhaltenen Röntgenbilder spiegeln die Atomstruktur jedes die Erkennungszone durchlaufenden Partikels wider. Ein Diamant besteht aus Kohlenstoffatomen und erscheint deshalb im Röntgenbild hellgrau, im Gegensatz zu dichterem, wertlosen Gestein. Dank dieses Erkennens auf Atomebene kann die Röntgentechnologie von STEINERT alle Diamanten unabhängig von ihren physikalischen Eigenschaften herausfiltern.

 

So funktioniert es

Praktisch läuft das Verfahren so ab: Das diamantenhaltige Erz wird dem Sortierer über eine Vibrationsrinne zugeführt, die es in Form eines Stroms aus einzelnen Partikeln auf ein Förderband bringt. Das Erz läuft dann mit dem Band weiter und die einzelnen Partikel werden beim Passieren des Röntgenstrahls gescannt. Jedes Partikel schwächt den Röntgenstrahl ab. Das entstandene Röntgenbild wird von Sensoren erfasst und dann gespeichert. Anschließend wird es vom Algorithmus analysiert, der zwischen dem weniger dichten Kohlenstoff von Diamanten und den dichteren anderen Mineralien wie Kimberlit und anderem wertlosem Gestein unterscheiden kann.

Bei den heutigen Gewinnungsbedingungen hat die Sensorsortiertechnologie von STEINERT größte Bedeutung, denn Herausforderungen wie Lagerstätten mit niedrigeren Erz-Reserven, hohe Energiekosten, Wassermangel und strenge Umweltschutzvorschriften müssen gemeistert werden. Die sensorbasierte Sortierung ist eine bedeutende Innovation für das Vorkonzentrieren in der Mineralienverarbeitung. In Südafrika ist die Zeit dafür zweifellos gekommen.