Gewinnungs- und Aufbereitungstechnik – Aufbereitungsmechaniker – 1. Jahr

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Gewinnungs- und Aufbereitungstechnik – Aufbereitungsmechaniker – 1. Jahr

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Einleitung

Aus einem Rohstoffvorkommen wird erst durch passende Gewinnung, Aufbereitung und Prüfung ein verwendbares Produkt. Du lernst, geologische Angaben zu verstehen, Verfahren zu begründen und Mengen sicher zu berechnen. Anschließend bearbeitest du einen vollständig synthetischen Auftrag für ein Sand- und Kieswerk. Die Grundlagen gelten fachrichtungsübergreifend im ersten Ausbildungsjahr.

Lernplanbezug: KMK-Lerngebiet 1.1 „Gewinnungs- und Aufbereitungstechnik“, Zeitrichtwert 40 Unterrichtsstunden. Im vollständig ausgewerteten Original stehen die Übersicht auf PDF-Seite 3 und die ausführlichen Lernziele auf PDF-Seite 4. Der Beschluss stammt vom 29. April 1992; die aktuelle Ausbildungsordnung wird davon getrennt geprüft. Die Abdeckungsmatrix im Lernnachweis zeigt dir, wo du jedes Ziel übst. Dieser einzelne Kurs ist keine Vollabnahme des Ausbildungsberufs und keine amtliche Ausbildungs- oder Prüfungsfreigabe.

Arbeitsweise: Rechne zuerst selbst und vergleiche danach die Lösungen. Betriebsdaten und Aufträge sind erfunden. Reale Gefahrstoff-, Elektro-, Maschinen- und gesundheitsgefährdende Arbeiten gehören in einen qualifiziert angeleiteten, betrieblich freigegebenen Ausbildungsrahmen. Hier lernst du mit Papiermodellen, Bildern und Datensimulationen.

Rohstoffe, Erdgeschichte und Wertschöpfung

Dein Beruf und der Ausbildungsstand

Das BIBB führt zum Quellenstand 31.10.2026 die Ausbildungsordnung vom 9. Februar 2004 und eine Ausbildungsdauer von 36 Monaten. Die fünf Fachrichtungen heißen Naturstein, feuerfeste und keramische Rohstoffe, Sand und Kies, Steinkohle und Braunkohle. Nach § 2 der Verordnung wird die Fachrichtung für das dritte Ausbildungsjahr gewählt. Die Verordnung trat am 1. August 2004 in Kraft; § 9 behandelt die damals bereits bestehenden Ausbildungsverhältnisse. Ein neuer Ausbildungsbeginn im Jahr 2026 ist deshalb nicht automatisch ein Wechsel zu einer neuen Verordnung. Deinen persönlichen Beginn und deine vereinbarte Fachrichtung entnimmst du dem Ausbildungsvertrag und dem betrieblichen Ausbildungsplan. Trage diese persönlichen Angaben nicht in öffentlich sichtbare Kursantworten ein.

Der Kurs verbindet die Detailziele des gemeinsamen ersten Jahres mit aktuellen Ausbildungs- und Schutzquellen. Sand und Kies sind ein Beispiel; damit wird keine Fachrichtung für dich festgelegt.

Bildimpuls: Kieswerk bei Wettingen in der Schweiz. Suche sichtbare Hinweise auf Materialtransport, Aufbereitung und Lagerung. Eine Außenaufnahme allein verrät weder die genaue Schaltung noch die Leistungsfähigkeit der Anlage. Foto: Arkelin, CC BY 4.0; vollständiger Rechtebeleg im Medienverzeichnis.

Vorkommen, Produktion und wirtschaftlicher Nutzen

Ein Rohstoff ist ein Ausgangsstoff für weitere Produkte oder eine energetische Nutzung. Ein Vorkommen bezeichnet zunächst seine geologische Anwesenheit. Von einer wirtschaftlich gewinnbaren Lagerstätte sprichst du erst, wenn beispielsweise Menge, Qualität, Zugänglichkeit und wirtschaftliche Rahmenbedingungen dafür sprechen. Eine Genehmigung zur Gewinnung folgt daraus noch nicht. Das LGRB unterscheidet entsprechend zwischen einem Vorkommen und seiner nachgewiesenen wirtschaftlichen Gewinnbarkeit.

Produktion ist eine Menge pro Zeitraum, etwa Tonnen verkaufsfähiger Körnung pro Jahr. Ein Lagerstätteninhalt in Tonnen ist dagegen ein Bestand. Du darfst diese Größen nicht austauschen. Auch Rohförderung und verkaufsfähige Produktion sind verschieden: Nicht jedes geförderte Kilogramm erfüllt die Produktanforderungen.

Bei der Wertschöpfung entstehen durch Arbeit, Wissen und Anlagen nutzbare Leistungen: Aus wechselnd zusammengesetztem Rohkiessand wird eine geprüfte Körnung für einen konkreten Einsatz. Der Verkaufserlös ist dennoch kein Gewinn; Energie, Personal, Transport, Instandhaltung, Wasseraufbereitung und weitere Aufwendungen sind zu berücksichtigen. Als vereinfachte wirtschaftliche Vorstellung gilt: Produktionswert abzüglich bezogener Vorleistungen ergibt Bruttowertschöpfung. Löhne gehören zur Verteilung dieser Wertschöpfung, sind aber in einer betrieblichen Gewinnrechnung Kosten.

Rohstoffsicherung verbindet geologische Erkundung, langfristige Flächenplanung, verlässliche Bezugsquellen, sparsamen Einsatz und geeignete Sekundärrohstoffe. Energiesicherung bedeutet verlässliche Energieversorgung für Gewinnung, Pumpen, Brechen und weitere Prozesse; bei Kohlen kommt die Rolle als Energierohstoff hinzu. Dazu gehört die Frage, wie sich Bedarf durch effiziente Verfahren senken lässt. Ein Rohstoff ist nicht allein deshalb nachhaltig, weil er regional vorkommt: Abbaufolgen, Produktnutzen, Transport und spätere Wiederverwendung müssen zusammen betrachtet werden.

Wertschöpfungsbeispiele: Eine geprüfte Körnung kann Bestandteil von Beton werden; eine vergleichmäßigte Rohstoffmischung ermöglicht geeignete Keramikprodukte. Bei Kohlen zählen unter anderem Stückigkeit, Begleitstoffe und Wassergehalt. Die Tabelle Weiterverarbeitung in fünf Fachrichtungen ordnet die Produktwege zu. Bei Sekundärrohstoffen bestimmen Materialklasse, Eigenschaften und zulässiger Einsatzzweck die Wiederverwendung.

Typischer Denkfehler: Eine große Fördermenge allein beweist keinen guten Betriebserfolg. Entscheidend ist, wie viel geeignetes Produkt mit welchem Material-, Energie- und Kostenaufwand entsteht.

Erdentstehung, Zeitordnung und geologische Formationen

Die Erde entstand vor ungefähr 4,54 Milliarden Jahren. Diese Größenordnung wird unter anderem mit radiometrischen Untersuchungen begründet; die Altersbestimmung der Erde ist keine Anwendung der Radiokohlenstoffdatierung. Aus der Zusammenlagerung von Material, der Akkretion, im jungen Sonnensystem entstand ein sich erwärmender Planet. Bei Zusammenstößen wurde Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Dichteunterschiede führten zur Differenzierung von Kern, Mantel und Kruste. Abkühlung, Wasser, Atmosphäre und die Bewegung der Erdplatten ermöglichten über lange Zeiträume sehr unterschiedliche Bildungsbedingungen für Gesteine.

Für deinen Beruf musst du keine vollständige Erdzeittabelle auswendig aufsagen. Du sollst verstehen, warum Ablagerungen verschiedener Entstehungsräume unterschiedlich aufgebaut sind. Das Erdaltertum umfasst beispielsweise das Karbon mit bedeutenden Steinkohlebildungen. Zum Erdmittelalter gehören Trias, Jura und Kreide; viele Kalksteinfolgen entstanden in damaligen Meeren. Die Erdneuzeit umfasst Paläogen, Neogen und Quartär. In vielen Regionen prägten eiszeitliche Flüsse und Schmelzwässer quartäre Sand- und Kiesablagerungen. Die Begriffe beschreiben Zeitabschnitte, keine Garantie für einen bestimmten Rohstoff an jedem Ort.

Eine geologische Formation ist im heutigen stratigraphischen Sinn eine kartierbare Gesteinseinheit mit charakteristischen Merkmalen. Ein Formationsname ist daher nicht einfach ein anderer Name für eine Erdzeit. Beispiel: Das LGRB beschreibt die Goldshöfe-Sand-Formation und weitere Sandvorkommen sowie ihre Entstehungsräume. Bei Ulm sind auch die Grimmelfinger Graupensande als Rohstoffvorkommen beschrieben. Für eine Rohstoffbeschreibung verbindest du deshalb Alter, Gesteinsart, räumliche Einheit und Eigenschaften. Aus dem Alter allein kannst du keine Produktqualität berechnen.

Der Gesteinskreislauf erklärt unterschiedliche Rohstoffe

Magmatismus umfasst die Bildung und Entwicklung von Gesteinsschmelzen. Erstarrt Magma langsam in der Tiefe, kann beispielsweise Granit entstehen; rasch erstarrte Lava kann Basalt bilden. Bei Sedimentation werden transportierte Teilchen abgelagert, Stoffe ausgefällt oder organische Reste angesammelt. Aus Lockersediment kann durch Verdichtung und Verkittung ein Sedimentgestein entstehen. Metamorphose verändert bereits vorhandenes Gestein durch Druck und Temperatur, ohne es vollständig aufzuschmelzen. Kalkstein kann dabei zu Marmor werden. Diese drei Hauptgruppen sind über den Gesteinskreislauf miteinander verbunden.

Schema lesen: Verfolge einen Weg vom Magma bis zum Lockersediment und einen zweiten vom Sedimentgestein zum Metamorphit. Beschreibe jeweils den Vorgang am Pfeil. Grafik: Fabio Crameri, CC BY-SA 4.0; unveränderte Darstellung. Die Abbildung zeigt mögliche Wege, keinen Ablauf, den jedes Gestein vollständig und in derselben Zeit durchlaufen muss.

Beruflicher Zusammenhang: Verwitterung kann ein Gestein zerlegen, ohne alle Minerale gleich stark zu verändern. Transport kann Körner abrunden und nach ihrem Transportverhalten verteilen. Deshalb kann ein Kieskörper unterschiedlich zusammengesetzte Schichten und Feinsedimentlinsen enthalten. Ein Wechsel der Abbauzone kann die Beschaffenheit des Aufgabeguts ändern, obwohl dieselbe Aufbereitungsanlage verwendet wird. Gute Prozessbeobachtung beginnt somit schon bei der Geologie.

Typische Verwechslungen: Magma ist nicht automatisch Lava; erst an der Erdoberfläche wird austretende Schmelze so genannt. Metamorphose ist keine vollständige Schmelze. Sand ist zunächst eine Korngrößenbezeichnung und kein Beweis dafür, dass das Material ausschließlich aus Quarz besteht.

Minerale, Gesteine und chemische Zusammensetzung

Ein Mineral besitzt eine charakteristische Zusammensetzung und Struktur. Ein Gestein besteht aus einem oder mehreren Mineralen und kann weitere Bestandteile enthalten. Die chemische Zusammensetzung beeinflusst etwa Verwendbarkeit, Reaktionsverhalten und Anforderungen an die Qualitätssicherung. Eine Sichtprüfung ersetzt keine Analyse.

