Hoe haal je ijzererts uit de grond? Volledig ijzerertsen verrijkingsproces

Summary: Hoe wordt IJzerertsbenutting eigenlijk gebruikt om ruw erts om te zetten in concentraten? Dit artikel geeft de volledige mineralenverwerkingstroom voor ijzererts weer....

Run-of-mine (ROM) ijzererts dat uit mijnen wordt geëxtraheerd, heeft meestal een lage kwaliteit en bevat een aanzienlijke hoeveelheid gang en schadelijke onzuiverheden. Daarom is een verrijkingsproces nodig.

Dit artikel introduceert de IJzererts volledige mineralenverwerkingsstroom.

Het volledige ijzerertsveredelingsproces is een combinatie van verschillende fysieke en chemische bewerkingen, die voornamelijk bestaan uit de volgende fasen: vermaling en classificatie, gruisbereiding en scheiding, scheiding, concentraatontwatering en stortingsafvalverwerking.

Stap 1: Vermalen en Sorteren

Ruw mijnoppervlak staal dat uit deMijn wordt gehaald, komt in grote brokstukken - tot meer dan een meter in maximale diameter - waardoor het niet direct in de maalinstallatie kan worden gevoerd. Het moet eerst door meerdere fasen van breuk worden geleid om de deeltjesgrootte geleidelijk te verminderen, zodat het klaar is voor de daaropvolgende maal- en scheidingsprocessen.

Grof breken: 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.

Middel en fijn breken: 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: Na het vermalen wordt het materiaal gesorteerd; de deeltjes die voldoen aan de grootte-specificaties gaan door naar de volgende verwerkingsfase, terwijl te grote deeltjes worden teruggevoerd naar de breker voor opnieuw verkleining, waardoor een gesloten circuit ontstaat. Deze gesloten-circuitsamenstelling zorgt er effectief voor dat deeltjesgrootte van het product wordt gecontroleerd en oververmaken wordt voorkomen, terwijl de verwerkings-efficiëntie volledig wordt gemaximaliseerd.

Stap 2: Malen en Classificatie

Dit is een kritische fase voor het vrijmaken van mineralen in het ontginningsproces van ijzerertsen. Na het breken blijven de ijzerhoudende deeltjes stevig vergrendeld met de gangue-deeltjes binnen het erts. Om een effectieve scheiding te bereiken, moet het erts worden vernietigd door malen om een voldoende mate van monomere bevrijding te verkrijgen.

2.1 Vijlen

Malen 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.

Malen 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 Classificatie

Het afval uit de cementmolen komt in classificatieapparatuur - meestal hydrocyclonen - terecht, die het materiaal scheidt in acceptabele en onacceptabele producten op basis van verschillen in de zinknelheden van deeltjes in water. De conforme fijne fractie (overflow) gaat naar de scheidingsfase, terwijl de niet-conforme grove fractie (underflow) wordt teruggevoerd naar de molen voor opnieuw malen, waardoor een andere gesloten kringloop ontstaat. De classificatie-efficiëntie beïnvloedt rechtstreeks de mate van over-vermalen en bevrijding in het gemalen product, en speelt een cruciale rol in de daaropvolgende scheidingsefficiëntie.

Stap 3: Scheiding

Dit is de kernfase van het verrijkingsproces van ijzererts, waarin ijzermineralen worden gescheiden van gangue-mineralen op basis van verschillen in hun fysieke of chemische eigenschappen. De keuze van de juiste scheidingsmethode hangt vooral af van de eigenschappen van de mijn, met name de ijzermineralensamenstelling, de verspreidingsgrijst van de korrels en de onderlinge groeiprocessen.

De volgende secties schetsen de scheidingsmethoden voor vier veelvoorkomende ijzerertssoorten: magnetiet, hematiet, limoniet en sideriet.

3.1 Magnetiet - Magnetische Scheiding

Omdat magnetiet sterk magnetisch is, is magnetische scheiding de meest efficiënte en kosteneffectieve methode voor de ontginning ervan.

Dit proces is het beste geschikt voor simpele, gemakkelijk te verwerken enkele magnetiet-ores.

Continuous Malen – LIMS: Afhankelijk van de disseminatie-grondgrootte van het magnetiet, gebruikt het proces één of twee fasen van continue bonding. Zodra de bewogen slurry de streef smalling bereikt, gaat het rechtstreeks naar LIMS.

Stage Malen – LIMS: Ideaal voor fijnmazige, lage-grades magnetietmijnen. Primaire vermaling wordt gevolgd door grovere magnetische scheiding om een aanzienlijk deel van de vroege afvalstoffen te verwijderen. Het resulterende grovere concentraat wordt vervolgens gevoed naar secundaire vermaling voordat het wordt gereinigd.

