Entwicklung verbesserter Gewinnungs- und Transportverfahren für Zinnseifen und Haldenerze in Südostasien:
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Baden-Baden
Nomos Verl.-Ges.
1991
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Seite
Tabellenverzeichnis 11
Abbildungsverzeichnis 13
Abkürzungsverzeichnis 17
Verzeichnis der Größen, Symbole und Einheiten 18
Anhangsverzeichnis 21
1 EINFÜHRUNG 23
2 SITUATION UND BEDEUTUNG DES ZINNBERGBAUS IN
SÜDOSTASIEN 29
2.1 Entwicklung, wirtschaftliche Bedeutung und
internationale Konkurrenzfähigkeit 29
2.2 Prinzipielle Möglichkeiten der Produktions¬
kostensenkung 40
3 GEGENWÄRTIGER STAND UND PROBLEMBEREICHE DER
TAGEBAUTECHNIK IM SÜDOSTASIATISCHEN ZINNBERGBAU 45
3.1 Entwicklung von Abbau- und Transporttechnik 45
3.2 Eingesetzte Verfahren und Problembereiche 49
3.2.1 Abbau und Transport des Abraums 54
3.2.2 Abbau und Transport des Erzes 58
3.2.2.1 Monitorabbau mit hydraulischem Transport
des Erzes 6 2
3.2.2.2 Trockenabbau mit LKW-Transport des Erzes 7 5
3.2.2.3 Trockenabbau mit kombiniertem LKW- und
hydraulischem Transport 84
3.2.2.4 Zusammenfassender Vergleich der eingesetzten
Abbau- und Transportverfahren 86
3.2.3 Verkippung von Aufbereitungsabgängen 87
7
Seite
Tabelle 3.7: Pumpenlebensdauer für verschiedene Kies-
pumpenbetriebe in Thailand und Malaysia 71
Tabelle 3.8: Monatliche Niederschlagsmengen und Luft¬
temperaturen für Südostasien 80
Tabelle 3.9: Zusammenfassender Vergleich der im südost¬
asiatischen Zinnbergbau angewandten Abbau-
und Transportverfahren 88
Tabelle 5.1: Haldenparameter 109
Tabelle 5.2: Schwermineralgehalte in einer alten Halde
der Pradit Tantiwiwat Mine 111
Tabelle 7.1: Ladeleistungen, Abbaukosten und Kosten-
zusammensetzung in Abhängigkeit von der
Bodenklasse für Hydraulikbagger im
thailändischen Zinnbergbau
Tabelle 7.2: Ladeleistungen, Abbaukosten und Kosten-
zusammensetzung für Radlader bei reinem
Ladebetrieb im thailändischen Zinnbergbau 14U
Tabelle 7.3: Froude-Zahl nach JUFIN für verschiedene
thailändische Erze ohne und mit ._,
Grobkornabs iebung
Tabelle 7.4: Eingabedaten zur Ermittlung der LKW-
Transportleistungen und -kosten in „
thailändischen Zinntagebauen
Tabelle 7.5: Kostenhöhe und -Zusammensetzung des LKW- ^
Transports in thailändischen Zinntagebauen
Tabelle 8.1: Technische Daten zu Zinngruben mit einer
Überkornvorabsiebung im Tagebau
Tabelle 8.2: Technische Daten zur Überkornvorabsiebung ..
in der Grube Consolidated Mines
Tabelle 8.3: Technische und wirtschaftliche Daten von
Kreisschwingsieben zur Vorabsiebung von ..»
Haldenerzen il
Tabelle 8.4: Technische und wirtschaftliche Daten von
Doppeldeck-Kreisschwingsieben zur Vorab- ,_
siebung von grobkörnigen Seifenerzen
Tabelle 9.1: Angesetzte Kosten für Monitorgewinnung ,.
