סיכום：מאמר זה מספק סקירה מקיפה של מפעלי יישום ברזל, מכסה את מאפייני ore, שיטות יישום, זרימת תהליך, ציוד מעורב ושיקולים סביבתיים.

יפוט ברזל הוא תהליך קריטי בתעשיות הכרייה והמטאלורגיה, שמטרתו לשפר את איכות ברזל על ידי הסרת מזהמים והגברת תכולת הברזל. תהליך היפוט הופך את עפר הברזל הגולמי למרוכז המתאים לשימוש בייצור פלדה וביישומים תעשייתיים אחרים. עם הביקוש הגובר לעפר ברזל באיכות גבוהה ולמיצוי depósitos ore עשירים, מפעלי היפוט הפכו לבלתי נמנעים עבור ניצול יעיל של משאבים ופעולות כרייה ברות קיימא.

מאמר זה מספק סקירה מקיפה עלמפעל הפרדת עפרות ברזל, מכסה את מאפייני העפרות, שיטות ההפרדה, זרימת התהליך, הציוד המעורב ושיקולים סביבתיים.

Iron Ore Beneficiation Plant

מאפייני העפרות ברזל

עפרות ברזל הן סלעים ומינרלים מהם ניתן להפיק ברזל מתכתי בצורה כלכלית. סוגי עפרות הברזל הנפוצים ביותר הם:

  • המטיט:עפרה באיכות גבוהה המכילה כ-70% ברזל.
  • מגניט:מכילה כ-72% ברזל ויש לה תכונות מגנטיות.
  • לימון:מכיל 55-60% ברזל.
  • סידריט:מכיל כ-48% ברזל.

האיכות של עפר ברזל נקבעת בעיקר על ידי תוכן הברזל שלו ונוכחות מזהמים כמו סיליקה, אלומינה, פוספורוס, גופרית ומינרלים אחרים. המטרה של הזיקוק היא להגדיל את תוכן הברזל ולהפחית מזהמים.

יתרונות הזיקוק של עפר ברזל

  • הגדלת תוכן הברזל:כדי לייצר קוני מרכז באיכות גבוהה המתאימים לייצור פלדה.
  • הסרת מזהמים:להפחית סיליקה, אלומינה, פוספורוס, גופרית וחומרים לא רצויים אחרים.
  • שפר את התכונות הפיזיקליות:שפר את גודל וצורת החלקיקים כדי לשפר את הטיפול והעיבוד.
  • אופטימיזציה של תהליכים שמעל:פשר ייצור פלטות, סינתוז והיתוך בצורה יעילה.

תהליך העשרת מינרל הברזל

תהליך העשרת מינרל הברזל כולל בדרך כלל מספר שלבים:שבירה → טחינה → סיווג → ריכוז → הסרת מים → ייצור פלטות או סינתוז

1. שבירת מינרל הברזל

השלב הראשוני בהעשרת מינרל הברזל הוא שבירה וטחינה, אשר מקטינות את גודלו של מינeral הברזל הגולמי כדי לשחרר מינרלים נושאי ברזל מהחומר הסובב.

iron ore crusher

Primary Crushing:עפרת ברזל מועברת באמצעות משאיות או קונביירים מהמקום בו נחצב אל מפעל למיון. הזנה נכונה מבטיחה תפוקה עקבית. גושים גדולים של עפרת ברזל מצטמצמים בגודלם על ידי מכונות קריקה או קונוסים לגובה של כ-150 מ"מ, מה שמקל על הטיפול והעיבוד הנוסף.

Secondary Crushing:צמצום נוסף בגודל ל-20-50 מ"מ מושג על ידי מכונות קונוס. מסכים רוטטים מפרידים בין חלקיקי עפרת הברזל לפי גודל, מכוונים את החומר לטחינה או לתהליכים אחרים.

קרא גם:5 סוגי מפעלי שבירת עפרות ברזל למכירה

2. טחינה

לאחר השבירה, טחנות טחינה (כמו טחנות כדור או טחנות מוט) מצמצמות עוד את גודל חלקיקי עפרת הברזל לאבקה דקה, בדרך כלל ביעד של 80% שעוברות דרך מסננת 200 (בערך 75 מיקרונים). הטחינה הדקה הזו מבטיחה שמינרלי הברזל בעפרת הברזל משתחררים באופן מספיק מהפסולת לצורך הפרדה לאחר מכן.

שבירה וטחינה יעילות של עפרת הברזל חיוניות משום שטחינה יתרה יכולה לייצר יותר מדי חלקיקים קטנים, مما complicates את התהליכים הבאים ומגדילה את צריכת האנרגיה.

iron ore ball mill

3. מיון וסיווג

לאחר הקטנת גודל, תערובת עפרות הברזל עוברת מיון וסיווג כדי להפריד חלקיקים על פי גודל וצפיפות.

