A hematita é um minério de ferro fracamente magnético, e são utilizados vários métodos de beneficiamento, incluindo separação por gravidade, flotação, separação magnética forte, separação magnética por calcinamento e processos combinados de vários métodos. Nos últimos anos, os processos combinados que unem operações em paralelo e em série têm sido amplamente adotados. Por exemplo, na região de Anshan, um processo combinado de separação por gravidade, separação magnética e flotação foi utilizado para obter um alto teor de ferro de 65%–67% no concentrado a partir de minério de hematita de baixo teor.

(1) Minério de hematita em pedaços avulsos Esse tipo de minério inclui hematita, siderita, limonita e hematita (ferro espectral)-siderita, provenientes de depósitos sedimentares, metamórficos, hidrotermais e de intemperismo. Dois métodos de beneficiamento comumente utilizados são a separação magnética por torrefação e a separação por gravidade, além da flotação, da separação magnética forte e de seus processos combinados.

① Torrefação magnética e separação magnética: A torrefação com separação magnética é um dos métodos eficazes para separar hematita em partículas finas a micropartículas (<0,02 mm). Quando a composição mineral é complexa e outros métodos de beneficiamento não conseguem atingir indicadores de separação satisfatórios, a torrefação magnética e a separação magnética são frequentemente empregadas. A tecnologia de torrefação por redução em forno de eixo vertical para minérios em pedaços de 75 a 20 mm está consolidada e conta com ampla experiência de produção, enquanto a torrefação magnética em forno rotativo para minérios de 20 a 0 mm possui menos experiência prática. Para minérios finos, a separação magnética forte, a separação por gravidade, a flotação e seus processos combinados são comumente utilizados para a separação.

② Separação por gravidade, flotação, separação magnética forte e seus processos combinados: a flotação é um dos métodos mais utilizados para a separação de minérios de hematita de granulometria fina a micrograna, sendo dividida em flotação direta e flotação reversa. A separação por gravidade e a separação magnética forte são utilizadas principalmente para separar minérios de hematita de granulometria grossa (20–2 mm) e média; com os avanços tecnológicos, elas também são utilizadas para separar minérios de hematita de granulometria fina. Para a separação por gravidade de minérios maciços (>20 mm) e de grãos grossos, são comumente utilizados meios pesados ou métodos de jigging; para minérios de grãos médios e finos, são utilizados concentradores de filme fluidizado, como concentradores espirais, mesas vibratórias e concentradores centrífugos.

Para a separação magnética forte de minérios de granulometria grossa e média, são comumente utilizados separadores magnéticos de rolos de indução; para minérios de granulometria fina, são comumente utilizados separadores magnéticos de anel vertical e anel horizontal com meios de indução úmidos, bem como separadores magnéticos pulsados de alto gradiente. Atualmente, devido ao baixo teor do concentrado magnético forte proveniente de minérios de grão fino e à baixa capacidade de separação por gravidade, processos combinados de separação magnética forte-separação por gravidade e separação magnética forte-flotação são frequentemente utilizados. A separação magnética forte descarta uma grande quantidade de rejeitos qualificados, enquanto a separação por gravidade e a flotação processam ainda mais o concentrado magnético forte para melhorar ainda mais o teor de ferro.

A aplicação de vários métodos de beneficiamento e seus processos combinados varia de acordo com o tipo de minério. Os minérios de hematita sedimentar-metamórfica e de especular-siderita sedimentar-metamórfica são ambos de grão fino e disseminados, e quase todos os métodos de beneficiamento são utilizados na produção. Os minérios de hematita sedimentar em forma de tangerina e de hematita-siderita sedimentar geralmente apresentam minerais de ferro de grão fino que estão intimamente associados a minerais de ganga, formando uma estrutura em forma de tangerina difícil de liberar, o que torna seu beneficiamento mais complexo. Para minérios ricos ou autofluxantes, meios pesados, jigagem ou separação magnética a seco de alta intensidade são comumente utilizados para remover os minerais de ganga, produzindo minério de ferro maciço. Para minérios em forma de tangerina relativamente ricos, costuma-se utilizar a separação magnética com torrefação, às vezes com pré-seleção para remover minerais de ganga em massa antes da separação magnética com torrefação. Para minérios granulares relativamente pobres, mesmo com a separação magnética por calcinação, é difícil atingir um teor de concentrado acima de 50%; por isso, eles são frequentemente misturados com outros concentrados de alto teor após a remoção da rocha circundante, ou são utilizados métodos combinados de beneficiamento, como a redução direta. Os minérios hidrotermais de quartzo-hematita e hematita-limonita costumam apresentar disseminação irregular e são normalmente processados por meio de uma combinação de separação por gravidade, separação magnética forte e flotação.