Beispiel	Chemischer Bezug	Konsequenz für die berufliche Beurteilung
Quarz	Siliciumdioxid, SiO2	Ein quarzreiches Material kann für spezielle Anwendungen interessant sein; unerwünschte Beimengungen und quarzhaltiger Feinstaub erfordern gesonderte Beachtung.
Calcit	Calciumcarbonat, CaCO3	Kalkstein kann viel Calcit enthalten, aber Ton- oder andere Beimengungen verändern seine Eigenschaften und mögliche Nutzung.
Kaolinit	Tonmineral mit Aluminium, Silicium, Sauerstoff und Hydroxidgruppen	Für keramische Rohstoffe zählen Mineralbestand, Feinheit und störende Begleitstoffe; „Ton“ ist keine einzelne chemische Reinsubstanz.
Kohle	organisch geprägtes Gemisch mit wechselnden Anteilen, unter anderem an Kohlenstoff, Wasser und mineralischer Substanz	Kohle ist kein reines chemisches Element. Wasser- und Aschegehalt beeinflussen Nutzbarkeit und Aufbereitung.

Eigenes Modellbeispiel: Zwei helle Sande haben dieselbe Kornverteilung. Probe A enthält überwiegend Quarz, Probe B zusätzlich deutlich mehr karbonatische Bestandteile. Aus der gleichen Farbe und Körnung darfst du keine identische chemische Eignung ableiten. Die richtige Entscheidung lautet: Einsatzzweck festlegen, erforderliche Merkmale prüfen und erst dann über eine Freigabe entscheiden. Im Kurs untersuchst du dazu nur bereitgestellte Datensätze; chemische Reagenztests sind kein Selbstversuch.

Lagerstätten erschließen und Rohstoffe gewinnen

Entstehung und Form einer Lagerstätte

Eine Lagerstätte beschreibst du nicht nur mit einem Rohstoffnamen. Du untersuchst Entstehung, räumliche Form, Lagerung, Zusammensetzung und mögliche Nutzung. Magmatische Vorgänge können Minerale anreichern; Sedimentation kann Kieslagen, Tonhorizonte oder Ausgangsmaterial von Kohlen bilden; Metamorphose kann ein vorhandenes Gestein und seine nutzbaren Eigenschaften verändern. Nicht jedes so entstandene Gestein ist deshalb wirtschaftlich gewinnbar.

Form	Verständliche Beschreibung	Bedeutung für die Planung
Lager	flächig ausgedehnter, schichtähnlicher Rohstoffkörper	Schichtgrenzen und Änderungen der Mächtigkeit müssen erkundet werden.
Flöz	schichtförmige Lagerstätte, besonders bei Kohle gebräuchlich	Zwischenmittel und wechselnde Qualität können eine getrennte Gewinnung erfordern.
Gang	meist plattenförmiger Körper, der eine Spalte oder Kluft ausfüllt und älteres Gestein durchsetzen kann	Die nutzbare Zone kann schmal sein; Nebengestein darf nicht ungeprüft mit dem Rohstoff gleichgesetzt werden.
Stock	kompakter, eher massiger Körper mit größerer Ausdehnung in mehreren Raumrichtungen	Seine Grenzen werden aus räumlicher Erkundung abgeleitet; eine einzelne Oberflächenansicht reicht nicht.
Tasche	örtlich begrenzte, unregelmäßige Ansammlung, beispielsweise in einer Vertiefung	Kleine oder stark wechselnde Körper verlangen eine sorgfältige Qualitäts- und Mengenbeurteilung.

Die Begriffe sind vereinfachende Beschreibungen und überschneiden sich teilweise: Ein Flöz ist ebenfalls schichtförmig. Aus der Form allein folgt weder das Entstehungsalter noch eine sichere Abbaumethode. Die Gangdefinition und die folgenden Lagerungsbegriffe findest du im geologischen Fachglossar des LGRB.

Bildanalyse: Unterschiedliche Erzgänge im Nebengestein in Pöhla-Hämmerlein. Beschreibe die sichtbaren Grenzen; leite daraus keine Abbauwürdigkeit ab. Das Foto dient ausschließlich der Bildbetrachtung. Urheber: Geomartin, CC BY-SA 3.0; Rechtebeleg im Medienverzeichnis.

Mächtigkeit, Streichen und Einfallen

Die Mächtigkeit ist die Dicke einer Schicht, gemessen senkrecht zu ihren Begrenzungsflächen. Die obere Begrenzung beziehungsweise das darüberliegende Gestein wird im Zusammenhang als Hangendes, die untere als Liegendes bezeichnet. Die Länge eines schräg durchbohrten Abschnitts ist nicht automatisch die wahre Mächtigkeit.

Das Streichen beschreibt die Richtung einer horizontalen Linie auf der betrachteten geologischen Fläche. Das Einfallen beschreibt ihre Neigung mit Fallrichtung und Fallwinkel. Die Richtung des stärksten Gefälles steht rechtwinklig zum Streichen; der Fallwinkel wird gegenüber der Horizontalen angegeben. Bei einer exakt horizontalen Fläche lässt sich keine eindeutige Streichrichtung festlegen.

Legende zum Schema: Blau kennzeichnet die horizontale Bezugsebene, Rot die geologische Fläche. z ist die Streichlinie, Z die Streichrichtung, F die Fallrichtung und φ der Fallwinkel. Grün zeigt eine vertikale Bezugsebene. Urheber: Duempfer; SVG-Aufbereitung xavax; Überarbeitung Gretarsson; gemeinfrei laut Dateiseite.

Denkbeispiel: Ein Körper streicht Nordost–Südwest und fällt mit 15° nach Südost ein. Eine senkrecht zu den Grenzflächen gemessene Distanz von 4,0 m ist seine Mächtigkeit. Eine schräge Bohrung kann trotzdem 4,8 m innerhalb der Schicht verlaufen. Ohne Winkelangabe lässt sich daraus keine wahre Mächtigkeit berechnen.

Fehler vermeiden: Das Einfallen ist nicht die Himmelsrichtung einer Zufahrt. Die sichtbare Höhe einer Wand ist nicht automatisch die Mächtigkeit des nutzbaren Rohstoffs. Kartenmaßstab, Höhenbezug und Schnittlage müssen zu den verwendeten Angaben passen.

Der Weg vom Aufschluss bis zur Verarbeitung

Vor einer Gewinnung stehen Erkundung, Bewertung und erforderliche Planungs- und Genehmigungsschritte. Ein Aufschluss bedeutet hier das betriebliche Zugänglichmachen des Rohstoffs, zum Beispiel durch Freilegen oder geeignete Zugänge. In der Geologie kann das Wort auch eine sichtbare Gesteinsstelle bezeichnen. Abraum ist überlagerndes Material, das für den betrachteten Rohstoffzweck nicht das Zielprodukt ist; auch dafür sind Umgang und Verbleib zu planen.

Station	Was geschieht?	Ergebnis im vereinfachten Sand- und Kiesbeispiel
Aufschluss	Zugang und Gewinnungsfläche werden entsprechend der freigegebenen Planung vorbereitet.	Das erkundete Vorkommen ist betrieblich erreichbar.
Abbau oder Gewinnung	Rohmaterial wird aus dem natürlichen Verband gelöst und aufgenommen.	Rohkiessand mit wechselnden Korngrößen und möglichen Begleitstoffen.
Aufbereitung	Material wird beispielsweise zerkleinert, gewaschen, klassiert, sortiert und entwässert.	Getrennte, prüfbare Produkte mit bestimmten Eigenschaften.
Verarbeitung	Aufbereitete Stoffe werden für weitere Erzeugnisse eingesetzt.	Beispielsweise Beton aus geeigneter Gesteinskörnung, Bindemittel und Wasser.

Fördern, Lagern und Prüfen verbinden mehrere dieser Stationen. Ein Förderband ist daher keine Aufbereitungsoperation, die allein eine definierte Kornklasse erzeugt. Eine Verladung erzeugt ebenfalls keine Produktfreigabe. Das veranschaulichen die Anlagen- und Prozessdarstellungen eines Rohstoffproduzenten.

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Fachvideo: „Erklärvideo: Gewinnung und Aufbereitung von Sand & Kies“, Heidelberg Materials Deutschland, 2014, deutsch. Der Anbieter verlinkt den Film in seinen Unterrichtsmaterialien. Ordne beim Ansehen die gezeigten Tätigkeiten den vier Stationen der Tabelle zu. Falls der Player nicht lädt: Erläutere dieselbe Zuordnung am obigen Schema. Das ältere Unternehmensvideo ist ein Verfahrensbeispiel und keine Quelle aktueller Rechts- oder Sicherheitsfreigaben.

Tagebau, Untertagebau sowie Trocken- und Nassgewinnung

Beim Tagebau erfolgt die Gewinnung von der Erdoberfläche aus, etwa im Steinbruch oder in einer Grube. Oberflächennahe Vorkommen können erreichbar sein, zugleich müssen beispielsweise Flächenbedarf, Abraum, Böschungen, Verkehrswege und Wasserverhältnisse berücksichtigt werden. Beim Untertagebau werden Lagerstätten über unterirdische Zugänge und Grubenbaue erreicht. Sicherung des Gebirges, Bewetterung, Wasserhaltung und sichere Fluchtwege sind eigenständige Fachaufgaben. Ein tieferes Vorkommen ist nicht automatisch wirtschaftlich besser im Untertagebau gewinnbar.

Verfahren	Prinzip und typische Geräte	Besondere Beurteilung
Trockengewinnung von Lockergestein	Bagger oder Radlader nehmen geeignetes zugängliches Material oberhalb des Wasserspiegels auf.	Tragfähigkeit, Wand- und Böschungszustand, sichere Verkehrsführung, Staub und Lärm.
Nassgewinnung von Sand und Kies	Geeignete Schwimm-, Greif- oder Saugbagger gewinnen Material unter Wasser.	Gewässer- und Uferbedingungen, Standsicherheit, Absturz- und Ertrinkungsgefahr; kein selbständiges Annähern an den Arbeitsbereich.
Gewinnung von Festgestein	Gestein wird entsprechend seiner Eignung und der genehmigten Planung gelöst; Bohren und Sprengen sind spezielle Facharbeiten.	Fachkundige Planung, gesicherte Gefahrenbereiche, Steinfall, Staub und Lärm. Der Kurs enthält keine Sprenganleitung.
Untertägige Gewinnung	Rohstoff wird innerhalb eines geplanten und gesicherten Grubengebäudes gewonnen und gefördert.	Zusätzliche Anforderungen durch Gebirge, Atmosphäre, Wasser und Rettungsorganisation; ausschließlich qualifiziert angeleitete Ausbildungsbereiche.

Beim Hochschnitt steht das Gewinnungsgerät vor der abzubauenden Wand; beim Tiefschnitt wird von einem höher gelegenen Standplatz aus gewonnen. Konkrete Wandhöhen, Abstände und Böschungswinkel werden nicht aus einem allgemeinen Unterrichtsbild festgelegt. Dafür sind die örtlichen Verhältnisse und die freigegebene betriebliche Planung maßgeblich.

Beobachten: Kies- und Sandgewinnung am Epple-See in Seltz. Beschreibe den Gewässerbezug; die genaue Bauart des Gewinnungsgeräts lässt sich aus dieser Aufnahme allein nicht sicher bestimmen. Foto: Gerd Eichmann, CC BY 4.0.

Wichtiger Unterschied: Nassgewinnung beschreibt die Gewinnung unter Wasser. Nassaufbereitung beschreibt den Einsatz von Wasser in der späteren Aufbereitung. Trocken gewonnenes Material kann nass aufbereitet werden. Umgekehrt sagt ein feuchtes Lagerprodukt allein noch nichts über die Gewinnungsart aus.

