Miten louhita rautamalmia? Täydellinen rautamalmin jalostusprosessi

Summary: Miten raudanjalostus oikeasti muuttaa raakauurteen rikasteeksi? Tämä artikkeli esittelee raudanjalostuksen täydellisen mineralien käsittelyn virtausprosessin....

Valmismineraalista (ROM) rautamalmia, joka louhitaan kaivoksista, on yleensä matala矿. Siinä on merkittävä määrä sivukiviä ja haitallisia epäpuhtauksia. Siksi tarvitaan rikastamisprosessi.

Tämä artikkeli esittelee rautametallin täydellinen mineraaliprosessoinnin virtaukset.

Koko rautametallin rikastusprosessi on yhdistelmä erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia operaatioita, jotka koostuvat pääasiassa seuraavista vaiheista: murskaus ja seulonta, jauhaminen ja luokitus, erottelu, rikasteseoksen kuivatus ja jätekäsittely.

Vaihe 1: Murskaus ja seulonta

Malmimääräisestä rakeesta, joka on louhittu kaivoksesta, tulee suurikokoisia kappaleita – jopa yli metrin halkaisijaltaan – mikä tekee suoran syöttämisen taiottuviin ratas- tai vertailukoneisiin mahdottomaksi. Se täytyy ensin käsitellä monivaiheisella murskauksella, jotta partikkeleiden koko pienenee asteittain ja se valmistaudutaan myöhempiin jauhatukseen ja erotusprosesseihin.

Raskas murtaminen: Jaw crushers or gyratory crushers are utilized to break down the iron ore to below 200–300 mm. Relying on high compressive and impact forces, they accomplish the initial size reduction of the ore.

Keskipitkä ja hieno murskaus: Given the high hardness of iron ore, cone crushers are used in the secondary and tertiary crushing stages to reduce the particle size to below 10–25 mm. Adopting laminated crushing principle, cone crushers feature high crushing efficiency and produce uniform product particle size distribution.

Screening: Murskauksen jälkeen materiaali seulotaan; kokoluokituksen mukaiset hiukkaset etenevät seuraavaan käsittelyvaiheeseen, kun taas liian suuret hiukkaset palautetaan murskaimeen uudelleen murskattaviksi, muodostuen suljetuksi piiriksi. Tämä suljettu piiri -kokoonpano hallitsee tehokkaasti tuotteen hiukkaskokoa ja estää liiallisen murskauksen, samalla maksimoiden murskaustehokkuuden.

Vaihe 2: Hionta ja luokittelu

Tämä on kriittinen vaihe rautamalmien erottelussa rikastustekniikassa. Murskauksen jälkeen rauta-mineraalihiukkaset pysyvät tiukasti kiinni gangue-hiukkasten kanssa malmissa. Tehokkaan erottamisen saavuttamiseksi malmi on murskattava riittävän kesken, jotta saavutetaan riittävä monometriikan vapautuminen.

2.1 Hankaaminen

Jauhaminen is typically conducted in ball mills or semi-autogenous grinding (SAG) mills. The ore usually needs to be ground down to a particle size suitable for mineral liberation (typically 70%–95% passing -200 mesh), laying the necessary foundation for high-efficiency separation.

Jauhaminen is the most energy-intensive stage in the iron ore beneficiation plant, accounting for about 40–60% of the plant’s total energy consumption.

2.2 Luokittelu

Hiontapään poistovesi kulkee luokituslaitteeseen – yleensä hydrohyppysiin – joka erottaa materiaalin hyväksyttäviin ja ei-hyväksyttäviin tuotteisiin pistejakauman eron perusteella hiukkasten vajoamisnopeudessa vedessä. Sääntöönpitävä hienojakso (ylipaine) etenee erotteluvaiheeseen, kun taas ei-sääntöönpitävä karkea osa (alipaine) palautetaan sahan uudellehiontoa varten, muodostaen toisen suljetun kierron. Luokitusaste vaikuttaa suoraan ylikaritusasteeseen ja vapautumiseen hiekassa, mikä on ratkaisevassa roolissa seuraavassa erotuskyvyssä.