und Frischwasserversorgung ^
12
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Seite
Abbildung 1.1: Index der Produktionskosten im
Kupfer- und Zinnbergbau 24
Abbildung 2.1: Zinn-Bergwerksförderung der Haupt¬
produzentenländer 1970-1988 31
Abbildung 2.2: Monatsdurchschnittspreise für Zinn in
Kuala Lumpur (KLTM) und London (LME)
ab 1980 31
Abbildung 3.1: Gewinnungs- und Transportverfahren in
südostasiatischen Zinntagebauen 55
Abbildung 3.2: Flußdiagramm der unterschiedlichen
Gewinnungsverfahren in südost¬
asiatischen Zinntagebauen 55
Abbildung 3.3: Anteile der Abbaumethoden an der
Zinn-Bergwerksproduktion für Thailand,
Malaysia und Indonesien 59
Abbildung 3.4: Leistungscharakteristik einer typischen
Kiespumpe 69
Abbildung 3.5: Gemessene Feststoffgehaltsschwankungen
in thailändischen und malaysischen
Kiespumpenbetrieben 73
Abbildung 3.6: Klimazonen und durchschnittliche jähr¬
liche Niederschlagsmengen in Südostasien 79
Abbildung 4.1: Korngrößenverteilung des Erzes einiger
thailändischer Zinnlagerstätten 96
Abbildung 5.1: Prinzipielle Arbeitsweise und daraus
resultierender Haldenaufbau bei Schwimm-
baggerbetrieben 104
Abbildung 5.2: Korngrößenverteilung und SnO^-Gehalte
für verschiedene Entfernungen von der
Einspülstelle in einer Halde der Pradit
Tantiwiwat Mine 112
Abbildung 5.3: Korngrößenverteilung und SnO2-Gehalte
für verschiedene Entfernungen von der
Einspülstelle in einer Halde der
Chow Fan Mine 115
13
Seite
Abbildung 5.4: Korngrößenverteilung im Haldenerz der
Porn Patoh Mine und der Pad Roi Mine 118
Abbildung 6.1: Flußdiagramm für ein verbessertes
Abbau- und Transportsystem 134
Abbildung 7.1: Abbauleistungen und -kosten für den
Load-and-Carry Betrieb von Radladern
in thailändischen Zinntagebauen 142
Abbildung 7.2: Geschwindigkeits- und Konzentrations¬
verteilung über den Rohrquerschnitt
nach DURAND 145
Abbildung 7.3: Druckhöhenverlust und Strömungszustände
in Abhängigkeit von Fördergeschwindig¬
keit und Feststoffkonzentration bei
Zweiphasen-Rohrströmungen 146
Abbildung 7.4: Spezifischer Energiebedarf des hydrau¬
lischen Transports in Abhängigkeit vom
Feststoffgehalt I51
Abbildung 7.5: Durand-Faktor zur Ermittlung der
kritischen Geschwindigkeit in Abhängig¬
keit von der Feststoffkonzentration 152
Abbildung 7.6: Kritische Geschwindigkeit in Abhängig¬
keit von Feststoffkonzentration und
mittlerem Korndurchmesser 1
Abbildung 7.7: Kritische Geschwindigkeit in Abhängig¬
keit von der Korngröße nach DURAND und
JUFIN 154
Abbildung 7.8: Spezifischer Energiebedarf des hydrau¬
lischen Feststofftransports in Abhän¬
gigkeit von der Froude-Zahl des Erzes 1
Abbildung 7.9: Förderhöhe von Kreiselpumpen in Abhän¬
gigkeit von der Fördermenge für ver¬
schiedene Gewichtskonzentrationen 159
Abbildung 7.10: Förderhöhenminderung in Abhängigkeit
von der Feststoffkonzentration für
fein- und grobkörnigen Sand *
Abbildung 7.11: Abhängigkeit von Gemischvolumenstrom
und Pumpendruck von der Feststoff¬
konzentration 16
Abbildung 7.12: Einfluß des Feststoffgehalts auf die
Leistungscharakteristik von Kreiselpumpen 16J
14
Seite
Abbildung 7.13: Verschleißverteilung über den Rohr¬
querschnitt für verschiedene
Strömungsgeschwindigkeiten 165
Abbildung 7.14: Rohrverschleiß in Abhängigkeit von
Fördergeschwindigkeit, Feststoff-
konzentration und Korndurchmesser 167
Abbildung 7.15: Impeller-Standzeiten in thailändischen
Kiespumpenbetrieben in Abhängigkeit von
der Froude-Zahl des Erzes 168
Abbildung 7.16: Impeller-Verschleißraten in Abhängigkeit
von Pumpendrehzahl und -Werkstoff 169
Abbildung 7.17: Erforderliche Frischwasser- und Gemisch¬