Fördertechnik: Ein Band verbindet Prozessstationen. Begründe, warum Übergabestellen, bewegte Teile und Zugänge gesichert sein müssen. Foto aus der Schweiz: Arkelin, CC BY 4.0. Das Bild ist keine Anleitung zur Bedienung oder zum Betreten der Anlage.

Zerkleinern und Klassieren

Aus einem Rohstoffgemisch soll ein Material mit passenden Eigenschaften werden. Zerkleinern verändert die Größe einzelner Körner; Klassieren teilt ein Gemisch nach Korngrößen. Sortieren trennt dagegen nach stoffbezogenen Eigenschaften. Diese Unterschiede bestimmen, welche Maschine du im Prozessfließbild einsetzt.

Brechen und Mahlen: Kräfte gezielt einsetzen

Beim Zerkleinern wirken Kräfte auf das Korn, bis es bricht. Ein Backenbrecher drückt Material zwischen einer festen und einer bewegten Backe zusammen. Er eignet sich beispielsweise für eine erste Brechstufe. Ein Kegelbrecher belastet das Material im sich verändernden Spalt zwischen Brechkegel und Mantel durch Druck. Beim Prallbrecher beschleunigt ein Rotor das Gestein; schnelle Stöße gegen Prallelemente oder anderes Material zerbrechen es. Welches Verfahren passt, hängt unter anderem von Härte, Verschleißwirkung, Aufgabekörnung und gewünschtem Produkt ab.

Bild M6: Bewegungsmodell eines Backenbrechers. Verfolge den wechselnden Spalt und den Weg des Materials. Das vereinfachte Schema zeigt keine vollständige Schutzeinrichtung; Quellen und Rechte stehen im Mediennachweis.

Mahlen führt die Zerkleinerung zu feineren Partikeln fort. In einer Kugelmühle beanspruchen bewegte Mahlkörper das Material durch Stöße und Reibung; Rührwerksmühlen nutzen vor allem intensive Reibungs- und Scherbeanspruchung. Das kann miteinander verwachsene Bestandteile freilegen: Dieser Aufschluss erleichtert eine nachfolgende Trennung. Er bedeutet hier keine chemische Auflösung.

Typischer Denkfehler: „Je feiner, desto besser.“ Übermäßige Zerkleinerung kann unnötige Feinstoffe, Energiebedarf und Verschleiß erzeugen. Entscheidend ist die geforderte Körnung. Maschinen werden ausschließlich nach freigegebenem Betriebsablauf bedient; Verstopfungen untersuchst du hier nur anhand von Modellen.

Sieben: Aufgabe, Durchgang und Rückstand

Ein Sieb besitzt Öffnungen definierter Weite. Der hindurchtretende Anteil heißt Siebdurchgang, der zurückbleibende Siebrückstand. Schwingungen bewegen das Kornbett und erleichtern kleineren Körnern den Zugang zu den Öffnungen. Mehrere Siebdecks können mehrere Kornklassen erzeugen. Vorsieben entlastet einen Brecher, wenn bereits ausreichend feines Material vorbeigeführt wird.

Bild M7: Kreisschwingsieb als Maschinenbeispiel. Vergleiche Aufgabezone, Siebfläche und mögliche Austragswege mit dem beschriebenen Prinzip.

Bild M8: Siebgewebe im Detail. Die freie Öffnung ist für den Korndurchtritt maßgeblich; sie ist nicht mit dem Drahtdurchmesser gleichzusetzen.

Synthetisches Rechenbeispiel: Eine idealisierte trockene Probe wiegt 1 000 g. Nach der Trennung am 8-mm-Sieb bleiben 350 g zurück; 650 g passieren. Der Rückstandsanteil beträgt 350 g / 1 000 g × 100 = 35 %, der Durchgang 65 %. Kontrolle: 350 g + 650 g = 1 000 g und 35 % + 65 % = 100 %. Ein reales Sieb trennt nicht vollkommen: Kornform, Feuchte, verstopfte Öffnungen und zu hohe Belegung können Fehlkorn verursachen. Ein Korn knapp unter der Öffnungsweite benötigt eine günstige Orientierung und ausreichend Gelegenheit zum Durchtritt.

Trockenklassierung kommt ohne zugesetztes Prozesswasser aus; feuchtes, bindiges Material kann dabei anhaften. Nasssiebung nutzt Wasser und kann zugleich anhaftende Feinstoffe abspülen. Dafür entstehen wasserhaltige Produkt- und Schlammströme, die weiterbehandelt werden müssen. Der Begriff „nass“ beschreibt keinen Qualitätsvorsprung für jeden Rohstoff.

Hydrozyklon und Kreislaufführung

Ein Hydrozyklon klassiert eine Suspension, also Feststoffteilchen in einer Flüssigkeit. Die unter Druck einströmende Suspension rotiert. Gröbere Teilchen gelangen bevorzugt nach außen und zum unteren Austrag; feinere Teilchen folgen stärker dem Flüssigkeitsstrom zum oberen Überlauf. Dichte, Kornform, Feststoffbeladung und Betriebszustand beeinflussen die tatsächliche Trennung. Es gibt keine Siebmaschen und keine scharfe geometrische Trenngrenze.

Bild M9: Schnitt durch einen Hydrozyklon. Ordne Zulauf, oberen Überlauf und unteren Austrag zu. Der Überlauf kann weiterhin Feinstoffe enthalten; er ist nicht automatisch sauberes Kreislaufwasser.

Im geschlossenen Zerkleinerungskreislauf wird ein noch zu grober Teilstrom zurückgeführt. Die Maschine verarbeitet deshalb frische Aufgabe und Rücklauf gemeinsam. Beispiel: 20 t/h Frischaufgabe plus 5 t/h Rücklauf ergeben 25 t/h Maschinenbelastung, nicht 25 t/h neu gewonnenes Produkt. Den Rücklauf darfst du in einer Bilanz über die gesamte Anlage nicht nochmals als Rohstoffzufuhr zählen.

Sortieren, Entwässern und Weiterverarbeiten

Ein passendes Kornmaß garantiert noch keine passende stoffliche Zusammensetzung. Ein gleich großes Holzstück bleibt im Kies unerwünscht. Du prüfst deshalb, welche Eigenschaft die Bestandteile unterscheidet und welches Produkt tatsächlich verlangt wird.

Waschen und Sortieren nach Eigenschaften

Waschen löst und entfernt beispielsweise anhaftende tonige Verunreinigungen. Bei fest haftenden Belägen unterstützen mechanische Reibung in einer Läuteranlage oder intensive Korn-an-Korn-Bewegungen in einer Attritionszelle das Ablösen. Anschließend müssen die abgelösten Feinstoffe aus dem Produktstrom entfernt werden. Bloßes Zugeben von Wasser beendet diesen Trennvorgang nicht.

Bei der Dichtesortierung nutzt man unterschiedliches Verhalten im Schwerefeld beziehungsweise im strömenden Wasser. In einem Aufstromapparat werden feinere oder leichtere Teilchen eher nach oben getragen; gröbere oder dichtere gelangen eher nach unten. Dichte ist Masse je Volumen: Ein großes leichtes und ein kleines dichtes Korn können trotzdem ähnlich sinken. Für einen reinen Dichtevergleich setzt du im vereinfachten Modell deshalb gleiche Korngröße und ähnliche Form voraus.

Ein Magnetscheider nutzt magnetische Eigenschaften, etwa zum Entfernen von Eisenstücken aus einem Förderstrom. Das schützt nachfolgende Aggregate und kann die Produktreinheit verbessern. Er entfernt nicht pauschal alle Metalle: Aluminium wird beispielsweise nicht wie Eisen angezogen.

Bild M10: Magnetabscheider an einem Förderband. Erkenne den Trennschritt im Stoffstrom. Das Bild ist keine Aufforderung, sich laufenden Förderanlagen zu nähern.

Flotation trennt nach Oberflächeneigenschaften. Wasserabweisende Teilchen können an Luftblasen anhaften und in eine Schaumschicht aufsteigen; gut benetzbare verbleiben bevorzugt in der Suspension. Industriell können geeignete Reagenzien die Auswahl beeinflussen. Das unterscheidet Flotation sowohl vom Sieben als auch vom Hydrozyklon. Hier verwendest du ausschließlich gezeichnete Teilchenmodelle und vorgegebene Daten; keine Flotationschemikalien, Schwerflüssigkeiten oder leistungsstarken Magnete.

Wasser entfernen: Entwässerung und Trocknung

Sedimentieren bedeutet Absetzen von Feststoffteilchen. Ein Eindicker kann einen feststoffreicheren Unterlauf und einen wasserreicheren Überlauf liefern. Bei der Filtration passiert Flüssigkeit ein Filtermedium; Feststoff bleibt zurück. Entwässerungssiebe und Filterpressen sind Beispiele mechanischer Entwässerung. Rückgewonnenes Wasser benötigt eine für seinen nächsten Einsatz ausreichende Qualität.

Bild M11: Vereinfachtes Teilchenmodell des Sedimentierens. Es erklärt das Absetzen, aber weder die Größe eines industriellen Eindickers noch die Reinheit seines Überlaufs.

Thermische Trocknung entfernt Wasser durch Wärmezufuhr und Verdampfung. In einem Trommeltrockner bewegen Hubschaufeln das Material durch einen warmen Gasstrom. Mechanisches Entwässern und thermisches Trocknen sind deshalb unterschiedliche Verfahren.

Synthetisches Beispiel: 100 kg feuchtes Material enthalten 92 kg Trockenstoff. Die Wassermasse beträgt 8 kg; auf die feuchte Gesamtmasse bezogen sind das 8 % Wasser. Nach mechanischer Entfernung von 5 kg Wasser verbleiben 95 kg Material mit 3 kg Wasser: 3 / 95 × 100 ≈ 3,16 %. Der Trockenstoff bleibt im verlustfreien Modell unverändert. „Drei Kilogramm Wasser“ und „drei Prozent Wasser“ sind verschiedene Angaben.

Weiterverarbeitung und Verwendung in fünf Fachrichtungen

Dosieren stellt eine gezielte Materialmenge bereit; Mischen verteilt Bestandteile möglichst gleichmäßig. Verwechsel diese Funktionen nicht mit einer Trennung. Die folgenden Beispiele verdeutlichen unterschiedliche Produktziele; die tatsächliche Eignung braucht betriebliche Qualitätsnachweise.

Fachrichtung	Beispiel für Weiterverarbeitung und Verwendung
Naturstein	Brechen, Klassieren und Mischen geeigneter Körnungen für Straßenbau oder Beton.
Sand und Kies	Waschen, Klassieren und Entwässern; passende Fraktionen beispielsweise für Beton und Mörtel.
Feuerfeste und keramische Rohstoffe	Mahlen, Dosieren und Homogenisieren; geeignete Mischungen für keramische oder feuerfeste Erzeugnisse. Formgebung und Brennen können anschließen.
Steinkohle	Klassieren, Sortieren und Entwässern; qualitätsabhängig Brennstoff oder geeigneter Einsatzstoff für die Kokerei.
Braunkohle	Zerkleinern, gegebenenfalls Trocknen und Brikettieren; aufbereiteter Brennstoff. Staub- und Brandgefahren verlangen besondere betriebliche Schutzmaßnahmen.

