Artikel Gummiauskleidung für Sedimentationsbecken

In hydrometallurgischen Anlagen wird bei der Aufbereitung von beispielsweise Nickel-, Cobalt- und Kupfererzkonzentraten gegebenenfalls nach einer thermischen Behandlung ein Aufschlussprozess mit Hilfe von Schwefelsäure durchgeführt. Im Zuge dieses Auslaugprozesses wird die schwefelsaure Lösung durch Eindicker (Sedimentationsbecken) geleitet, in denen vorhandene Metallsalze von den unbrauchbaren Feststoffen („Tailings“) getrennt werden. Die metallsalzhaltige Lösung wird bei diesem Prozess durch Überlauf abgetrennt, während die sedimentierten Feststoffe durch ein Krählwerk zum Zentrum des Eindickers transportiert und dort abgeleitet werden. Insgesamt werden die Feststoffe durch vier bis sechs Eindicker geleitet, und dabei im Gegenstrom gewaschen, um möglichst alle metallischen Salze auszulösen.

Die Lösung in den Eindickern hat in der Regel einen pH-Wert von eins bis zwei mit einer Temperatur von bis zu etwa 90°C und ist als sehr korrosiv einzustufen. Ungeschützte Kohlenstoffstähle würden in kürzester Zeit korrodieren und versagen. Zudem ist in den Eindickern aufgrund des hohen Feststoffgehaltes mit Verschleiß zu rechnen, gegen den Weichgummierungen ebenfalls gut beständig sind. In der Erzaufbereitungsindustrie sind Eindicker mit einem Durchmesser bis zu 50m weit verbreitet. Diese Eindicker werden in der Regel aus Kohlenstoffstahl (teilweise auch aus Stahlbeton) hergestellt und mit einer Korrosionsschutzgummierung gegen Korrosion und Verschleiß geschützt. In Teilbereichen werden auch Edelstähle eingesetzt.
Die Nickelgewinnungsanlage „Goro Nickel“ in Neu-Kaledonien ist allerdings ein Superlativ bei den Abmessungen. Es wurden in der Anlage insgesamt sechs Eindicker mit jeweils 70m Durchmesser installiert. Bei derartig großen Eindickern wird eine vom Standard abweichende Konstruktion angewendet. Während normale Eindicker auf einem Stahlgerüst mit einem Stahlboden konstruiert sind, wurde bei den „Giganten“ auf den Stahlboden verzichtet. Auf ein Ringfundament wurden Edelstahlwände montiert. Das verdichtete Erdreich wird gegen das Eindringen der Lösung durch eine dichte Membrane geschützt. Beim Projekt Goro Nickel wurde die Chemoline Geo-Membrane zusammen mit einem Leckage Überwachungssystem installiert. Das Leckageüberwachungssytem ist aus nicht leitfähigen Kunststoffen hergestellt. Bei der Chemoline 4G handelt es sich um eine vorvulkanisierte Auskleidungsbahn von 4mm Dicke, die auf einem chemisch hochbeständigen Brombutylkautschuk basiert.

Weichgummierungen werden normalerweise mit einem Klebstoffsystem auf eine gestrahlte Stahloberfläche oder auf eine gestrahlte und mit einem leitfähigen Kunstharzspachtel vorbereitete Betonoberfläche appliziert. Die Gummibahnen werden in einer Breite von etwa 1m und einer Länge von 5m blasenfrei angearbeitet. Nach der Applikation werden die Gummibahn und die Nähte auf Porenfreiheit mit einer Hochspannungsprüfung getestet. Dazu wird das Prüfgerät mit einem Pol an der Stahlkonstruktion oder dem leitfähig abgespachtelten Untergrund verbunden. Mit dem Prüfbesen wird anschließend 100Prozent der Oberfläche geprüft. Fehlstellen werden durch einen Funkenschlag angezeigt.

