Summary: Як насправді обробка залізної руди перетворює сиру руду у концентрат? У цій статті наведено повний технологічний процес збагачення залізної руди....
Первинне залізорудне сире охіде (ROM), яке добувається із шахт, зазвичай має низький рівень і містить значну кількість відсіву та шкідливих домішок. Тому необхідний процес збагачення.
Ця стаття вводить у систему повний технологічний процес обробки залізної руди.
Повний процес збагачення залізної руди є поєднанням різних фізичних і хімічних операцій, що складаються з наступних етапів: дроблення та сортування, помол та класифікація, сепарація, зневоднення концентрату та обробка хвостів.
Крок 1: Давка та сортування
Куски руди, що добуваються безпосередньо з шахти, мають великі розміри — до понад одного метра у максимальній діаметрі — що ускладнює їх безпосереднє подавання до млинів. Спочатку вони повинні пройти багатоступеневу дробарку, щоб поступово зменшити розмір частинок, готуючи їх до подальшого подрібнення і процесів сепарації.
Грубе дроблення: 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.
Середнє та дрібне дроблення: 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: Після подрібнення матеріал проходить сортування; частки, що відповідають розмірним характеристикам, переходять до наступного етапу обробки, тоді як занадто великі частки повертаються до дробарки для повторного подрібнення, утворюючи замкнутий контур. Така конфігурація замкнутого циклу ефективно контролює розмір частинок продукту та запобігає перенадрізанню, одночасно максимально підвищуючи ефективність подрібнення.
Крок 2: Помол та класифікація
Це критична стадія для вивільнення мінералів у процесі збагачення залізної руди. Після дроблення частки залізних мінералів залишаються щільно взаємопов'язаними з частками шлакових домішок у руді. Для досягнення ефективного розділення руда повинна пройти процес подрібнення з метою отримання достатнього ступеня вивільнення мономерів.
2.1 Мита
Подрібнення 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.
Подрібнення 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 Класифікація
Витік з мельниці для подрібнення потрапляє до обладнання для класифікації — найчастіше гідроциклони, які розподіляють матеріал на прийнятний та неприйнятний продукти на основі різниці у швидкості осідання частинок у воді. Відповідна дрібна фракція (перелив) переходить до стадії сепарації, тоді як неприйнятна крупна фракція (відгруз) повертається назад у мельницю для повторного подрібнення, формуючи ще один замкнений контур. Ефективність класифікації безпосередньо впливає на ступінь переобрізання та звільнення у подрібненому продукті, відіграючи ключову роль у подальшій ефективності сепарації.
Крок 3: Відокремлення
Це основний етап процесу збагачення залізної руди, на якому залізисті мінерали відділяються від гангськільних мінералів на основі різниць у їхніх фізичних або хімічних властивостях. Вибір відповідного методу сепарації першочергово залежить від характеристик руди, зокрема від виду залізистих мінералів, розмірів зерен дисперсії та взаємних співвідношень між ними.
Наступні розділи описують методи розділення для чотирьох поширених типів залізної руди: магнетиту, геміту, лімоніту та сидериту.
| Тип залізної руди | Зміст заліза |
|---|---|
| Магнетит (Fe₃O₄) | ~72% |
| Гематит (Fe₂O₃) | ~69.94% |
| Лімоніт（FeO(OH)·nH₂O） | 40%–60% |
| Сидерит (FeCO₃) | ~48.2% |
3.1 Магнетит – магнітний спосіб розділення
Оскільки магнетит має сильні магнітні властивості, магнітне збагачення є найефективнішим і економічно вигідним методом його підготовки.
Цей процес найбільш підходить для простих, легко оброблюваних одно Магнітний руд.
Continuous Подрібнення – LIMS: Залежно від розміру частинок магнетиту при його диспергації, процес використовує один або два етапи безперервного подрібнення. Як тільки отримана суспензія досягає цільової дисперсності, вона безпосередньо переходить до LIMS.
Stage Подрібнення – LIMS: Ідеально підходить для тонкозернистих, низькозалювальних руд магнетиту. Первинне подрібнення зсувається в грубий магнітний сепаратор для відсікання значної частини початкових хвостів. Отриманий грубий концентрат потім подаєтьcя на вторинне подрібнення перед очищенням.
