철광석 선광 공장: 프로세스 및 장비

요약：이 문서는 철광석 선광 공장에 대한 포괄적인 개요를 제공하며, 광석 특성, 선광 방법, 공정 흐름, 관련 장비 및 환경적 고려 사항을 다룹니다.

철광석 정제 철광석 정제는 광업 및 금속 산업에서 중요한 과정으로, 불순물을 제거하고 철 함량을 높여 철광석의 품질을 개선하는 것을 목표로 합니다. 정제 과정은 원시 철광석을 제강 및 기타 산업 응용에 적합한 농축물로 변환합니다. 고급 철광석에 대한 수요 증가와 풍부한 광석 매장량의 고갈에 따라, 정제 공장은 효율적인 자원 활용 및 지속 가능한 채굴 작업을 위해 필수불가결하게 되었습니다.

이 기사는 철광석 beneficiation plant에 대한 포괄적인 개요를 제공하며, 광석 특성, beneficiation 방법, 공정 흐름, 관련 장비 및 환경 고려 사항을 다룹니다.

철광석의 특성

철광석은 금속 철을 경제적으로 추출할 수 있는 암석과 광물입니다. 가장 일반적인 유형의 철광석은 다음과 같습니다:

• 적철광:약 70%의 철을 포함한 고급 광석입니다.
• 자철광:약 72%의 철을 포함하며 자성이 있습니다.
• 리모나이트:Contains 55-60% iron.
• Siderite:Contains about 48% iron.

The quality of iron ore is primarily determined by its iron content and the presence of impurities such as silica, alumina, phosphorus, sulfur, and other gangue minerals. Beneficiation aims to increase iron content and reduce impurities.

Advantages of Iron Ore Beneficiation

• Increase iron content:To produce high-grade concentrate suitable for steel production.
• Remove impurities:Reduce silica, alumina, phosphorus, sulfur, and other unwanted materials.
• Improve physical properties:입자의 크기와 모양을 개선하여 더 나은 취급 및 가공을 위한 것입니다.
• Optimize downstream processes:효율적인 펠렛화, 소결 및 제련을 용이하게 합니다.

Iron Ore Beneficiation Process

철광석 선별 과정은 일반적으로 여러 단계를 포함합니다:파쇄 → 분쇄 → 분류 → 농축 → 탈수 → 펠렛화 또는 소결

1. Iron Ore Crushing

철광석 선별의 초기 단계는 파쇄 및 분쇄로, 이는 원광의 크기를 줄여 철광석 내 미네랄을 주변의 석광 물질로부터 분리합니다.

Primary Crushing:철광석은 채굴 현장에서 선별 공장으로 트럭이나 컨베이어를 통해 운반됩니다. 적절한 공급은 일관된 처리량을 보장합니다. 큰 철광석 덩어리는 조 크러셔 또는 자이로 크러셔에 의해 약 150 mm로 크기가 감소되어 취급 및 추가 가공이 용이해집니다.

Secondary Crushing:약 20-50 mm로의 추가 크기 감소는 콘 크러셔에 의해 이루어집니다. 진동 체는 크기에 따라 철광석 입자를 분리하여 재료를 분쇄 또는 기타 공정으로 안내합니다.

2. Grinding

파쇄 후, 분쇄기(예: 볼 밀 또는 로드 밀)는 철광석 입자 크기를 세밀한 분말로 추가로 줄이며, 일반적으로 80%가 200 메쉬(약 75 마이크론)를 통과하도록 목표로 합니다. 이 세밀한 분쇄는 철광석의 철 광물이 혼합물에서 충분히 분리되어 이후 분리에 적합하도록 보장합니다.

철광석의 효율적인 파쇄 및 분쇄는 필수적입니다. 과도한 분쇄는 과도한 미세입자를 만들어 하류 공정을 복잡하게 하고 에너지 소비를 증가시킬 수 있습니다.

3. 스크리닝 및 분류

크기 축소 후, 철광석 혼합물은 크기와 밀도에 따라 입자를 분리하기 위해 스크리닝 및 분류 과정을 거칩니다.

