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Dolomitvermahlung in der Ukraine

Dr. Regina KrammerDeputy Head of TrainingCenter, Customer ServiceLoesche GmbHDüsseldorf/Deutschlandwww.loesche.com Nach dem Studium der Geologie und Paläontologie an der Karl-Franzens Universität Graz (Österreich) promovierte Regina Krammer in den Bereichen marine Geologie und Paläo-Ozeanographie am Research Center Ocean Margins der Uni Bremen. Nach der Promotion wechselte sie als Redakteurin zu einem Fachverlag für Rohstoffe nach London. Seit Mitte 2007 arbeitet sie als eLearning-Autorin und stellvertretende Leiterin des Training Centers bei der Loesche GmbH.

Zusammenfassung: Im Sommer 2009 wurde in der Ukraine eine Vertikalwälzmühle vom Typ LM 15.2 für die Dolomitvermahlung erfolgreich in Betrieb genommen. Errichtet wurde diese Kompaktmühle bei Ternopolsky Karyer in Ternopol/Ukraine, im Auftrag von OJSC Nadrabudinvest, einer ukrainischen Firma, deren Produktpalette von Zucker über Baustoffe bis hin zu Düngemittel reicht.

Dolomite grinding in the UkraineSummary: In summer 2009 a vertical roller mill, type LM 15.2, was successfully commissioned for dolomite grinding in the Ukraine. This compact mill was set up at Ternopolsky Karyer in Ternopol/Ukraine. It was ordered by OJSC Nadrabudinvest, a Ukrainian company with a product range covering sugar, building materials and fertilizers.

Efficient grindingEffizient Mahlen •

Dipl.-Ing. Thomas LeppakHead of Customer SupportLoesche GmbHDüsseldorf/Deutschland Sergiy Kotlyarskyy Technical DirectorTernopolsky KaryerTernopol/Ukraine

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1 The Ukrainian mineral industryThe Ukraine is one of the countries in the world richest in natural resources. In the opinion of experts, this country has about 5 % of the mineral deposits of the world. So far more than 7700 deposits of roughly 90 different minerals have been prospected in the Ukraine. Today about half of these deposits are used economically. Above all, iron alloys, ilmen­ite, iron ore, manganese ores and steel are produced in large quantities. Industrial minerals also play an important role in the Ukraine, in particular dolomite, graphite, kaolin, lime, potash, quartz, salts, soda and various building materials. In addition, there are large reserves of coal in the country. Only oil and natural gas are found in limited quantities and have to be imported (approx. 80 % of the oil and 77 % of the natural gas). The Ukraine is one of the leading countries globally as regards energy transit and has extensive networks of oil and gas pipelines, in which the two raw materials from Russia and the region around the Caspian Sea are trans­

1 Die ukrainische MineralindustrieDie Ukraine gehört weltweit zu den rohstoffreichsten Län­dern. Nach Expertenmeinung besitzt das Land ungefähr 5 % der weltweiten Mineralvorkommen. Über 7700 Vorkommen von annähernd 90 verschiedenen Mineralen wurden bisher auf ukrainischem Boden prospektiert. Von diesen Vorkom­men wird heutzutage ca. die Hälfte wirtschaftlich genutzt. Vor allem Eisenlegierungen, Ilmenit, Eisenerz, Manganerze und Stahl werden in großen Mengen produziert. Auch Industrieminerale spielen in der Ukraine eine wichtige Rolle; allen voran Dolomit, Graphit, Kaolin, Kalk, Kalisalze, Quarz, Salze, Soda und verschiedene Baustoffe. Das Land verfügt des Weiteren über große Kohlereserven. Lediglich Öl und Erdgas kommen nur in limitiertem Maße vor und müs­sen importiert werden (ca. 80 % des Öls und 77 % des Erdgases). Die Ukraine ist zudem eines der weltweit führen­den Energietransitländer und besitzt ausgedehnte Netzwerke für Öl­ und Gaspipelines, die die beiden Rohstoffe aus