fördermengen beim hydraulischen Transport
in Abhängigkeit vom Feststoffgehalt 176
Abbildung 7.18: Spezifische Kosten des hydraulischen
Transports in Abhängigkeit vom Fest¬
stoffgehalt bei konstantem Erzdurchsatz 178
Abbildung 7.19: Spezifische Kosten des hydraulischen
Transports in Abhängigkeit von der
Froude-Zahl des Erzes bei konstantem
Erzdurchsatz 178
Abbildung 7.20: Spezifische Kosten des hydraulischen
Transports in Abhängigkeit vom Fest¬
stoffgehalt bei konstanten Rohrdurch¬
messern und steigenden Erzdurchsätzen 180
Abbildung 7.21: Spezifische Kosten des hydraulischen
Transports in Abhängigkeit vom Erz¬
durchsatz bei konstanten Rohrdurchmes¬
sern und steigenden Feststoffgehalten 182
Abbildung 7.22: Spezifische Kosten des hydraulischen
Transports in Abhängigkeit von der
Transportentfernung 184
Abbildung 7.23: Mögliche Bauweise für einen Pumpen¬
sumpf mit Zwangsbeschickung der Pumpe 19 3
Abbildung 7.24: Durchschnittliche Transportleistungen
für 2-Achs- und 3-Achs-LKW in thailän¬
dischen Zinntagebauen für Hubhöhen von
0-35 m 196
Abbildung 7.25: Transportkosten für 2-Achs- (14 t) und
3-Achs-LKW (22 t) in thailändischen
Zinntagebauen 197
15
Seite
Abbildung 7.26: Durchschnittlich zu erwartende LKW-
Transportkosten für eine monatliche
Erzförderung von 15 000 fm3 200
Abbildung 8.1: Flußdiagramme für früher eingesetzte
Verfahren der Überkornvorabsiebung in
Zinntagebauen 202
Abbildung 8.2: Flußdiagramme für Zinngruben mit
Einsatz einer Überkornabsiebung vor/
während des Erztransports 204
Abbildung 8.3: Überkornvorabsiebung mit einer mobilen
Siebtrommel in der Liwong Mine 206
Abbildung 8.4: Anordnung von Siebrost und Pumpensumpf
in der Khun Napalin Mine 208
Abbildung 8.5: Einfluß der Oberflächenfeuchtigkeit
auf das Feinkornausbringen bei der
Siebklassierung 213
Abbildung 8.6: Mobile Siebanlage mit Aufgabetrichter
und Band 224
Abbildung 8.7: Mögliche Siebbauweise für Naßabsiebung
mit hydraulischem Transport des
Siebdurchgangs 225
Abbildung 8.8: Möglicher Abbauplan für ein bauwürdiges
Haldenerz bei Einsatz einer Überkorn¬
vorabsiebung 226
Abbildung 8.9: Prinzipielle Möglichkeiten der Überkorn¬
vorabsiebung beim Abbau von Seifenerzen 231
Abbildung 9.1: Abbau- und Transportkosten für ver¬
schiedene Verfahrenskombinationen bei
mittelschwer gewinnbaren Seifenerzen
und 5 m Hubhöhe 23°
Abbildung 9.2: Abbau- und Transportkosten für ver¬
schiedene Verfahrenskombinationen bei
mittelschwer gewinnbaren Seifenerzen
und 20 m Hubhöhe 23B
Abbildung 9.3: Abbau- und Transportkosten für ver¬
schiedene Verfahrenskombinationen bei
leicht gewinnbaren Haldenerzen und
5 m Hubhöhe 241
16
Seite
4 EINFLUSS DER LAGERSTÄTTENTYPEN AUF DIE
GEWINNUNGSVERFAHREN 91
4.1 Verwitterte Primärerze 91
4.2 Eluviale und Colluviale Seifen 93
4.3 Alluviale Seifen 93
4.4 Junge Strandseifen 98
5 ALTE AUFBEREITUNGSHALDEN ALS POTENTIELLE LAGERSTÄTTEN 101
5.1 Klassifikation der Haldenerze 102
5.2 Bedingungen für die Bildung von bauwürdigen
Haldenerzen 107
5.3 Ergebnisse von Untersuchungen in thailändischen
Halden 110
5.4 Charakterisierung von derzeit oder zukünftig
abbauwürdigen Haldenerzen 119
5.5 Abschätzung des Potentials an bauwürdigen Halden 121
6 TECHNISCHE UND ORGANISATORISCHE MÖGLICHKEITEN FÜR EIN
VERBESSERTES GEWINNUNGS- UND TRANSPORTSYSTEM 125
6.1 Reduzierung der Produktionskosten 126
6.2 Ausbringungserhöhung durch Schaffung günstigerer
Randbedingungen für die Aufbereitung 128
6.3 Anpassung an regionale Bedingungen 130
6.4 Gestaltungsmöglichkeiten zur Verbesserung des Systems 132
7 LEISTUNGS- UND KOSTENERMITTLUNG FÜR DIE ABBAU-
