Mchakato wa uboreshaji kwa mengine Madini ya chuma

Specularite ina magneti dhaifu na unyeti wa kimagneti wa takriban 3.7×10⁻³ m³/g, ambayo ni kubwa zaidi miongoni mwa madini yenye magneti dhaifu, na mara nyingi huwa na vichomeko vidogo vya magnetite. Specularite ina ugumu wa Mohs wa 5-6, na msongamano wa 5-5.3 g/cm³. Ni vigumu kuiboresha. Uwezo wa kuboresha specularite ni sawa na ule wa hematite na kimsingi una mbinu ile ile ya uboreshaji. Mchakato wa kawaida ni pamoja na kuchoma na mchakato wa utenganishaji wa sumaku, mchakato mseto wa utenganishaji wa sumaku wa nguvu kubwa na uelea, na mchakato mseto wa mkusanyiko wa mvuto na utenganishaji wa sumaku.

Limonite ina uwezo duni wa kusafishwa ikilinganishwa na madini mengine ya chuma. Msongamano wake na uwezo wake wa kuvutwa na sumaku haviko juu kama ya magnetite, hematite au specularite, na kupatikana kwa urahisi kwa udongo mwingi hufanya fahirisi yake ya uboreshaji kuwa mbaya zaidi. Kutokana na uwepo wa maji ya kristali, ni vigumu sana kufikia kiwango cha mkusanyiko cha 60% kwa uchimbaji wa kimwili, lakini kiwango cha mkusanyiko kinaweza kuongezeka sana baada ya kuchomwa kutokana na upotevu mkubwa wa maji wakati wa kuchomwa. Limoniti ya daraja la juu hutumika hasa kwa mchanganyiko wa sinta, wakati limoniti ya daraja la chini (TFe<35%) ina matumizi machache sana, ambayo huweza tu kuongeza daraja kwa 0.8% hadi 1% baada ya uchimbaji. Kwa zile zenye kiwango cha juu cha chuma na zinazoweza kusafishwa vizuri, mchakato mmoja wa uboreshaji unaweza kutumika, ikiwa ni pamoja na utenganishaji wa mvuto, utenganishaji wa sumaku wenye nguvu kubwa na uelea, au michakato mchanganyiko, ikiwa ni pamoja na mchakato wa kuchoma na utenganishaji wa sumaku, mchakato wa uelea na utenganishaji wa sumaku wenye nguvu kubwa, na mchakato wa utenganishaji wa mvuto na utenganishaji wa sumaku wenye nguvu kubwa, n.k. Katika mkusanyiko wa uzito wa limonite, kuosha, jigging na utenganishaji wa vyombo vizito vinaweza kutumika kwa chembechembe kubwa, na vikusanyaji vya mzingo au meza za kutikisa vinaweza kutumika kwa chembechembe ndogo. Uelea wa limonite unaweza kuwa uelea chanya au uelea kinyume. Huathiriwa sana na tope, na hivyo basi kuondoa tope ni muhimu kabla ya uelea. Vikusanyaji vya anioni kwa limonite ni pamoja na asidi steari, asidi oleiki, alkilisulfonati na alkilisulfati, wakati vikusanyaji vya kationi ni pamoja na alkilamini na chumvi za amoniumu za kuitani. Katika uchomaji wa kimagneti, limonite huondoa kwanza maji ya kioo kwa joto la 300-400℃, na kisha uchomaji wa kimagneti huanza kwa joto la 700-850℃. Vipunguzaji vinavyotumika vinaweza kuwa gesi kama vile H₂ na CO au vitu vigumu kama vile C.

Siderite ina msongamano wa 3.7-4.0 g/cm³, chini kuliko ule wa madini mengine ya chuma. Ina sumaku dhaifu na inahitaji nguvu kubwa sana ya uwanja. Zaidi ya hayo, madini mengi ya siderite ni vigumu kuyaboresha kwa sababu mengi yameenea kwa unyofu, yana muundo tata lakini kiwango cha chini cha madini. Kwa sasa, sehemu ya madini matajiri imetumika kwa ajili ya kuyeyusha chuma na chuma cha pua, ambayo ni chini ya 10% ya akiba yote ya siderite, na madini mengi duni bado hayajachimbwa. Sehemu kubwa ya madini yaliyotumika yanahusiana na magnetite na hematite. Sideriti inaweza kuchomwa kwenye joto la 600-900℃ na kisha kusindikwa kwa njia ya utenganishaji wa sumaku. Pia inaweza kusindikwa kwa utenganishaji wa nguvu kubwa kwa kutumia vichanganishi vya sumaku vya Shp au vya superconducting vyenye msukumo wa sumaku wa 1.5-2.5 T. Utoaji kwa kupeperusha maji (flotation) unaweza kutumika baada ya utenganishaji wa sumaku kwa kutumia wakusanyaji wa kationi.