Belangrijk voordeel van de SBM-oplossing: Het hoofddoel in alle drie de stroomdiagrammen is vroege afvoer van tailings, wat de doorstroomvolume in de verwerking stroomafwaarts minimaliseert, het totale energieverbruik vermindert en de operationele kosten verlaagt.

3.2 Hematietscheiding

Hemaatiet (Fe2O3) bevat tot 69,94% ijzer en wordt geclassificeerd als een zwak magnetisch mineraal. Momenteel omvat de meest voorkomende scheidingsmethode voor hematiet graviteitscheiding, flottatie en gecombineerde scheiding.

A) Zwaartekracht-scheiding

Op basis van deeltjesgrootte kenmerken wordt de zwaartekrachtseparatie van hematiet onderverdeeld in fijnkorrelige en grofkorrelige bewerking:

Fijnmazige Zwaartekrachtscheiding: Geschikt voor hematietmijnen met fijne verspreidingsgrootte en relatief hogere magnetische susceptibiliteit. De ore wordt gebroken en gemalen om mineraalvrijlating te bereiken voordat hoogwaardig hematietconcentraat wordt gescheiden met behulp van zwaartekrachtseparatie-apparatuur (bijvoorbeeld triltafels, spiraalhellingen).

Onderscheidende Gravitatie Scheiding: Ideaal voor grofkorrelige hematieterts. Deze methode wordt meestal alleen toegepast met een kneedproces, waarbij grofkorrelige graviële scheidingstoestellen (bijvoorbeeld jiggers) worden gebruikt om rechtstreeks groffe afvalstoffen af te voeren.

b) Zwepen

Gebruikt voor het behandelen van fijne tot ultrafijn zwak magnetisch hematieterts, omvat de floatatie twee hoofdkringen: directe floatatie en omgekeerde floatatie. Directe floatatie is het meest geschikt voor eenvoudige enkele hematietertsen, terwijl omgekeerde floatatie veel wordt gebruikt voor hematietertsen met een hogere graad die gemakkelijk floatbare gangue-mineralen bevatten.

c) Gecombineerde scheiding

Gecombineerde scheiding is ontworpen voor complexe hematietmijnen die geassocieerd zijn met kleine hoeveelheid sterk magnetische mineralen of niet-metallische onzuiverheden. Veelvoorkomende methoden omvatten:

• LIMS - Hoog-Intensiteit Magnetische Scheiding (HIMS)
• HIMS - Floatatie
• HIMS - Zwaartekrachtseparatie
• Magnetisch Roosteren - Magnetisch Scheiden

3.3 Limonietscheiding

Limoniet bestaat voornamelijk uit gehydrateerde ijzeroxiden met een ijzer (Fe) gehalte variërend van 40% tot 60%, waardoor het wordt geclassificeerd als een zwak magnetisch ijzermineraal. Veelvoorkomende scheidingsmethoden voor limoniet zijn zwaartekracht scheiding, magnetische scheiding, flotatie en gecombineerde scheiding.

A) Zwaartekracht-scheiding

Het meest geschikt voor grof verdeeld dispergeerde limonietovens. Het wassen + scheidingsproces op basis van zwaartekracht wordt veel gebruikt, waarbij een trommelwasmachine het ruwere gesteente wast om klei te verwijderen, gevolgd door zwaartekrachtapparatuur zoals zware media-scheiders (HMS) of jiggen.

b) Magnetische Scheiding

Hoewel limoon bijna niet-magnetisch is, kan Hoog-Intensiteit Magnetische Scheiding (HIMS) nog steeds effectief worden toegepast om fijnkorrelige gedispergeerde ore te verwerken.

c) Zweven

Toegepast op ultrafijnkorrelige limoniet-erts, inclusief zowel directe als omgekeerde flotatiecirkels. Deslimming of verbeterde slimmendispergie is meestal vereist vóór de flotatie om de negatieve impact van fijne kleemende mineralen te elimineren.

d) Gecombineerde Scheiding

Vermengd voor complexe limonietertsen met ongelijkmatige verspreidingsgrootte van de korrels of een hoog kleigehalte. Veelvoorkomende configuraties zijn:

• Zwaartekrachtscheiding - Magnetische Scheiding met Hoge Intensiteit (HIMS)
• Selectieve flotatie - Flotatie
• Vlokvorming - Hoog-Intensiteits Magnetische Scheiding (HIMS)

3.4 Sideriet scheiding

Sideriet (FeCO3) bestaat voornamelijk uit ferrocariaat, met een ijzergehalte van 48,2%. Vier veelvoorkomende beneficiation-processen zijn als volgt:

A) Zwaartekracht-scheiding

Geschikt voor scheiding van grove- en medium-gevulde gedispergeerde siderieterts. Zware Medium Scheiding (HMS) en jiggers worden vaak gebruikt om een efficiënte concentratie te bereiken.

b) Hoog-Intensiteit Magnetische Scheiding (HIMS)

Toepasbaar op zwak magnetische siderieterts. Het gebruik van natte hoog-vermogen magnetische scheiders (WHIMS) om gesteente dat uitgedelvest is te verwerken, verbetert aanzienlijk zowel de concentraatkwaliteit als de opbrengstpercentage.

c) Zweven

Ideaal voor het verwerken van fijnkorrelige siderieterts, inclusief zowel directe als omgekeerde flotatiemethoden:

Directe flotatie: Bevat zure en alkalische flotatieprocedures.

Omgekeerde Flotatie: Bestaat voornamelijk uit anionische scheideromslag en katjonische scheideromslag technologieën.

d) Magnetisch Roosteren - Laag-Intensiteit Magnetische Scheiding (LIMS)

Pas magnetiserende roostering toe om zwak magnetisch sideriet om te zetten in sterk magnetische ijzoxiden (zoals magnetiet), gevolgd door LIMS voor hoog-render scheiding.

Stap 4: Concentratie Onttrekking & Stortmateriaal Behandeling

4.1 Concentraatontwatering

Het ijzerconcentraat dat na de scheidingsfase wordt verkregen, is een natte suspensie met een hoog vochtgehalte (meestal met een vaste stofconcentratie van 20% tot 30%). Het moet worden gedewaterd om aan de eisen voor transport en verdere smelting te voldoen.

Verdikking (Concentratie)

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) Filterpersen

De verdikte onderstroom wordt naar filtratieapparatuur gestuurd (zoals een vacuümfilterpers of plaat-en-frame-filterpersen). Onder vacuüm of mechanische druk wordt het vocht verder verwijderd om een filterkoek te produceren met een vochtgehalte van ongeveer 10%. Deze koek dient als het uiteindelijke ijzeren concentraatproduct, klaar voor verpakking en verzending.

4.2 Stortingsbeheer

Afvalmateriaal (afvalstort) dat ontstaat tijdens het verrijken van ijzererts bedraagt doorgaans meer dan 50% van de totale ruwe ore. Het beheer van afvalstoffen is daarom een essentieel onderdeel van het verrijkingsproces. Momenteel worden drie hoofdbenaderingen gebruikt voor de verwerking van ijzerafval:

a) Afvalverwerking van natte afvalproducten

Dit is de meest traditionele methode, waarbij de tailingsslurry rechtstreeks wordt geloosd in een tailingsplas voor natte opslag. Het proces is eenvoudig en vereist relatief lage kapitaalinvesteringen, waardoor het op grote schaal werd toegepast in vroege verrijkingsfabrieken. Echter, het brengt aanzienlijke veiligheidsrisico's met zich mee en wordt geleidelijk uitgefaseerd.

b) Droge Tailings Opslag

Droge opslag is de hoofdtrend en is de standaard voor nieuw gebouwde ijzerertsverrijkingsinstallaties. Het proces omvat doorgaans diepe-kegel verdikking, gevolgd door filtratie en ontwatering, waardoor het vochtgehalte van het afvalmateriaal onder de 15% wordt gebracht voor droge berging. In vergelijking met natte opslag biedt droge berging aanzienlijk verbeterde veiligheid, terwijl het hoge waterrendement en een superieure waterbesparing worden gerealiseerd.

c) Uitgebreid Gebruik van Afvalslib 

Het mineraalafval kan worden gebruikt voor het produceren van bouwmaterialen, het opvullen van uitgeperste lege ruimtes en het verbeteren van de bodemkwaliteit. Deze aanpak behandelt het probleem van het opslaan van mineraalafval op fundamentele wijze en creëert tegelijkertijd potentiële economische waarde.

IJzererts-voorkleuringsproces is een cruciale schakel die de mineraalbronnen verbindt met staalsmelting. Een wetenschappelijk ontworpen en rationeel proces, samen met de juiste apparatuurkeuze, is de fundamentele garantie voor het behalen van de doelcapaciteit, het voldoen aan kwaliteitsnormen en het handhaven van langetermijnstabiele operaties.

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.

Om meer te weten te komen over het verrijkingsproces van ijzermijn en op maat gemaakte apparatuurkeuzeoplossingen, neem gerust contact op met SBM voor aangepast advies en technische ondersteuning.