Criblage fin – Procédé d’enrichissement par “ concentrateur magnéto-gravimétrique ”

La présente invention concerne un procédé d'enrichissement des minerais de magnétite (y compris divers minerais de magnétite naturels et artificiels, composés principalement de minéraux ferreux fortement magnétiques), et plus particulièrement un procédé d'enrichissement faisant appel à un criblage fin et à un rebroyage.

Dans les procédés actuels de séparation magnétique de la magnétite, on distingue le broyage en continu et la séparation en continu, ainsi que le broyage par étapes et la séparation par étapes. Le circuit de broyage peut comporter une, deux ou trois étapes, les broyages en deux et trois étapes étant les plus courants. Le nombre d'étapes de broyage est déterminé par la granulométrie des cristaux de minéraux magnétiques et par la teneur finale requise du concentré. D’une manière générale, plus la granulométrie des cristaux est fine et plus la teneur requise du concentré est élevée, plus le nombre d’étapes de broyage est important. Le schéma du procédé de criblage fin suivi d’un rebroyage est présenté à la figure 1. Après une ou deux étapes de broyage et de séparation, les minéraux magnétiques forment un concentré brut. Ce concentré brut est criblé par un crible fin à plan incliné de premier étage. Le produit sous-dimensionné devient le concentré final, tandis que le produit surdimensionné est acheminé vers un épaississeur magnétique. Le concentré issu de l’épaississeur magnétique est soumis à une troisième étape de broyage, et le produit en sortie de cette troisième étape est criblé par un séparateur magnétique et un crible fin à plan incliné de deuxième étape. Les particules sous-dimensionnées constituent le concentré final, et les particules surdimensionnées retournent vers l’épaississeur avant d’entrer dans la troisième étape de broyage, formant ainsi un circuit de broyage fermé — il s’agit du procédé de criblage fin-rebroyage. Bien que ce procédé améliore considérablement la teneur du concentré pour les minerais de fer à granulométrie cristalline fine, la faible efficacité de criblage du crible fin à plan incliné entraîne la réintroduction dans le circuit de rebroyage de particules de magnétite déjà libérées. Il en résulte une charge de circulation importante, une consommation d’énergie élevée et une détérioration des indicateurs de performance. C’est pourquoi, ces dernières années, des améliorations continues ont été apportées au tamis fin à plan incliné — passant des tamis fins à impact et vibration avec plaques de tamisage en nylon aux tamis fins vibrants à haute fréquence. Bien que ces améliorations aient contribué à une meilleure efficacité de criblage, celle-ci reste encore loin d’être optimale. Parallèlement, une grande quantité de minéraux ferreux libérés présents dans la charge en circulation est sur-broyée, ce qui rend le concentré de fer trop fin, entraînant des difficultés de filtration, des pertes de métal importantes et des coûts de production élevés.

L'objet de la présente invention est de fournir un dispositif qui empêche les minéraux ferreux libérés et les minéraux ferreux riches entremêlés présents dans les fractions surdimensionnées de passer à l'étape de broyage suivante, et qui permet un retour raisonnable des fractions intermédiaires, réduisant ainsi le nombre d’étapes de broyage et de broyeurs, diminuant la consommation d’énergie, améliorant la composition granulométrique du concentré et réduisant l’humidité de filtration dans un procédé d’enrichissement par criblage fin du minerai de magnétite – “ concentrateur magnéto-gravimétrique ”.

Afin d’atteindre l’objectif susmentionné, la présente invention adopte le schéma de traitement suivant : après que le concentré brut issu des étapes précédentes de broyage et de séparation a été criblé par un crible fin à plan incliné, le produit surdimensionné, au lieu de passer à l’étape de broyage suivante, entre directement dans un “ concentrateur magnéto-gravimétrique ” pour y être séparé. Le concentré de fer est évacué par le fond du “ concentrateur magnéto-gravimétrique ” et, associé aux fines provenant du tamis fin à plan incliné, constitue le concentré de fer conforme. Les résidus provenant du “ concentrateur magnéto-gravitationnel ” sont évacués par la goulotte de débordement située au sommet de ce dernier et entrent dans un épaississeur magnétique. Le concentré épaissi est ensuite renvoyé vers l’étape précédente de broyage et de séparation du concentré brut, formant ainsi un circuit fermé.

Par rapport à l'état de la technique, la présente invention présente les avantages suivants : un schéma de traitement simple, une efficacité de séparation élevée, un taux de récupération élevé, un nombre réduit d’étapes de broyage et de broyeurs, une composition granulométrique améliorée du concentré de magnétite, une efficacité de filtration accrue, des économies d’énergie, des avantages économiques significatifs, ainsi que la capacité d’obtenir un concentré de minerai de fer magnétique à haute teneur avec un TFe > 65,51 TP3T.

La figure 1 présente un schéma de flux du procédé classique de criblage fin et de rebroyage du minerai de magnétite sur plan incliné.

La figure 2 représente un schéma de flux du procédé d'enrichissement par criblage fin du minerai de magnétite – “ concentrateur magnéto-gravimétrique ” – mis en œuvre dans la présente invention.

La présente invention est décrite plus en détail ci-après à l'aide des figures annexes.

Le déroulement du procédé de la présente invention est le suivant : le concentré brut issu des étapes précédentes de broyage et de séparation est tamisé à l'aide d'un tamis fin à plan incliné. Les particules surdimensionnées ne passent pas par l'étape de broyage suivante, mais sont directement acheminées vers un “ concentrateur magnéto-gravimétrique ” en vue de leur séparation. Pour mettre en œuvre le flux de traitement de la présente invention, on utilise un “ concentrateur magnéto-gravimétrique ”. Une fois le concentré brut tamisé par le tamis fin à plan incliné, les particules sous-dimensionnées constituent le concentré de fer, tandis que les particules surdimensionnées sont acheminées depuis la trémie d’alimentation supérieure vers le “ concentrateur magnéto-gravimétrique ”. À l’intérieur du “ concentrateur magnéto-gravimétrique ”, les particules minérales de magnétite se déposent vers le bas sous l’action combinée de leur propre poids, d’une faible force de champ magnétique et de l’impact d’un courant d’eau ascendant, puis sont évacuées par le fond, formant un concentré de fer conforme avec le produit sous-dimensionné. Parallèlement, la gangue et les particules coincées sont entraînées par l’impact du courant d’eau ascendant alimenté tangentiellement depuis le fond et sont évacuées par la goulotte de débordement située au sommet du “ concentrateur magnéto-gravitaire ” vers un épaississeur magnétique. Le concentré épaissi est renvoyé vers l’étape précédente de broyage et de séparation du concentré brut, formant ainsi un système de circulation en circuit fermé. Le flux de traitement de la présente invention étant simple, les intermédiaires peuvent être réintroduits de manière raisonnable, le nombre d’étapes de broyage et de broyeurs est réduit, la composition granulométrique du concentré de magnétite est améliorée, l’efficacité de filtration est accrue, des économies d’énergie sont réalisées et la consommation est réduite — tous ces éléments répondant aux besoins de la production industrielle.