(1) Procédé de séparation magnétique simple. La magnétite est l’un des minerais les plus anciens à avoir été exploités, et son enrichissement constitue le principal processus de traitement du minerai de fer. Le minerai de magnétite est principalement un minerai sédimentaire métamorphique. La majorité des minéraux ferreux présents dans le minerai sont de la magnétite, principalement à grains fins ; les minéraux de gangue sont principalement des minéraux silicatés tels que le quartz ou l’amphibole, dont certains contiennent une grande quantité de silicate de fer. Le minerai de magnétite étant un minéral fortement magnétique, il est possible d’obtenir un concentré de fer à haute teneur et à haut rendement en recourant à une séparation magnétique faible. De nombreuses installations de séparation magnétique de grande et moyenne taille recourent souvent à un procédé de broyage et de séparation magnétique en une seule étape lorsque la granulométrie après broyage est supérieure à 0,2-0,3 mm ; et à un procédé de séparation magnétique en deux étapes lorsqu’elle est inférieure à 0,2-0,3 mm. Lorsqu’un broyage grossier à faible intensité permet de séparer les résidus conformes, on recourt à un procédé de broyage et de séparation magnétique par étapes. Si une certaine quantité de minéraux de gangue est produite pendant l’extraction en raison du mélange de roches environnantes ou de minerai dans les produits de chaque étape de concassage, un séparateur magnétique à sec est utilisé pour une présélection avant le broyage. Pour certains minerais, afin d’obtenir un concentré de fer à haute teneur présentant une teneur en fer comprise entre 66% et 68%, des méthodes de traitement supplémentaires telles que le criblage fin, la colonne de séparation magnétique et la flottation inverse peuvent être utilisées.

À l'heure actuelle, à mesure que la granulométrie de la magnétite traitée s'affine progressivement, l'impact négatif de l'agglomération magnétique sur le traitement devient de plus en plus manifeste. Les inclusions magnétiques et non magnétiques rendent de plus en plus difficile l'amélioration de la teneur du concentré en s'appuyant uniquement sur la séparation magnétique.

(2) Schéma du procédé de flottation inverse cationique à magnétisme faible La flottation inverse à magnétisme faible combine la séparation magnétique et la flottation inverse afin de tirer parti d’avantages complémentaires dans l’enrichissement du minerai de magnétite, ce qui contribue à améliorer la teneur du concentré issu de l’enrichissement de ce minerai. Les procédés de flottation inverse se divisent en flottation inverse cationique et flottation inverse anionique en fonction du système de réactifs, notamment du type de collecteur. La flottation inverse cationique utilise l’amidon comme dépresseur de la magnétite et des réactifs aminés tels que la dodécylamine comme collecteurs. Ses avantages comprennent un système de réactifs simple, une température de pulpe requise faible (supérieure à 25 °C) et une pulpe neutre. Ses inconvénients comprennent une mousse de flottation collante, ce qui est défavorable au traitement ultérieur, une faible sélectivité, une teneur élevée en SiO₂ dans le concentré de fer, des indices instables et un effet corrosif important sur le caoutchouc. Par exemple, l’usine d’enrichissement du minerai de fer de Gongchangling, appartenant au groupe Anshan Iron and Steel et située dans une grande mine de fer en Chine, a adopté un procédé de flottation inverse cationique à magnétisme faible avec de bons résultats. Grâce à la flottation inverse cationique, l’usine d’enrichissement de magnétite de Gongchangling du groupe Anshan Iron and Steel peut augmenter la teneur en concentré de fer de 64%à 65% de fer et de 8% à 10% de SiO₂ lors de la séparation magnétique faible, à 68,5%–69,5% de fer et réduire la teneur en SiO₂ à 3,5%–4%.

(3) Procédé de flottation inverse anionique à faible champ magnétique. Par rapport à la flottation inverse cationique, la flottation inverse anionique présente des avantages propres, tels qu’une mousse de flottation non collante, des indicateurs plus stables et un effet corrosif minimal sur le caoutchouc. Cependant, la flottation inverse anionique nécessite une plus grande variété de réactifs, une température de pulpe de flottation plus élevée (supérieure à 30 °C) et une pulpe alcaline, ce qui est bénéfique pour le transport du concentré par canalisation et la filtration directe du concentré. Un traitement acide est nécessaire avant la filtration. Par exemple, la mine de fer de Jianshan est un gisement de magnétite de type Anshan. L’Institut de recherche minière de Ma’anshan a comparé les procédés de flottation magnétique faible positive et de flottation magnétique faible inverse. Compte tenu des caractéristiques de la mine de fer de Jianshan, le procédé de réduction du fer et de la silice de l’usine d’enrichissement de Jianshan a été défini comme étant la flottation inverse anionique, qui a permis d’obtenir de meilleurs indicateurs. L’usine d’enrichissement de magnétite de Jianshan, appartenant au groupe Taiyuan Iron & Steel, utilise la flottation inverse anionique, qui permet d’augmenter la teneur en concentré de fer de 65,75% de fer et 28,5% de SiO₂ obtenus par séparation magnétique faible à 69,08% de fer et de réduire la teneur en SiO₂ à une valeur comprise entre 3,5% et 4%.

