Processus de traitement du minerai de chromite

Résumé :Le traitement de la chromite implique plusieurs étapes, généralement comprenant le broyage, la classification, la concentration et le déshydratation.

< p > Le minerai de chromite est une matière première cruciale pour la production de chrome, qui est largement utilisé dans diverses industries telles que la fabrication d'acier inoxydable, la production chimique et les applications réfractaires. Le processus d'enrichissement du minerai de chromite vise à séparer les minéraux de chromite précieux des matériaux de gangue associés, en améliorant la teneur en chrome et en le rendant adapté à un traitement ultérieur. Cet article analysera de manière exhaustive le processus d'enrichissement du minerai de chromite basé sur le diagramme de flux fourni, couvrant chaque étape, de la manipulation du minerai brut à la production de concentré de chromite.< / p >

Objectives of Chromite Beneficiation

Les minerais de chromitevarient considérablement en composition, texture et taille des grains en fonction de leur origine géologique. En général, la chromite se rencontre dans des roches ignées ultramafiques et mafiques, souvent associées à de la serpentine, de l'olivine, de la magnétite et des minéraux de gangue silicatée.

Les principaux objectifs de l'enrichissement de la chromite sont :

• Augmenter la teneur en Cr₂O₃ pour répondre aux spécifications du marché (généralement >40 % pour une qualité métallurgique).
• Éliminer les impuretés telles que la silice, l'alumine, l'oxyde de magnésium et les oxydes de fer.
• Atteindre une distribution optimale de la taille des particules pour le traitement en aval.
• Maximiser la récupération des minéraux de chromite.

Processus de flux de l'enrichissement du minerai de chromite

L'enrichissement de la chromite implique plusieurs étapes, généralement y compris le concassage, le broyage, la classification, la concentration et le déshydratation. Le choix des techniques dépend des caractéristiques du minerai et des spécifications du produit souhaité.

1. Manipulation du minerai brut

Le processus d'enrichissement du minerai de chromite commence par la manipulation du minerai brut. Le minerai brut, qui est généralement extrait de mines à ciel ouvert ou souterraines, est d'abord acheminé vers un alimentateur. Le rôle de l'alimentateur est de réguler le flux du minerai brut, garantissant un approvisionnement constant et contrôlé pour la phase de concassage suivante. C'est une étape initiale cruciale car elle établit les bases de tout le processus d'enrichissement, empêchant une alimentation excessive ou insuffisante de l'équipement de concassage.

2. Étape de concassage

2.1 Broyage primaire

Le minerai brut provenant de l'alimentation est ensuite dirigé vers un concasseur à mâchoires PE pour un concassage primaire. Le concasseur à mâchoires PE est un équipement robuste qui utilise une force de compression pour briser les gros morceaux de minerai brut en plus petits morceaux. Il a une large ouverture d'alimentation et peut traiter des particules relativement grandes. L'action de concassage dans le concasseur à mâchoires se produit lorsque la mâchoire mobile comprime le minerai contre la mâchoire fixe, réduisant sa taille. La sortie du concasseur primaire est généralement dans une plage de plusieurs dizaines de millimètres de taille, ce qui est ensuite prêt pour un traitement ultérieur lors de l'étape de concassage secondaire.

2.2 Écrasement Secondaire

Après l’écrasement primaire, le minerai est introduit dans un concasseur à cône pour l’écrasement secondaire. Le concasseur à cône réduit encore la taille des particules de minerai en appliquant une combinaison de forces de compression et de cisaillement. Il dispose d'une chambre d'écrasement conique avec un manteau mobile et un concave fixe. Le minerai est écrasé lorsqu'il passe à travers l'écart entre le manteau et le concave, ce qui entraîne une distribution de taille des particules plus uniforme. Le produit du concasseur à cône est ensuite criblé à l'aide d'un crible vibrant. Le crible vibrant sépare le minerai écrasé en différentes fractions de taille, les particules de plus de 20 mm étant renvoyées au concasseur à cône pour être écrasées à nouveau, et les particules correspondant à la plage de taille désirée (moins de 3 mm dans ce cas) étant envoyées à l’étape suivante du processus.

3. Broyage

Le minerai criblé de taille inférieure à 3 mm est alimenté dans un broyeur à billes pour le broyage. Le broyeur à billes est un dispositif cylindrique rempli de billes d'acier. Lorsque le broyeur tourne, les billes d'acier tombent et écrasent les particules de minerai, les réduisant en une fine poudre. Le processus de broyage est essentiel pour libérer les minéraux de chromite des matériaux stériles. Le degré de broyage est soigneusement contrôlé pour s'assurer que les minéraux de chromite sont complètement libérés sans sur-broyage, ce qui peut entraîner une consommation d'énergie accrue et la formation de fines particules difficiles à séparer.

4. Classification

Après le broyage, la boue de minerai du broyeur à billes est alimentée dans un classificateur à spirale. Le classificateur à spirale utilise la différence de la vitesse de sédimentation des particules de différentes tailles dans un milieu liquide pour les séparer. Les particules plus grandes et plus lourdes se déposent plus rapidement et sont emportées par le convoyeur à spirale au fond du classificateur, tandis que les particules plus fines demeurent en suspension dans le liquide et sont éliminées sous forme de débordement. Le sous-produit du classificateur à spirale, qui contient les particules plus grossières, est généralement renvoyé au broyeur à billes pour un broyage supplémentaire, tandis que le débordement, contenant les particules finement broyées, passe à l'étape de concentration.