Utaratibu wa uboreshaji wa magnetiti katika mgodi wa chuma wa Sijiaying

6.6.1 Asili na Muundo wa Madini ya chuma

Mwamba wa chuma wa Sijiaying ni mojawapo ya migodi mitatu mikubwa zaidi ya chuma nchini China, na wa pili kwa ukubwa barani Asia. Hifadhi hiyo inajumuisha tani bilioni 2.0 za madini ya magnetite na tani bilioni 0.3 za madini yaliyooksidishwa.

Uchimbaji unafanywa katika awamu mbili. Katika awamu ya kwanza, stopes namba 2 na namba 3 zilichimbwa. Stope namba 2 ni uchimbaji wa wazi kwa kiwango cha tani milioni 6 kwa mwaka. Stope No.3 ni uchimbaji wa chini ya ardhi unaofanywa kwa kiwango cha tani milioni 1 kwa mwaka. Katika awamu ya pili ya mradi, stope No.1 inachimbiwa kama uchimbaji wazi, kwa kiwango cha tani milioni 15 kwa mwaka, ikijumuisha tani milioni 4 za madini yaliyooksidishwa na tani milioni 11 za magnetiti ya msingi.

Mwamba wa Chuma wa Sijiaying ni akiba ya chuma ya metamorfiki ya mfereji wa aina ya Anshan. Madini katika eneo hili ni hasa magnetite quartzite, wakati eneo la oksidishaji la juu ni hematite quartzite. Muundo wa madini wa mwamba ni rahisi kiasi, hasa magnetite, pseudohematite, ikifuatiwa na hematite. Madini yasiyo ya thamani ni kwanza kwanza kuwani, ikifuatiwa na aktinolaiti, tremolaiti na kiasi kidogo cha hornblendi na paioksen, na madini ya nyayo ni apatiti, pirit, kalkopirit n.k. Zaidi ya hayo, kuna kloriti iliyobadilika baadaye, kabonati na biotiti na madini mengine.

Muundo wa msingi wa madini ni kwamba madini ya chuma na kuarzi huunda mistari sambamba nyeusi na nyeupe, mstari wa kuarzi ukiwa na urefu wa hadi 1–3 mm, na pia kuna mistari nyembamba chini ya 1 mm na mikanda yenye urefu zaidi ya 5 mm.

6.6.2 Mchakato wa Uboreshaji wa Magnetite ya Msingi

Madini yanayotoka moja kwa moja kwenye mgodi yanakandwa katika mzunguko wa kukanda wa hatua tatu, huku hatua ya mwisho ikifungwa na kupata mkusanyiko wa awali kwa kutumia kichujio kavu. Katika awamu ya kwanza ya mradi, kichakata cha kukanda cha mzunguko wa maji kinatumika katika kukanda kwa awali, na kichakata cha kukanda cha koni cha maji kinatumika katika kukanda kwa sekondari na kwa tati, mtawalia. Ukubwa wa juu kabisa wa bidhaa za kusagwa kwa awamu ya msingi, ya pili na ya tatu ni 230 mm, 70 mm na 12 mm, mtawalia. Skrini mbili za mtetemo za mzunguko hutumika kufunga mzunguko wa kusagwa, na vifaa vidogo kuliko 12 mm vinavyotoka kwenye skrini husafirishwa hadi kwenye warsha ya utenganishaji wa sumaku kavu. Katika awamu ya pili ya mradi, malighafi za ukubwa wa 50-6 mm kutoka kwa kusagwa kwa pili husagwa zaidi katika kusagwa kwa tatu kwa kutumia milia miwili ya kusaga ya shinikizo la juu, na malighafi za chini ya 6 mm husafirishwa hadi kwenye kibanda cha madini laini cha warsha kuu. Magnetaiti ya msingi ina kiwango cha juu cha 26.83%. Mchakato mzima wa utenganishaji wa sumaku wenye kusaga kwa hatua hutumika. Katika awamu ya kwanza, vitenganishi vya ngoma vya 1800 Gauss hutumika kwa hatua tatu za kwanza, huku malighafi yao iliyokusanywa ikipelekwa kwenye nguzo za sumaku. Katika awamu ya kwanza, nguzo za sumaku hutoa mkusanyiko wa mwisho. Kutokana na ukali mkubwa wa uwanja wa sumaku wa utenganishaji wa sumaku wa hatua tatu, ubora wa mkusanyiko ni takriban 62% hadi 63%, na uwezo wa nguzo ya sumaku hautoshi, na kusababisha ubora mdogo wa mkusanyiko wa mwisho. Katika awamu ya pili, mkusanyiko na mabaki ya nguzo za sumaku hufanyiwa mchakato wa nne wa utenganishaji wa sumaku na utenganishaji wa sumaku uliokandamizwa mtawalia, na kiwango cha mkusanyiko hufikia 66.00%. Mchakato mzima wa utenganishaji wa sumaku unaonyeshwa katika Mchoro 6.6.