Vaihe 3: Erottaminen

Tämä on rautamalmin jalostusprosessin ydinvaihe, jossa rautaesineitä erotetaan häiriömineraaleista niiden fysikaalisten tai kemiallisten ominaisuuksien erojen perusteella. Sopivan erottamismenetelmän valinta riippuu pääasiassa malmin ominaisuuksista, erityisesti rautaesineiden lajista, levinneisyyskookeudesta ja välisidossuhteista.

Seuraavat osiot kuvaavat neljän tavallisen raa'an raudan erotusmenetelmää: magnetiitti, hematit, limoniitti ja sideriitti.

3.1 Magnetiitti - Magnetinen erottelu

Koska magnetiitti on voimakkaasti magneettinen, magneettinen erottaminen on tehokkain ja taloudellisin menetelmä sen rikastamiseen.

Tämä prosessi soveltuu parhaiten yksinkertaisille, helposti käsiteltäville magnetiittipitoisille laveroille.

Continuous Jauhaminen – LIMS: Riippuen magnetiitin hienojakoisuuden levityksestä, prosessi käyttää yhtä tai kahta jatkuvaa murskausvaihetta. Kun murskattu lietepesä saavuttaa tavoitehienouden, se siirtyy suoraan LIMS:ään.

Stage Jauhaminen – LIMS: Täydellinen hienorakeisten, matalalaatuisten magnetiitimalmien käsittelyyn. Ensimmäisen murskauksen jälkeen suoritetaan karumpi magneettiseulaus, jolloin poistetaan merkittävä osa varhaisista jätteistä. Tämän karumman konsentraatin jälkeen seulausruiskaa ajetaan toiseen murskausvaiheeseen ennen puhdistamista.

SBM-ratkaisun keskeinen etu: Kaikkien kolmen virtauksella on ensisijainen tavoite varhaisessa hylkyjen hylkäämisessä, mikä vähentää terminaalivaiheen jalostusmäärää, pienentää kokonaisenergiankulutusta ja alentaa käyttökustannuksia.

3.2 Hematiitin erottelu

Hämetiitti (Fe2O3) sisältää jopa 69,94 % rautaa ja luokitellaan heikosti magneettiseksi mineraliksi. Tällä hetkellä yleisimmät hematiiitin erottamismenetelmät ovat gravitaatiopuhdistus, saostus ja yhdistetty erottaminen.

Painovoimainen erottelu

Kiteensihiukkasen kokoominaisuuksiin perustuen hematitein painovoimasoritus jaetaan hieno- ja karkeakiteisiin käsittelyihin:

Hajautettu painovoimainen erottelu: Sopii hematite-mineraaleihin, joissa on hienojakoinen esiintyminen ja suhteellisen korkeampi magneettinen herkkyys. Mineraali murskataan ja jauhetaan mineralivapauden saavuttamiseksi ennen kuin korkealaatuinen hematite-konsentraatti erotetaan käytettäessä painovoimaisia erottelulaitteita (esim. täristyslautat, spiraalikourut).

Karkeasuodattava gravitaatiotalous Täydellinen karkearakeisen haematiteiden kaivoksen rikastukseen. Tätä menetelmää sovelletaan tyypillisesti vain murskausprosessiin, jolloin käytetään karkearakeista painovoimaisierottelumateriaalia (esim. jiggauslaitteita) jätteen karkearakeisten osien suoraan poisjättämiseen.

b) Uipiirtäminen

Käytetään hienojen ja erittäin hienojen heikosti magneettisten hematittimalmien hoitoon. Heimokäsittelyssä on kaksi pääpiiriä: suora häivytys ja vastahäivytys. Suora häivytys soveltuu parhaiten yksinkertaisiin hematitimalmeihin, kun taas vastahäivytys on laajalti käytössä korkealaatuisempien hematitimalmien käsittelyssä, jotka sisältävät helposti kelluvia gangue-mineraaleja.