  • מיון:מסננים מכניים או מסננים רוטטים מפרידים חלקיקים גסים מהדקות בעדת עפרות הברזל. שלב זה מבטיח שרק חומר עפרות ברזל בגודל המתאים מתקדמים לשלב הבא, מה שמשפר את יעילות העיבוד.
  • סיווג:הידרוסיקלונים או מסווגים ספירליים מפרידים חלקיקי עפרות ברזל לפי צפיפות וגודל בצורה של סללי. סיווג זה עוזר להנחות מק fractions בגודל שונה לתהליכי מועיל מתאימים.

סינון וסיווג נכונים אופטימיזים את המזון לתהליכי ריכוז עפרות ברזל, ומשפרים את שיעורי השיקום ואיכות המוצר.

iron ore screening

4. ריכוז עפרת הברזל

ריכוז הוא שלב החלקה המרכזי שבו מופרדים מינרלים יקרים של ברזל מהמינרלים של הפסולת בעפרת הברזל.

  • הפרדה באמצעות כבידה:נצל את ההבדלים בצפיפות הספציפית בין מינרלי הברזל לפסולת בתוך עפרת הברזל.
  • הפרדה מגנטית:משתמשת בשדות מגנטיים כדי להפריד מינרלים מגנטיים של ברזל בעפרת הברזל.
  • פלוטציה:משתמשת בחומרים כימיים ובבועות אוויר כדי להפריד מינרלים הידרופוביים של ברזל מפסולת הידרופילית בפתיתי עפרת ברזל דקים.

בחירת טכניקת הריכוז תלויה בסוג עפרת הברזל, גודל חלקיקים ומינרלוגיה.

Iron Ore Beneficiation Plant

5. ייבוש

לאחר הריכוז, עפרת הברזל שנוצרה מכילה כמות משמעותית של מים, אשר יש להסיר כדי להקל על טיפול, תחבורה ועיבוד נוסף.

  • הסמקה:מכונות הסמקה פועלות על פי כוח המשיכה כדי לרכז את תערובת עפרת הברזל על ידי שקיעה של מוצקים, ולהפחית את תכולת המים.
  • סינון:מסנני ואקום או לחץ מפחיתים עוד יותר את הלחות בעפרת הברזל לרמות מקבלות, לעיתים קרובות מתחת ל-10%.

אפקטיבי דליית מים מרכזת עפרות ברזל מפחית עלויות ייבוש ומונע הידרדרות חומר במהלך אחסון ותחבורה.

6. פלטיזציה או סינטרציה

השלב הסופי מכין את מרכזת עפרות הברזל לשימוש בייצור פלדה.

  • פלטיזציה:מרכזת עפרות ברזל עדינה מועשרת לפלטות שספירות בעזרת חומרים מקשרים כמו בנטוניט. פלטות עפרות ברזל בעלות גודל אחיד, חוזק משופר, וחדירות, מה שהופך אותן לאידיאלי להזנה לתנור גבוה.
  • סינטרציה:מרכזת עפרות הברזל מעורבת עם חומרים זורמים ואפר קוקס ולאחר מכן מחוממת כדי לייצר סינטר, אגגרגט מחורר המתאים לשימוש בתנור גבוה.

These processes enhance metallurgical performance and improve furnace efficiency.

טכניקות נפוצות להפקת ברזל ממחצבים

1. הפרדת כבידה

הפרדת כבידה מנצלת את ההבדל בצפיפות בין מינרלי ברזל לחלקיקי גנגו במחצבת הברזל כדי להשיג הפרדה.

עיקרון:מינרלי ברזל כבדים (מגנטיט, המטיט) במחצבת הברזל שוקעים מהר יותר מאשר חלקיקי גנגו קלים כשמעמידים אותם תחת כוחות כבידה בסביבה נוזלית.

ציוד:

  • ג'יגים:משתמשים בזרמים מים פועלים כדי לקבוע שיפוט של חלקיקי ברזל לפי צפיפות.
    • שולחנות רעזים: השתמשו בתנועות רעד ובזרימת מים כדי להפריד בין חלקיקי עפרות ברזל על בסיס משקל ספציפי.
  • רכזים ספירליים:ניצול כוח הכבידה וכוחות צנטריפוגליים בתעלה ספירלית להפרדת מינרלי עפרות ברזל.
  • יישומים:יעיל עבור חלקיקי עפרות ברזל גסים ועפרות עם ניגוד צפיפות משמעותי, כגון מגנטיט והמטיט עם שחרור גס. הפרדת כבידה משמשת לעיתים קרובות כשלב מקדמי בהעשרת עפרות ברזל לפני עיבוד מגנטי או חלופי.

2. הפרדה מגנטית

הפרדה מגנטית בשימוש נרחב לטיפול בפליטת ברזל מגנטי, ובמידה פחותה, לפליטת ברזל המטיט.

עיקרון:מפרדים מגנטיים מיישמים שדות מגנטיים כדי למשוך מינרלים ברזליים מגנטיים ממחצבי הברזל, מפרידים ביניהם לבין גנג הר מגנטי.