Fachvideo: Nassaufbereitung beobachten

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CDE-Fachvideo zur Sandaufbereitung, Herstellerperspektive. Das Originalvideo wird verknüpft; eine freie Lizenz wird nicht behauptet. Beobachte Materialweg, Wasserweg und Produktabgabe. Wenn das Video nicht verfügbar ist, nutze die Erklärungen dieses Kapitels: Klassierung trennt Teilchenströme, Entwässerung verringert die mitgeführte Flüssigkeit. Mehr Wasser allein ist weder ein Reinheitsnachweis noch eine automatische Verbesserung der Nachhaltigkeit.

Sicher, nachhaltig und digital arbeiten

Gefährdungen erkennen und Zuständigkeiten beachten

Technisches Verstehen ist die Grundlage sicherer Arbeit, ersetzt aber keine Unterweisung. Vor der ersten Verwendung eines Arbeitsmittels sind verständliche, tätigkeitsbezogene Informationen und Unterweisung erforderlich. Arbeitsmittel mit besonderen Gefährdungen dürfen nur entsprechend beauftragte Beschäftigte verwenden. Für Jugendliche gelten zusätzlich die Voraussetzungen des Jugendarbeitsschutzgesetzes; „Ich bin in Ausbildung“ ist keine pauschale Erlaubnis für gefährliche Tätigkeiten.

Du hältst Abstand zu Gefahrenbereichen, meldest Auffälligkeiten und beachtest den betrieblichen Notfallplan. Ein gedrückter Not-Halt ist keine vollständige Absicherung für Instandhaltungsarbeiten. Nachlauf, gespeicherter Druck, elektrische Energie, angehobene Bauteile oder nachrutschendes Material können weiterhin gefährlich sein. Eingriffe und Sicherungsmaßnahmen werden von dafür fachkundigen, beauftragten und unterwiesenen Personen nach dem freigegebenen Verfahren durchgeführt.

Situation	Fachlich begründeter Schutz	Sichere Lernhandlung in diesem Kurs
Laufendes Förderband oder blockierter Brecher	Einzugsstellen und Steinflug vermeiden; Schutzeinrichtungen erhalten; Störung melden und zuständige Personen einschalten.	Foto oder Störungsmeldung analysieren, ohne eine reale Anlage zu betreten.
Staub beim Umschlag oder Sieben	Staubentstehung und Ausbreitung technisch vermindern, etwa durch Kapselung, geeignete Absaugung oder ein passendes Nassverfahren; nicht mit Druckluft aufwirbeln.	Papierkörner und synthetische Messwerte verwenden; kein trockenes Sieben quarzhaltigen Materials im Unterricht.
Lärm und Vibrationen	Belastung an der Quelle und durch Arbeitsorganisation reduzieren; geeignete persönliche Schutzausrüstung entsprechend Gefährdungsbeurteilung ergänzen.	Eine Schutzmaßnahme begründen; keine laute Maschine als Demonstrationsversuch betreiben.
Nassanlage, Gewässer oder elektrische Einrichtung	Zugänge und Absturzkanten sichern; elektrische Gefährdungen beachten; Arbeiten nur im zulässigen Rahmen unter qualifizierter Anleitung.	Wasserweg auf einem Schema verfolgen; keine elektrischen Aufbauten oder Gewässerversuche.
Reagenzien, Betriebsstoffe oder unbekannte Rückstände	Stoffe anhand freigegebener Informationen beurteilen, geeignete Lagerung und Schutzmaßnahmen festlegen lassen; keine unbekannten Stoffe mischen.	Vorgegebene, unkritische Datensätze vergleichen; keine Gefahrstoffversuche.
Schweres Heben oder ungünstige Körperhaltung	Lasten vermeiden oder geeignete Hilfen nutzen, Arbeitsplätze passend gestalten und Belastungen organisatorisch begrenzen.	Einen Arbeitsplatz zeichnerisch verbessern, ohne Lasthebeversuch.

Die Gefahren an Förderern und Brechern sowie Staub-, Lärm- und Nassanlagenrisiken sind in den aktuellen Online-Fachinformationen der BG RCI beschrieben.

Ergonomie bedeutet, Arbeit so zu gestalten, dass sie zum Menschen passt: erreichbare Anzeigen, passende Arbeitshöhen, gute Sicht, geeignete Hilfsmittel sowie begrenzte Lärm-, Staub- und Vibrationsbelastung. „Konzentriere dich stärker“ behebt keinen ungünstig gestalteten Arbeitsplatz. Gesundheitsbezogene Vorsorge und fachliche Beurteilungen gehören zu den zuständigen qualifizierten Stellen; der Kurs stellt keine Diagnosen.

Umwelt, Landschaft und Rohstoffkreisläufe

Emissionen sind von einer Anlage ausgehende Belastungen, beispielsweise Staub, Schall oder Abgase. Immissionen sind die Einwirkungen am betrachteten Ort. Ein hoher Schornstein oder eine andere Windrichtung beseitigt die freigesetzte Stoffmenge nicht. Fachlich begründete Verbesserungen setzen möglichst an der Entstehung an und berücksichtigen verbleibende Belastungen.

Bei Gewinnung und Aufbereitung verändern sich Flächen und Stoffströme. Rekultivierung zielt auf eine geplante nutzbare Folgelandschaft; Renaturierung stärkt naturnahe Strukturen und ökologische Funktionen. Beides muss zu Standort, genehmigter Planung und langfristiger Pflege passen. Es reicht nicht, nach dem Abbau ohne Konzept einige Pflanzen zu setzen. Oberboden, Wasserhaushalt, Lebensräume und spätere Nutzung gehören früh in die Planung.

Recycling führt geeignete Materialien wieder in eine Nutzung zurück. Aufbereitung kann dafür Fremdstoffe trennen und definierte Körnungen herstellen. Sie entfernt aber nicht automatisch jede chemische Belastung. Auch ein optisch sauberer Sekundärrohstoff benötigt passende Nachweise. Entsorgung umfasst die geordneten Wege für nicht unmittelbar nutzbare Stoffströme; Verwertung und Beseitigung sind zu unterscheiden. Schlämme, belastete Stoffe und saubere mineralische Nebenprodukte werden deshalb nicht pauschal demselben Weg zugeordnet. Freigaben und Materialeinstufung liegen bei den zuständigen Stellen.

Im Prozesswasserkreislauf wird abgetrenntes Wasser nach geeigneter Behandlung erneut genutzt. Trotzdem sind Austräge mit Produkt und Schlamm, Verdunstung und erforderliche Ergänzung zu bilanzieren. „Kreislauf“ bedeutet nicht automatisch „ohne Frischwasserbedarf“. Rohstoffkarten, Sicherung und Sekundärrohstoffe erläutert das LGRB zusammenhängend; Karten ersetzen keine Abbaugenehmigung.

Kosten und rationellen Energieeinsatz gemeinsam beurteilen

Eine Aufbereitungsentscheidung hat mehrere Ziele: passende Qualität, sichere Arbeit, verlässliche Menge und vertretbaren Ressourcenaufwand. Zusätzliche Zerkleinerung kann die Körnung verbessern, aber Energie und Verschleiß erhöhen. Eine Vorsiebung kann unnötiges Brechen vermeiden. Mechanisches Entwässern kann den späteren thermischen Aufwand verringern; ob Trocknung überhaupt nötig ist, hängt vom Produkt ab.

Bei einer einfachen Kostenbetrachtung unterscheidest du beispielsweise Personal, Energie, Instandhaltung, Wasserbehandlung, Transport und anlagenbezogene Kosten. Fixe Kosten ändern sich im betrachteten Bereich nicht unmittelbar mit jeder zusätzlichen Tonne; variable Kosten hängen stärker von der Leistung ab. Im realen Betrieb gibt es Mischformen und Kapazitätsgrenzen. Mehr Durchsatz senkt deshalb nicht automatisch alle Stückkosten: Überlastung kann Fehlkorn, Stillstände und Nacharbeit erzeugen.

Eigene Entscheidungsregel: Vergleiche Alternativen bei gleichem Produktziel und klarer Bezugsgröße. Prüfe zuerst Sicherheit und Qualität, dann unter anderem kWh je Tonne, Frischwasser je Tonne und Kosten je verwendbarer Tonne. Ein günstiger Wert pro Tonne und ein geringer Gesamtverbrauch sind verschiedene Aussagen. Beide können für eine Entscheidung wichtig sein.

Digitale Prozessdaten und Qualitätssicherung

Bandwaagen, Füllstandssensoren, Durchflussmessungen und Temperaturfühler können Daten zur Prozessbeobachtung liefern. Ein Sensorwert besteht nicht nur aus einer Zahl: Messgröße, Einheit, Zeitpunkt, Messstelle und Plausibilität gehören dazu. Ein ausgefallener Sensor kann einen falschen Eindruck stabiler Produktion erzeugen. Ein steigender Motorstrom kann mehrere Ursachen haben; eine eindeutige Ferndiagnose allein aus einem Einzelwert ist meist nicht möglich.

Eine einfache Wirkungskette lautet: Messung → Vergleich mit Vorgabe → begründete Entscheidung → zugelassene Maßnahme → erneute Kontrolle. Bei einer Regelung wird eine gemessene Größe mit dem Sollwert verglichen und über eine Stellgröße beeinflusst. In dieser Simulation veränderst du ausschließlich Tabelleneinträge; du schreibst keine Befehle an reale Steuerungen.

Für die Qualitätssicherung muss eine Probe den untersuchten Materialstrom angemessen vertreten. Eine bequem erreichbare Handvoll von der Haldenoberfläche kann durch Entmischung ein verzerrtes Bild liefern. Im Betrieb gelten festgelegte Probenahme- und Prüfverfahren. Hier erhältst du ausdrücklich synthetische, als repräsentativ vorausgesetzte Daten. Du dokumentierst Prüfkriterium, Ergebnis, Entscheidung und offenen Klärungsbedarf getrennt.

Datenschutz und Informationsschutz: Übe mit erfundenen Chargencodes, nicht mit Namen, echten Kundenaufträgen, Betriebsgeheimnissen oder Zugangsdaten. Eine Tabelle mit entfernten Namen kann über weitere Merkmale trotzdem Personen oder Betriebe erkennbar machen. Für digitale Dokumentation sind erforderliche Daten, berechtigte Zugriffe und nachvollziehbare Änderungen entscheidend. Eine KI-Erklärung oder ein automatisches grünes Signal ersetzt weder den Messnachweis noch die zuständige Freigabe.

Rechnen und einen Arbeitsauftrag bearbeiten

Einheiten, Längen, Flächen und Volumina

Schreibe zuerst gegeben, gesucht, Formel, eingesetzte Werte mit Einheiten und Ergebnis auf. Eine richtige Zahl mit einer falschen Einheit ist kein richtiges Ergebnis. Die folgenden Werte sind ausschließlich Rechenmodelle.

Größe	Zusammenhang	Häufiger Fehler
Länge	1 m = 100 cm = 1 000 mm	Den Faktor für Zentimeter auch auf Quadrat- oder Kubikzentimeter anwenden.
Fläche	1 m² = 10 000 cm²	Nur mit 100 statt mit 100² umrechnen.
Volumen	1 m³ = 1 000 l = 1 000 000 cm³	Liter und Kubikzentimeter gleichsetzen.
Masse	1 t = 1 000 kg	Tonnen mit Tonnen pro Stunde verwechseln.
Dichte	1 g/cm³ = 1 t/m³ = 1 000 kg/m³	Eine Korndichte ohne Begründung für eine lockere Schüttung verwenden.

Länge und Maßstab: Auf einem Plan im Maßstab 1:250 ist eine Strecke 8 cm lang. Wirkliche Modelllänge = 8 cm × 250 = 2 000 cm = 20 m. Der Maßstab gilt für Längen; Flächen ändern sich mit dem Quadrat des Längenfaktors.

