현재, 린(Lean)에서 주로 사용되는 프로세스는 헤마타이트 선광 공장 안산에서는 단계별 분쇄, 거친 입자와 미세 입자의 분리, 중력-자력 선별-역부양 공정이 이루어집니다. 원광은 1단계 분쇄 및 선별 공정을 거친 후, 1단계 오버플로우가 하이드로사이클론을 통과하여 거친 입자와 미세 입자로 분리됩니다. 굵은 입자는 중력 선별을 통해 처리되고, 미세 입자는 약자성 및 강자성 선별을 통해 분리되며, 혼합된 자성 농축물은 역부유 선별을 거칩니다. 굵은 입자와 미세 입자 모두 최종 농축물을 생산합니다. 그 후 중력 농축물과 회수 농축물은 2차 자력 분리기를 통해 다시 분쇄된 후 하이드로사이클론으로 되돌려진다. 2차 자력 광미, 강자성 광미 및 역부상 광미는 하나의 광미로 통합된다. 안산철강그룹의 치다이산 및 동안산 소결 공장에서 적용되는 단계별 분쇄, 거친 입자 및 미세 입자 분리, 중력-자력-음이온 역부상 공정은 그림 4-4에 나와 있다. 이 공정은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

그림 4-4 안스틸(Ansteel) 치다산 및 동안산 소결 공장의 단계별 분쇄, 조분 및 미세분 분리, 중력-자력-음이온 역부유 공정 흐름도

① 안스틸 그룹(Ansteel Group)의 치다이산(Qidaishan) 철광산, 동안산(Dong’anshan) 소결 공장 및 공창링(Gongchangling) 철광산에서 시행되는 단계별 분쇄, 조립 및 세립 분리, 중력 분리-자력 분리-음이온 역부상 공정은 단계별 분쇄 및 분리 방식을 채택하여 비교적 경제적인 선광 비용을 실현하고 있습니다. 1단계 분쇄 후, 입자가 더 굵은 물질은 선광을 위해 분류되며, 일반적으로 약 60%의 굵은 입자 농축물과 광미가 추출됩니다. 이를 통해 2단계 분쇄로 유입되는 양이 크게 줄어들어 비용을 더욱 절감할 수 있습니다. 동시에, 입자가 굵은 철광 농축물은 여과하기가 더 용이합니다.

② 이 공정은 매우 정밀한 선광을 가능하게 합니다. 분쇄 과정에서의 광물 분리 현상은 무작위적으로 일어나므로, 다양한 크기의 광물 입자가 모두 분리됩니다. 이는 거친 입자와 미세한 입자를 분리하는 공정의 안정성을 확보하는 데 있어 매우 중요한 토대가 됩니다. 1단계 분쇄, 조분 및 미세 분별, 중력 분리-자력 분리-음이온 역부유 공정을 거친 후의 조립 분획은 처리하기가 비교적 용이하다. 간단한 중력 선별 공정을 통해 적격한 거친 입자 농축물을 신속하게 선별하고 거친 광미(tailings)를 배출합니다. 분류 후 남은 미세 입자 분획은 처리하기가 상대적으로 어렵습니다. 따라서 선광 효율이 높은 비교적 복잡한 고강도 자력-음이온 역부상 공정을 사용하여 최종 농축물을 얻고, 최종 광미는 배출합니다. 굵은 입자와 미세 입자 선광 방법을 효과적으로 결합함으로써 이 공정은 경제적으로 타당할 뿐만 아니라 기술적으로도 선진적입니다. 동시에, 중력 분리 공정을 통해 함량이 더 높고 입자 크기가 더 굵은 정광을 얻을 수 있어 정광 여과에 유리합니다.

③ 이 공정은 좁은 등급 범위의 선광을 합리적으로 수행할 수 있게 해줍니다. 광물 선광 공정에서 선광 정도는 광물 자체의 특성과 광물 입자의 비표면적 모두와 관련이 있습니다. 이러한 효과는 부유 공정에서 더욱 두드러집니다. 부유 공정 중 부유 약제와 광물 간의 상호작용은 기포 간의 최소 힘, 광물의 비표면적, 그리고 약제와 광물 간의 상호작용 면적 비율과 관련이 있기 때문입니다. 이로 인해 광물의 부상성에 영향을 미치는 요인이 이중적이어서, 비표면적이 크고 부상성이 상대적으로 어려운 광물이 비표면적이 작고 부상성이 상대적으로 쉬운 광물과 비교적 유사한 부상성을 보일 수 있으며, 때로는 전자가 더 우수한 부상성을 보이기도 한다. 광도 범위가 좁은 원광 공정을 구현하면 선광 공정에서 혼동을 초래하기 쉬운 현상을 크게 제거할 수 있어, 선광 효율을 향상시킬 수 있습니다.

④ 이 공정은 미세 입자 분리의 효율을 크게 향상시킨다. 단계적 분쇄, 조립 및 미세 입자 분리, 중력-자력 분리-음이온 역부유 공정이 적용되기 전, 헤마타이트 선광에 사용되던 미세 입자 단계적 분쇄 공정은 자력-산성 양부유 공정을 채택하고 있었으나, 이 공정은 선광 효율이 매우 낮아 단계적 분쇄 공정의 기술 지표 개선에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 미세 입자 분리 공정을 자성-산성 직접 부양법에서 자성-음이온 역부양법으로 변경함으로써, 현재의 단계별 분쇄, 거친 입자 및 미세 입자 분리, 중력 분리-자성 분리-음이온 역부양 공정이 형성되었습니다. 그 결과, 미세 입자 분리 성능이 전례 없는 수준으로 향상되었습니다.

안스틸 치다이산 탐방 광석 선광 공장 공정 업그레이드 전후를 예로 들면, 자성-산성 직접 부유법을 이용한 미세 입자 분리의 기술적 지표는 원광 등급 23.77%, 농축물 등급 60.65%, 광미 등급 13.30%였으며, 반면, 자성-음이온 역부유법을 이용한 미세 입자 분리의 기술적 지표는 원광 등급 23.83%, 농축물 등급 65.72%, 광미 등급 13.16%였습니다. 분명히, 단계별 분쇄 및 분리 공정에서 자성-음이온 역부유 공정은 자성-산성 직접 부유 공정에 비해 미세 입자 분리 효율을 현저히 향상시켰다.

⑤ 단계별 분쇄, 조분리 및 미세분리, 중력 분리-자력 분리-음이온 역부유법 등의 공정 과정에는 공정 흐름이 길고 2단계 분쇄의 효율이 낮다는 등의 문제점도 있다.