סוגי מפרדים מגנטיים:

  • מפרדים מגנטיים בעוצמה נמוכה (LIMS):מתאימים למחצבות ברזל מגנטיות חזקות. מפרדים מגנטיים בעוצמה גבוהה (HIMS): משמשים למינרלים ברזליים מגנטיים חלשים כמו המטיט וחלקיקים דקים.
  • רטובים ויבשים מגדלי מגנטיים:מגדלים רטובים מעבדים בוצה של עפרות ברזל, משפרים את יעילות ההפרדה; מגדלים יבשים מתייחסים לחומרי עפרות ברזל יבשים.
  • יישומים:תחנות שיפור עפרות ברזל מטיט משתמשות באופן נרחב בהפרדה מגנטית כדי להשיג ריכוז עפרות ברזל בדרגה גבוהה. כמו כן, היא משמשת לאחר טחינה כדי לשחזר מינרלים של ברזל מעפרות ברזל.

3. ציפה של עפרות ברזל

ציפה היא טכניקת שיפור כימית ששימושה בעיקר עבור חלקיקי עפרות ברזל עדינים ועפרות שבהן ההפרדה המגנטית אינה יעילה.

עיקרון:In flotation, reagents such as collectors and frothers are added to an iron ore slurry. Hydrophobic iron ore minerals attach to air bubbles and rise to the surface, forming a froth layer that is skimmed off, while hydrophilic gangue sinks.

ציוד:

  • תאי ציפה מכניים:מספקים ערבול וסינון כדי לקדם חיבור בין בועות לחלקיקים בתמיסת מינרלי ברזל.
  • תאי ציפה עמודיים:מציעים התאוששות גבוהה יותר ובחירה עם צריכת אנרגיה נמוכה יותר בציפה של מינרלי ברזל.
  • יישומים:הציפה מועילה במיוחד עבור מינרלי ברזל המכילים המטיט וסידריט עם גדלי חלקיקים דקים ותכולת סיליקה גבוהה. היא מאפשרת את הסרת זיהומים של סיליקה ואלומינה, ומשפרת את איכות ריכוז מינרלי הברזל.

4. חבלה וטחינה

חבלה וטחינה יעילות של עפרת ברזל הן דרישות מקדימות להצלחה בהעשרה.

ציוד חבלה:

  • מַכְסָס לסתות:מגרסות ראשוניות אשר מטפלות בגושים גדולים של עפרת ברזל.
  • מַרְסְסֵי חֲרוּט:מגרסות משניות להקטנה יותר דקה של עפרת ברזל.
  • מגרסות סיבוביות:משמשות בפעולות עפרות ברזל בקנה מידה גדול לחבלה ראשונית.

ציוד טחינה:

  • טחנות כדור:טחנות בצורת גליל עם מדיה טחינה שמפחיתות עפרת ברזל לאבקה דקה.
  • טחנות rod:משתמשות במוטות כמדיה טחינה, מתאימות לטחינה גרסה יותר גסה של עפרת ברזל.
  • מַילִים עֲלוּלוֹת בּוֹרִיּוֹת:אנרגיה-יעילה טחנות בשימוש בכמה ממפעלי עפר ברזל מודרניים.

שיקולים מרכזיים:

  • להימנע מטחינה יתרה של עפר ברזל כדי למזער את ייצור החלקיקים הזעירים, המסבכים את ההפרדה.
  • שימור גודל הטחינה האופטימלי כדי למקסם את השחרור והחזרת מינרלי עפר ברזל.

שיקולים סביבתיים

מפעלי שדרוג עפר ברזל צריכים להתAddress את ההשפעות הסביבתיות:

  • ניהול פסולת:סילוק בטוח ושימוש פוטנציאלי בפסולת.
  • שימוש במים:מיחזור וטיפול במי התהליך.
  • שליטת אבק:מזעור פליטת אבק במהלך קריסה וטיפול.
  • יעילות אנרגטית:אופטימיזציה של ציוד ותהליכים כדי להפחית את צריכת האנרגיה.

התפתחויות וטרנדים עדכניים

  • אוטומציה ובקרה:שימוש בחיישנים, בינה מלאכותית ולמידת מכונה כדי לאופטימיזציה של תהליכים.
  • ועיבוד יבש:הפחתת שימוש במים באמצעות הפרדה מגנטית או אלקטרוסטטית יבשה.
  • ערך פסולת:שימוש בשפכים לחומרים לבנייה או ליישומים אחרים.
  • טחינה חסכונית באנרגיה:גלגלי טחינה בלחץ גבוה (HPGR) וטוחנות מעורבות.

הפקת עפרות ברזל היא תהליך מורכב ורב-שלבי שכולל חציבה, טחינה, סיווג, ריכוז, ייבוש ואיגום. כל שלב דורש ציוד וטכניקות מיוחדנית המותאמות למינרלוגיה ולמאפיינים הפיזיים של העפרה. ההתקדמות בטכנולוגיית ההפקה ממשיכה לשפר את שיעורי ההתאוששות, איכות המוצר והקיימות הסביבתית, ומבטיחה את השימוש היעיל במשאבי עפרות הברזל כדי לענות על הביקוש הגלובלי לסטל.