5. Étape de Concentration

5.1 Jigging

L' minerai finement broyé provenant de l'overflow du classificateur à vis est d'abord introduit dans un jigger. Le jigger est un dispositif de séparation par gravité qui fonctionne en fonction de la différence de la densité spécifique des minéraux de chromite et des matériaux de gangue. La chromite a une densité spécifique relativement élevée par rapport à la plupart des minéraux de gangue. Dans le jigger, un flux d'eau pulsé est appliqué, provoquant le沉淀 des particules de chromite plus lourdes au fond, tandis que les particules de gangue plus légères restent dans les couches supérieures. Le produit inférieur du jigger est le concentré riche en chromite, qui est envoyé au silo de concentré, tandis que le minerai intermédiaire et les résidus sont traités davantage.

5.2 Séparation par Chute Spirale

Le minerai intermédiaire provenant du jigger est alimenté dans une chute spirale. La chute spirale est un autre dispositif de séparation par gravité qui utilise les effets combinés de la gravité, de la force centrifuge et de la friction pour séparer les particules. À mesure que la boue de minerai descend le long de la chute spirale, les particules de chromite plus lourdes se déplacent vers le côté intérieur de la chute et sont recueillies comme concentré, tandis que les particules de gangue plus légères se déplacent vers le côté extérieur et sont évacuées comme stériles. Le concentré de la chute spirale est également envoyé au silo de concentré, et le minerai intermédiaire peut être traité davantage.

5.3 Séparation par table vibrante

Le minerai moyen provenant de la gouttière en spirale et d'autres produits intermédiaire sont alimentés dans des tables vibrantes pour une séparation supplémentaire. Les tables vibrantes sont très efficaces pour séparer les particules à grain fin en fonction de leur poids spécifique, de leur forme et de leur taille. La table vibrante a une surface inclinée qui vibre, ce qui fait que les particules se déplacent en zigzag. Les particules de chromite plus lourdes se déplacent plus lentement et sont concentrées à l'extrémité inférieure de la table, tandis que les particules de gangue plus légères se déplacent plus rapidement et sont évacuées à l'extrémité supérieure. Plusieurs tables vibrantes peuvent être utilisées en série pour obtenir un degré de séparation plus élevé et produire un concentré de chromite de haute qualité.

6. Étape de déshydratation

6.1 Épaississement

Le concentré de chromite provenant de l'étape de concentration contient une quantité significative d'eau. Pour réduire la teneur en eau, le concentré est d'abord introduit dans un épaississeur. L'épaississeur est un grand réservoir cylindrique où la boue de concentré est laissée à décanter sous l'influence de la gravité. À mesure que les particules se déposent, l'eau claire au-dessus est décantée, et le concentré épaissi au fond est évacué. L'épaississeur aide à augmenter la teneur en solides du concentré, passant typiquement d'environ 20 - 30% à 40 - 60%.

6.2 Filtration sous vide

Après l'épaississement, le concentré épaissi est introduit dans un filtre sous vide. Le filtre sous vide utilise une pression de vide pour aspirer l'eau à travers un milieu filtrant, laissant derrière un gâteau de filtration de concentré de chromite. Le processus de filtration sous vide réduit encore la teneur en eau du concentré à un niveau approprié pour le stockage et le transport, typiquement autour de 8 à 12 %. Le concentré de chromite résultant est ensuite envoyé au silo de concentré pour un stockage final.

7. Élimination des stériles

Les stériles des différentes étapes de séparation, qui consistent principalement en matériaux de gangue, sont collectés et éliminés de manière responsable sur le plan environnemental. Les stériles peuvent être stockés dans des barrages de stériles ou soumis à un traitement supplémentaire pour récupérer les minéraux précieux restants ou pour réduire leur impact environnemental. Dans certains cas, les stériles peuvent être retraités en utilisant des techniques de séparation supplémentaires pour augmenter la récupération globale de la chromite à partir du minerai brut.

Optimisation des processus et défis

Optimisation des Processus

Pour améliorer l'efficacité et la viabilité économique du processus de concentration du minerai de chromite, plusieurs mesures d'optimisation peuvent être prises. Celles-ci incluent l'optimisation des paramètres de concassage et de broyage pour obtenir la meilleure libération des minéraux de chromite tout en minimisant la consommation d'énergie. La sélection et l'ajustement des paramètres de l'équipement de séparation, tels que le débit d'eau dans le jigger et l'amplitude de vibration de la table vibrante, peuvent également affecter significativement l'efficacité de séparation. De plus, l'utilisation de systèmes avancés de contrôle de processus peut aider à surveiller et à ajuster le processus en temps réel, garantissant un fonctionnement stable et une production de produits de haute qualité.

Challenges

Le processus de valorisation du minerai de chromite fait également face à plusieurs défis. L'un des principaux défis est de gérer la variabilité de la qualité du minerai brut. Les gisements de minerai de chromite peuvent avoir des variations significatives en minéralogie, en teneur et en distribution de la taille des particules, ce qui peut affecter la performance du processus de valorisation. Un autre défi est la protection de l'environnement. Le processus de valorisation génère de grandes quantités de stériles, qui doivent être correctement gérées pour prévenir la pollution environnementale. De plus, l'utilisation de l'eau dans le processus peut être une préoccupation dans les régions où l'eau est rare, et des efforts sont nécessaires pour développer des technologies économes en eau et des systèmes de recyclage.

Le processus de beneficiation du minerai de chromite est une opération complexe et multi - étagée qui implique une série de techniques de séparation physique pour extraire les minéraux de chromite précieux du minerai brut. Chaque étape, de la manutention du minerai brut à la production de concentré de chromite et à l'élimination des stériles, joue un rôle crucial dans l'assurance de l'efficacité et de l'efficience globales du processus. En comprenant les principes et les opérations de chaque étape, ainsi qu'en abordant les défis et les opportunités d'optimisation, l'industrie de la beneficiation du minerai de chromite peut continuer à améliorer sa performance et à contribuer à l'approvisionnement durable en chrome pour diverses applications industrielles.