Ключова перевага рішення SBM: Основна мета на всіх трьох потокових схемах — раннє відкидання хвостів, що мінімізує обсяг подальшої обробки, зменшує загальне споживання енергії та знижує операційні витрати.
3.2 Відокремлення гематиту
Гематит (Fe2O3) містить до 69,94% заліза і класифікується як слабо магнітна мінеральна речовина. В даний час найпоширенішими методами виділення гематиту є гравітаційне сепарація, флотація та комбінована сепарація.
а) Відокремлення за силою тяжіння
Відповідно до характеристик розміру частинок, гравітаційне відділення гематиту поділяється на обробку дрібнозернистих і крупнозернистих матеріалів:
Детальне гравітаційне розділення Підходить для гематитових руд із дрібним ступенем дисперсності та відносно більшою магнітною сприйнятливістю. Руда дробиться і подрібнюється для досягнення мінеральної освободженості перед відділенням високоякісного гематитового концентрату за допомогою гравітаційного збагачення (наприклад, гойдалки, спіральні трапи).
Грубе гравітаційне розділення Ідеально підходить для крупнозернистих гематитових руд. Цей метод зазвичай застосовується тільки до процесу дроблення, використовуючи обладнання для гравітаційної сепарації крупнозернистих матеріалів (наприклад, джигери) для безпосереднього відбракування крупних відходів.
b) Флотування
Застосовується для обробки дрібних до ультрафінних слабомагнітних гематитових руд, флотація включає два основних контури: прямий флот та зворотній флот. Прямий флот найбільш підходить для простих одновмісних гематитових руд, тоді як зворотній флот широко застосовують для руд з високим вмістом гематиту, що містять легко флотоначальні шлакові мінерали.
с) Спільне розділення
Комбіноване розділення призначене для складних руд гематиту, що містять незначну кількість сильно магнітних мінералів або неметалічних домішок. Зазвичай використовуються наступні методи:
- LIMS - Високоінтенсивне магнітне розділення (HIMS)
- HIMS - Плавучість
- HIMS - Гравітаційне відділення
- Магнітне обсмажування — Магнітне сепарація
3.3 Відокремлення лимоніту
Лімоніт складається переважно з гідратованих залізних оксидів із вмістом залізу (Fe) від 40% до 60%, що класифікує його як слабомагнітний залізний мінерал. Загальні методи розділення лімоніту включають гравітаційне, магнітне, флотаційне та комбіноване розділення.
а) Відокремлення за силою тяжіння
Найкраще підходить для грубодисперсних просіяних лімонітових руд. Процес промивання та гравітаційного збагачення широко застосовується, що передбачає використання барабанного промивача для миття сирої руди з метою видалення глини, а також гравітаційного обладнання, такого як сепаратори важкої середовища або джигі.
б) Магнітний сепарація
Хоча лімоніт має слабку магнітність, високоефективне магнітне відділення (HIMS) все ще можна ефективно застосовувати для обробки тонкозернистих дисперсних руд.
випливання
Застосовуються до ультратонкозернистих лімонітових руд, що містять як прямі, так і зворотні флотаційні схеми. Знезагрування від шламів або посилене диспергування шламів зазвичай необхідні перед флотацією для усунення негативних впливів дрібних глинистих мінералів.
d) Змішане розділення
Розроблено для складних лімонітових руд із нерівномірним розподілом зерен або високим вмістом глини. Звичайні конфігурації включають:
- Гравітаційне поділення — Магнітне поділення високої інтенсивності (HIMS)
- Вибіркове флокуляція - Флотація
- Флокуляція - Високоінтенсивне магнітне відділення (HIMS)
3.4 Відокремлення сидериту
Сидерит (FeCO₃) складається головним чином з феруму карбонату, з вмістом заліза 48,2%. Чотири поширені процеси збагачення є такими:
а) Відокремлення за силою тяжіння
Підходить для окремого збагачення крупнозернистих і середньозернистих дисперсних сідеритових руд. Часто використовуються важке середньове відокремлення (HMS) і джигери для досягнення ефективного збагачення.