View into the Loesche vertical roller mill

Blick in die Vertikalwälzmühle von Loesche

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Russland und dem Gebiet um das Kaspische Meer quer durch das Land transportieren. Ungefähr ein Drittel der ukrainischen Mineraltransporte geht nach Europa, ein Vier­tel des Exports nach Russland und in andere ehemalige GUS­Staaten. Sowohl durch die Diversität und Häufigkeit der Minerale als auch durch die begünstigte geopolitische Position in Europa, wird die Ukraine auch in Zukunft einen wachsenden Anteil an der extraktiven Industrie in Europa inne haben. 2 Dolomitvermahlung in TernopolÜber 200 Mineralvorkommen wurden bisher in der westuk­rainischen Region um Ternopol (Bild 1) geologisch explo­riert und erforscht. Hauptsächlich handelt es sich um Rohstoffe für die Baustoffindustrie, allen voran Dolomit und Kalk (Bild 2). Unter der Leitung von OJSC Nadrabudinvest werden in dieser Region vier Kalksteinbrüche (Bild 3) und zwei Sandgruben betrieben. Die dort hergestellten Produkte werden in der Zuckerindustrie, der Baubranche, im Straßenbau und der metallurgischen bzw. silikatischen In­dustrie als Zusatzstoffe verwendet. Da im Jahr 2012 die Ukraine zusam­men mit Polen Gastgeber der Fußball­Europameisterschaft sein wird, steigt der Bedarf an Baustoffen zurzeit enorm an. Vor allem im Straßenbau bzw. in der Sanierung des vorhande­nen Straßennetzes werden große Mengen an Baustoffen, insbesondere Asphalt, benötigt. Aus diesem Grund hat OJSC Nadrabudinvest im Jahr 2008 entschieden, eine Anlage zur Vermahlung von Dolomit in der Maksymivka Region zu errichten. Dieser dort aufbereitete Dolomit wird unter anderem als Bindemittel in der Asphaltherstellung genutzt. Der Auf­trag zur Errichtung einer Kompakt­mahlanlage (Bild 4) ging an die Loesche GmbH in Düsseldorf/

ported across the country. About one third of the Ukrainian mineral transports goes to Europe, one quarter of the exports goes to Russia and other former CIS states. Both, due to the diversity und frequency of the minerals as well as the favourable geopolitical position in Europe, the Ukraine will hold a growing share of the extractive industry in Europe also in the future. 2 Dolomite grinding in TernopolMore than 200 mineral deposits have so far been explored in the West Ukrainian region around Ternopol (Fig. 1). These are mainly raw materials for the building materials industry, first and foremost dolomite and lime (Fig. 2). Four limestone quarries (Fig. 3) and two sand pits are operated in this region managed by OJSC Nadrabudinvest. The products manufac­tured there are used as additives in the sugar industry, in the building trade, in road construction as well as in the metal­lurgical and siliceous industries.

Ternopol region in the Ukraine

1 Region Ternopol in der Ukraine

Lime and dolomite as feed materials

2 Aufgabegut Kalk und Dolomit

The local quarry3 Der Steinbruch vor Ort •

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Deutschland. Um den Bedürfnissen und Kapazitätsvorgaben von OJSC Nadrabudinvest gerecht zu werden, wurde eine Loesche Mühle vom Typ LM 15.2 (Bild 5) ausgewählt. 3 Funktionsweise einer Loesche MühleEine Vertikalwälzmühle weist folgende Design­Kriterien auf: eine flache Mahlschüssel, individuell gelagerte Schwinghebel, ein hydropneumatisches Federungssystem und entweder zwei, drei, vier oder sechs Mahlwalzen. Eine LM 15.2 besitzt eine Mahlschüssel mit einem Durchmesser von 1,5 m und 2 Mahlwalzen (Aufmacherbild). Die Funktionsweise einer Vertikalwälzmühle lässt sich fol­gendermaßen beschreiben (Bild 6): Das Mahlgut wird auf der Mahlschüssel durch Überrollen von den Walzen zerkleinert. Der Materialstrom besteht aus Frischgut (Aufgabegut) und Rückgut, das vom Sichter als Überkorn abgewiesen und wieder dem Mahlprozess zugeführt wird. Durch Fliehkraft gelangt der Materialstrom unter die Walzen, die das Mahlgut unter hohem Druck mahlen. Dieser hohe Druck entsteht durch das Walzengewicht und eine hydraulisch erzeugte Zusatzkraft. Die Walzen selbst werden durch Reibung mit dem Mahlgutbett in Rotation versetzt. Sensoren am Schwinghebel­System verhindern in Verbindung mit An­