Os pobres propriedades de beneficiamento da hematita há muito tempo representam um grande desafio para a indústria de beneficiamento de minerais do meu país. Nos últimos anos, foram alcançados avanços significativos na tecnologia de beneficiamento de hematita. A “tecnologia de beneficiamento de hematita pobre” do meu país está no nível de liderança internacional, sendo o processo de beneficiamento de hematita da Ansteel Group Mining Company o mais bem-sucedido, representando o mais alto nível de desenvolvimento da tecnologia de beneficiamento de hematita no país. Atualmente, as usinas de beneficiamento de hematita com baixo teor na região de Anshan utilizam principalmente moagem em etapas, separação grossa e fina, além de processos de flotação reversa por gravidade e magnética.

(2) Minérios de hematita polimetálicos: Trata-se principalmente de minérios de hematita hidrotérmicos e sedimentares que contêm fósforo ou sulfetos, bem como minérios de siderita. Esses minérios são geralmente tratados por meio de separação por gravidade, flotação, separação magnética forte ou outros processos combinados para recuperar minerais de ferro, e por flotação para recuperar fósforo ou sulfetos. Os minérios de hematita hidrotermal contendo fosfato e os minérios de siderita contendo cobre e enxofre podem ser processados por flotação. A hematita oolítica sedimentar contendo fosfato, na qual o fósforo se encontra em estado coloidal, pode ser separada dos minerais de ferro por flotação, mas muitas vezes é difícil concentrá-la em concentrado de fosfato, o que reduz significativamente a recuperação de ferro. Para o aproveitamento da hematita oolítica sedimentar contendo fosfato, pode-se considerar a separação por gravidade ou a separação magnética para uma pré-seleção grosseira do minério, removendo rochas circundantes de grãos grandes e inclusões, restaurando o teor geológico do minério, seguido de sinterização completa e fundição em forno para produzir ferro-gusa com alto teor de fósforo, que é então utilizado na fabricação de aço em um conversor, produzindo simultaneamente fertilizante fosfatado a partir da escória de aço. A vantagem desse método é a simplicidade do beneficiamento, evitando os processos complexos de moagem fina e beneficiamento profundo para redução de fósforo, remoção de silício e remoção de alumínio, ao mesmo tempo em que preserva as propriedades de autofluxo do minério, garantindo a plena utilização do fósforo.

(3) Mineral misto de magnetita e hematita (Sidestone)

① Minério misto de magnetita-hematita (sidestone) O minério misto de magnetita-hematita (sidestone) consiste principalmente em minério de magnetita metamórfico sedimentar e minério de magnetita-sidestone. Existem dois métodos de beneficiamento comumente utilizados para esse tipo de minério: um deles é um processo combinado de separação magnética fraca com separação por gravidade, flotação e separação magnética forte. A separação magnética fraca é utilizada para recuperar a magnetita, enquanto a separação por gravidade, a flotação ou a separação magnética forte são utilizadas para recuperar minerais de ferro fracamente magnéticos. Esse processo é amplamente utilizado. O segundo é um processo combinado de calcinação magnetizante e separação magnética ou outros métodos de beneficiamento. Esse processo de calcinação magnetizante e separação magnética é semelhante ao do minério de hematita puro, mas, em processos paralelos com outros métodos de beneficiamento, o minério fino é processado por meio de separação magnética fraca combinada com outros métodos de beneficiamento. Além disso, há também processos em série de calcinação seguida de separação magnética combinados com outros métodos de beneficiamento, nos quais o concentrado obtido por separação magnética após a calcinação é posteriormente refinado por meio de flotação ou separação por gravidade para melhorar o teor do concentrado. Para minério de magnetita-hematita com incorporação de micropartículas, os métodos convencionais de beneficiamento têm dificuldade em alcançar bons resultados. Devem ser empregados a deslimagem por floculação seletiva, a flotação por floculação, a separação magnética intensiva por floculação e a separação por gravidade com floculação.

② Minério polimetálico de magnetita-hematita (siderita): Essa categoria inclui minérios de ferro mistos do tipo skarn, contendo sulfetos, e minérios de ferro mistos hidrotérmicos que contêm fósforo, enxofre ou elementos de terras raras. Os métodos de beneficiamento para esse tipo de minério são os mais complexos entre os minérios de ferro. Geralmente, utiliza-se um processo combinado de separação magnética fraca e outros métodos de beneficiamento. Isso envolve o uso da separação magnética fraca para recuperar a magnetita; separação por gravidade, flotação ou separação magnética forte para recuperar minerais de hematita (siderita) fracamente magnéticos; e flotação para recuperar componentes associados. O processo inclui: separação magnética fraca-flotação-separação magnética forte, separação magnética fraca-separação magnética forte-flotação e separação magnética fraca-separação por gravidade-flotação, etc. Para minérios de ferro mistos contendo elementos de terras raras, se o mineral de ferro for predominantemente hematita, às vezes é utilizado um processo de calcinação redutora-separação magnética-flotação. Isso envolve a calcinação redutora para recuperar a hematita e a flotação para recuperar os minerais de terras raras. A flotação de minerais de terras raras após a calcinação redutora melhora o índice de separação. Alternativamente, um processo de flotação-floculação seletiva também pode alcançar índices elevados.