(1) Процесс одноступенчатой магнитной сепарации. Магнетит — одна из самых ранних руд, использовавшихся человеком, а обогащение магнетита является основным процессом в обогащении железной руды. Магнетитовая руда представляет собой преимущественно осадочно-метаморфическую магнититовую руду. Большую часть железосодержащих минералов в руде составляет магнетит, в основном мелкозернистый; пустые минералы — это преимущественно силикатные минералы, такие как кварц или амфибол, некоторые из которых содержат большое количество силиката железа. Поскольку магнетитовая руда является сильномагнитным минералом, с помощью слабой магнитной сепарации можно получить железосодержащий концентрат высокой качества и с высоким коэффициентом извлечения. Многие крупные и средние магнитосепарационные фабрики часто используют одноступенчатый процесс измельчения с магнитной сепарацией, когда размер частиц после измельчения превышает 0,2–0,3 мм, и двухступенчатый процесс магнитной сепарации, когда он составляет менее 0,2–0,3 мм. Если слабое грубое измельчение позволяет отделить отходы, соответствующие требованиям, применяется многоступенчатый процесс измельчения с магнитной сепарацией. Если в ходе добычи в продукцию каждой стадии дробления попадает определенное количество пустой породы из-за смешивания окружающих пород или руды, перед измельчением для предварительного отбора используется сухой магнитный сепаратор. Для некоторых руд с целью получения высококачественного железного концентрата с содержанием железа 66%–68% могут применяться дополнительные методы обогащения, такие как мелкое просеивание, магнитосепарационная колонна и обратная флотация.

В настоящее время, по мере постепенного уменьшения размера частиц обогащаемого магнетита, все более очевидным становится негативное влияние магнитной агломерации на процесс обогащения. Магнитные и немагнитные включения все больше затрудняют повышение качества концентрата за счет использования исключительно магнитной сепарации.

(2) Технологическая схема процесса обратной флотации со слабым магнитным воздействием. Обратная флотация со слабым магнитным воздействием сочетает в себе магнитную сепарацию и обратную флотацию, что позволяет использовать взаимодополняющие преимущества при обогащении магнетитовой руды, что способствует повышению содержания магнетита в обогащенном концентрате. Процессы обратной флотации подразделяются на катионную обратную флотацию и анионную обратную флотацию в зависимости от системы реагентов, в частности от типа сборщика. При катионной обратной флотации в качестве депрессанта для магнетита используется крахмал, а в качестве сборщиков — аминовые реагенты, такие как додециламин. К её преимуществам относятся простая система реагентов, низкая требуемая температура пульпы (выше 25 ℃) и нейтральная пульпа. К недостаткам относятся липкая флотационная пена, что неблагоприятно сказывается на последующей переработке, низкая селективность, высокое содержание SiO₂ в железном концентрате, нестабильные показатели и сильное коррозионное воздействие на резину. Например, на горно-обогатительной фабрике «Гунчанлинь» группы «Аншань Ирон энд Стил», крупном железнорудном предприятии в Китае, с хорошими результатами внедрен процесс слабомагнитно-катионной обратной флотации. Благодаря использованию катионной обратной флотации на магнитной обогатительной фабрике «Гунчанлинь» группы «Аньшань Ирон энд Стил» удалось повысить содержание железного концентрата с 64%–65% железа и 8%–10% SiO₂ при слабой магнитной сепарации до 68,5%–69,5% железа и снизить содержание SiO₂ до 3,5%–4%.

(3) Процесс слабой магнитно-анионной обратной флотации. По сравнению с катионной обратной флотацией анионная обратная флотация обладает рядом преимуществ, таких как нелипкая флотационная пена, более стабильные показатели и минимальное коррозионное воздействие на резину. Однако анионная обратная флотация требует более широкого спектра реагентов, более высокой температуры флотационной пульпы (выше 30 ℃) и щелочной пульпы, что благоприятно сказывается на транспортировке концентрата по трубопроводам и прямой фильтрации концентрата. Перед фильтрацией требуется кислотная обработка. Например, железорудный рудник Цзяньшань представляет собой магнетитовое месторождение аншаньского типа. Мааншаньский горно-геологический научно-исследовательский институт сравнил процессы слабомагнитной положительной флотации и слабомагнитной обратной флотации. Исходя из характеристик железорудного месторождения Цзяньшань, в качестве процесса снижения содержания железа и кремнезема на обогатительной фабрике Цзяньшань был выбран процесс анионной обратной флотации, который позволил достичь лучших показателей. На обогатительной фабрике магнетита «Цзяньшань», принадлежащей Тайюаньской металлургической группе, применяется анионная обратная флотация, которая позволяет увеличить содержание железа в концентрате с 65,75% железа и 28,5% SiO₂ при слабой магнитной сепарации до 69,08% железа и снизить содержание SiO₂ до 3,5%–4%.