Querschnitte: Für ein Rechteck gilt A = b × h. Mit b = 3 m und h = 2 m erhältst du A = 6 m². Für einen Kreis gilt A = π × d² / 4. Ein modellhafter Rohrinnendurchmesser von 0,20 m ergibt A = π × (0,20 m)² / 4 ≈ 0,0314 m². Der Durchmesser wird quadriert; 0,20² ist 0,04. Diese Rechnung ist keine Rohrleitungs- oder Anlagenbemessung.

Volumen: Ein idealisierter rechteckiger Behälter ist innen 2 m lang, 3 m breit und 1,5 m hoch gefüllt. V = l × b × h = 2 m × 3 m × 1,5 m = 9 m³. Bei veränderlichem Querschnitt, schrägen Wänden oder unregelmäßigen Halden ist diese einfache Formel nicht ungeprüft anwendbar. Zeichne zuerst die angenommene Geometrie und kennzeichne die Vereinfachung.

Dichte, Masse, Massenstrom und Wassergehalt

Dichte ist Masse je Volumen: ρ = m / V, also m = ρ × V und V = m / ρ. Korndichte bezieht sich auf das Kornvolumen nach dem jeweiligen Messverfahren; Schüttdichte bezieht die Hohlräume zwischen den Körnern mit ein. Eine Lagerungsdichte beschreibt den betrachteten Zustand im natürlichen Körper. Feuchte, Verdichtung und Bezugsvolumen müssen zur jeweiligen Angabe passen.

Behälterbeispiel: Für die 9 m³ Schüttgut sei eine Schüttdichte von 1,60 t/m³ gegeben. m = 1,60 t/m³ × 9 m³ = 14,4 t. Setztest du fälschlich eine Korndichte von 2,65 t/m³ ein, würdest du die Zwischenräume rechnerisch mit Feststoff füllen. Die Angabe 1,60 t/m³ ist ein Modellwert, keine allgemeine Kieskonstante.

Ein Massenstrom ist Masse je Zeit: ṁ = m / t. Werden in zwei Stunden 80 t verarbeitet, ergibt sich ṁ = 80 t / 2 h = 40 t/h. Bei einer stationären Bilanz ohne Bestandsänderung gilt für denselben Stoffbezug: Zufuhr = Summe aller Abfuhren. Interne Rückläufe werden bei einer Bilanz über die gesamte Anlage nicht als zusätzliche Rohstoffgewinnung gezählt.

Ein Anteil wird mit Teilmenge / Gesamtmenge × 100 berechnet. Massenausbringen beziehungsweise Massenausbeute bezeichnet hier Produktmasse / Aufgabemasse auf derselben Bezugsbasis. Es ist kein Reinheitsgrad. Bei feuchten Proben unterscheidest du außerdem Wasseranteil bezogen auf die feuchte Gesamtmasse und Wassergehalt bezogen auf die Trockenmasse. Beispiel: 8 kg Wasser in 100 kg feuchtem Material entsprechen 8 % auf feuchter Basis, aber 8 / 92 × 100 ≈ 8,70 % auf trockener Basis. Gib die verwendete Definition immer an.

Temperaturen und sinnvolle Kennzahlen

Die thermodynamische Temperatur in Kelvin erhältst du aus dem Celsiuswert durch Addition von 273,15: 20 °C entsprechen 293,15 K, 80 °C entsprechen 353,15 K. Kelvin wird ohne Gradzeichen geschrieben. Bei einer Temperaturdifferenz fällt der gemeinsame Offset weg: 80 °C − 20 °C = 60 K. Eine Differenz von 60 K ist nicht die absolute Temperatur 60 K und auch nicht 333,15 K. Der Zahlenwert eines Temperaturunterschieds in Kelvin entspricht dem in Grad Celsius.

Spezifischer Energieeinsatz: Energie / zugehörige Masse, beispielsweise kWh/t. Frischwassereinsatz: neu zugeführtes Wasser / zugehörige Masse, beispielsweise m³/t. Modellstückkosten: zugeordnete Kosten / geeignete Produktmenge. Nenne stets, ob sich die Tonne auf Rohaufgabe, feuchtes Gut, Trockenstoff oder freigegebenes Produkt bezieht. Sonst können zwei mathematisch richtige Kennzahlen scheinbar widersprechen.

Modellauftrag: Charge S-01 im Lernkieswerk

Ausgangslage: Das erfundene Lernkieswerk soll aus 80 t Rohgut passende Körnungen bereitstellen. Du erstellst ein Arbeitsblatt mit Rohstoffbeschreibung, Verfahrensfolge, Mengen- und Ressourcenrechnung sowie einer begründeten Qualitätsentscheidung. Es handelt sich ausschließlich um eine Datensimulation der Fachrichtung Sand und Kies. Alle Massen sind Trockenstoffmassen; Anlagenbestand und Verluste bleiben im betrachteten Zeitraum unverändert beziehungsweise werden vollständig in den genannten Austrägen erfasst.

Geologisches Modell: Ein horizontaler, sedimentärer Kieskörper wird stark vereinfacht als Quader von 10 m × 4 m × 2 m beschrieben. Die 2 m sind seine wahre Mächtigkeit. Für diesen Körper ist eine trockene Lagerungsdichte von 1,80 t/m³ vorgegeben. Das Rohgut enthält ablösbare tonige Anhaftungen. Diese Daten sind keine Abbauplanung und keine Aussage über eine reale Lagerstätte.

Modellvorgabe	Wert oder Anforderung
Verarbeitungszeit und Rohaufgabe	2 h; 80 t Trockenstoff
Getrennte Austräge	28 t für 0/4; 20 t für 4/8; 24 t für 8/16; 4 t Überkorn zur getrennten späteren Nachbehandlung; 4 t Trockenstoff im Schlammstrom
Qualitätsprobe der gesamten 4/8-Charge	1 000 g Trockenmasse: 70 g unter 4 mm; 850 g von 4 bis 8 mm; 80 g über 8 mm
Ausschließlich für diese Simulation geltende Grenzwerte	Bei 4/8 höchstens 5 % Unterkorn und höchstens 5 % Überkorn; alle sonstigen Modellkriterien der Fraktionen 0/4 und 8/16 gelten als erfüllt.
Wasserstrom bei gleichbleibendem Kreislaufbestand	50 m³/h zur Wäsche, davon 40 m³/h aufbereitetes Rücklaufwasser und 10 m³/h Frischwasser
Energie und Modellkosten für den gesamten Lauf	288 kWh; zusammen 1 040 Euro
Simulierte Meldung am Ende	Auffällige Siebbelegung; mögliche Störung, Ursache noch nicht festgestellt

Die Schreibweise d/D benennt hier die untere und obere Nennsiebgröße in Millimetern, beispielsweise 4/8. Reale Produkte können spezifizierte Toleranzen für Unter- und Überkorn besitzen. Die oben verwendeten 5 % sind erfundene Auftragsgrenzen, keine behauptete DIN- oder allgemeine Zulassungsgrenze. Bei 0/4 bedeutet die Null nicht, dass ein Korn eine Größe von null haben müsste.

Dein zusammenhängender Arbeitsauftrag: Begründe eine geeignete Prozessfolge. Berechne Rohstoffinhalt, Durchsatz, sämtliche Massenanteile, Wasser- und Energiekennzahlen. Entscheide, welche Teilmenge im Modell freigegeben werden kann. Verfasse eine Störungsmeldung, nenne Schutzmaßnahmen und schlage eine überprüfbare Verbesserung vor. Dokumentiere Annahmen und Grenzen so, dass eine zweite Person deinen Rechenweg nachvollziehen kann.

Musterlösung und ausgefülltes Arbeitsprodukt

Arbeitsprodukt: Produktions- und Qualitätsprotokoll S-01. Eine mögliche Verfahrensfolge ist nachstehend begründet. Andere Lösungen sind zulässig, wenn sie die Stoffeigenschaften, Ziele und Sicherheitsgrenzen nachvollziehbar berücksichtigen.

Prozessstation	Begründung und Stoffweg
Geregelte Aufgabe und Schutzabscheidung	Gleichmäßige Beschickung im Modell; ungeeignete Fremdteile werden über dafür vorgesehene Einrichtungen zurückgehalten.
Wäsche	Tonige Anhaftungen ablösen; die abgelösten Feinstoffe müssen anschließend getrennt werden.
Klassieren	Teilströme 0/4, 4/8, 8/16 und Überkorn bilden; reine Größentrennung garantiert noch keine vollständige Reinheit.
Entwässern und getrennt lagern	Wasser abtrennen, Fraktionen getrennt halten und nach dem Modellprüfplan beurteilen. Überkorn wird außerhalb dieser Bilanz separat nachbehandelt, nicht als interner Rücklauf doppelt gezählt.
Schlamm- und Wasserbehandlung	Feinstoffstrom gesondert führen; geeignet aufbereitetes Wasser zurückführen. Verbleibende Reststoffe werden nach fachlicher Einstufung behandelt.

Ein Brecher wäre für diesen Lauf kein automatisch notwendiger Schritt: Die 4 t Überkorn werden zunächst getrennt erfasst. Eine spätere, geeignete Zerkleinerung kann geprüft werden. Das schützt vor der fehlerhaften Annahme, jedes Korn müsse unabhängig von seiner Ausgangsgröße durch alle Maschinen.

Protokollfeld	Nachvollziehbare Lösung
Rohstoffinhalt im Quader-Modell	V = 10 m × 4 m × 2 m = 80 m³. m = 80 m³ × 1,80 t/m³ = 144 t Trockenstoff. Die Rechnung setzt gleichmäßige Geometrie und Dichte voraus; sie ist keine freigegebene Vorratsberechnung.
Durchsatz	80 t / 2 h = 40 t/h Rohaufgabe.
Massenbilanz	28 + 20 + 24 + 4 + 4 = 80 t. Anteile: 35 %, 25 %, 30 %, 5 %, 5 %; Summe 100 %. Die 4 t im Schlamm bezeichnen Trockenstoff, nicht die gesamte nasse Schlammmasse.
Zunächst vorgesehene Produktmenge	28 + 20 + 24 = 72 t. Rechnerisches Massenausbringen: 72 / 80 × 100 = 90 %. Das ist zunächst eine mengenbezogene Planung, noch keine vollständige Qualitätsfreigabe.
Qualitätsrechnung für 4/8	Unterkorn: 70 / 1 000 × 100 = 7 %; Überkorn: 80 / 1 000 × 100 = 8 %; Zielbereich: 85 %. Beide Fehlkornanteile überschreiten die jeweils vorgegebenen 5 %.
Freigabeentscheidung im Modell	Die gesamte repräsentierte 4/8-Charge von 20 t zurückhalten. Aktuell freigabefähig: 28 + 24 = 52 t; bezogen auf die Aufgabe: 52 / 80 × 100 = 65 %. Nicht nur die aus der Probe geschätzte Fehlkornmasse herausrechnen und den Rest ungeprüft freigeben.
Wasserkreislauf	Rücklaufanteil: 40 / 50 × 100 = 80 %. Frischwasser in zwei Stunden: 10 m³/h × 2 h = 20 m³. Je Tonne Rohaufgabe: 20 / 80 = 0,25 m³/t = 250 l/t. Bei konstantem Bestand entsprechen die zusammengefassten Wasserausträge und Verluste 10 m³/h.
Energiekennzahl	288 kWh / 80 t = 3,6 kWh/t Rohaufgabe. Bezogen auf die zunächst vorgesehenen 72 t wären es 4,0 kWh/t; die Bezugsbasis muss ausdrücklich genannt werden.
Modellkosten	1 040 Euro / 72 t ≈ 14,44 Euro je vorgesehener Produkttonne. Die zurückgehaltene Menge und mögliche Nacharbeit sind wirtschaftlich noch offen. Dieser Quotient ist weder Verkaufspreis noch Gewinn.
Störungsmeldung	„Charge S-01: 4/8-Probe enthält 7 % Unterkorn und 8 % Überkorn. Auffällige Siebbelegung beobachtet; Ursache ungeklärt. 20 t im Modell gesperrt, zuständige Fachkraft informieren. Kein Eingriff an laufender Anlage.“

Diagramm der Qualitätsabweichung: Die Balken verwenden dieselbe Skala von 0 bis 10 %; die Zahlen sind zusätzlich als Text angegeben. Daten: eigene Simulation S-01.