6.6.3 Mchakato wa Uboreshaji wa Madini yaliyooksidishwa

Madini yaliyooksidishwa katika Mgodi wa Chuma wa Sijiaying yanavunjwa katika mzunguko wa kuvunja wa hatua tatu, huku hatua ya mwisho ikiwa imefungwa, na kuboreshwa kwa mchakato mchanganyiko unaohusisha kusaga kwa hatua, kupima ukubwa, mkusanyiko wa mvuto wa chembe kubwa, utenganishaji wa sumaku wa chembe ndogo, na ueleaji wa kinyume wa anioni. Ukubwa wa chembe mkubwa zaidi wa madini yanayotolewa ghafi ni 1000 mm. Katika awamu ya kwanza ya mradi, mashine ya kusaga ya mzunguko ya majimaji inatumika katika kusaga awali, na mashine tano za kusaga za koni za majimaji zinatumika katika kusaga sekondari na kusaga kwa ngazi ya tatu. Ukubwa wa juu zaidi wa chembechembe za kusagwa kwa awamu ya kwanza, ya pili na ya tatu ni 280 mm, 70 mm na 12 mm, mtawalia. Katika awamu ya pili ya mradi, nyenzo za 50-6 mm kutoka kwa kusagwa kwa pili husagwa katika kusagwa kwa tatu kwa kutumia milo miwili ya gurudumu ya shinikizo kubwa, na nyenzo za chini ya 6 mm husafirishwa kwenye kibanda cha madini laini cha warsha kuu. Madini ya oksidi yanatumia mfumo uleule wa kusaga kama magnetite ya msingi katika awamu ya pili.

Katika awamu ya kwanza, kuna hatua tatu za kusaga, ambapo mizunguko miwili ya kusaga iliyofungwa hufanyika kabla ya mkusanyiko, na kondensifa kabla ya flotation. Katika awamu ya pili kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6.7, kusaga ni hatua mbili, na mzunguko mmoja uliofungwa kabla ya mkusanyiko, na kondensifa haihitajiki kabla ya flotation. Sehemu nyingine za mtiririko wa awamu hizo mbili ni karibu sawa. Madini yaliyokandwa na oksidi hupitia kusagwa katika mzunguko uliofungwa na kisha hutenganishwa kwa vikundi vya hydrocyclone. Nyenzo nzito, yaani mtiririko wa chini wa hydrocyclones, hupelekwa kwenye mzunguko wa mkusanyiko wa mvuto, ambapo spirali hutumika kuzalisha mkusanyiko wa mwisho kupitia operesheni ya uchujaji wa awali na usafishaji. Madini ya chuma katika mabaki ya spirali hurejeshwa zaidi kwa kutumia vichanganishi vya sumaku vya ukali mdogo na wa kati, na kisha kusagwa tena na kurejeshwa kwenye

hydrocyclones mbele ya spiral rougher. Utengano wa sumaku wa kiwango cha chini na cha juu hurejesha madini ya chuma kutoka kwa vifaa vidogo, yaani mtiririko wa ziada wa hydrocyclone, na kuvipeleka kwenye flotation ili kuzalisha bidhaa ya mwisho. Mzunguko wa flotation unajumuisha operesheni moja ya roughing, moja ya kusafisha na mbili za scavenging. Tailings kutoka kwa separeta za kiwango cha chini na cha juu hutolewa kama tailings za mwisho.

Katika uibukaji, NaOH, wanga, CaO na GK68 zilitumika kama kidhibiti cha pH, kizimaji cha madini ya chuma, kichocheo cha kuoksidisha quartz, na mkusanyaji, mtawalia. Kwa kuzingatia kwamba maji yanayozunguka yana baadhi ya Ca²⁺, matumizi ya CaO yamesitishwa taratibu. Kulingana na uboreshaji wa vigezo vya uelea, mabomba na mpangilio wa mashine za uelea, mkusanyiko wa uelea umeongezeka ubora wake kutoka 65.71% hadi 67.51%, na gridi ya mabaki imepungua kutoka 18.51% hadi 16.94%.