(4) Процесс полной магнитной сепарации. На протяжении длительного времени на большинстве предприятий по обогащению магнетита в качестве основного обогатительного оборудования использовались традиционные барабанные магнитные сепараторы. Несмотря на значительные технические усовершенствования, внесенные в технические характеристики магнитного сепаратора, способ подачи и конструкцию резервуара, сильный эффект “магнитной агломерации” снижает селективность процесса магнитной сепарации, что приводит к появлению “магнитных включений” и “немагнитных включений”. Это приводит к устойчиво высокому содержанию SiO₂ в конечном магнетитовом концентрате, превышающему 6,5%. Для получения высококачественного железного концентрата некоторые обогатительные фабрики выбрали различные методы полной магнитной сепарации, используя новое оборудование для магнитной сепарации, что позволило достичь передовых показателей, таких как содержание железа в концентрате более 69% и содержание SiO₂ менее 4% в ходе промышленных испытаний. Например, на обогатительных фабриках «Бэньси Стил Вайтоушань» и «Наньфэнь» с помощью магнитных сепарационных колонн эффективно отделяют кварцевые прослойки от железного концентрата. Содержание железа в концентрате можно повысить примерно до 69,51 TP3T, содержание SiO₂ в концентрате снижается до уровня ниже 41 TP3T, содержание в хвостах и коэффициент извлечения металла остаются практически неизменными, а дополнительные затраты на переработку составляют менее 20 юаней/т.

Процесс полной магнитной сепарации в основном основан на сочетании различных новых устройств для магнитной сепарации, что позволяет обеспечить эффективное отделение магнетита. К типичному оборудованию относятся магнитные сепарационные колонны, высокочастотные вибрационные мелкоячеистые грохоты, магнитные сепараторы, магнитные агломераторы и демагнитизаторы. Сочетание этих устройств с традиционным оборудованием для слабой магнитной сепарации значительно способствовало развитию технологий магнитной сепарации. По сравнению с обратной флотацией для снижения содержания железа и кремния процесс полной магнитной сепарации отличается такими преимуществами, как простота процесса, надежность технологии, низкие инвестиции, короткие сроки строительства, низкие эксплуатационные расходы и отсутствие загрязнения окружающей среды. Однако внедрению процесса полной магнитной сепарации препятствуют определенные ограничения; зачастую он не позволяет достичь хороших показателей при переработке мелкодисперсного магнетита.

(5) Процесс ультрамелкого дробления с последующей мокрой магнитной сепарацией и удалением хвостов: данный процесс включает дробление руды до размера менее 5 мм или 3 мм, за которым следует мокрая магнитная сепарация и удаление хвостов с использованием магнитного сепаратора средней интенсивности с постоянными магнитами. Данный процесс имеет особое значение для энергосбережения, сокращения энергопотребления, эффективного использования железоруд с крайне низким содержанием железа и повышения качества конечного железного концентрата. С целью разработки и использования железной руды с содержанием железа ниже 20% на горнодобывающем предприятии «Мааншань Айрон энд Стил» (Maanshan Iron & Steel) в рамках экспериментального исследования на железном руднике Гаоцунь (Gaocun) изучалось применение роликовых мельниц высокого давления для измельчения руды до размера частиц менее 3 мм, с последующей влажной магнитной сепарацией средней интенсивности для удаления 40% крупных хвостов, что позволило повысить содержание железа в исходном сырье примерно до 40%. После повторного измельчения и пересепарации был получен конечный железный концентрат. Данный процесс позволил достичь содержания железа в конечном концентрате свыше 65%, снизить содержание SiO₂ до уровня ниже 4%, а содержание железа в хвостах — до уровня ниже 10%. Кроме того, на Шаньдунском Лайвуском и Цзиньлинском железорудных рудниках применяется технологический процесс, включающий дробилку молотковую и мокрую магнитную сепарацию средней интенсивности с использованием постоянных магнитов. Размер частиц подаваемого сырья составляет более 80%–5 мм, что позволяет удалить от 30% до 40% крупных хвостов.