c) Yhdistetty erottelu

Yhdistetty erottaminen on suunniteltu monimutkaisille hematitivaroille, jotka liittyvät vähäiseen vahvasti magneettisiin mineraaleihin tai ei-metallisiin epäpuhtauksiin. Yleisiä menetelmiä ovat:

• LIMS - Korkean intensiteetin magneettinen erotus (HIMS)
• HIMS - Uimisesta nousu
• HIMS - Painovoimaero
• Magnetisoiva paahto - Magneettinen erotus

3.3 Limonittien erottaminen

Limonitii koostuu pääasiassa hydratoiduista rautaoksideista, joiden rauta (Fe) -pitoisuus vaihtelee 40 prosentista 60 prosenttiin, mikä luokittelee sen heikosti magneettiseksi rautamalmaksi. Yleisiä limonitin erotusmenetelmiä ovat gravitaatioerotus, magneettierotus, vaahdotus ja yhdistetty erottaminen.

Painovoimainen erottelu

Sopii parhaiten karkeasti rakeisiksi leviäville limoniittilouhosten. Autokoukimis- ja paineseulontalaitteiden yhdistetty prosessi on laajasti käytössä, jossa rumpupuhdistin pesee raakapatin pois savea, minkä jälkeen käytetään paineseulauslaitteita, kuten raskasvälisemäseulontaa (HMS) tai jigauksia.

b) Magneettinen erottaminen

Vaikka limoniitti on heikosti magneettinen, korkean intensiteetin magneettinen erottelu (HIMS) voidaan silti tehokkaasti soveltaa hienojakoisten dispergoitujen malmimateriaalien käsittelyyn.

c) Tippuminen

Sovelletaan ultrajyvän karkeaan limoniittiporeeseen, sisältäen sekä suoran että käänteisen froth-flotaatiopiirin. Desilointi tai tehostettu silmien dispersio on tyypillisesti välttämätöntä ennen flotaatioita hienojen savimineraalien haittavaikutusten poistamiseksi.

d) Yhdistetty erotus

Räätälöity monimutkaisille limoniittivarastoille, joissa on epätasaisesti hajallaan olevia rakeita tai korkeaa savipitoisuutta. Yleisimmät kokoonpanot ovat:

• Painovoimaerotus - Korkean intensiteetin magneettinen erottelu (HIMS)
• Valikoiva saostuminen - Kuorinta
• Kollominen - Korkean tehon magneettinen erotus (HIMS)

3.4 Sideriitin erotus

Sideriitti (FeCO3) koostuu pääasiassa rautamagneettikarbonaatista, ja raudan pitoisuus on 48,2 %. Neljä yleistä rikastuskäsittelymenetelmää ovat seuraavat:

Painovoimainen erottelu

Sopii erillisten karkeiden ja keskikarkeiden hajaantuneiden sideriittipitoisten malmien käsittelyyn. Raskas keskishäivytys (HMS) ja jiggerit käyttävät usein tehokkaan konsentraation saavuttamiseksi.

b) Korkean intensiteetin magneettiseparaatio (HIMS)

Soveltuu heikosti magneettisiin sideriittistrukkeihin. Märkäkorkean intensiteetin magneettiseparatorien (WHIMS) käyttö murskatun rikasteseoksen käsittelyssä parantaa huomattavasti concentrate-luokitusta ja talteenottoastetta.

c) Tippuminen

Täydellinen hienorakenteisten sideriittisesten raakakivien käsittelyyn, sisältäen sekä suoran flotaatio- että käänteisen flotaatiokierron:

Suora kuivaus Sisältää hapoisen ja alkalisen kuivauskuljetuksen.

Käänteinen flooraus Keskityy ensisijaisesti anionisen kerääjän vastaflotaatioon ja kationisen kerääjän vastaflotaatioon.

d) Magnetisoiva paahto - Matala-intensiivinen magneettinen erotus (LIMS)

Omaksu magnetisoiva paahto muuttaaksesi heikosti magnetoituvan sideriitin vahvasti magnetoituviksi rautaoksideiksi (kuten magneitiksi), jota seuraa LIMS korkeatehoista erottelua varten.