б) Високоінтенсивне магнітне поділення (HIMS)
Застосовується до слабомагнітних сідеритових руд. Використання вологих високопродуктивних магнітних сепараторів (WHIMS) для обробки відшліфованого рудного шламу значно покращує як якість концентрату, так і коефіцієнт вилучення.
випливання
Ідеально підходить для обробки дрібнозернистих сірітітових руд, що включає як схеми прямого флотації, так і оберненої флотації:
Пряме флотаційне відділення: Містить кислу та лужну флоттацію.
Зворотне флотація: Перш за все складається з технологій зворотнього флотації аніонного колектора та зворотнього флотації катіонного колектора.
d) Магнітизаційне обсмажування - Магнітне сепарація низької інтенсивності (LIMS)
Застосуйте магнітне обпалення для перетворення слабомагнітної сидериту у сильно магнітні залізовмісні оксиди (такі як магнетит), а потім використовуйте ЛІМС для високоефективного розділення.
| Тип залізної руди | Магнетизм | Основне обладнання для розділення |
|---|---|---|
| Магнітний | Сильний | Магнітний сепаратор |
| Гематит | Слабкий | Штабелькова машина, спіральний жолоб, джиг, флотаційна установка, магнітний сепаратор, піч для обпалення |
| Лімоніт | Слабкий | Тяжкий середньоваговий сепаратор, джиг, магнітний сепаратор, флотаційна камера |
| Сидерит | Слабкий | Вагатковий сепаратор середнього типу, джиг, магнітний сепаратор, флотаційна ячейка, піч для обжарювання |
Крок 4: Концентрація дегазації та обробка відходів
4.1 Концентратне осушування
Залізний концентрат, отриманий після сортувальної стадії, є високовологою суспензією (зазвичай з концентрацією твердої речовини 20% до 30%). Його потрібно депарити для відповідності вимогам транспортування та подальшого виплавлення.
а) Загустіння (Концентрація)
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%.
б) Фільтрувальний прес
Загустілий вивід подається до обладнання для фільтрації (такого як вакуумний фільтр-прес або фільтр-преси з плита-рамкою). Під вакуумом або механічним тиском волога додатково видаляється, щоб отримати фільтрат із вмістом вологи приблизно 10%. Цей фільтрат слугує кінцевим продуктом залізорудного концентрату, готовим до упаковки та відправки.
4.2 Обробка хвостів
Відходи (відвали), що утворюються під час збагачення залізної руди, зазвичай складають понад 50% від загальної маси сирої руди. Управління відвалами є відповідною важливою частиною процесу збагачення. Наразі для обробки залізних відвалів використовуються три основні підходи:
а) Відведення вологого хвостового хвосту
Це найтрадиційніший метод, при якому хвостовий розчин безпосередньо спускається у хвостосховище для мокрого зберігання. Процес простий і вимагає порівняно низьких капітальних вкладень, тому його широко застосовували на ранніх збагачувальних фабриках. Однак він пов'язаний із значними ризиками для безпеки і поступово замінюється.
б) Сухе складування хвостових відвалів
Сухе зберігання є основною тенденцією і стандартом для новозбудованих заводів з збагачення залізної руди. Процес зазвичай включає глибоку конусну згущення, а потім фільтрацію та обезводнення, зменшуючи вміст вологи в відваленні до менше ніж 15% для сухого складування. Порівняно з мокрим зберіганням, сухе складаєльство значно покращує безпеку, досягає високих коефіцієнтів відновлення води та забезпечує кращу економію води.
в) Комплексне використання хвостів
Відвали можуть використовуватися для виробництва будівельних матеріалів, засипки порожнин, що залишилися після видобутку, а також для покращення ґрунту. Цей підхід принципово вирішує питання зберігання відвалів, одночасно створюючи потенційну економічну цінність.
Обогащення залізної руди є важливим мостом, що з'єднує мінеральні ресурси із сталіварінням. Науково обґрунтований і раціональний процес у поєднанні з відповідним вибором обладнання є фундаментальною гарантією досягнення цільової потужності, відповідності стандартам якості та підтримки стабільної довгострокової роботи.
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.
Щоб дізнатись більше про процес збагачення залізної руди та рішення щодо підбору обладнання, не соромтеся звертатися до SBM для отримання індивідуальних рекомендацій та інженерної підтримки.
Отримати рішення
Відправити повідомлення