Bagaimana untuk Mengeluarkan Bijih Besi? Proses Pemprosesan Bijih Besi yang Lengkap

Summary: Bagaimana pengolahan bijih besi sebenarnya mengubah bahan mentah menjadi konsentrat? Artikel ini memperkenalkan aliran pemprosesan mineral bijih besi yang lengkap....

Batuan besi run-of-mine (ROM) yang diekstrak dari lombong biasanya mempunyai gred yang rendah dan mengandungi sejumlah besar gangue serta kekotoran berbahaya. Oleh itu, proses pengilangan diperlukan.

Artikel ini memperkenalkan Aliran proses mineral lengkap bijih besi.

Proses pemprosesan bijih besi lengkap adalah gabungan pelbagai operasi fizikal dan kimia, yang turut terdiri daripada peringkat-peringkat berikut: penghancuran dan pengayakan, penggilingan dan pengkelasan, pemisahan, pengeringan konsentrat, dan rawatan tailing.

Langkah 1: Hancuran dan Penapisan

Batu-batu bijih run-of-mine yang diekstrak dari lombong datang dalam saiz bongkah yang besar - sehingga lebih satu meter dalam diameter maksimum - menjadikannya tidak dapat dimasukkan terus ke dalam kilang pengisaran. Ia mesti melalui beberapa peringkat penghancuran secara berperingkat untuk secara beransur-ansur mengurangkan saiz zarah, menyediakan ia untuk operasi pengisaran dan pemisahan seterusnya.

Penghancuran kasar: 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.

Penghancuran sederhana & halus: 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: Selepas dihancurkan, bahan disaring; zarah yang memenuhi spesifikasi saiz diteruskan ke peringkat seterusnya proses, manakala zarah yang berukuran besar dikembalikan ke penghancur untuk dihancurkan semula, membentuk litar tertutup. Konfigurasi litar tertutup ini berkesan mengawal saiz zarah produk dan mengelakkan penghancuran berlebihan, sambil memaksimumkan kecekapan penghancuran sepenuhnya.

Langkah 2: Penggilingan dan Pengkelasan

Ini adalah tahap penting untuk pembebasan mineral dalam proses pemprosesan mineral besi. Selepas penghancuran, zarah mineral besi kekal tersekat rapat dengan zarah gangue di dalam bijih. Untuk mencapai pengasingan yang berkesan, bijih mesti menjalani proses penggilingan bagi mendapatkan tahap pembebasan monomer yang mencukupi.

2.1 Pengisarahan

Penggilingan 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.

Penggilingan 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 Pengelasan

Lepasan dari gilingaan masuk ke peralatan pengkelasan - yang paling biasa adalah hidroklon - yang memisahkan bahan kepada produk yang boleh diterima dan tidak boleh diterima berdasarkan perbezaan kelajuan tenggelam zarah dalam air. Bahagian halus yang mematuhi (overflow) diteruskan ke peringkat pemisahan, manakala bahagian kasar yang tidak mematuhi (underflow) dikembalikan ke gilingan untuk digiling semula, membentuk satu lagi litar tertutup. Kecekapan pengkelasan secara langsung mempengaruhi tahap terlalu giling dan pembebasan dalam produk yang digiling, memainkan peranan penting dalam prestasi pemisahan seterusnya.

Langkah 3: Pemisahan

Ini adalah tahap inti dalam proses pemprosesan bijih besi, di mana mineral besi dipisahkan daripada mineral gangue berdasarkan perbezaan dalam sifat fizikal atau kimia mereka. Pemilihan kaedah pemisahan yang sesuai bergantung terutamanya kepada ciri-ciri bijih, terutamanya jenis mineral besi, saiz butiran penyebaran, dan hubungan pertumbuhan antara mineral.

Bahagian berikut merangkumi kaedah pemisahan untuk empat jenis bijih besi yang biasa: magnetit, hematit, limonit, dan siderit.

3.1 Magnetit - Pengasingan Magnetik

Kerana magnetit bersifat magnetik dengan kuat, pengasingan magnetik adalah kaedah yang paling berkesan dan ekonomik untuk pemperolehan daripadanya.

Proses ini paling sesuai untuk bijih magnetit tunggal yang ringkas dan mudah diproses.

Continuous Penggilingan – LIMS: Bergantung kepada saiz butiran penyebaran magnetit, proses ini menggunakan satu atau dua peringkat pengisaran berterusan. Setelah slurry yang digiling mencapai kehalusan yang ditetapkan, ia terus ke LIMS.

Stage Penggilingan – LIMS: Sesuai untuk bijih magnetit halus berperingkat rendah. Pengisaran utama diikuti dengan pemisahan magnetik kasar untuk menolak sebahagian besar tailing awal. Konsentrat kasar yang dihasilkan kemudiannya dihantar ke pengisaran kedua sebelum proses pembersihan.