Since together with Poland the Ukraine will be hosting the European football championships in 2012, the demand for building materials is increasing enormously at present. Large quantities of building materials, in particular asphalt, are needed, above all, in road construction and for the rehabilita­tion of the existing road network. For this reason, in 2008, the OJSC Nadrabudinvest decided to set up a grinding plant for dolomite in the Maksymivka region. The dolomite pre­pared there is used, amongst other things, as a binder for the production of asphalt. The order for the installation of a compact grinding plant (Fig. 4) was given to the Düsseldorf­based Loesche GmbH/Germany. A Loesche mill, type LM 15.2 (Fig. 5), was selected to meet the requirements and capacity specifications of OJSC Nadrabudinvest. 3 Mode of operation of a Loesche millA vertical roller mill has the following design features: a flat grinding table, individually supported rocker arms, a hydro­pneumatic spring system and two, three, four or six grinding rollers. An LM 15.2 has a grinding table with a diameter of 1.5 m and 2 grinding rollers (Lead figure). The mode of operation of a vertical roller mill can be described as follows (Fig. 6): The material to be ground is

Layout of the grinding plant in Ternopol4 Layout der Mahlanlage in Ternopol •

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schlagpuffern eine metallische Berührung zwischen Walzen und Schüssel. Das gemahlene Gut wird durch Zentrifugal­kraft über den Schüsselrand nach außen geschleudert, wo es vom Heißgasstrom erfasst wird. Das Staub­Gas­Gemisch strömt durch den Mahlraum hoch zum Sichter, der auf das Mühlenoberteil aufgesetzt ist. Größere Partikel (Überkorn) werden im Sichter nach außen geschleudert und sinken unter der Einwirkung der Schwer­kraft nach unten, wo sie wie­der dem Mahlprozess zuge­führt werden. Fertiggut pas­siert mit dem Mahlstrom den Leistenrotor und verlässt den Sichter in Richtung Filter, wo das Endprodukt abgeschieden wird. Die Montage der LM 15.2 bei OJSC Nadrabudinvest begann im Frühling 2009 und im August 2009 ging die Mühle erfolgreich in Betrieb. Die erzielten Betriebsdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet. Das Mahl­gut wird auf eine Feinheit von 20 % R 71 µm gemahlen. Mo­mentan werden Dolomit und fossilreicher Kalkstein aus drei verschiedenen Steinbrüchen vermahlen: Maksymivka, Skala­Podilska und Zavadiv. 4 Loesches Konzept der KompaktmühleDie Mühle vom Typ LM 15.2 gehört zusammen mit der LM 12.2 (Mahlschüsseldurchmesser 1,2 m) zu den von Loesche entwickelten kleinen Kompaktmahlanlagen. Diese Mühlen haben eine Kapazität von 5­25 t/h (je nach Auf­gabematerial). Bei dem Design der Kompaktmühlen greift Loesche auf umfangreiche Erfahrungen in der Entwicklung von großen Loesche Mühlen für die Zementindustrie zu­

comminuted on the grinding table by means of a rolling over movement of the grind­ing rollers. The material flow consists of fresh material (feed) and rejected material, the lat­ter being rejected by the clas­sifier as oversize and re­fed to the grinding process. The material flow is passed below the rollers due the centrifugal force. The rollers grind the material with high pressure. This high pressure is generated by the roller weight and a hydraulically generated addi­tional force. The rollers them­selves are set in rotation due to the friction with the grinding bed. Sensors on the rocker arm system, together with stop buffers, prevent a metallic con­tact between the rollers and the table. Due to the centrifu­gal force, the ground material is thrown over the table edge to the outside, where it is cap­tured by the hot gas flow. The dust­gas­mix flows through the grinding chamber upwards to the classifier, which is arranged on the upper part of the mill. Larger particles (over­size) are centrifuged outwards in the classifier and drop down

due to the gravity and are re­fed to the grinding process. The finished product passes the caged rotor with the grind­ing flow and leaves the classifier in the direction of the filter where the finished product is separated. The installation of the LM 15.2 at OJSC Nadrabudinvest started in spring 2009 and in August 2009 the mill was suc­cessfully commissioned. The operating data are shown in table 1. The material is ground to a fineness of 20 % R 71 µm. At present, dolomite and limestone rich in fossils from three different quarries (Maksymivka, Skala­Podilska and Zavadiv) are ground.