• 스크리닝:기계식 스크린이나 진동 스크린은 철광석 공급에서 고형 입자를 미세 입자와 분리합니다. 이 단계는 적절한 크기의 철광석 재료만 다음 단계로 진행되도록 하여 처리 효율성을 개선합니다.
• 분류:하이드로사이클론 또는 나선형 분류기는 슬러리 형태로 철광석 입자를 밀도와 크기로 분리합니다. 이 분류는 서로 다른 크기 분획을 적절한 선별 공정으로 안내하는 데 도움이 됩니다.

적절한 선별 및 분류는 철광석 농축 공정의 원료를 최적화하여 회수율 및 제품 품질을 향상시킵니다.

4. 철광석의 농축

농축은 가치 있는 철광석 광물이 철광석 내의 폐광석과 분리되는 핵심 beneficiation 단계입니다.

• 중력 분리:철광석 내에서 철광석 광물과 폐광석 간의 비중 차이를 이용합니다.
• 자기 분리:자기장을 이용하여 철광석 내의 자석성 철광물을 분리합니다.
• Flotation:화학 시약과 공기 방울을 사용하여 수소 친화적인 광물에서 소량의 철 광물을 분리합니다.

농축 기술의 선택은 철광석의 종류, 입자 크기 및 광물학에 따라 달라집니다.

5. 탈수

농축 후, 결과적으로 생성된 철광석 농축물은 상당한 양의 물을 포함하고 있으며, 처리, 운송 및 추가 가공을 용이하게 하기 위해 제거해야 합니다.

• 농후 처리:중력 농후 장치는 침전물을 가라앉혀 철광석 슬러리를 농축하여 수분 함량을 줄입니다.
• Filtration:진공 또는 압력 필터는 철광석 농축액의 수분을 허용 가능한 수준, 종종 10% 이하로 추가로 줄입니다.

철광석 농축액의 효과적인 탈수는 건조 비용을 줄이고 저장 및 운송 중 소재의 열화를 방지합니다.

6. 펠렛화 또는 소결

최종 단계는 철광석 농축액을 제강에 사용하기 위해 준비합니다.

• 펠렛화:미세한 철광석 농축액은 벤토나이트와 같은 바인더를 사용하여 구형 펠렛으로 응집됩니다. 철광석 펠렛은 균일한 크기, 향상된 강도 및 투과성을 가지고 있어 고로(feed)용으로 이상적입니다.
• Sintering:철광석 농축물이 플럭스와 코크스 미세 분말과 혼합된 후 가열되어, 용광로 사용에 적합한 다공성 응집체인 sinter를 생성합니다.

이 과정들은 금속 공학 성능을 향상시키고 용광로 효율성을 개선합니다.

일반적인 철광석 beneficiation 기술

1. 중력 분리

중력 분리는 철광석 내의 철 광물과 불순물 입자 간의 밀도 차이를 이용하여 분리를 달성합니다.

원리:철광석 내에서 더 무거운 철 광물(자철광, 적철광)은 유체 매질에서 중력 힘을 받았을 때 더 가벼운 불순물 입자보다 더 빠르게 가라앉습니다.

장비:

• Jigs:밀도에 따라 철광석 입자를 층화하기 위해 맥동하는 물의 흐름을 사용합니다.
Shaking Tables: 특수 중량에 따라 철광석 입자를 분리하기 위해 흔드는 움직임과 물의 흐름을 사용합니다.
• Spiral Concentrators:나선형 트로프에서 중력과 원심력을 이용하여 철광석 광물을 분리합니다.
• 응용:조대 철광석 입자 및 밀도 차이가 상당한 자철석과 적철석과 같은 조대 해방의 광석에 효과적입니다. 중력 분리는 자석 또는 부유 처리 전에 철광석 농축의 초기 단계로 자주 사용됩니다.

2. 자기 분리

자기 분리는 마그네타이트 철광석의 beneficiation에 널리 사용되며, 상대적으로 헤마타이트 철광석에도 사용됩니다.