Vaihe 4: Konsentroituva kuivatus ja jäteveden käsittely

4.1 Konsentroitumien kuivatus

Rautakoncentraatti, joka saadaan erotusvaiheen jälkeen, on kosteaa lietettä (yleensä kiintoainepitoisuus 20 %:sta 30 %:iin). Sen on meneteltävä kuivauksessa, jotta se täyttää kuljetus- ja jatkoprosessoinnin vaatimukset.

paksuuntuminen (konsentroituminen)

The slurry is first fed into a thickener, where gravity settling causes solid particles to migrate downward while clear water overflows from the top. This stage increases the slurry density (solids concentration) to 40%–60%.

b) Suodatuspuristus

Paksunnettu alusinfo toimitetaan suodatuslaitteille (kuten imu- taipinta- ja taipassuodatin). Imussa tai mekaanisella paineella neste poistuu edelleen, jolloin saadaan suodattimainen kerros, jonka kosteuspitoisuus on noin 10 %. Tämä kerros toimii lopullisena väkevöintijauheena, valmiina pakkaamiseen ja kuljetukseen.

4.2 Jätteen käsittely

Jätteen (jätteiden) käsittely raudan rikastamisen aikana muodostuu yleensä yli 50 % koko louhoksesta peräisin olevasta raaka-aineesta. Jätteiden hallinta on siksi olennainen osa rikastamisprosessia. Tällä hetkellä rautajätteiden käsittelyssä käytetään kolmea päämenetelmää:

Kastealtaiden hävittäminen

Tämä on perinteisin menetelmä, jossa jätevesipartikkeli johdetaan suoraan jäte-allasaltaaseen kosteaan varastointiin. Menetelmä on yksinkertainen ja vaatii suhteellisen vähäisen pääomakustannuksen, joten sitä käytettiin laajasti aikaisemmissä rikastushiekkalaitoksissa. Kuitenkin siihen liittyy merkittäviä turvallisuusriskejä, ja sitä cin lopulta poistetaan käytöstä.

b) Kuiva jätevesien kasaus

Kuivamääritys on päätrend ja vakiintunut menetelmä uusissa rautenaterialaitoksissa. Prosessi sisältää yleensä syväkartioivan sakeutuksen, jota seuraa suodatus ja kuivatus, jolloin jätevaluman kosteuspitoisuus vähenee alle 15 prosenttiin kuiva-arkistamista varten. Verrattuna kosteaan hävitykseen, kuiva-arkistaminen tarjoaa huomattavasti parannetun turvallisuuden, samalla saavuttaen korkeat vedenkierrätysasteet ja erinomaisen veden säästön.

c) Ylitäytteen kattava hyödyntäminen

jätehuollot voidaan käyttää rakennusmateriaalien valmistukseen, louhittujen tyhjiöiden täyttämiseen ja maaperän parantamiseen. Tämä lähestymistapa ratkaisee perustavanlaatuisesti jätehuollon varastoinnin kysymyksen samalla luoden mahdollisen taloudellisen arvon.

Rautamalmin jalostus on tärkeä silta, joka yhdistää malmivarat teräksen sulatukseen. Tieteellisesti suunniteltu ja rationaalinen prosessi, yhdessä oikeanlaisen laitteiston valinnan kanssa, on perusedellytys tavoitekapasiteetin saavuttamiselle, laatuvaatimusten täyttämiselle ja pitkäaikaisen vakauden varmistamiseksi.

Before finalizing the beneficiation process flow, detailed process mineralogy studies must be conducted to determine the ore’s chemical composition, mineralogical composition, liberation characteristics, and particle size distribution, among other key parameters.

Lisätietoja rautamalmin jalostusprosessista ja räätälöidyistä laitevalintaratkaisuista saat ottamalla yhteyttä SBM:ään saadaksesi räätälöityä neuvontaa ja suunnitteluapua.