Merkmal	Anteil	Vergleich auf gemeinsamer Skala
Modellgrenze je Fehlkornart	5 %	5 %
Unterkorn	7 %	7 %
Überkorn	8 %	8 %

Begründete Folgerung: Verstopfte Öffnungen, ungünstige Beschickung oder beschädigte beziehungsweise unpassende Siebflächen sind mögliche Prüfhinweise, keine aus diesen Daten bewiesenen Ursachen. Eine befugte Fachkraft beurteilt Anlage und Prüfverfahren. Nach geeigneter, freigegebener Nachbehandlung wird erneut repräsentativ geprüft. Auch dann wird nur bei erfüllten Anforderungen freigegeben. Wasser-, Staub- und Energiefragen gehören in die Ursachenbewertung; ein bloßes Erhöhen der Wasserzufuhr ist keine gesicherte Lösung.

Überprüfbare Verbesserung als Plansimulation: In einem separaten, qualitätskonformen Referenzlauf wird für dieselben 80 t Rohaufgabe ein Energiebedarf von 288 kWh angenommen. Sinkt er bei gleichbleibend erfüllter Produktqualität auf 240 kWh, spart das Modell 48 kWh beziehungsweise 48 / 288 × 100 ≈ 16,7 %. Die neue Kennzahl beträgt 3,0 kWh/t Rohaufgabe. Ob dies technisch erreichbar wäre, muss anhand des tatsächlichen Verfahrens geprüft werden; die Zahl ist kein Einsparversprechen.

Fachliches Bewertungsraster für den Modellauftrag

Das folgende Raster bewertet dein Lernprodukt mit maximal 18 Punkten. Es ist ein Unterrichtsraster, kein amtlicher Prüfungsschlüssel. Bei jedem Kriterium gilt: 0 = fehlt oder fachlich unvertretbar; 1 = teilweise richtig, wesentliche Lücken; 2 = überwiegend richtig mit kleiner begrenzter Lücke; 3 = vollständig und nachvollziehbar wie im rechten Feld beschrieben.

Kriterium	Erwartung für 3 Punkte
Rohstoff und Lagerstätte	Sedimentäre Entstehung, horizontales Lager, wahre Mächtigkeit, Stoffbestand und Grenzen des Quader-Modells richtig erklären.
Prozessverständnis	Gewinnung und Aufbereitung unterscheiden; Wäsche, Klassierung, Entwässerung und getrennte Stoffwege fachlich begründen.
Rechnen	Einheiten und Trockenstoffbasis konsequent verwenden; Volumen, Masse, Durchsatz, Anteile und Ressourcenkennzahlen mit Rechnung und Kontrolle darstellen.
Qualität	7 % und 8 % korrekt berechnen, mit jeweils 5 % vergleichen, 20 t zurückhalten und 52 t als aktuell freigabefähige Modellmenge bestimmen.
Sicherheit und Gesundheit	Keine eigenmächtigen Eingriffe; Zuständigkeit und sichere Störungsmeldung sowie technische und organisatorische Schutzmaßnahmen begründen.
Wirtschaft, Umwelt und Dokumentation	Bezugsgrößen, Wasserführung, Kosten und Verbesserung erläutern; ausschließlich synthetische Daten nutzen und offene Annahmen kennzeichnen.

Lernzielkontrolle: Als Kursorientierung sind mindestens 12 von 18 Punkten sowie jeweils mindestens 2 Punkte bei Qualität und Sicherheit sinnvoll. Gefährliche Handlungsvorschläge oder eine unbegründete Produktfreigabe werden immer überarbeitet, auch wenn die Gesamtsumme hoch ist. Ein erfolgreiches Lernprodukt erteilt keine Berechtigung zur Bedienung einer realen Anlage.

Interaktive Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben zunächst ohne Lösungshilfe. Begründe deine Wahl bei jeder Quizfrage mit einem fachlichen Zusammenhang aus den Kapiteln. Die Rückmeldungen erläutern auch typische Denkfehler. Alle Zahlenbeispiele sind synthetisch; sie sind keine Betriebsanweisungen.

Quiz: Teste dein Wissen

1. Welche Erklärung beschreibt einen wesentlichen Vorgang bei der Entstehung der jungen Erde? (Kleinere Körper lagerten sich zusammen und ihre Zusammenstöße setzten Wärme frei) (!Kleinere Körper wuchsen ohne Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärme zusammen) (!Schwere Bestandteile sammelten sich wegen ihrer Dichte vorwiegend an der Oberfläche) (!Die innere Gliederung der Erde entstand ausschließlich durch Sedimentablagerung)

Rückmeldung: Die Erde wuchs aus kleinen Körpern. Bei ihren Zusammenstößen wurde Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Dichte Stoffe konnten ins Erdinnere absinken; sie sammelten sich nicht wegen ihrer Dichte oben. Sedimente erklären einzelne Gesteine an der Oberfläche, aber nicht die innere Gliederung der Erde.

2. Welche Reihenfolge ordnet die genannten erdgeschichtlichen Systeme vom älteren zum jüngeren? (Trias dann Jura dann Kreide) (!Kreide dann Jura dann Trias) (!Jura dann Trias dann Kreide) (!Trias dann Kreide dann Jura)

Rückmeldung: Trias kam vor Jura, Jura vor Kreide. Die falschen Reihen vertauschen diese Abschnitte des Erdmittelalters. Das Alter allein sagt noch nicht, welches Gestein vorliegt. Eine Formation ist eine nach Gesteinsmerkmalen abgegrenzte Einheit und nicht einfach ein Abschnitt der geologischen Zeit.

3. Sand wird abgelagert, verdichtet und durch mineralische Bindungen verfestigt. Welches Ergebnis passt zu diesem Entstehungsweg? (Sandstein als Sedimentgestein) (!Granit als unmittelbar erstarrtes Tiefengestein) (!Gneis als durch hohen Druck und hohe Temperatur umgewandeltes Gestein) (!Basalt als unmittelbar erstarrtes vulkanisches Gestein)

Rückmeldung: Aus Sand wird durch Verdichtung und mineralische Bindung Sandstein; diese Verfestigung gehört zur Diagenese. Granit und Basalt entstehen aus Schmelzen, Gneis durch Umwandlung eines Gesteins. Alle gehören zum Gesteinskreislauf, entstehen aber nicht durch denselben Vorgang, den die Frage für Sand beschreibt.

4. Wie wird die wahre Mächtigkeit einer eben begrenzten Gesteinsschicht bestimmt? (Als senkrechter Abstand zwischen den beiden Schichtgrenzen) (!Als Länge jeder beliebig schräg durch die Schicht geführten Bohrung) (!Als horizontaler Abstand zwischen zwei beliebigen Bohrpunkten) (!Als Höhenunterschied zwischen Geländeoberfläche und Grundwasser)

Rückmeldung: Mächtigkeit misst du rechtwinklig zu den Schichtgrenzen. Eine schräge Bohrung kann eine längere Strecke im selben Material durchlaufen. Der Abstand zwischen Bohrpunkten oder zum Grundwasser beschreibt andere Größen. Für den Abbau brauchst du auch Lage, Einfallen und Angaben zur Unsicherheit der Erkundung.

5. Welche Verbindung kennzeichnet die chemische Zusammensetzung von reinem Calcit? (Calciumcarbonat) (!Siliciumdioxid) (!Natriumchlorid) (!Eisenoxid)

Rückmeldung: Calcit ist Calciumcarbonat mit der Formel CaCO3. Siliciumdioxid gehört zu Quarz, Natriumchlorid zu Halit; Eisenoxide bilden andere Minerale. Ein Gestein kann mehrere Minerale enthalten. Seine Farbe oder ein einzelnes erkanntes Mineral belegt daher noch nicht, welche Stoffe insgesamt im Rohgestein vorkommen.

6. Ein Betrieb gewinnt ein Gemisch aus Kies, Sand und anhaftenden feinen Bestandteilen. Warum folgt auf die Gewinnung eine Aufbereitung? (Um das Rohgut auf die geforderte Korngröße und Reinheit des Produkts einzustellen) (!Um jede enthaltene Mineralart grundsätzlich chemisch in eine andere umzuwandeln) (!Um eine Produktprüfung durch die Herkunft aus einer Lagerstätte zu ersetzen) (!Um allein durch längeres Lagern jede gewünschte Körnung zu erzeugen)

Rückmeldung: Waschen, Brechen und Trennen machen aus dem Rohgut ein passendes Produkt. Dabei ändern sich etwa Korngröße oder Anteile des Gemisches. Die Minerale müssen sich nicht chemisch verändern. Herkunft ersetzt keine Qualitätsprüfung; Lagern allein erzeugt keine verlässliche Körnung für einen bestimmten Zweck.

7. Welche Tätigkeit gehört unmittelbar zur Gewinnung von lockerem Kies aus einer genehmigten Lagerstätte? (Das Lösen und Aufnehmen des Rohmaterials mit einem geeigneten Bagger) (!Das Trennen einer bereits gewonnenen Probe mit Prüfsieben) (!Das Abscheiden metallischer Fremdteile aus einem Förderstrom) (!Das Verladen eines freigegebenen Fertigprodukts für den Kunden)

Rückmeldung: Gewinnen heißt, anstehendes Material zu lösen und aufzunehmen. Prüfsieben untersucht es, Fremdteile abscheiden bereitet es auf, Kundenverladung stellt das Produkt bereit. Festigkeit, Form und Wasserverhältnisse der Lagerstätte sowie das genehmigte Verfahren bestimmen die Maschinenwahl. Diese Zuordnung erteilt noch keine Erlaubnis zur Bedienung.

8. Welche Zuordnung unterscheidet Klassieren und Sortieren fachlich richtig? (Klassieren trennt nach Korngröße und Sortieren nach stoffbezogenen Eigenschaften) (!Klassieren trennt nach Farbe und Sortieren ausschließlich nach Korngröße) (!Klassieren und Sortieren bedeuten immer dieselbe Trennung nach Korngröße) (!Klassieren trennt ausschließlich nach Dichte und Sortieren ausschließlich nach Korngröße)

Rückmeldung: Beim Klassieren zählt die Korngröße; beim Sortieren zählen Stoffeigenschaften wie Dichte oder magnetisches Verhalten. In einer Anlage können mehrere Eigenschaften auf das Ergebnis wirken. Auch die Korngröße beeinflusst beispielsweise eine Dichtetrennung. Diese Überlagerung macht die beiden Grundoperationen jedoch nicht gleichbedeutend oder austauschbar.

