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Härtetest bestanden

Schlauchpumpen in der Zinkgewinnung
Härtetest bestanden

Abrasive Eisenschlämme sowie aggressive Säuren, Laugen und Prozessflüssig- keiten sind bei der elektrolytischen Gewinnung von Zink an der Tagesordnung. Nicht jede Pumpe – auch nicht jede Schlauchpumpe – ist geeignet, solche Medien zu fördern. Die Xstrata Zink GmbH in Nordenham setzt in allen Anlagenbereichen auf Schlauchpumpen von Ponndorf, weil sie besonders robust, vielseitig und wirtschaftlich sind.

Der Autor: Till Völker Geschäftsführer, Ponndorf Gerätetechnik

Für den Menschen ist Zink eines der wichtigsten Spurenelemente. Im industriellen Umfeld gehört Zink mengenmäßig neben Aluminium, Blei und Kupfer zu den wichtigsten Nichteisenmetallen. Das größte Anwendungsgebiet von Zink ist der Korrosionsschutz. Ein großer Teil des Zinkverbrauchs in Deutschland entfällt auf das Verzinken von Stahl und Blechen – vor allem in der Automobilindustrie. Weitere Anwendungsschwerpunkte von Zink sind Druckgussteile aus Zinklegierungen, Zinkbleche, Halbzeuge sowie die Herstellung von Messing. Auch in der chemischen und pharmazeutischen Industrie ist Zink ein wichtiger Grundstoff, u. a. in der Herstellung von Farben oder Salben.
Die Zink-Sparte des Xstrata-Konzerns mit Sitz in Madrid ist einer der größten Zinkproduzenten der Welt. In drei Ländern auf verschiedenen Kontinenten werden Anlagen zur Zinkgewinnung betrieben. In Deutschland ist das die Aufgabe der Xstrata Zink GmbH in Nordenham. „In unserer Zinkelektrolyse wird über ein Viertel des deutschen Zinkbedarfs erzeugt“, sagt Peter Meyer zu Bergsten, Betriebsingenieur bei Xstrata Zink. „Jährlich werden ca. 250 000 t Zinkkonzentrate verarbeitet. Hierbei entstehen 140 000 t Feinzink und Feinzinklegierungen. Außerdem werden in Verbindung mit der Zinkherstellung über 200 000 t Schwefelsäure, 10 000 t Blei/Silber-Konzentrat, 1000 t Kupferkonzentrat und 400 t Cadmium erzeugt.“ Dabei werden eine Reihe von Prozessschritten durchlaufen, u. a. die Laugerei, in der das zuvor geröstete Zinkkonzentrat in Edelstahltanks mit verdünnter Schwefelsäure gelöst wird. In der nachfolgenden Laugenreinigung werden die störenden Elemente Kupfer und Cadmium in weiteren Tanks aus der Zinksulfatlösung ausgefällt und in Filterpressen abgetrennt.
Resistente Schläuche
In der Laugerei werden Prozessflüssigkeiten mit Anteilen von Schwefelsäure und anderen Bestandteilen gefördert. Diese Flüssigkeiten sind sehr aggressiv und können daher nur mit sehr hochwertigen Edelstählen in Kontakt kommen. Schlauchpumpen sind daher aus verschiedenen Gründen sehr gut geeignet. Dies liegt zunächst an ihrer Funktionsweise und ihrem Aufbau. Das Verdrängerprinzip in Verbindung mit der ventil- und dichtungslosen Bauweise sowie chemisch hochresistenten Schlauchmaterialien ermöglicht es, aggressive Medien nahezu ohne Verschleiß zu fördern. Der entscheidende Vorteil dabei ist, dass diese nur mit dem Schlauchinneren in Berührung kommen und nur die Prozessanschlüsse aus hochwertigen Stählen gefertigt werden müssen. Hinzu kommt die besondere Ausführung der Ponndorf-Schlauchpumpen.
Zum einen werden am Pumpenrotor im Inneren des Gehäuses keine kugelgelagerten Rollen verwendet, sondern Gleitschuhe. Das hat zwei wesentliche Vorteile: der Anpressdruck auf den Pumpenschlauch kann prozess- und mediengerecht eingestellt werden, was den Verschleiß deutlich reduziert.
„Zum anderen“, berichtet Meyer zu Bergsten aus seiner Erfahrung, „sind die Kugellager in kürzester Zeit festgefressen, wenn bei einem Schlauchbruch die aggressiven Medien in das Gehäuse austreten. Das bedeutet dann jedes Mal langwierige und teure Reparaturen.“ Ponndorf-Pumpen hingegen haben kein Kugellager, das zerstört werden kann. Zudem besitzen die Pumpen, die bei besonders aggressiven Medien eingesetzt werden, eine Spezialbeschichtung im Inneren, die im Falle eines Schlauchdefekts ein hervorragender Schutz für die Pumpenbauteile bietet. Das ist wesentlich kostengünstiger und für den Anwender wirtschaftlicher, als die ganze Pumpe in Edelstahl auszuführen.
Fördern von stichfestem Eisenschlamm
Weniger aggressiv, dafür aber hochgradig abrasiv ist das Medium, das in der sogenannten Jarofixanlage gefördert werden muss: hoch viskoser, fast stichfester Eisenschlamm. Dieser Schlamm muss, bevor er auf einer Deponie endgelagert werden kann, entwässert werden. „Bevor dieser Schlamm auf der Deponie abgelagert werden darf, muss er mit Zement abgebunden werden“, erläutert Meyer zu Bergsten. „Um den Verbrauch des Zements so gering wie möglich zu halten, sollte die Restfeuchte so niedrig wie möglich liegen. Momentan wird der Prozess mit Restfeuchten von 40 bis 45 % gefahren.“ Um Sicherheit bei der Auswahl der richtigen Pumpenkonfiguration zu haben und unliebsame Überraschungen bei der Inbetriebnahme zu vermeiden, wurden in der Planungsphase der Anlage im Ponndorfer Testlabor in Kassel zunächst ausführliche Pumpversuche mit Materialmustern aus der Jarofixanlage gefahren. Diese waren die Grundlage für die Auswahl der geeigneten Pumpengrößen. Grundsätzlich stehen dem Anwender bei Ponndorf zwei Ausführungen von Schlauchpumpen zur Verfügung. Niederdruckpumpen bis 4 bar Förderdruck arbeiten nach dem Trockenlaufprinzip, d. h. ohne flüssiges Schmiermittelbad im Gehäuseinneren. Bei Hochdruckpumpen für höhere Förderdrücke, z. B. der bei Xstrata in einer großen Zahl eingesetzten P-high-pressure-Pumpen, handelt es sich um sogenannte Nassläufer, bei denen der Schlauch von einem flüssigen Schmierbad umgeben ist.
Wartung in kurzer Zeit
In die Jarofixanlage sind viele Ponndorf-Schlauchpumpen integriert worden, da die Pumpen sich nicht nur in den Tests, sondern auch in anderen Bereichen der Zinkgewinnungsanlagen, z. B. bei der Förderung von Kalkmilch zur Neutralisierung des zu behandelnden Rückstands, als sehr zuverlässig und robust gezeigt haben. „Und wenn doch einmal ein Schlauch gewechselt werden muss, kann das von unseren Mitarbeitern in der Wartungsabteilung in kürzester Zeit erledigt werden“, bestätigt Peter Meyer zu Bergsten die Instandhaltungsfreundlichkeit.
Halle 8.0, Stand G76
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