La hematita es un mineral de hierro débilmente magnético, y se utilizan diversos métodos de enriquecimiento, entre los que se incluyen la separación por gravedad, la flotación, la separación magnética fuerte, la separación magnética tras calcinación y procesos combinados de varios métodos. En los últimos años, se han adoptado ampliamente los procesos combinados que integran operaciones en paralelo y en serie. Por ejemplo, en la zona de Anshan se utilizó un proceso combinado de separación por gravedad, separación magnética y flotación para obtener un alto contenido de hierro, de 65%–67%, en el concentrado a partir de mineral de hematita de baja ley.

(1) Mineral de hematita en pieza única Este tipo de mineral incluye la hematita, la siderita, la limonita y la hematita (hierro espectral)-siderita procedente de yacimientos sedimentarios, metamórficos, hidrotermales y de meteorización. Dos métodos de enriquecimiento de uso habitual son la separación magnética y la separación por gravedad, así como la flotación, la separación magnética intensa y sus procesos combinados.

① Tostado magnético y separación magnética: El tostado con separación magnética es uno de los métodos eficaces para separar hematita de partícula fina a micropartícula (<0,02 mm). Cuando la composición mineral es compleja y otros métodos de beneficio no logran alcanzar indicadores de separación satisfactorios, se suelen emplear el tostado magnético y la separación magnética. La tecnología de tostado reductor en hornos de eje vertical para minerales en trozos de 75–20 mm está consolidada y cuenta con una amplia experiencia en producción, mientras que el tostado magnético en hornos rotativos para minerales de 20–0 mm tiene menos experiencia práctica. Para los minerales finos, se suelen utilizar la separación magnética fuerte, la separación por gravedad, la flotación y sus procesos combinados para la separación.

② Separación por gravedad, flotación, separación magnética fuerte y sus procesos combinados: la flotación es uno de los métodos más utilizados para separar minerales de hematita de grano fino a micrograno, y se divide en flotación directa y flotación inversa. La separación por gravedad y la separación magnética fuerte se utilizan principalmente para separar minerales de hematita de grano grueso (20–2 mm) y medio; con los avances tecnológicos, también se emplean para separar minerales de hematita de grano fino. Para la separación por gravedad de minerales masivos (>20 mm) y de grano grueso, se suelen emplear medios pesados o métodos de jigging; para los minerales de grano medio y fino, se utilizan concentradores de película fluidizada, como los concentradores en espiral, las mesas vibratorias y los concentradores centrífugos.

Para la separación magnética fuerte de minerales de grano grueso y medio, se suelen utilizar separadores magnéticos de rodillos de inducción; para los minerales de grano fino, se suelen emplear separadores magnéticos de anillo vertical y horizontal con medios de inducción en húmedo, así como separadores magnéticos pulsados de alto gradiente. Actualmente, debido a la baja ley del concentrado magnético fuerte procedente de minerales de grano fino y a la escasa capacidad de separación por gravedad, se utilizan con frecuencia procesos combinados de separación magnética fuerte-separación por gravedad y de separación magnética fuerte-flotación. La separación magnética fuerte descarta una gran cantidad de residuos aptos, mientras que la separación por gravedad y la flotación procesan posteriormente el concentrado magnético fuerte para mejorar aún más el contenido de hierro.

La aplicación de diversos métodos de enriquecimiento y sus procesos combinados varía en función del tipo de mineral. Tanto la hematita sedimentaria metamórfica como los minerales de especularita-siderita sedimentaria metamórfica son de grano fino y diseminados, y en su producción se utilizan casi todos los métodos de enriquecimiento. Los minerales de hematita sedimentaria en forma de mandarina y de hematita-siderita suelen contener minerales de hierro de grano fino estrechamente asociados a minerales de ganga, lo que forma una estructura en forma de mandarina difícil de liberar, lo que complica su beneficio. En el caso de los minerales ricos o autofluidos, se suelen emplear medios pesados, la separación por jig o la separación magnética en seco de alta intensidad para eliminar los minerales de ganga, obteniéndose así mineral de hierro masivo. En el caso de los minerales en forma de mandarina relativamente ricos, se suele emplear la separación magnética con calcinación, a veces con una preselección para eliminar los minerales de ganga masivos antes de la separación magnética con calcinación. En el caso de los minerales granulares relativamente pobres, incluso con la separación magnética tras calcinación, es difícil que la ley del concentrado supere el 50%, por lo que a menudo se mezclan con otros concentrados de alta ley tras eliminar la roca circundante, o se utilizan métodos de beneficio combinados, como la reducción directa. Los minerales hidrotermales de cuarzo-hematita y de hematita-limonita suelen presentar una diseminación irregular y, por lo general, se procesan mediante una combinación de separación por gravedad, separación magnética fuerte y flotación.