UND TRANSPORTVERFAHREN l35
7.1 Erzabbau I35
7.1.1 Monitorabbau I35
7.1.2 Abbau durch Hydraulikbagger l3^
7.1.3 Abbau und Transport durch Radlader i3^
8
Seite
7.2 Hydraulischer Feststofftransport 143
7.2.1 Technische Einflußgrößen 143
7.2.1.1 Charakteristika des hydraulischen
Feststofftransports 143
7.2.1.2 Berechnungsverfahren 147
7.2.1.3 Einfluß des Feststoffgehalts auf Druck¬
gradienten, spezifischen Energiebedarf
und kritische Geschwindigkeit 150
7.2.1.4 Einfluß der Kornzusammensetzung auf
kritische Geschwindigkeit, Druck¬
gradienten und spezifischen Energiebedarf 154
7.2.1.5 Einfluß von Feststoffgehalt und Korn-
zusammensetzung auf die Leistungs¬
charakteristik von Kreiselpumpen 158
7.2.1.6 Verschleiß an Rohrleitungen und Pumpen 164
7.2.1.7 Wertmineralzerkleinerung beim
hydraulischen Transport 170
7.2.1.8 Zusammenfassung der technischen Einflüsse 172
7.2.2 Kosten des hydraulischen Feststofftransports 174
7.2.2.1 Einfluß von Feststoffgehalt und
Kornzusammensetzung 175
7.2.2.2 Einfluß von Transportvolumen, -entfernung
und -höhe 181
7.2.2.3 Sonstige Einflußgrößen 185
7.2.3 Ableitung von Empfehlungen für die Auslegung
eines hydraulischen Transportsystems 188
7.2.4 Technische Gestaltung eines verbesserten
hydraulischen Transportsystems 192
7.3 LKW-Transport 194
7.3.1 Systemauslegung 194
7.3.2 Leistungen und Kosten des LKW-Transports 195
8 DIE ÜBERKORNABSIEBUNG IM TAGEBAUBEREICH ALS
MÖGLICHER BEITRAG ZUR VERBESSERUNG DES
GEWINNUNGSSYSTEMS 201
8.1 Beispiele bereits eingesetzter Verfahren 201
8.1.1 Liwong Mine 203
8.1.2 Khun Napalin Mine 203
9
Seite
8.1.3 Consolidated Mines 208
8.2 Weitergehende Möglichkeiten der Überkornabsiebung 209
8.2.1 Allgemeine Grundlagen und
Verfahrensalternativen ^10
8.2.2 Erforderliche Siebbaugrößen und mögliche
Einsa-t zweisen
720
8.2.2.1 Vorabsiebung von Haldenerzen
8.2.2.2 Vorabsiebung von alluvialen Seifen
9 KOSTENVERGLEICH DER BESTEHENDEN ABBAU- UND ,.
TRANSPORTALTERNATIVEN
243
10 ERGEBNISDARSTELLUNG
249
11 ZUSAMMENFASSUNG
252
Suirnnary
255
Anhange
305
Literaturverzeichnis
10
TABELLENVERZEICHNIS
Seite
Tabelle 2.1 : Verteilung der nachgewiesenen
Weltzinnvorräte 30
Tabelle 2.2a: Statistische Daten für den Zinnbergbau
Thailands 1977-1988 33
Tabelle 2.2b: Statistische Daten für den Zinnbergbau
Malaysias 1977-1988 34
Tabelle 2.2c: Statistische Daten für den Zinnbergbau
Indonesiens 1984-1988 35
Tabelle 2.3 : Durchschnittlich abgebaute Erzgehalte
in Malaysia 1984-87 37
Tabelle 2.4 : Produktionskosten im Zinnbergbau für
verschiedene Abbauverfahren und
Förderländer 1987/88 39
Tabelle 3.1a: Datenzusammenstellung über in den Jahren
1986-1988 besuchte Zinngruben in
Thailand und Malaysia (Kiespumpenbetriebe
und kombinierte Betriebe) 50
Tabelle 3.1b: Datenzusammenstellung über in den Jahren
1986-1988 besuchte Zinngruben in
Thailand und Malaysia (Trockenabbau mit
LKW-Transport und sonstige Verfahren) 5 2
Tabelle 3.2 : Technische Daten für im südostasiatischen
Zinnbergbau eingesetzte LKW, Bagger und
Hilfsgeräte 57
Tabelle 3.3a: Produktionskostenstruktur in
thailändischen Zinngruben 60
Tabelle 3.3b: Produktionskostenstruktur in
malaysischen Zinngruben 61
Tabelle 3.4 : Einfluß der Bodenart auf die Hydrogewinnung
und die Feststoffgehalte bei der
hydraulischen Förderung 63
Tabelle 3.5 : Gemessene Feststoffgehalte der hydrau¬
lischen Förderung in thailändischen und
malaysischen Kiespumpenbetrieben 64
Tabelle 3.6 : Technische Daten für im südostasiatischen
Zinnbergbau eingesetzte Kiespumpen,
Pumpenantriebe und Rohrleitungen 67
11
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