9. Du bemerkst an einer laufenden Anlage eine Materialblockade nahe einer Einzugsstelle. Was ist die angemessene unmittelbare Reaktion als noch nicht dafür befugte auszubildende Person? (Den Gefahrenbereich meiden und die verantwortliche Fachkraft unverzüglich verständigen) (!Die Blockade bei langsamer laufendem Band mit der Hand lösen) (!Nach Betätigen einer Stopptaste ohne weitere Sicherung in die Anlage greifen) (!Die Abdeckung öffnen sobald eine zweite Person danebensteht)

Rückmeldung: Halte Abstand und melde die Störung; bei unmittelbarer Gefahr gilt das betriebliche Notfallverfahren. Langsamer Lauf, eine Stopptaste oder eine beobachtende Person sichern keinen Eingriff. Qualifizierte und beauftragte Personen müssen die Anlage nach dem vorgesehenen Verfahren stillsetzen, sichern und für Arbeiten freigeben.

10. In einer reinen Rechensimulation entstehen aus 100 t trockener Aufgabe 90 t verkaufsfähiges trockenes Produkt. Eine getrennt betrachtete Modelltemperatur steigt von 20 °C auf 80 °C. Welche Angabe ist richtig? (Die Massenausbeute ist 90 Prozent und die Temperaturdifferenz ist 60 Kelvin) (!Die Massenausbeute ist 10 Prozent und die Temperaturdifferenz ist 60 Kelvin) (!Die Massenausbeute ist 90 Prozent und die Temperaturdifferenz ist 333 Komma 15 Kelvin) (!Die Massenausbeute ist 90 Prozent und die Temperaturdifferenz ist 100 Kelvin)

Rückmeldung: Die Massenausbeute beträgt 90 t / 100 t × 100 = 90 Prozent; 10 Prozent entfallen auf andere Anteile. Die Temperaturdifferenz ist 80 °C − 20 °C = 60 K. Bei Differenzen addierst du weder 273,15 noch die beiden Temperaturen.

Memory

Ordne jedem Begriff genau die passende Erklärung zu. Die Begriffe beschreiben unterschiedliche Ebenen: Stoff, Gestein, wirtschaftlich nutzbares Vorkommen und räumliche Lage.

Mineral	Natürlich gebildeter Feststoff mit charakteristischer Zusammensetzung und Struktur
Gestein	Natürliches Material aus einem oder mehreren Mineralen oder vergleichbaren Bestandteilen
Lagerstätte	Natürliches Rohstoffvorkommen mit wirtschaftlicher Gewinnbarkeit unter den betrachteten Bedingungen
Streichen	Richtung der horizontalen Schnittlinie einer geneigten geologischen Fläche
Einfallen	Neigung und abwärts gerichtete Orientierung einer geologischen Fläche
Mächtigkeit	Rechtwinklig zwischen den Begrenzungsflächen gemessene Schichtdicke

Drag-and-drop

Ziehe zu jeder Beschreibung den passenden Begriff. Alle Paare beziehen sich auf die Aufgabe des Verfahrens, nicht auf eine einzelne bestimmte Maschine.

Passender Begriff	Beschreibung
Gewinnen	Rohstoff aus seinem natürlichen Verband lösen und aufnehmen
Zerkleinern	Die Größe einzelner Feststoffteilchen verringern
Klassieren	Ein Feststoffgemisch in Korngrößenbereiche trennen
Sortieren	Bestandteile anhand stoffbezogener Unterschiede voneinander trennen
Entwässern	Flüssigkeit aus einem feuchten Feststoffprodukt entfernen

Kreuzworträtsel

Gesucht sind sechs einzelne Fachwörter. Schreibe Umlaute als Umlaute.

Quarz	Welches verbreitete Mineral besteht aus Siliciumdioxid?
Granit	Wie heißt das typische Tiefengestein aus Quarz, Feldspat und Glimmer?
Flöz	Wie heißt eine schichtgebundene, flächig ausgedehnte Lagerstätte insbesondere bei Kohle?
Gang	Wie heißt eine mit Mineralen gefüllte Gesteinsspalte?
Siebung	Welches Klassierverfahren trennt an Öffnungen einer Siebfläche?
Abraum	Wie heißt das Material, das zur Freilegung des nutzbaren Rohstoffs entfernt wird?

LearningApps

Das folgende Fenster öffnet eine thematische Suche nach Lernangeboten. Es ist keine behauptete eigene oder fachlich geprüfte Einzel-App. Prüfe bei einem Treffer Thema, Anbieter und fachliche Richtigkeit. Nutze das Angebot ohne persönliche Angaben; die Aufgaben dieses Kurses bleiben auch bei leerer Suche oder gesperrter Einbettung verwendbar.

Lückentext

Setze die Fachwörter ein. Jeder Satz enthält genau eine Lücke. Achte darauf, ob der Satz einen geologischen Entstehungsvorgang, eine Stoffeigenschaft oder einen technischen Arbeitsschritt beschreibt.

Vervollständige den fachlichen Zusammenhang.

Die schrittweise Zusammenlagerung kleinerer Himmelskörper beim Wachstum der jungen Erde wird als bezeichnet. Wenn eine Gesteinsschmelze erstarrt, entstehen , deren Gefüge unter anderem von den Bedingungen der Abkühlung abhängt. Werden abgelagerte Sedimente verdichtet und mineralisch verfestigt, können daraus entstehen. Eine Umwandlung bereits vorhandener Gesteine durch veränderten Druck und erhöhte Temperatur ohne vollständiges Aufschmelzen heißt . Ein natürliches Rohstoffvorkommen wird unter den betrachteten wirtschaftlichen und technischen Bedingungen als bezeichnet, wenn sein Abbau wirtschaftlich möglich ist. Das Mineral Quarz besteht chemisch aus , weshalb Quarz und Calcit nicht dieselbe chemische Verbindung sind. Der rechtwinklige Abstand zwischen den Begrenzungsflächen einer Schicht ist ihre wahre , die von einer schrägen Bohrstrecke zu unterscheiden ist. Das Lösen und Aufnehmen des anstehenden Rohstoffs gehört zur , bevor weitere Schritte der Aufbereitung folgen. Eine Trennung des Rohguts in unterschiedliche Korngrößenbereiche nennt man , wobei ein Sieb als trennende Fläche dienen kann. Werden Unterschiede der Dichte oder des magnetischen Verhaltens zur stofflichen Trennung genutzt, gehört dies zum . Nach einer geeigneten Aufbereitung kann zurückgeführtes Prozesswasser als erneut eingesetzt werden und dadurch den Bedarf an neu zugeführtem Wasser verringern. Eine erkannte Maschinenstörung meldest du der verantwortlichen , statt ohne Befugnis in einen Gefahrenbereich einzugreifen.

Offene Aufgaben

Arbeite auf Papier oder digital mit erfundenen Daten, ohne Maschinen, Gefahrstoffe oder Personendaten. Prüfe dann die Lösung.

Leicht

1. L1: Gestalte eine Karte zu Quarz und Calcit mit Zusammensetzung, Rohstoffbeispiel und Verwendung. Lösung: Quarz: SiO₂, etwa in Quarzsand; Calcit: CaCO₃, etwa in Kalkstein. Geeigneter Quarzsand kann Glasrohstoff, geeigneter Kalkstein Kalkrohstoff sein. Gesteine sind häufig Mineralgemenge; Eignung durch Qualitätsprüfung belegen.
2. L2: Zeichne einen beschrifteten Kreislauf mit fünf Stationen. Lösung: Magma erstarrt zu magmatischem Gestein. Verwitterung, Transport und Ablagerung führen zu Sediment; Verfestigung zu Sedimentgestein. Druck und Wärme erzeugen metamorphes Gestein ohne vollständiges Schmelzen; Aufschmelzen führt zu Magma. Zeige auch alternative Wege.
3. L3: Skizziere Lager, Flöz, Gang, Stock und Tasche; markiere eine wahre Mächtigkeit. Lösung: Lager und Flöz sind schichtgebunden, etwa ein Kohlenflöz. Der Gang durchsetzt anderes Gestein; der Stock bildet einen kompakten Körper, die Tasche eine örtlich begrenzte unregelmäßige Anreicherung. Zeichne die Mächtigkeit senkrecht zu den Schichtgrenzen ein.
4. L4: Ein Behälter hat 200 cm Länge, 150 cm Breite und 100 cm Füllhöhe. Die Schüttdichte beträgt 1,6 t/m³. Erstelle Skizze und Mengenrechnung. Lösung: 2,00 m × 1,50 m = 3,00 m²; multipliziert mit 1,00 m ergeben sich 3,00 m³. Masse: 3,00 m³ × 1,6 t/m³ = 4,8 t. Schüttdichte umfasst Kornzwischenräume.

Standard

1. S1: Zeichne ein Fließbild für Sand und Kies mit Lehm und ferromagnetischen Fremdteilen; kennzeichne einen Nebenstrom. Lösung: Möglich sind kontrollierte Aufgabe, Metallabscheidung, Waschen, Klassieren, Entwässern und getrennte Lagerung. Magnet und Sieb nutzen unterschiedliche Eigenschaften. Wasser mit Feinanteilen geht zur Wasserbehandlung. Andere begründete Anordnungen sind zulässig; Produktqualität bleibt zu prüfen.
2. S2: Eine Modellprobe besitzt 5,0 l Volumen und 9,0 kg Masse. Protokolliere die Schüttdichte und berechne die Masse von 3,5 m³ bei gleichen Bedingungen. Lösung: 5,0 l = 0,0050 m³; ρ = 9,0 / 0,0050 = 1800 kg/m³ = 1,8 t/m³. Masse: 6,3 t. Protokolliere Feuchte, Füllweise und Einheiten; abweichende Verdichtung beachten.
3. S3: Ein simulierter Messwert steigt von 12 °C auf 38 °C. Gestalte eine Anzeigetafel mit Änderung und Endwert in Kelvin. Lösung: Änderung: 26 K, zahlenmäßig 26 °C Temperaturdifferenz. Endwert: 38 + 273,15 = 311,15 K. Die 273,15 werden keinem Temperaturunterschied hinzugefügt. Dies ist kein realer Alarmgrenzwert.
4. S4: Schreibe einen eigenen Sprechertext für 60 Sekunden über Kalkstein, Bauprodukte, Wertschöpfung und Versorgungssicherung. Lösung: Unterscheide Gewinnung, Aufbereitung, etwa Zementherstellung und Betonherstellung. Qualitätsgerechte Produkte schaffen wirtschaftlichen Wert, verursachen aber Kosten; Wertschöpfung ist nicht Gewinn. Zugängliche Rohstoffe, Energie, Transport und geeignete Recyclingströme beeinflussen die Versorgung.