Los pobres propiedades de enriquecimiento de la hematita Han supuesto durante mucho tiempo un gran reto para la industria de tratamiento de minerales de mi país. En los últimos años se han logrado avances significativos en la tecnología de beneficio de la hematita. La “tecnología de beneficio de hematita de baja ley” de mi país se sitúa a la vanguardia internacional, siendo el proceso de beneficio de hematita de Ansteel Group Mining Company el más exitoso, lo que representa el nivel más alto de desarrollo de la tecnología de beneficio de hematita a nivel nacional. En la actualidad, las plantas de beneficio de hematita pobre de la zona de Anshan utilizan principalmente procesos de molienda por etapas, separación gruesa y fina, y flotación inversa gravitatoria-magnética.

(2) Minerales de hematita polimetálicos: Se trata principalmente de minerales de hematita hidrotermales y sedimentarios que contienen fósforo o sulfuros, así como minerales de siderita. Estos minerales se tratan generalmente mediante separación por gravedad, flotación, separación magnética intensa u otros procesos combinados para recuperar los minerales de hierro, y mediante flotación para recuperar el fósforo o los sulfuros. Los minerales de hematita hidrotermal que contienen fosfato y los minerales de siderita que contienen cobre y azufre pueden procesarse mediante flotación. La hematita oolítica sedimentaria que contiene fosfato, en la que el fósforo se encuentra en estado coloidal, puede separarse de los minerales de hierro mediante flotación, pero a menudo resulta difícil concentrarla en concentrado de fosfato, lo que reduce significativamente la recuperación de hierro. Para el tratamiento de la hematita oolítica sedimentaria que contiene fosfato, se puede considerar la separación por gravedad o la separación magnética para realizar una preselección gruesa del mineral, eliminando las rocas circundantes de grano grueso y las inclusiones, restableciendo así la ley geológica del mineral, seguido de una sinterización completa y una fundición en horno para producir arrabio con alto contenido en fósforo, que luego se utiliza para la fabricación de acero en un convertidor, produciendo simultáneamente fertilizante fosfatado a partir de la escoria de acero. La ventaja de este método radica en la simplicidad de su proceso de enriquecimiento, que evita los complejos procesos de molienda fina y enriquecimiento profundo destinados a la reducción del fósforo y a la eliminación del silicio y del aluminio, al tiempo que conserva las propiedades autofluentes del mineral, garantizando así la plena utilización del fósforo.

(3) Mineral mixto de magnetita y hematita (Sidestone)

① Mineral de magnetita-hematita (sidestone) simple: El mineral de magnetita-hematita (sidestone) simple se compone principalmente de mineral de magnetita sedimentario-metamórfico y de mineral de magnetita-sidestone. Existen dos métodos de enriquecimiento que se utilizan habitualmente para este tipo de mineral: uno es un proceso combinado de separación magnética débil con separación por gravedad, flotación y separación magnética fuerte. La separación magnética débil se utiliza para recuperar la magnetita, mientras que la separación por gravedad, la flotación o la separación magnética fuerte se utilizan para recuperar los minerales de hierro débilmente magnéticos. Este proceso se utiliza ampliamente. El segundo es un proceso combinado de calcinación magnetizante y separación magnética u otros métodos de enriquecimiento. Este proceso de calcinación magnetizante y separación magnética es similar al del mineral de hematita puro, pero en procesos paralelos con otros métodos de enriquecimiento, el mineral fino se procesa mediante separación magnética débil combinada con otros métodos de enriquecimiento. Además, también existen procesos en serie de tostado y separación magnética combinados con otros métodos de enriquecimiento, en los que el concentrado obtenido tras el tostado y la separación magnética se refina posteriormente mediante flotación o separación por gravedad para mejorar la ley del concentrado. En el caso del mineral de magnetita-hematita con incrustaciones de micropartículas, los métodos de enriquecimiento convencionales tienen dificultades para lograr buenos resultados. Se deben emplear la deslimado por floculación selectiva, la flotación por floculación, la separación magnética intensiva por floculación y la separación por gravedad y floculación.

② Mineral polimetálico de magnetita-hematita (siderita): Esta categoría incluye minerales de hierro mixtos de tipo skarn que contienen sulfuros, así como minerales de hierro mixtos hidrotermales que contienen fósforo, azufre o elementos de tierras raras. Los métodos de beneficio de este tipo de minerales son los más complejos entre los minerales de hierro. Por lo general, se utiliza un proceso combinado de separación magnética débil y otros métodos de enriquecimiento. Esto implica el uso de la separación magnética débil para recuperar la magnetita; la separación por gravedad, la flotación o la separación magnética fuerte para recuperar los minerales de hematita (siderita) débilmente magnéticos; y la flotación para recuperar los componentes asociados. El proceso incluye: separación magnética débil-flotación-separación magnética fuerte, separación magnética débil-separación magnética fuerte-flotación y separación magnética débil-separación por gravedad-flotación, etc. En el caso de los minerales de hierro mixtos que contienen elementos de tierras raras, si el mineral de hierro es predominantemente hematita, a veces se utiliza un proceso de calcinación reductora-separación magnética-flotación. Esto implica la calcinación reductora para recuperar la hematita y la flotación para recuperar los minerales de tierras raras. La flotación de los minerales de tierras raras tras el tostado reductor mejora el índice de separación. Como alternativa, un proceso de flotación-floculación selectiva también puede alcanzar índices elevados.