Hogyan nyerjük ki a vasércet? Teljes vasérc-feldolgozási folyamat

Summary: Hogyan alakítja át az érces nyersanyagot a vaskohászat ténylegesen koncetrátummá? Ez a cikk bemutatja a teljes érces érces kőfolyamatot....

A bányaerőből (ROM) kinyert nyersvasérc általában alacsonyabb minőségű, és jelentős mennyiségű palávágy és káros szennyeződést tartalmaz. Ezért szükség van az érctelepítés folyamatára.

Ez a cikk bemutatja a ércfelent teljes ásványi anyag feldolgozási folyamat.

A teljes vasérc-felnyerési folyamat különböző fizikai és kémiai műveletek kombinációja, elsősorban a következő szakaszokat foglalja magában: törés és osztályozás, őrlés és osztályozás, szétválasztás, koncentátum kiszárítása és a hulladéklerakók kezelése.

1. lépés: Törés és osztályozás

A bányából kitermelt nyerskő gömböcskéi nagy méretűek – akár több méter átlagos átmérőjűek –, így lehetetlen őket közvetlenül a gépekbe adagolni. Először többlépcsős törésen kell átmenniük, hogy fokozatosan csökkentsék részecskék méretét, ezáltal előkészítve azokat a további őrlésre és szeparációs műveletekre.

Durva törés: 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.

Közepes és finom törés: 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: A törés után az anyagot szitára helyezik; a méretmegfelelő részecskék a feldolgozás következő szakaszába kerülnek, míg a túl nagy részecskék visszakerülnek a törőbe újra törésre, így zárt körfolyamatot alkotva. Ez a zárt környezetű rendszer hatékonyan ellenőrzi a termék részecskeméretét és megakadályozza a túlzott törést, miközben maximálisan kihasználja a törési hatékonyságot.

2. lépés: Őrlés és osztályozás

Ez egy kritikus szakasz a bányanyersű elválasztásában az ércesedés folyamatában. A törés után az ércelemek maradéktanul szorosan összekapcsolódnak a gangyerétekkel az ércen belül. A hatékony szétválasztás érdekében az ércet meg kell őrölni, hogy elegendő monomer szabaduljon ki.

2.1 Zúzás

Őrlés 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.

Őrlés 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 Osztályozás

A csiszolómedencéből származó termék a Elkülönítő berendezésbe kerül – leggyakrabban hidrocyclonokba –, amelyek a szemcsék vízben való leülepedési sebességének különbsége alapján választják szét az elfogadható és elfogadhatatlan termékeket. A megfelelős, finomabb frakció (kiömlés) átkerül a szétválasztási szakaszba, míg a nem megfelelős, durvább frakció (alulömlés) visszakerül a malomba újraaprításhoz, ezáltal egy másik zárt körfolyamatot alkotva. A szétválasztás hatékonysága közvetlenül befolyásolja a túlmorzsolás és a felszabadulás mértékét a zúzott termékben, kulcsfontosságú szerepet játszva a későbbi szétválasztási eredményben.

3. lépés: Szétválasztás

Ez az érckőhasználat fejlesztésének alapvető szakasza, ahol a vastartalmú ásványokat elkülönítik a csalóka ásványoktól fizikai vagy kémiai tulajdonságok különbsége alapján. A megfelelő szétválasztási módszer kiválasztása elsősorban az ércből származó jellemzőktől függ, különösen a vastartalmú ásványfajtáktól, az eloszlási szemcsemérettől és az összetartozó szerkezetek közötti kapcsolatoktól.

Az alábbi szakaszok ismertetik négy gyakori vaskohászati nyersanyag, a magnesit, hematit, limonit és siderit szétválasztási módszereit.

3.1 Magnetit - mágneses szeparáció

Mivel a magnetit erősen mágneses, a mágneses szeparáció a leghatékonyabb és legköltséghatékonyabb módszer a historítására.

Ez a folyamat leginkább egyszerű, könnyen feldolgozható egymagvas magnetitércekhez alkalmas.

Continuous Őrlés – LIMS: Attól függően, hogy a magnetit disszeminációs szemcsemérete milyen, a folyamat egy vagy két fokozatban történő folyamatos zúzást alkalmaz. Miután a zúzott iszap eléri a kívánt finomságot, közvetlenül a LIMS-be kerül.

Stage Őrlés – LIMS: Ideális finomszemcsés, alacsony nívójú magnetitérókhoz. Az elsődleges őrlést durvább mágneses szétválasztás követi, hogy elutasítson egy jelentős részét a korai telepeknek. Az így keletkező durvább koncentrátumot ezután másodlagos őrlésnek vetik alá, majd tisztítás következik.