(4) Procédé complet de séparation magnétique. Depuis longtemps, la plupart des usines d’enrichissement de magnétite utilisent des séparateurs magnétiques à tambour classiques comme équipement principal d’enrichissement. Bien que d’importantes modifications techniques aient été apportées aux spécifications du séparateur magnétique, au mode d’alimentation et à la structure de la cuve, le fort effet d“” agglomération magnétique “ réduit la sélectivité du procédé de séparation magnétique, ce qui entraîne la formation d”“ inclusions magnétiques ” et d’« inclusions non magnétiques ». Cela se traduit par une teneur en SiO₂ systématiquement élevée dans le concentré final de magnétite, dépassant 6,51 TP3T. Afin d’obtenir un concentré de fer de haute qualité, certaines usines d’enrichissement ont opté pour diverses méthodes de séparation magnétique complète, en utilisant de nouveaux équipements de séparation magnétique pour atteindre des indicateurs avancés tels qu’une teneur en fer du concentré supérieure à 69% et une teneur en SiO₂ inférieure à 4% lors d’essais industriels. Par exemple, les usines de traitement des minerais de Benxi Steel Waitoushan et Nanfen séparent efficacement les intercroissements de quartz du concentré de fer à l’aide de colonnes de séparation magnétique. La teneur en fer du concentré peut être portée à environ 69,51 TP3T, la teneur en SiO₂ du concentré est réduite à moins de 41 TP3T, la teneur des résidus et le taux de récupération du métal restent pratiquement inchangés, et le surcoût de traitement est inférieur à 20 yuans/t.

Le processus complet de séparation magnétique repose principalement sur la combinaison de divers équipements de séparation magnétique innovants afin d'assurer une séparation efficace de la magnétite. Parmi les équipements types, on peut citer les colonnes de séparation magnétique, les cribles fins vibrants à haute fréquence, les cribles à champ magnétique, les agglomérateurs magnétiques et les démagnétiseurs. L’association de ces dispositifs à des équipements traditionnels de séparation magnétique à faible intensité a considérablement favorisé les progrès de la technologie de séparation magnétique. Par rapport à la flottation inverse utilisée pour la réduction du fer et du silicium, le procédé de séparation magnétique intégrale présente des avantages tels qu’un procédé simple, une technologie fiable, un faible investissement, une durée de construction réduite, de faibles coûts d’exploitation et l’absence de pollution environnementale. Cependant, la mise en œuvre du procédé de séparation magnétique intégrale se heurte à certaines limites ; il est souvent impossible d’obtenir de bons résultats avec de la magnétite finement disséminée.

(5) Procédé de concassage ultrafin, de séparation magnétique par voie humide et d'élimination des résidus : ce procédé consiste à concasser le minerai jusqu'à une granulométrie inférieure à 5 mm ou 3 mm, puis à procéder à une séparation magnétique par voie humide et à l'élimination des résidus à l'aide d'un séparateur magnétique à aimants permanents de moyenne intensité. Ce procédé revêt une importance particulière pour les économies d’énergie, la réduction de la consommation, l’utilisation efficace du minerai de fer à très faible teneur et l’amélioration de la qualité du concentré de fer final. Afin d’exploiter et de valoriser du minerai de fer d’une teneur inférieure à 20%, la mine de fer de Gaocun, appartenant à Maanshan Iron & Steel, a mené des études expérimentales sur l’utilisation d’un broyeur à rouleaux haute pression pour broyer le minerai à une granulométrie inférieure à 3 mm, suivie d’une séparation magnétique humide d’intensité moyenne pour éliminer 40% des résidus grossiers, ce qui a permis d’augmenter la teneur en fer de la matière première à environ 40%. Après un nouveau broyage et une nouvelle sélection, le concentré de fer final a été obtenu. Ce procédé a permis d’obtenir un concentré de fer final d’une teneur supérieure à 65%, de réduire la teneur en SiO₂ à moins de 4% et d’obtenir des résidus d’une teneur inférieure à 10%. De plus, les mines de fer de Shandong Laiwu et de Jinling ont adopté un procédé de séparation magnétique humide à aimants permanents de moyenne intensité, précédé d’un concasseur à marteaux. La granulométrie du matériau d’alimentation est supérieure à 80% -5 mm, ce qui permet d’éliminer 30% à 40% de résidus grossiers.