Brechen (Verfahren)

Steinbrecher Pendelknuser Dravn 3B, England um 1900, Buskerud Vegvesens Museum in Kongsberg, Norwegen; Mundmaß 180 x 300 cm, Durchsatz: 1,5–3 m³/h

Mobiler Brecher im Steinbruch in Ebensee

Brecher sind Maschinen zur Herstellung gebrochener Mineralstoffe aus Steinen, also zur Zerkleinerung von stückigem Aufgabematerial zu kleineren Korngrößen im groben bis mittleren Größenbereich.

Im Unterschied dazu spricht man von Mühlen, wenn die Zielkörnung im Fein- oder Feinstbereich sein soll. In der Regel wird diese Grenze bei einer Ziel-Korngröße im Bereich von 1 mm bis 10 mm gesehen. Die weiteste Verbreitung haben Brecher bei der industriellen Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, siehe Steinbruch, Kalkwerk, Kieswerk, Bergbau sowie von Sekundärmaterialien, siehe Recycling, Bauschutt. Brecher können sowohl stationär als auch mobil (auf Rädern oder auf Raupenketten) eingesetzt werden.

Früher waren stationäre Anlagen die einzige Lösung zur Aufbereitung anfallender Baurestmassen. Mitte der 1990er Jahre hat sich mobiles Recycling mit kompakten Anlagen entwickelt und ist heute weltweit im Vormarsch. Mobile Brecher können sich nicht nur auf der Baustelle bewegen, sondern sind insgesamt mobil. Sie können aufgrund des relativ geringen Transportgewichts zum Ort der Aufbereitung gebracht werden, um dort direkt das Material zu recyceln. Im umgekehrten Fall muss alles Material von der Baustelle zur stationären Aufbereitungsanlage transportiert werden, was mit Transportkosten verbunden ist und vermehrtes LKW Verkehrsaufkommen verursacht.

Ziele der Zerkleinerung

• Reduzierung der oberen Korngrößen
• Veränderung der Korngrößenverteilung
• Veränderung der Kornform
• Selektives Aufschließen von Verbunden, um ein Vereinzeln und Freilegen der Einzelkomponenten zu erreichen

Brechprinzipien

Brecher können nach dem vorherrschenden Brechprinzip eingeteilt werden.

Druckzerkleinerung

Schematische Darstellung der Druckzerkleinerung.

Die Zerkleinerungsenergie wirkt mit großen Kräften und mit geringer Geschwindigkeit auf das zu bearbeitende Gut.

Typische Bauformen von Brechern mit Druckzerkleinerung

• Backenbrecher
• Kegelbrecher, auch Konus- oder Kreiselbrecher
• Walzenbrecher

Prallzerkleinerung

Schematische Darstellung der Prallzerkleinerung.

Das zu zerkleinernde Material wird trifft mit hoher Energie gegen eine Arbeitsfläche. Bei Prallbrechern mit horizontaler Welle wird die Energie in die Arbeitsfläche (Rotor mit Schlagleisten) eingebracht, die dann auf das hereinströmende Gestein wirkt, und bei Prallbrechern mit vertikaler Welle wird das Material im Innern eines Rotors durch Zentrifugalkraft hoch beschleunigt, um dann gezielt außen gegen eine feststehende Arbeitsfläche geführt zu werden.

Typische Bauformen von Brechern mit Prallzerkleinerung

• Prallbrecher mit horizontaler Welle
• Prallbrecher mit vertikaler Welle, auch Rotorbrecher

Schlagzerkleinerung

Schematische Darstellung der Schlagzerkleinerung.

Die Arbeitsfläche wird hoch beschleunigt und gegen das zu zerkleinernde Material, das idealerweise vor einem festen Untergrund liegt, geführt.

Typische Bauform von Brechern mit Schlagzerkleinerung

• Hammerbrecher

Scherung / Reibung

Schematische Darstellung der Scherungszerkleinerung.

Das zu zerkleinernde Gut befindet sich zwischen zwei Arbeitslinien (Scherung) oder Arbeitsflächen (Reibung), die Anpressdruck ausüben und zugleich in gegensätzliche Richtungen bewegt werden.

Typische Bauform von Brechern mit Scherungszerkleinerung

• Schredder für Scherung
• Kugelmühle für Reibung

Einsatzbereiche

• Herstellung von Sand, Kies, Splitt und Schotter in Steinbrüchen und Kieswerken
• Aufbereitung von Erzen, Salzen, Kohle, Mineralien im Bergbau
• Kohleaufbereitung im Kraftwerk
• Aufbereitung von Feststoffen in der Chemischen Industrie und Pharmazeutischen Industrie
• Aufbereitung von Zement
• Nahrungsmittelindustrie
• Recyclingindustrie
• Aufbereitung von Sekundärbaustoffen, wie z.B. Betonrecycling

Beurteilung von Brechern

Hauptkriterium für die Beurteilung von Brechern ist die Zerkleinerungswirkung. Da jeder Brecher zwangsläufig nicht nur eine einzige gewünschte Korngröße sondern immer ein Spektrum an Größen liefert, nimmt man zur Beurteilung den Vergleich der Korngrößenverteilung beim Aufgabegut gegenüber der Korngrößenverteilung beim Endprodukt. Diese Verteilungskurven nennt man Sieblinien.

Typische Zerkleinerungsgrade bei der Gesteinsaufbereitung

Bezeichnung	Zerkleinerungsgrad
Primär-Kreiselbrecher	6 bis 8
Backenbrecher	3 bis 5
Horizontal-Prallbrecher	5 bis 8
Sekundär-Kegel-/Kreiselbrecher	3 bis 4
Vertikal Prallbrecher	1,5 bis 3

Neben der Zerkleinerungswirkung können noch weitere Brecheffekte wichtig sein, wie zum Beispiel kubische Kornform, Bruchflächigkeit, Härte, Selektivität der Zerkleinerung. Weitere wichtige Aspekte sind Durchsatzleistung, Betriebsmittelkosten (vor allem für Verschleiß und Energieverbrauch), Investitionsaufwand und Wartungsfreundlichkeit.

Bedeutende Hersteller von Brechern (Auswahl)

• Hartl Anlagenbau GmbH (Powercrusher), Österreich
• bulltech minerals GmbH
• BHS-Sonthofen, Deutschland
• Extec, England
• Fintec, Northern Ireland, UK
• Gipo, Schweiz
• Hazemag, Deutschland
• Kleemann, Deutschland
• Maschinenfabrik Liezen (MFL), Österreich
• Metso Minerals, Finnland
• Officine Meccaniche di Ponzano Veneto, Italien
• Quarry Manufacturing & Supplies, England
• Retsch GmbH, Deutschland
• RUBBLE MASTER Compact Recycler, Österreich
• TEREX Pegson, England
• SBM Mineral Processing, Österreich
• Sandvik, Schweden
• Steckert
• ThyssenKrupp
• Weil Brechertechnik
• Svedala Deutschland GmbH, Niederlassung Lehrte

Weblinks

• Beispiele für Backenbrecher
• Video über die Funktionsweise eines Backenbrechers