Az SBM megoldás fő előnye: Az összes három folyamatábra fő célja a korai tatóanyag-elutasítás, amely minimalizálja az utófeldolgozási mennyiséget, csökkenti az összes energiafogyasztást, és mérsékli a működési költségeket.

3.2 Hematit szétválasztása

Hematit (Fe2O3) tartalmazhat akár 69,94%-os vastartalmát, és gyengén mágneses ásványnak minősül. Jelenleg a hematit leggyakoribb szeparációs módszerei a gravitációs elválasztás, az úszatás és a kombinált szeparáció.

a) Szemcsés szeparáció

A részecskeméret jellemzői alapján a hematit sűrűség szerinti szeparálása finomszemcsés és durvaszemcsés feldolgozásra oszlik:

Apró részecskék szerinti gravitációs szeparáció: Alkalmas hematitérkőzetekhez finom eloszlási méretekkel és viszonylag magas mágneses érzékenységgel. A lelőhelyet összetörik és őrölik a ásványfelszabadítás elérése érdekében, mielőtt a magas osztályzatú hematit-koncentrátumot gravitációs szeparáló berendezésekkel (pl. rázóasztalok, spirális csövek) választják el.

durvább szemcsékre bontó gravitációs szeparáció Ideális durva szemcsés hematitér bányászatához. Ez a módszer általában csak törési folyamatra alkalmazható, durva szemcséjű gravitációs elkülönítő berendezéseket (például jiggereket) használva a durva forgetáshoz, melyeket közvetlenül kihasználva lehet elválasztani a durva törmeléket.

b) Lebegtetés

Gyengén mágneses hematitérő zető finom és ultrafinom méretű kezelésére szolgál, a flotálás két fő áramkört foglal magában: közvetlen flotálást és fordított flotálást. A közvetlen flotálás leginkább egyszerű, egyetlen hematitérő zátonyokra alkalmas, míg a fordított flotálás széles körben alkalmazott a magasabb minőségű hematitérő zátonyok esetében, amelyek könnyen lebegtethető mentegebyleneket tartalmaznak.

c) Egyesített szétválasztás

Összetett szétválasztás olyan komplex hematitér ásványokra van tervezve, amelyekhez kisebb mennyiségben erősen mágneses ásványok vagy nemfémes szennyeződések társulnak. Gyakori módszerek közé tartoznak:

• LIMS - Nagyfrekvenciás mágneses szeparáció (HIMS)
• HIMS - Lebegtetés
• HIMS - Gravitációs szeparáció
• mágnesező pörkölés - mágneses szeparáció

3.3 Limonit elkülönítése

A limonit főként hidratált vas-oxidokból áll, vas (Fe) tartalma 40%-tól 60%-ig terjed, így gyengén mágneses vasércnek minősül. A limonit általános elválasztási módszerei a gravitációs szeparáció, mágneses szeparáció, flotáció és kombinált szeparáció.

a) Szemcsés szeparáció

Leginkább durva szemcsés elosztott limonitérókhoz alkalmas. A mosás + gravitációs szeparációs folyamat széles körben alkalmazott, amely során egy dobos mosót használnak az érc tisztítására a agyag eltávolítása érdekében, majd gravitációs berendezéseket, például nehézközeg szeparátorokat (HMS) vagy preferálokat alkalmaznak.

b) Vasmagszakítás

Bár a limonit gyengén mágneses, a Nagy-Intenzitású Mágneses Szétválasztás (HIMS) még mindig hatékonyan alkalmazható apró szemcsés disszemináltércek feldolgozására.

c) Lebegtetés

Alkalmazva ultravékony szemcsézettségű limonitércekre, mind közvetlen flotálási, mind fordított flotálási körökkel. Általában szükség van szemcsésítésre vagy fokozott iszapaszállításra a flotálás előtt, hogy kiküszöböljék a finom agyagásványok negatív hatásait.

d) Kombinált Szétválasztás

Egyedi kialakítás nehéz limonitércekhez, amelyek egyenetlen eloszlású szemcsék vagy magas iszap tartalom jellemzi őket. Gyakori konfigurációk a következők:

• Gravitációs elválasztás - Magas intenzitású mágneses elválasztás (HIMS)
• Szelektív ülepedés - floatálás
• Ülepítés - Magas intenzitású mágneses szeparáció (HIMS)

3.4 Siderit elkülönítése

Sziderit (FeCO3) főként vas-karbonátból áll, vas tartalma 48,2%. Négy általánosan alkalmazott feldolgozási folyamat a következő:

a) Szemcsés szeparáció

Alkalmas külön vágott- és közepes szemcseméretű szórt sideritércekhez. A nehéz közeg szétválasztást (HMS) és a jigger készülékeket gyakran alkalmazzák hatékony koncentráció eléréséhez.

