Wirtschaftliche Reduzierung des Fülleranteils durch Kaskadensichter

Aufbauend auf langjährigen Erfahrungen beim Sichten von verschiedenen Materialien (beispielsweise MDF-Fasern, Säge­späne, Bauschutt, Schotter, Müll) hat die österreichische Scheuch GmbH aus Aurolzmünster vor Jahren einen Kaskaden­sichter (Bild 1) speziell für die Entfüllerung in der Kies- und Schotterindustrie entwickelt.

Der erste Sichter nach diesem System arbeitet seit dem Jahr 2000 im Schotterwerk Gradenberg in Österreich. Weitere 10 Anlagen wurden seitdem ausgeliefert. Auch in einem Kieswerk in Algerien (Bild 2) sind zwei Kaskadensichter eingesetzt, die die Trennung des feinkörnigen Füllers < 90 µm vom restlichen Material übernehmen.
Problemstellung Sandsichtung
Bei der Gewinnung und Weiterverarbeitung von Natur- und Brechsand entsteht durch den Abrieb im Brecher, in den Sieben und bei der Förderung ein Feinstaub. Der Feinstaubanteil mit einer Korngröße unter 90 µm wird als Füller bezeichnet, sein Anteil liegt in der Regel zwischen 15 und 25  %. Da für viele Anwendungen ein Fülleranteil unter 10 bis 5  % gefordert wird, muss er auf den gewünschten Sollwert reduziert werden.

Die Schwierigkeit bei der Sandsichtung liegt im Auflösen der Agglomerate, das bedeutet den Feinanteil vom Grobanteil abzulösen und eine hohe Trennschärfe von Grob- und Feingut im Luftstrom zu erreichen. Die Auslegung der Luftmenge erfolgt dabei über das sogenannte Grenzkorn, indem die Steiggeschwindigkeit des Luftstromes genau der Sinkgeschwindigkeit des Grenzkorns angepasst wird. Das Grenzkorn ist jene Korngröße, die bis zu 50  % abgeschieden wird.

Eine wichtige Voraussetzung für eine optimale Entfüllerungsleistung ist, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Sandes unter 1,5  % liegt. Denn je höher die Feuchtigkeit ist, desto höher sind der Haftkornanteil und die erforderlichen Schwerkräfte, die zum Ablösen des Haftkorns benötigt werden. Für eine effiziente Trennung und den wirtschaftlichen Betrieb ist daher eine möglichst homogene Material- und Luftverteilung über die gesamte Breite des Sichters anzustreben.

Spezieller Kaskadensichter – Verfahrensweise
Das Material wird in der Regel über ein Förderband und eine speziell gestaltete Pendelklappe von oben in den Sichter eingebracht. Die Pendelklappe sorgt dafür, dass möglichst wenig Leckluft in den Sichter gelangt und somit störende Einflüsse auf die Trennschärfe vermieden werden. Das Material fließt von oben nach unten über mehrere Kaskaden. Die zum Sichten benötigte Luft wird von unten angesaugt und im Querstrom mittels der als Düsen dienenden Kaskaden mit hoher Geschwindigkeit durch das Material geblasen. Dadurch werden hohe Schwerkräfte erzeugt, welche das Feinstkorn vom Grobkorn lösen.

In weiterer Folge ist es von Bedeutung, eine gleichmäßige Aufwärtsströmung zu erzielen, um eine Schwerkrafttrennung vornehmen zu können. Dabei fällt das Grobkorn über eine Pendelklappe unten aus dem Sichter, während das Feinstkorn mit der Luftströmung nach oben mitgenommen, einer Entstaubungsanlage zugeführt und über eine Zellenradschleuse ausgetragen wird.

Der besondere Vorteil der Neuentwicklung ist die hervor­ragende Trennleistung mit variabel einstellbarer Entfüllerung, z.  B. von 25  % Fülleranteil auf 10  % oder bei entsprechenden Rahmenbedingungen auch auf geringere Anteile bis etwa 5  %.

Als Option kann über eine Zwangsbelüftung das Sichtergebnis weiter optimiert werden, indem über einen zusätzlichen Ventilator über die Lufteinlassöffnungen der Unterdruck im Sichter ausgeglichen und die störenden Lecklufteinflüsse am Material­ein- und -ausfall minimiert werden. Dies hat zur Folge, dass die Luftströmung homogener und somit die Trennschärfe verbessert wird. Die Entfüllerung lässt sich dabei mit geringerem Überkornanteil realisieren.

Bei der Entwicklung dieses Sichters wurde auch auf den Verschleißschutz und somit auf eine hohe Lebensdauer der Anlage besonderer Wert gelegt. So werden zum einen durch eine optimierte Luftführung im Sichtergehäuse Geschwindigkeits­-spitzen in Wandnähe minimiert und zum anderen werden gefährdete Stellen mit verschleißfesten Materialien ausgestattet. Die Kaskadensichter können bis zu einer maximalen Materialmenge von 85 t/h eingesetzt werden.

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