철광석 추출 방법? 철광석 광석 선별 전체 과정

Summary: 철광석 선광이 어떻게 원광을 농축광으로 실제로 변환하는가? 이 기사에서는 철광석의 완전 광물 처리 흐름을 소개합니다....

광산에서 채굴된 원광(ROM) 철광석은 대개 품질이 낮으며 상당한 양의 광물질과 유해한 불순물을 포함하고 있습니다. 따라서 정광 공정이 필요합니다.

이 기사에서는 소개합니다 철광석 완전 광물 처리 공정.

완전한 철광석 정광 공정은 다양한 물리적 및 화학적 작업의 결합으로 구성되며, 주로 다음 단계로 이루어집니다: 파쇄 및 선별, 연삭 및 분류, 분리, 농광물 탈수, 그리고 슬러지 처리.

1단계: 분쇄 및 선별

광산에서 채취된 원광 광석 덩어리는 최대 지름이 1미터 이상인 큰 덩어리 형태로 나오기 때문에 직접 분쇄기에 넣는 것은 불가능합니다. 먼저 여러 단계의 파쇄 과정을 거쳐 입자 크기를 점차 줄여야 하며, 이를 통해 이후의 분쇄 및 분리 작업에 적합하게 만듭니다.

거친 분쇄: 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.

중/고운 굵기 분쇄: 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: 파쇄 후, 재료를 선별하여 크기 사양에 맞는 입자는 다음 공정으로 이동하고, 과도한 크기의 입자는 다시 파쇄기로 되돌아가 재파쇄되는 폐쇄 회로를 형성합니다. 이 폐쇄 회로 구성이 제품 입자 크기 제어와 과도한 파쇄 방지에 효과적이며, 파쇄 효율을 최대한으로 높입니다.

단계 2: 분쇄 및 분류

이것은 철광석 선광 공정에서 광석 해방에 있어 중요한 단계입니다. 파쇄 후, 철 광물 입자는 광석 내의 광석과 단단히 얽혀 있습니다. 효과적인 분리를 위해, 광석은 충분한 단일 광석 해방 정도를 얻기 위해 연삭 과정을 거쳐야 합니다.

2.1 연삭

연마 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.

연마 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 분류

분쇄기에서 나온 배수는 분류 장비—가장 일반적으로 수력 분리기—로 들어가며, 이는 입자의 침강 속도 차이를 기반으로 적합한 제품과 부적합한 제품으로 분리합니다. 적합한 미세 분획(넘침)은 분리 단계로 진행되고, 부적합한 거친 분획(넘침)은 재분쇄를 위해 분쇄기로 다시 돌아가며 또 다른 폐회로를 형성합니다. 분류 효율은 과분쇄 및 해방 정도에 직접적인 영향을 미치며, 이후 분리 성능에 중요한 역할을 합니다.

단계 3: 분리

이것은 철광석 정광 공정의 핵심 단계로, 철 광물을 광물질(파쇄광물)로부터 물리적 또는 화학적 특성의 차이를 바탕으로 분리하는 과정입니다. 적절한 분리 방법의 선택은 주로 광석의 특성, 특히 철 광물 종, 분산 입자 크기, 그리고 집합 관계에 따라 결정됩니다.

다음 섹션에서는 네 가지 일반적인 철광석 유형인 자석광, 적철광, 녹주석광, 황철석의 분리 방법에 대해 설명합니다.

3.1 자철석 - 자기 분리

자철석이 강한 자성을 갖고 있기 때문에, 자력 분리법이 가장 효과적이고 경제적인 정광 처리 방법입니다.

이 과정은 간단하고 처리하기 쉬운 단일 자철석 광석에 가장 적합합니다.

Continuous 연마 – LIMS: 자철석의 분산 입도 크기에 따라, 공정은 하나 또는 두 단계의 연속 분쇄를 사용합니다. 분쇄된 슬러리가 목표 미세도에 도달하면 바로 LIMS로 진행됩니다.

Stage 연마 – LIMS: 미세한 저품위 자철광 광석에 이상적입니다. 1차 연마 후, 초기 배수물을 상당 부분 제거하기 위한 거친 자기 선별이 진행됩니다. 이후 얻어진 거친 농축물은 세척 전에 2차 연마에 투입됩니다.