4 Loesche’s concept of the compact mill The mills, type LM 15.2 and LM 12.2 (grinding table dia­meter 1.2 m), belong to the small compact grinding plants developed by Loesche. These mills have a capacity of 5­25 t/h (depending on the feed). The design of the compact mills is based on the comprehensive experience gained in the development of large Loesche mills for the cement industry. For example, an LM 63.3+3 (grinding table diameter 6.3 m) reaches a capacity of up to 370 t of clinker per hour. Compact mills are able to grind different rocks, e.g. lime, burnt lime, dolomite, talc, bentonite and others. The mills are

The LM 15.2 in operation 5 Die LM 15.2 im Einsatz •

Tabelle 1: Betriebsdaten der LM 15.2 in TernopolTable 1: Operating data of the LM 15.2 in Ternopol

Erreichte Daten/Data obtained

Aufgabematerial/Feed material

Dolomit, fossilreicher Kalkstein/Dolomite, limestone rich in fossils

Mühlenkapazität/Mill capacity

10 –13 t/h (je nach Material/ depending on the material)

Produktfeinheit/Product fineness

20 % R 71 µm (Rückstand in einem 71 µm Sieb/ residue retained on a sieve of 71 µm)

Aufgabefeuchte/Feed moisture

6 – 8 % H2O

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Flow sheet of the Ternopol grinding plant 6 Flowsheet der Mahlanlage Ternopol

rück. Eine LM 63.3+3 beispielsweise (Mahlschüsseldurchmesser 6,3 m) erreicht eine Kapazität von bis 370 t Klinker pro Stunde. Kompaktmühlen können verschiedene Gesteine vermahlen, so zum Beispiel Kalk, gebrannter Kalk, Dolomit, Talk, Bentonit, Baryt und einige mehr. Die Mühlen zeichnen sich durch ein verein­fachtes Design und große Robustheit aus. Durch ihre kompakte Bauweise können sie schon am Fertigungssort zusammen­gebaut werden, was die Montagezeit vor Ort an der Anlage verkürzt. Diese kurze Aufbauzeit und standardisierte Bauteile spiegeln sich in dem kostengünstigen Preis der Kompaktmühlen wider. Wie bei allen Loesche Mühlen lässt sich die Kompaktmahlanlage leicht auf verän­derte Rohmaterialien und gewünschte Produktfeinheiten anpassen. Wartungs­freundlichkeit, Flexibilität im Bezug auf Aufgabegut und niedrige Betriebskosten sind weitere Kriterien, die diese Mühlen auszeichnen. Die erfolgreiche Inbetriebnahme der LM 15.2 in Ternopol hat einmal mehr bewiesen: Nicht nur im bewährten Einsatzfeld der Zement­ und Schlacke­vermahlung, sondern zunehmend auch im Bereich der Industrieminerale zeigen Vertikalwälzmühlen eine hohe Energie­effizienz und große Flexibilität im Bezug auf zu vermahlende Gesteine.

distinguished by a simplified design and extreme robustness. Due to their compact design they can be assem­bled already at the place of manufac­ture, which saves assembly time at the plant site. This short assembly time and the standardized compo­nents are reflected in the cost­effec­tive price of the compact mills. As is the case with all Loesche mills, the compact grinding plant can easily be adapted to changed raw materials and desired product finenesses. Ease of maintenance, flexibility as regards the feed and low operating expenses are the further criteria distinguishing these mills. The successful commissioning of the LM 15.2 in Ternopol once again showed that, not only in the proven field of cement and slag grinding but also increasingly in the field of indus­trial minerals, vertical roller mills are distinguished by high energy effi­ciency and great flexibility as regards the rock to be ground.

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