Schwer

1. H1: Je Variante: 60 t Eingang. A liefert 42 t geeignetes Produkt bei 240 kWh und 840 € Kosten; B liefert 48 t bei 288 kWh und 960 € Kosten. Schreibe eine Empfehlung bei höchstens 5,8 kWh je Tonne Produkt. Lösung: A: 70 % Ausbeute, rund 5,71 kWh/t, 20 €/t. B: 80 %, 6,00 kWh/t, 20 €/t. Nur A erfüllt die Modellvorgabe. Höhere Ausbeute allein begründet keine Freigabe; weitere Qualitäts- und Umweltanforderungen gelten weiterhin.
2. H2: Eine repräsentative 2000-g-Probe eines 0/4-Modellprodukts enthält 150 g Überkorn. Der Auftrag erlaubt höchstens 5 %. Erstelle einen Prüfvermerk mit Entscheidung. Lösung: 150 / 2000 × 100 = 7,5 %: Anforderung überschritten. Charge kennzeichnen und vorläufig sperren; Messung und Probenzuordnung prüfen. Nach Ursachenklärung und geeigneter Nacharbeit erneut prüfen. Die 5 % sind eine Modellvorgabe, kein behaupteter Normgrenzwert.
3. H3: Erstelle eine Tabelle: jeweils Eingang 20 t; Produkt/Reststoff A: 19/1 t, B: 18/1 t, C: 21/1 t. Bestände und Wasserbasis bleiben laut Modell gleich. Berechne die Abweichung. Lösung: Eingang minus beide Ausgänge: 0 t, 1 t, −2 t. Nur A ist geschlossen. Bei B und C Einheiten, Zeiträume, Zuordnung und Bestandsannahmen prüfen. Originalwerte erhalten, Korrekturen versionieren; die Abweichung beweist allein weder Stoffverlust noch Fehlverhalten.
4. H4: Entwirf ein Papierkonzept für einen fiktiven Betrieb neben Wohngebiet und Gewässer. Verbinde Gesundheit, Umwelt, Energie und Landschaftsnutzung. Lösung: Begründe Einhausung/Stauberfassung, Lärmminderung an der Quelle, sichere Wege, ergonomische Arbeitsplätze, einen kontrollierten Wasserkreislauf und Rekultivierung. Benenne Zielkonflikte, Zuständigkeiten und Prüfkriterien. Fachverantwortliche beurteilen technische Änderungen; dein Konzept erteilt keine Betriebs- oder Abbaugenehmigung.

Lernkontrolle

Begründe jede Entscheidung und prüfe danach die Lösung.

1. K1: Garantieren große Sandvorräte eine sichere Versorgung? Lösung: Nein: Qualität, wirtschaftliche Gewinnbarkeit, Zugänglichkeit, Flächenkonkurrenz, Genehmigungen, Energie und Transport zählen ebenfalls. Recycling und sparsamer Einsatz ergänzen die Sicherung.
2. K2: Eine Schicht erscheint an einer geneigten Abbauwand 10 m breit. Ist das sicher ihre wahre Mächtigkeit? Lösung: Nein. Anschnitt und Schichtlage beeinflussen die sichtbare Breite. Gesucht ist der Abstand senkrecht zu den Schichtflächen; ohne weitere Raumdaten ist keine eindeutige Umrechnung möglich.
3. K3: Vergleiche oberflächennahe und tief überdeckte Rohstoffkörper für die Gewinnungsplanung. Lösung: Tagebau benötigt Oberfläche und Abraumbewegung. Untertagebau benötigt aufwendige Zugänge, Gebirgssicherung und Bewetterung. Geologie, Sicherheit, Umwelt und Kosten sind gemeinsam abzuwägen; Tiefe allein entscheidet nicht.
4. K4: Können gleich große helle und dunkle Mineralkörner durch ein feineres Sieb stofflich getrennt werden? Lösung: Das Sieb klassiert nach Abmessungen. Sortieren braucht einen geeigneten Stoffunterschied, etwa ein ausreichend erkennbares optisches Merkmal. Dessen Eignung und die Trennqualität müssen geprüft werden.
5. K5: Bedarf: 30 m³/h, Rücklauf: 24 m³/h; konstante Speicherstände, keine anderen Zuflüsse. Wie viel Frischwasser ist in drei Stunden nötig? Lösung: 30 − 24 = 6 m³/h; insgesamt 18 m³. Rücklaufanteil: 80 %. Ausreichende Mengen belegen noch keine geeignete Wasserqualität für Wiederverwendung oder Einleitung.
6. K6: In einer Simulation liefert ein Förderband unplausible Mengenwerte; ein Fremdteil wird vermutet. Formuliere eine sichere Reaktion. Lösung: Nach Betriebsanweisung melden und nötiges sicheres Stillsetzen veranlassen. Keine laufenden Anlagen berühren oder Schutzvorrichtungen überbrücken. Arbeiten erst nach fachgerechter Sicherung gegen Wiederanlauf und weitere Energien durch Befugte; hier nur eine Ereigniskarte bearbeiten.

Lernnachweis

Dein Portfolio enthält Modellauftrag, Fließbild, Rechnungen, Qualitätsvermerk, Schutz- und Umweltentscheidung sowie korrigierte Kontrollen. Begründe eine Überarbeitung und erkläre Erdentstehung, Formationen und Rohstoffzusammensetzung.

Nutze das 0–3-Punkte-Raster des Modellfalls im Rechenkapitel. Belege Verfahren, Mengenbasis, Einheiten, Rechenweg und Freigabeentscheidung; kennzeichne Quellen und Unsicherheiten. Dies ist ein Kursnachweis ohne amtliche Ausbildungs- oder Prüfungsfreigabe.

Acht KMK-Zielgruppen	Fachkapitel und Belege
Rohstoffwirtschaft und Versorgung	Kapitel 1; L1, S4, K1.
Erdgeschichte und Gesteinskreislauf	Kapitel 1; L2 und Portfolioerklärungen.
Lagerstätten: Entstehung, Form, Lagerung, Zusammensetzung	Kapitel 2; L1, L3, K2 und Rohstoffbeschreibung im Modellfall.
Weg des Rohstoffs	Kapitel 2 und Kapitel 4; S1, S4.
Tagebau und Untertagebau	Kapitel 2; K3 und Modellbegründung.
Aufbereitung, Weiterverarbeitung, Endprodukte	Kapitel 3 und Kapitel 4; S1, K4, K5 und Modellprodukt.
Wirtschaft, Umwelt und Gesundheit	Kapitel 5; H1 bis H4, K6 und Modellentscheidungen.
Längen, Querschnitte, Volumina, Dichten, Massen, Temperaturen	Kapitel 6; L4, S2, S3 und Modellrechnungen.

OER und Wikipedia

Die neu erstellten Lerntexte, Aufgaben, Lösungen und synthetischen Tabellen dieses Kurses werden als OER unter CC BY-SA 4.0 angeboten. Nenne bei Weiterverwendung Kurstitel und MOOCwiki mit dem Kurslink und kennzeichne Änderungen. Für eingebundene Fremdmedien gelten die jeweils gesondert nachgewiesenen Rechte. Die externe Verfügbarkeit eines Materials ist allein kein Nachweis einer freien Lizenz.

Vertiefung und Quellenkritik

Der folgende geprüfte deutschsprachige Artikel bietet einen zusätzlichen Überblick. Vergleiche Begriffe mit den Fachkapiteln und den Primärquellen; ein Lexikonartikel ersetzt keine aktuelle betriebliche Vorgabe.

Weitere Vertiefung: Kreislauf der Gesteine. Wikipedia-Texte und eingebettete Dateien haben jeweils eigene Lizenz- und Urheberangaben. Bei fremdsprachigen Herstellerquellen wurden die Prinzipien auf Deutsch erläutert; Produktwerbung und konkrete Leistungsversprechen werden nicht als allgemeingültige Vorgaben übernommen.

Fachquellen

Die folgenden Nachweise gehören zu den Aussagen an den jeweiligen Kursstellen. Quellen- und Rechtsstand der Prüfung: 31.10.2026. Die historische KMK-Quelle wurde vollständig gelesen; geltende Ausbildungs- und Schutzvorgaben wurden separat anhand der aufgeführten aktuellen Primärseiten geprüft. Landeslehrplan, persönlicher Ausbildungsbeginn und betrieblicher Ausbildungsplan sind bei der konkreten Unterrichtsplanung zusätzlich zu berücksichtigen.

Mediennachweis und Nutzungsrechte

Alle nachstehenden Commons-Dateiseiten wurden auf Dateiname, Urheberangabe, Motiv und ausgewiesene Lizenz geprüft. Die Dateien werden inhaltlich unverändert eingebunden und nur für die Anzeige skaliert. Bildunterschriften und Beobachtungsaufträge sind eigene Ergänzungen. Eine Aufnahme belegt nicht die vollständige Sicherheit oder heutige Zulässigkeit einer gezeigten Anlage.

Datei	Quelle und Urheber	Rechte
Kieswerk Tägerhardächer Wettingen.jpg	Commons-Dateiseite; Arkelin	CC BY 4.0
Kreislauf der Gesteine.png	Commons-Dateiseite; Fabio Crameri	CC BY-SA 4.0
Poehla erzgaenge.JPG	Commons-Dateiseite; Geomartin	CC BY-SA 3.0
Streichbild.svg	Commons-Dateiseite; Duempfer, xavax, Gretarsson	Gemeinfrei durch Urheberfreigabe
Seltz-Kieswerk-10-Epplesee-Bagger-2017-gje.jpg	Commons-Dateiseite; Gerd Eichmann	CC BY 4.0
Förderband der Tägerhard Kies AG (Wettingen).jpg	Commons-Dateiseite; Arkelin	CC BY 4.0
M6: Scheme Jaw Crusher.gif	Commons-Dateiseite; Anatoly Verevkin, Benutzer Skiffm	Gemeinfrei durch Urheberfreigabe
M7: Circular vibrating screen.jpg	Commons-Dateiseite; Veking Heavy Industries	CC BY-SA 3.0
M8: Screen Mesh.jpg	Commons-Dateiseite; Precisioncrushers	CC BY-SA 3.0
M9: Hydrocyclone-section.png	Commons-Dateiseite; VanBuren	CC BY 3.0, aus den angebotenen Lizenzen gewählt
M10: Magnetic separator of a conveyor belt at lafarge.jpg	Commons-Dateiseite; Fachab; Zementwerk in Nigeria als branchenverwandtes Beispiel	CC BY-SA 4.0
M11: Gemisch-Teilchenmodell-Sedimentieren-gesamt.svg	Commons-Dateiseite; Stefan Kleyer	CC BY-SA 4.0

Video	Identität und Quellennachweis	Rechte und Prüfgrenze
Gewinnung und Aufbereitung von Sand & Kies	Heidelberg Materials Deutschland, 2014; deutsch; auch über die offizielle Unterrichtsseite verlinkt	Keine freie Lizenz festgestellt; externer Originalplayer. Titel, Anbieter und dokumentierter Inhalt geprüft, keine vollständige Wiedergabesichtung behauptet.
Sand & Kiesaufbereitungsanlage in Österreich	CDE Group, 2015; Originaldatensatz zur M2500-Anlage und AggMax-Wäsche; Anlagenbeobachtung mit deutschen Kursaufträgen	Keine freie Lizenz festgestellt; externer Originalplayer. Titel und Inhaltsbeschreibung geprüft; Tonspur und vollständige Wiedergabe nicht verifiziert.

Videos werden nicht als OER-Dateien weitergegeben. Nutze bei blockierter Wiedergabe die jeweils genannten Ersatzimpulse. LearningApps wird als thematische Suche eingebunden; keine einzelne Suchfund-App wird pauschal als geprüft bezeichnet. Externe Angebote können eigene Datenverarbeitung auslösen; nutze sie entsprechend den Vorgaben deiner Einrichtung und ohne persönliche Lernendendaten.

Verknüpfte Lernbereiche

Geologie, Verfahrenstechnik und Mathematik verbinden sich mit Arbeitsschutz, Umwelt und Qualität. Berufsportal: Ausbildung – Aufbereitungsmechaniker; Übersicht: Ausbildungsberufe. Die Rechenkurse sind im öffentlichen Kursverzeichnis nachgewiesen.

Ausbildung und berufliche Grundlagen Rohstoffwirtschaft und Geologie Lagerstätten und Gewinnung Mechanische Aufbereitung Sortierung und Produktwege Arbeitsschutz, Umwelt und Digitalisierung Technische Berechnungen und Modellauftrag Prozentrechnung auffrischen Quader berechnen Zylinder berechnen

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