원리:자기 분리기는 자기장을 적용하여 철광석 내의 자성 철 광물을 끌어당겨 비자성 갱에서 분리합니다.

자기 분리기의 종류:

• 저강도 자기 분리기 (LIMS):강한 자성을 가진 마그네타이트 철광석에 적합합니다. 고강도 자기 분리기 (HIMS): 약한 자성을 가진 철 광물인 헤마타이트 및 미세 입자에 사용됩니다.
• 습식 및 건식 자석 분리기:습식 분리기는 철광 슬러리를 처리하여 분리 효율성을 개선하며; 건식 분리기는 건식 철광 자재를 처리합니다.
• 응용:자철석 철광 선택 공장은 고품질 철광 농축물을 얻기 위해 자석 분리를 광범위하게 사용합니다. 또한 분쇄 후 철광에서 철 광물을 회수하는 데 사용됩니다.

3. 철광의 부양

부양은 주로 미세한 철광 입자와 자석 분리가 효과적이지 않은 광석에 사용되는 화학적 선별 기법입니다.

원리: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.

장비:

• 기계식 플로타 셀:철광 슬러리에서 기포-입자 부착을 촉진하기 위해 교반 및 공기를 주입합니다.
• 콜럼 플로타 셀:철광 플로타에서 더 낮은 에너지 소비로 높은 회수율과 선택성을 제공합니다.
• 응용:플로타는 특히 미세 입자 크기와 높은 실리카 함량을 가진 헤마타이트 및 시데라이트 철광에 유용합니다. 이를 통해 실리카 및 알루미나 불순물을 제거하여 철광 농축물의 품질을 개선합니다.

4. 분쇄 및 연마

철광석의 효율적인 분쇄 및 연마는 성공적인 선별을 위한 전제 조건입니다.

분쇄 장비:

• 턱 파쇄기:큰 덩어리의 철광석을 처리하는 1차 분쇄기입니다.
• 콘 크러셔:철광석의 더 미세한 분쇄를 위한 2차 분쇄기입니다.
• 자이로 분쇄기:1차 분쇄를 위해 대규모 철광석 작업에 사용됩니다.

연마 장비:

• 볼 밀:철광석을 미세한 가루로 줄이는 연삭 매체가 있는 원통형 밀입니다.
• 로드 밀:연삭 매체로 로드를 사용하며, 철광석의 거친 연마에 적합합니다.
• Vertical Roller Mills:현대 철광석 공장에서 사용되는 에너지 효율적인 밀.

Key Considerations:

• 초미세 입자의 생성을 최소화하기 위해 철광석의 과도한 분쇄를 피하는 것.
• 철광석 광물의 해방 및 회수를 극대화하기 위한 최적의 분쇄 크기 유지.

Environmental Considerations

철광석 농축 공장은 환경 영향을 고려해야 합니다:

• Tailings Management:슬러지의 안전한 처분 및 잠재적 재사용.
• Water Usage:재활용 및 공정수 처리.
• 먼지 제어:파쇄 및 취급 중 먼지 배출 최소화.
• 에너지 효율성:에너지 소비 감소를 위한 장비 및 공정 최적화.

최근 발전 및 동향

• 자동화 및 제어:프로세스를 최적화하기 위한 센서, 인공지능(AI) 및 기계학습의 사용.
• 건식 유혜:건식 자기 또는 정전기 분리를 사용하여 물 사용량 감소.
• 폐기물 가치화:건축 자재나 기타 용도로 미세 광물을 활용.
• 에너지 효율적인 분쇄:High-pressure grinding rolls (HPGR) 및 교반 밀.

철광석 선별은 파쇄, 분쇄, 분류, 농축, 탈수 및 응집을 포함하는 복잡하고 다단계의 과정입니다. 각 단계는 광석의 광물학 및 물리적 특성에 맞춘 전문 장비와 기술이 필요합니다. 선별 기술의 발전은 회수율, 제품 품질 및 환경 지속 가능성을 지속적으로 개선하여 글로벌 철강 수요를 충족하기 위해 철광석 자원의 효율적인 사용을 보장합니다.