Kelebihan Utama penyelesaian SBM: Objektif utama di seluruh tiga aliran adalah penolakan tailings awal, yang meminimumkan jumlah pemprosesan di hilir, mengurangkan penggunaan tenaga keseluruhan, dan menurunkan kos operasi.

3.2 Pemisahan Hematit

Hematit (Fe2O3) mengandungi sehingga 69.94% besi dan diklasifikasikan sebagai mineral yang lemah magnetik. Pada masa ini, kaedah pemisahan yang paling biasa digunakan untuk hematit termasuk pemisahan graviti, penapisan, dan pemisahan gabungan.

Pemisahan Graviti

Berdasarkan ciri-ciri saiz zarah, pengasingan graviti hematit dibahagikan kepada pemprosesan halus dan kasar:

Pengasingan Graviti Halus-Butiran Sesuai untuk bijih hematit dengan saiz penyebaran halus dan kepekaan magnetik yang agak lebih tinggi. Bijih dihancurkan dan dikisar untuk mencapai pembebasan mineral sebelum memisahkan konsentrat hematit berkualiti tinggi menggunakan peralatan pemisahan graviti (contohnya, meja goyang, cerucuk spiral).

Pengasingan Graviti Berbutir Kasar: Sesuai untuk bijih hematit berbutir kasar. Kaedah ini biasanya hanya melibatkan proses penghancuran sahaja, menggunakan peralatan pengasingan graviti berbutir kasar (contohnya, jigger) untuk menanggalkan sisa teras kasar secara langsung.

b) Pengapungan

Digunakan untuk merawat bijih hematit yang lemah bertekanan halus hingga sangat halus yang bersifat magnet lemah, pengapungan melibatkan dua litar utama: pengapungan langsung dan pengapungan songsang. Pengapungan langsung paling sesuai untuk bijih hematit tunggal yang mudah, manakala pengapungan songsang secara meluas digunakan untuk bijih hematit berderajat lebih tinggi yang mengandungi mineral gangue yang mudah terapung.

c) Pengasingan Gabungan

Pengasingan gabungan direka untuk bijih hematit yang kompleks yang berkait dengan mineral magnetik kuat kecil atau kekotoran bukan logam. Kaedah yang biasa digunakan termasuk:

• LIMS - Pemisahan Magnet Berkuasa Tinggi (HIMS)
• HIMS - Pengapungan
• HIMS - Pemisahan Graviti
• Panggang Magnetik - Penyesakan Magnet

3.3 Pemisahan Limonit

Limonit terdiri terutamanya daripada oksida besi berair dengan kandungan besi (Fe) sekitar 40% hingga 60%, mengklasifikasikannya sebagai mineral besi magnet lemah. Kaedah pengasingan yang biasa digunakan untuk limonit termasuk pengasingan graviti, pengasingan magnetik, flotasi, dan pengasingan gabungan.

Pemisahan Graviti

Lebih sesuai untuk bijih limonit tersebar kasar. Proses pencucian + pengasingan graviti digunakan secara meluas, yang menggunakan pencuci dram untuk mencuci bijih mentah bagi menanggalkan tanah liat, diikuti dengan peralatan pengasingan graviti seperti pengasing media berat (HMS) atau jig.

b) Pengasingan Magnetik

Walaupun limonite mempunyai sifat magnet yang lemah, Pemisahan Magnet Beriha Tinggi (HIMS) masih boleh digunakan secara berkesan untuk memproses bijih tersebar halus.

c) Pengapungan

Diterapkan pada bijih limonit berbutir sangat halus, menggabungkan kedua-dua kitaran pengapungan langsung dan terbalik. Pengasingan debu atau penyebaran debu yang dipertingkatkan biasanya diperlukan sebelum pengapungan untuk menghilangkan kesan negatif mineral lempung halus.

d) Pengasingan Gabungan

Disesuaikan untuk bijih limonit yang kompleks yang menampilkan saiz butiran penyebaran yang tidak sekata atau kandungan liat yang tinggi. Konfigurasi biasa termasuk:

• Pengasingan Graviti - Pengasingan Magnet Tinggi (HIMS)
• Pengkelasan Selektif - Pengapungan
• penggumpalan - Pengasingan Magnet Tinggi (HIMS)

3.4 Pemisahan Siderit

Siderit (FeCO3) terutama terdiri daripada karbonat ferro, dengan kandungan besi sebanyak 48.2%. Empat proses pemprosesan utama adalah seperti berikut:

Pemisahan Graviti

Sesuaikan untuk bijih siderit tersebar berbutir kasar dan sederhana secara berasingan. Pemisahan Medium Berat (HMS) dan jigger sering digunakan untuk mencapai penumpuan yang cekap.

b) Pemisahan Magnet Tinggi-Intensiti (HIMS)

Berkaitan dengan bijih siderit yang lemah sifat magnetnya. Menggunakan pemisah magnet t ng tinggi lembap (WHIMS) untuk memproses slurry bijih yang telah dipisahkan daripada zarah halus secara signifikan meningkatkan kualiti konsentrat dan kadar pulihan.

c) Pengapungan

Sesuai untuk memproses bijih siderit halus, merangkumi kedua-dua litar flotasi langsung dan terbalik:

Pengapungan Langsung: Termasuk laluan flokulasi asid dan alkali.

Pembalikan Pengapungan Terutama terdiri daripada teknologi pemungut anionik untuk pengapungan terbalik dan pemungut kationik untuk pengapungan terbalik.

d) Pembakaran Magnetisasi - Pemisahan Magnetik Intensi Rendah (LIMS)

Menggunakan proses pembakaran magnetisasi untuk menukarkan siderit yang lemah magnet kepada oksida besi yang kuat magnetnya (seperti magnetit), kemudian diikuti dengan LIMS untuk pemisahan berkecekapan tinggi.

Langkah 4: Pemutusan Penyaringan dan Rawatan Lvp

Pengepastian Cecairan Konsentrat

Konsentrat besi yang diperoleh selepas peringkat pemisahan adalah likat berair dengan kandungan lembapan yang tinggi (biasanya dengan kepekatan pepejal antara 20% hingga 30%). Ia mesti melalui proses penyingkiran air untuk memenuhi keperluan pengangkutan dan peleburan di hilir.

Pengentalan (Penekanan)

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) Penekanan Penapis

Lempung bawah yang telah diperkukuhkan dihantar ke peralatan penapisan (seperti penapis vakum atau penapis pelat dan bingkai). Di bawah vakum atau tekanan mekanikal, kelembapan akan lagi dikeluarkan untuk menghasilkan kek penapis dengan kandungan lembapan sekitar 10%. Kek ini berfungsi sebagai produk tumpuan besi akhir, sedia untuk pembungkusan dan penghantaran.

4.2 Rawatan Bahan Bahan Leone

Bahan buangan (tailing) yang dihasilkan semasa proses pengilangan bijih besi biasanya menyumbang lebih daripada 50% daripada jumlah bijih mentah yang diproses. Pengurusan tailing oleh itu merupakan bahagian penting dalam proses pengilangan. Pada masa ini, tiga pendekatan utama digunakan untuk rawatan tailing besi:

Pelupusan Lendilan Basah

Ini adalah kaedah yang paling tradisional, di mana slurry tailing dibuang secara langsung ke tasik tailing untuk penyimpanan basah. Proses ini mudah dan memerlukan pelaburan modal yang relatif rendah, jadi ia digunakan secara meluas di kilang pemprosesan bijih awal. Walau bagaimanapun, ia melibatkan risiko keselamatan yang ketara dan sedang dihentikan penggunaannya.

b) Penimbunan Efluen Kering

Pelupusan kering adalah aliran utama dan adalah standard untuk loji pemprosesan besi bijih yang baharu dibina. Proses ini biasanya melibatkan pemekatan kon dalam, diikuti dengan penapisan dan pemisahan air, mengurangkan kandungan lembapan sisa hingga di bawah 15% untuk penumpukan kering. Dibandingkan dengan pelupusan basah, penumpukan kering menawarkan keselamatan yang jauh lebih baik, sambil mencapai kadar pemulihan air yang tinggi dan penjimatan air yang unggul.

c) Penggunaan Menyeluruh Terhadap Bahan Buangan

Lempung sisa boleh digunakan untuk menghasilkan bahan binaan, mengisi semula ruang kosong yang dikorek, dan penambah bahan tanah. Pendekatan ini secara asasnya menangani isu penyimpanan lempung sisa sambil juga menghasilkan nilai ekonomi yang berpotensi.

Pengolahan bijih besi adalah jambatan penting yang menghubungkan sumber mineral kepada proses peleburan keluli. Proses yang direka secara saintifik dan rasional, berserta pemilihan peralatan yang sesuai, adalah jaminan utama untuk mencapai kapasiti sasaran, memenuhi piawaian kualiti, dan mengekalkan operasi yang stabil dalam jangka panjang.

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.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang proses pengolahan bijih besi dan penyelesaian pemilihan peralatan yang disesuaikan, sila hubungi SBM untuk nasihat yang disesuaikan dan sokongan kejuruteraan.