Da die Applikation der Gummibahn bei dem Goro Nickel Projekt ohne eine Verklebung auf Untergrund erfolgte und die Gummibahn keinen direkten Kontakt zu einem leitfähigen Gegenpol hatte, musste das Auskleidungsmaterial auf andere Weise elektrisch auf Porenfreiheit geprüft werden. Die Unterseite von den Standardbahnen der Brombutyl-basierten Chemoline 4CN Serie wurde mit einer verklebefreundlichen Chloropren-basierten Haftschicht ausgestattet. Sie ermöglicht eine gute Verklebung. Um nun die Chemoline 4G prüfbar zu machen, wurde die Standard CN-Schicht durch eine leitfähige Variante ersetzt. Diese circa 0,8mm dicke leitfähige Gummierungsschicht übernimmt die Funktion des sonst vorhandenen leitfähigen Stahluntergrundes und ermöglicht somit die Hochspannungsprüfung auf Dichtheit nach der Applikation.
Nachdem die Anforderung nach der Prüfbarkeit gelöst war, wurden die Abmessungen der Gummibahn eruiert. Je mehr Verbindungsnähte in der Auskleidung sind, desto größer ist die Möglichkeit, Fehlstellen einzubauen. Daher wurden die Maße der Auskleidungsbahnen ungewöhnlich groß festgelegt und mit einer Breite von 1,45m und einer Länge von 30m hergestellt werden. Nach der Endbehandlung mit einer Auma Walzenvulkanisierpresse wurden angeschrägten Längskanten mit einer Überlappung von nur 50mm verklebt.

Die sichere Verarbeitung vor Ort in Neu-Kaledonien stellte die Applikationsfirma vor weitere Herausforderungen wie wechselnde Wetterbedingungen. Um vor extremer Sonneneinstrahlung und vor Regen zu schützen, wurde ein leicht montier- und demontierbares Zeltdach im Applikationsbereich gebaut.

Die Gummibahnen wurden in Position gebracht und ausgerollt. Vor der Verklebung der Längsnähte wurden beiden Kanten angeschnitten und angeschliffen. Es wird einmal zur Oberseite, einmal zur Unterseite hin angeschrägt. Diese Anschrägung wird mit einem Winkel von circa 25 ° ausgeführt und bietet einen kantenfreien Übergang zur nächsten Bahn, der wiederum wichtig ist, um den Aufbau von Materialanhäufungen an den Nähten zu verhindern. Nach der gewissenhaften Reinigung des Nahtbereiches wurde der Klebstoff BC 3000 zweifach appliziert. Nach Einhaltung der Trocknungszeit wurden die Nähte zusammengefügt und fest mit einer Spezialrolle angepresst. Bei Kontaktklebstoffen ist es wichtig, einmalig einen möglichst hohen Druck auf die Klebeverbindung aufzubringen.
Nachdem die Längsnähte fertig gestellt waren, wurde die Anarbeitung an den Wänden und am Konus im Zentrum des Eindickers durchgeführt. Diese Bereiche aus Edelstahl wurden durch abrasives Strahlen vorbereitet und mit dem Primer PR 300 vorbehandelt. Auch hier wurde der Klebstoff zweifach appliziert. Die Chemoline 4G wurde mit der Spezialrolle blasenfrei angerollt. Abschließend wurden die Anschlüsse auf den Stahlkomponenten noch mit einer mechanischen Klemmleiste befestigt. Die zusätzliche, mechanische Befestigung war nötig, um die Klebeverbindung nicht dauerhaft den mechanischen Kräften durch die Krählwerke auszusetzen und gewährleistet eine höhere Dauerbelastbarkeit.

Durch die enge Zusammenarbeit der Projektpartner konnte für das Goro Nickel Projekt eine Lösung angeboten werden, die den besonderen Bedingungen Rechnung trug. Aufgrund der verarbeitungsfreundlichen Materialien konnte der Applikateur nach einer nur zweiwöchigen Einschulung die rund 8600m² Beschichtung selbstständig applizieren und dem Kunden übergeben.

Autor: Frank Anhamm
Ausgabe:06/2009 Juni