b) Nagyítási intenzitású mágneses szeparáció (HIMS)

Alkalmazható gyenge mágnesességű szideritérkőzetekre. Nedves magas intenzitású mágneses szeparátorok (WHIMS) használata a durvára nemesített ásványi oldat feldolgozására jelentősen javítja a koncentrátum minőségét és a nyerhetőségi arányt.

c) Lebegtetés

Ideális finomszemcsés szideritércek feldolgozására, beleértve mind a közvetlen flotációs, mind a fordított flotációs köröket:

Közvetlen flotálás: Magába foglalja a savas és lúgos flotation útvonalakat.

Fordított flotálás: Elsősorban anionos gyűjtő anyagok fordított flotációját és kationos gyűjtő anyagok fordított flotációját foglalja magában.

d) Magnetizáló pörkölés - Alacsony intenzitású mágneses szeparálás (LIMS)

Vezessen be mágneses pörkölést az gyengén mágneses siderit erősen mágnesessé váló vasoxidokká (például magnetit) alakítására, majd alkalmazza a LIMS-t a hatékony szétválasztás érdekében.

4. lépés: Szűrt szárítás és ülepedékkezelés

4.1 Koncentrátum Szárítása

A szilárdvas-koncentrátum, amelyet az elkülönítési szakasz után nyernek, magas nedvességtartalmú iszap (általában 20%–30% szilárdanyag-koncentrációval). Víztelenítésen kell átesnie, hogy megfeleljen a szállítási és az utófeldolgozási olvasztási követelményeknek.

a) Sűrítés (Koncentrálás)

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) Préselőpréselés

A sűrített lefelé folyó anyagot szűrőberendezéshez (például vákuumos szűrőprés vagy lemez- és keret szűrőprés) szállítják. Vákuum vagy mechanikus nyomás alatt a nedvességet tovább eltávolítják, így körülbelül 10%-os nedvességtartalmú szűrletkészítményt kapnak. Ez a sütemény a végső vasérc-koncentrátum terméke, készen áll a csomagolásra és szállításra.

4.2 Víziszárításos zagykezelés

A vasérc feldolgozási folyamat során keletkező hulladékanyag (ásványiszennyeződés) általában több mint 50%-át teszi ki a teljes nyersércnek. Az ásványiszennyeződés kezelése ezért alapvető részét képezi a feldolgozási folyamatnak. Jelenleg három fő megközelítést alkalmaznak a vas-ásványiszennyeződés kezelésére:

Nedves Palatetárolás

Ez a legváltozatosabb módszer, melyben a komposztgyermek tejje záradékolás közben közvetlenül a hulladéktároló tóba kerül, hogy nedves tárolásban legyen. A folyamat egyszerű, és viszonylag alacsony beruházási költségekkel jár, ezért korán elterjedt az első feldolgozó üzemekben. Azonban jelentős biztonsági kockázatokat rejt magában, és fokozatosan kivonják a használatból.

b) Száraz szalmaszállításos lerakás

Száraz ártalmatlanítás a fő irányzat, és az újonnan épített vasércfeldolgozó üzemekben a standard megoldás. A folyamat általában mély-kúp sűrítésből, majd szűrésből és szárításból áll, csökkentve a duzzasztóanyagotartalom nedvességtartalmát 15% alá a száraz tárolás érdekében. A nedves ártalmatlanítással összehasonlítva a száraz tárolás lényegesen javított biztonságot kínál, miközben magas vízvisszanyerési rátákat és kiváló vízmegtakarítást ér el.

c) A tailings átfogó hasznosítása

Az árnyékos anyagokat építőanyagok gyártására, a kiemelt üregek betömésére és talajjavításra lehet felhasználni. Ez a megközelítés alapvetően kezeli az árnyékos anyagok tárolásának problémáját, miközben potenciális gazdasági értéket is teremt.

A vasérc feldolgozása létfontosságú kapcsot képez a ásványkincsek és az acélolvasztás között. Egy tudományosan megtervezett és ésszerű folyamat, megfelelő berendezés kiválasztásával együtt, alapvető garancia arra, hogy elérjük a kitűzött kapacitást, megfeleljünk a minőségi követelményeknek és hosszú távon stabil működést biztosítsunk.

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.

Ha szeretne többet megtudni a vaskőér tisztítási folyamatról és az egyedi berendezésválasztási lehetőségekről, bátran vegye fel a kapcsolatot az SBM-mel személyre szabott tanácsok és műszaki támogatás érdekében.