SBM 솔루션의 주요 강점: 세 개의 흐름도 모두에서 주요 목표는 초기 유기물 제거로, 이는 하류 처리량을 최소화하고 전체 에너지 소비를 줄이며 운영 비용을 낮추는 것을 목표로 합니다.

3.2 적철석 분리

헤마타이트(Fe2O3)는 최대 69.94%의 철을 함유하고 있으며, 약한 자성을 가진 광물로 분류됩니다. 현재 헤마타이트의 가장 일반적인 분리 방법은 중력 분리, 플로테이션, 그리고 결합 분리입니다.

중력 분리

입자 크기 특성에 따라 적철석 중력선별은 미세 입자와 거친 입자로 구분됩니다:

정밀 입자별 중력 분리: 미세 분산 크기와 비교적 높은 자기 감수성을 갖는 홍석암 광석에 적합합니다. 광석은 광물 방출을 위해 부수고 분쇄한 후, 중력 분리 장비(예: 진동 테이블, 나선형 경사로)를 사용하여 고품위 홍석암 농축물을 분리합니다.

거친 입자 중력 분리: 조립질 적철광 광석에 이상적입니다. 이 방법은 일반적으로 파쇄 과정에만 적용되며, 조립질 중력 분리 장비(예: 지거)를 활용하여 굵은 태양광을 직접 버립니다.

b) 부상시키기

미세한 약한 자기성을 지닌 적철광 광석을 처리하는 데 사용되며, 플로테이션에는 두 가지 주요 회로가 있습니다: 직접 플로테이션과 역 플로테이션. 직접 플로테이션은 단순한 단일 적철광 광석에 가장 적합하며, 역 플로테이션은 쉽게 부선광물질이 부상할 수 있는 고품위 적철광 광석에 널리 사용됩니다.

c) 결합 분리

복합 분리는 미세한 강한 자성을 갖는 광물이나 비금속 불순물과 함께 존재하는 복잡한 적철석 광에 맞게 설계되었습니다. 일반적인 방법은 다음과 같습니다:

• LIMS - 고강도 자기 분리 (HIMS)
• HIMS - 부양작용
• HIMS - 중력 분리
• 자력 로스팅 - 자기 분리

3.3 라이모나이트 분리

리모나이트는 주로 수화철 산화물로 구성되어 있으며, 철(Fe) 함량이 40%에서 60% 사이로 약한 자기성을 갖는 철 광물입니다. 리모나이트의 일반적인 분리 방법에는 중력 분리, 자기 분리, 광산 및 복합 분리법이 있습니다.

중력 분리

대개 세분화된 황색광물 광석에 적합합니다. 세척+중력선별 공정이 널리 사용되며, 이 공정은 드럼 세척기를 이용해 원광석에서 점토를 제거한 후, 중력 장치인 중력매체 선별기(HMS) 또는 지그(jig)를 사용합니다.

b) 자석 분리

비전이철(림나이트)은 약한 자기성을 가지지만, 고강도 자기 선택 분리(HIMS)는 미세 입자에 분산된 광석을 처리하는 데 여전히 효과적으로 적용될 수 있습니다.

c) 부상법

초미세 입자 리모나이트 광석에 적용되었으며, 직접 플로테이션과 역플로테이션 회로를 모두 포함합니다. 플로테이션 전에 일반적으로 슬림 제거 또는 강화된 슬림 분산이 필요하며, 이는 미세 점토 광물의 부정적인 영향을 제거하기 위함입니다.

d) 결합 분리

불규칙한 분산 입자 크기 또는 높은 점토 함량을 특징으로 하는 복합 리모나이트 광석에 맞게 맞춤 제작되었습니다. 일반적인 구성은 다음과 같습니다:

• 중력 분리 - 고강도 자기 분리 (HIMS)
• 선별 석선 - 부유화
• 응집 - 고강도 자기 분리 (HIMS)

3.4 황철석 분리

편석광(FeCO3)은 주로 유리석탄염으로 구성되어 있으며, 철 함량은 48.2%입니다. 네 가지 일반적인 정광 공정은 다음과 같습니다:

중력 분리

세립질의 산화철 광석을 분리하기에 적합합니다. 중심분리(HMS) 및 지거는 효율적인 농축을 위해 자주 사용됩니다.

