Digitale Sensorik für die Rohstoffeffizienz

01.04.2021

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Elisabeth Clausen

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Ein wissenschaftliches Team der RWTH erhielt für die Entwicklung eines Online-Messsystems zur Materialstromcharakterisierung in der Gipsindustrie den Deutschen Rohstoffeffizienzpreis 2020.

 

Das Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) der RWTH Aachen unter Leitung von Professorin Elisabeth Clausen und Professor Karl Nienhaus sowie das Lehr- und Forschungsgebiet Aufbereitung mineralischer Rohstoffe (AMR) unter Leitung von Professor Hermann Wotruba entwickelten im Projekt „OMMA“ gemeinsam ein digitales Online-Messsystem. Es wird für die Charakterisierung des Materialstroms von Gips und Anhydrit in Aufbereitungsanlagen der Gipsindustrie eingesetzt und in die industrielle Praxis übertragen. Das System ist in den bestehenden Prozessablauf des kontinuierlichen Materialtransports integrierbar und ermöglicht eine Echtzeitbestimmung des Gipsgehaltes in Sekunden-Intervallen. Damit kann schneller auf Schwankungen in der Materialqualität reagiert werden, was die Rohstoffeffizienz und Wirtschaftlichkeit erhöht. Für diese Forschungsergebnisse erhielten die RWTH-Einrichtungen den Deutschen Rohstoffeffizienzpreis 2020 des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Vergeben wird er für herausragende rohstoff- und materialeffiziente Produkte, Prozesse, Dienstleistungen oder anwendungsorientierte wissenschaftliche Arbeiten.

Infolge des Kohleausstiegs wird die Menge des qualitativ hochwertigen Gipses, der bei der Rauchgasentschwefelung entsteht und rund 50 Prozent des Bedarfes in Deutschland deckt, in den nächsten Jahren stark zurückgehen. Anders als Gips aus primären Lagerstätten mit naturgemäß schwankender Zusammensetzung zeichnet sich „synthetischer Gips“ durch seine hohe Reinheit aus. Er wird daher häufig als Beimischung zur Erreichung hoher Qualitätsstandards im Bereich der Baustoffe verwendet. Um aber auch künftig den Bedarf an Gips, insbesondere für die Baustoffindustrie, decken zu können, muss Naturgips vermehrt aus primären Lagerstätten genutzt werden und die Produktion der bestehenden Gipswerke erhöht werden. Die daraus erzeugten Mengen müssen dabei aber auch die hohen qualitativen Anforderungen erfüllen.

In den natürlichen Lagerstätten kommt Gips meist zusammen mit dem Mineral Anhydrit in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen vor. Für einen hochwertigen Einsatz müssen beide Minerale voneinander getrennt werden. Dazu ist es notwendig, den schwankenden Gehalt an Gips im Rohmaterial zu kennen. Derzeit ist in der betrieblichen Praxis dafür eine aufwendige Probenahme und Laboruntersuchung erforderlich. Die bisher eingesetzten analogen Methoden lassen aufgrund zeitverzögerter Laboranalysen kein zuverlässiges Qualitätsmanagement in Echtzeit zu. Das im Rahmen des Projekts „OMMA“ entwickelte Verfahren trägt dazu bei, den Gehalt an Gips und Anhydrit im Rohmaterial online zu bestimmen und die qualitativen Anforderungen an hochwertigen Gips in der Zukunft sicherzustellen.