À l'heure actuelle, le principal processus utilisé dans le cadre du « lean » installations de traitement de l'hématite À Anshan, le traitement comprend un broyage par étapes, une séparation grossière et fine, ainsi qu’une séparation gravimagnétique suivie d’une flottation inverse. Le minerai brut subit un premier processus de broyage et de classification, suivi d’un débordement de première étape via un hydrocyclone pour la séparation grossière et fine. Les particules grossières sont traitées par séparation gravimétrique, tandis que les particules fines sont séparées par séparation magnétique faible et forte, et le concentré magnétique mixte est soumis à une flottation inverse. Les particules grossières et fines produisent toutes deux le concentré final. Le concentré de séparation gravimétrique et le concentré de récupération sont ensuite broyés à nouveau par un séparateur magnétique secondaire, puis renvoyés vers l’hydrocyclone. Les résidus magnétiques secondaires, les résidus magnétiques forts et les résidus de flottation inverse sont regroupés en un seul flux de résidus. Le procédé de broyage par étapes, de séparation grossière et fine, de séparation gravimétrique-magnétique et de flottation inverse mis en œuvre dans les usines d’agglomération de Qidaishan et de Dong’anshan du groupe Anshan Iron and Steel est illustré à la figure 4-4. Ce procédé présente les caractéristiques suivantes.

Figure 4-4 : Organigramme du processus de broyage par étapes, de séparation grossière et fine, et de flottation inverse gravimétrique-magnétique-anionique dans les usines de frittage d'Ansteel à Qidashan et Dong’anshan

① Le procédé de broyage par étapes, de séparation grossière et fine, de séparation par gravité, de séparation magnétique et de flottation inverse par anions mis en œuvre dans la mine de fer de Qidaishan, l’usine d’agglomération de Dong’anshan et la mine de fer de Gongchangling du groupe Ansteel repose sur un broyage et une séparation par étapes, ce qui se traduit par des coûts d’enrichissement relativement économiques. Après la première étape de broyage, les particules les plus grossières sont triées en vue de l’enrichissement, ce qui permet généralement d’extraire environ 60% de concentré à grains grossiers et de résidus. Cela réduit considérablement la quantité entrant dans la deuxième étape de broyage, ce qui diminue encore les coûts. Parallèlement, le concentré de fer à grains grossiers est plus facile à filtrer.

② Ce procédé permet une enrichissement très ciblé. La libération des minéraux lors du broyage est aléatoire, ce qui garantit que des particules minérales de tailles variées subissent ce processus. Il s'agit là d'un fondement essentiel pour la robustesse des procédés de séparation des fractions grossières et fines. La fraction à gros grains issue de la première étape de broyage, de la séparation grossière et fine, ainsi que du processus de séparation par gravité, de séparation magnétique et de flottation inverse anionique, est relativement facile à traiter. Un simple procédé de séparation par gravité est utilisé pour sélectionner rapidement le concentré à grains grossiers conforme et éliminer les résidus grossiers. La fraction à grains fins issue de la classification est relativement difficile à traiter. Un procédé relativement complexe de flottation inverse anionique associée à une magnétisation à haute intensité, présentant un rendement d’enrichissement élevé, est utilisé pour obtenir le concentré final, tandis que les résidus finaux sont éliminés. La combinaison efficace de méthodes d’enrichissement des fractions à grains grossiers et à grains fins rend ce procédé à la fois économiquement raisonnable et technologiquement avancé. Parallèlement, le procédé de séparation par gravité permet d’obtenir un concentré présentant une teneur plus élevée et une granulométrie plus grossière, ce qui facilite la filtration du concentré.

③ Ce procédé permet d'obtenir un enrichissement sélectif raisonnable. Dans le processus d'enrichissement minéral, le degré d'enrichissement dépend à la fois des caractéristiques du minéral lui-même et de la surface spécifique des particules minérales. Cet effet est particulièrement marqué dans le procédé de flottation. En effet, lors de la flottation, l’interaction entre les réactifs de flottation et les minéraux dépend de la force minimale entre les bulles, de la surface spécifique des minéraux et du rapport entre les surfaces d’interaction des réactifs et des minéraux. Cela rend les facteurs influençant la flottabilité des minéraux doubles, ce qui conduit facilement à ce que des minéraux présentant une grande surface spécifique et une flottabilité relativement difficile aient une flottabilité relativement similaire à celle des minéraux présentant une petite surface spécifique et une flottabilité relativement facile ; parfois, les premiers ont même une meilleure flottabilité. La mise en place d’un processus d’alimentation à gamme étroite permet d’éliminer en grande partie les phénomènes susceptibles d’entraîner une confusion dans le processus de flottation, améliorant ainsi l’efficacité de l’enrichissement.

④ Ce procédé améliore considérablement l'efficacité de la séparation des particules fines. Avant la mise en œuvre des procédés de broyage par étapes, de séparation grossière et fine, de séparation gravimétrique-magnétique et de flottation inverse anionique, le procédé de broyage par étapes des fines utilisé dans l’enrichissement de l’hématite recourait à un procédé de flottation positive magnétique-acide, qui présentait un rendement d’enrichissement très faible, ce qui nuisait à l’amélioration des indicateurs techniques du procédé de broyage par étapes. Le procédé de séparation des particules fines est passé de la flottation directe magnéto-acide à la flottation inverse magnéto-anionique, donnant ainsi naissance au procédé actuel de broyage par étapes, de séparation grossière et fine, de séparation par gravité, de séparation magnétique et de flottation inverse anionique. Cela a permis une amélioration sans précédent des performances de séparation des particules fines.

Prise de l'Ansteel Qidaishan usine de traitement du minerai À titre d’exemple, avant et après la modernisation du procédé, les indicateurs techniques relatifs à la séparation des particules fines par flottation directe magnéto-acide étaient les suivants : teneur du minerai d’alimentation 23,77%, teneur du concentré 60,65% et teneur des résidus 13,30% ; tandis que les indicateurs techniques relatifs à la séparation des particules fines par flottation inverse magnétique-anionique étaient les suivants : teneur de la matière première 23,83%, teneur du concentré 65,72% et teneur des résidus 13,16%. Il apparaît clairement que, dans le processus de broyage et de séparation par étapes, le procédé de flottation inverse magnéto-anionique a considérablement amélioré l’efficacité de la séparation des particules fines par rapport au procédé de flottation directe magnéto-acide.

⑤ Le procédé comprenant un broyage en plusieurs étapes, une séparation grossière et fine, une séparation par gravité, une séparation magnétique et une flottation inverse anionique présente également des inconvénients, tels qu’un flux de traitement trop long et un faible rendement du broyage en deux étapes.