고강도 자기 분리 (HIMS)

자성이 약한 사이드라이트 광석에 적용됩니다. 습식 고강도 자기 분리기(WHIMS)를 이용한 제거 수세 광석 농축물 처리는 농축물의 품질과 회수율을 모두 크게 향상시킵니다.

c) 부상법

미세한 시데리트 광석 처리에 이상적이며, 직접 플로테이션과 역플로테이션 회로 모두를 포함합니다:

직접 플로테이션: 산성 및 알칼리 부유법을 포함합니다.

역플로테이션: 주로 음이온 컬렉터 역광상 및 양이온 컬렉터 역광상 기술로 구성됩니다.

d) 자화 로스팅 - 저강도 자기 분리 (LIMS)

약한 자기성을 갖는 사리석을 강한 자기성을 지닌 산화철(예: 자철광)로 전환하기 위해 자화 구이법을 채택한 후, LIMS를 이용한 고효율 분리 과정을 진행하십시오.

4단계: 농축 탈수 및 광미 처리

4.1 농축수 농축

분리 단계 후 얻어지는 철광석 농축물은 높은 수분 함유 슬러리(일반적으로 고체 농도 20%에서 30% 사이)입니다. 이는 운송 및 하류 제련의 요구 조건을 충족시키기 위해 탈수 과정을 거쳐야 합니다.

농축 (농도 상승)

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) 필터 프레싱

농축된 하류는 여과 장비(진공 여과압이나 판형여과기 등)로 전달됩니다. 진공이나 기계 압력을 가하여 수분을 더욱 제거함으로써 약 10%의 수분 함량을 가진 여과 화용 토막이 만들어집니다. 이 토막은 최종 철광석 농축물로서 포장 및 배송을 위해 준비됩니다.

4.2 타이닝 처리

철광석 정광 공정에서 발생하는 폐기물(슬러지)은 일반적으로 원광석 전체 무게의 50% 이상을 차지합니다. 따라서 슬러지 관리는 정광 공정의 필수적인 부분입니다. 현재 철광슬러지 처리에는 세 가지 주요 방법이 사용되고 있습니다:

습윤 테일링 처분

이것은 가장 전통적인 방법으로, 광석 찌꺼기 슬러리를 직접 슬러지 저수지에 방류하여 습식 저장하는 방식입니다. 이 과정은 간단하며 비교적 적은 자본 투자가 필요하여 초기 선광 공장에서 널리 채택되었습니다. 그러나 안전 위험이 크기 때문에 점차 사용이 줄어들고 있습니다.

b) 건조 테일링 적재

건식 처리(Dry disposal)는 주류 트렌드이며 신설 철광석 정광 처리 공장에서 표준 방법입니다. 이 과정은 일반적으로 딥콘 농축 후 필터링과 탈수 과정을 거쳐 폐기물의 수분 함량을 15% 이하로 낮춰 건식 적재(dry stacking)를 가능하게 합니다. 습식 처리와 비교할 때, 건식 적재는 안전성을 크게 향상시키며 높은 수자 회수율과 뛰어난 물 절약 효과를 동시에 달성할 수 있습니다.

c) 잔여물의 종합적 활용

고정석은 건축 자재 제조, 채광된 공간을 채우는 것, 그리고 토양 개량에 사용할 수 있습니다. 이러한 방법은 본질적으로 고정석 저장 문제를 해결하는 동시에 잠재적인 경제적 가치를 창출합니다.

철광석 정광은 광물 자원을 제강으로 연결하는 중요한 다리입니다. 과학적으로 설계되고 합리적인 과정과 적절한 장비 선택은 목표 용량 달성, 품질 기준 충족, 장기적 안정 운영을 보장하는 기본입니다.

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.

철광석 정광 공정 및 맞춤형 설비 선택 솔루션에 대해 자세히 알아보려면, 맞춤형 조언 및 엔지니어링 지원을 위해 언제든지 SBM에 문의하시기 바랍니다.