Vifaa vikuu vinavyotumika katika mchakato wa kusaga na uboreshaji katika awamu ya pili vimeorodheshwa katika Jedwali 6.2.

Jedwali 6.2 Vifaa vya kusaga na kuboresha madini ya magnetite ya msingi vinavyotumika katika Mgodi wa Chuma wa Sijiaying

6.7 Utaratibu wa Uboreshaji katika Kichujio cha Diaojuntai

Kikusanyaji cha madini ya chuma cha Diaojuntai cha ANSTEEL GROUP CORPORATION ni kikubwa zaidi nchini China. Kimeundwa kuchakata tani milioni 9 za madini ya chuma kila mwaka na kuzalisha tani milioni 3 za mkusanyiko wa madini ya chuma kila mwaka. Mnamo 1998, ilianza kufanya kazi, na mnamo 2003, ilifikia viashiria vya kiufundi vya usindikaji wa tani milioni 6.77 za madini ghafi na uzalishaji wa tani milioni 2.63 za madini yaliyokusanywa. Kiwango cha kichwa, kiwango cha dondoo, na kiwango cha mabaki ni 29.86%, 67.54%, na 8.31%, mtawalia. Urejeshaji wa metali ni 82.32%. Faida ya kiuchumi ya kila mwaka ni zaidi ya yuan milioni 400, ambayo ni ya kiwango cha kimataifa.

Mchakato unahusisha utenganishaji wa sumaku wa kiwango cha chini, utenganishaji wa sumaku wa kiwango cha juu na uelea. Michakato mchanganyiko ya utenganishaji wa sumaku na uelea mbalimbali ililinganishwa kwa kina, ikiwa ni pamoja na mchakato wa uelea kinyume wa anioni, mchakato wa uelea chanya kwa asidi, na mchakato wa uelea kinyume wa kationi. Hatimaye ilibainika kuwa mchakato unahusisha kusaga endelevu, utenganishaji wa sumaku wa nguvu ndogo na nguvu kubwa, na flotation ya kinyume ya anionic. Sifa za mchakato huu ni kama ifuatavyo:

(1) kusaga mfululizo huzuia athari hasi iliyotokea katika kusaga kwa hatua kutokana na mabadiliko makubwa ya kiasi cha kusaga tena;

(2) Utengano wa sumaku wa kiwango cha chini na cha juu huondoa idadi kubwa ya slimes za msingi na za pili katika bidhaa za kusaga, huboresha daraja la flotation, na hutoa hali nzuri za mchakato kwa flotation ya kinyume ya anionic;

(3) vichanganishi vya sumaku vya nguvu kubwa ni vifaa bora kwa ajili ya utupaji wa mabaki katika uchimbaji wa madini ya chuma mekundu, ambavyo vilikataa zaidi ya 60% ya mabaki, na flotation ya kinyumenyume ya anioni ni operesheni bora ya mkusanyiko kwa kupata mkusanyiko wa daraja la juu kutoka kwa madini mekundu ya chuma, ambayo huzalisha 100% ya mkusanyiko.

6.8 Uyeyushaji wa Konzentre ya Chuma

Bidhaa ya mwisho ya kiwanda cha kusafisha madini ya chuma ni oksidi ya chuma, ambayo lazima iyeyushwe zaidi kuwa chuma na chuma cha pua. Unga laini wa chuma hauwezi kuongezwa moja kwa moja kwenye tanuru ya kutengeneza chuma, bali unapaswa kwanza kufanywa pellet au kusinteriwa. Unga wa chuma unaweza kutengenezwa kwa sintering ya moja kwa moja, kwa kubonyezwa na kiunganishi, au kwa kuumbwa kuwa vidonge vidogo na kisha kusinteriwa.

Utengenezaji wa chuma ni upunguzaji wa oksidi ya chuma kuwa chuma. Konzentre ya chuma huwekwa kwenye tanuru ya mlipuko pamoja na koki na mawe ya chokaa. Katika joto la juu, chuma, sehemu ya silikoni na manganisi katika madini hupunguzwa kwa koke na kuunda chuma laini chenye kaboni, na gangue katika madini hureakishana na mawe ya chokaa na kuunda slag (Mchoro 6.8). Vinyweleo hivyo huondolewa kutoka kwenye tundu la kutolea chuma na tundu la kutolea slag la tanuru ya mlipuko mtawalia. Bidhaa ya utengenezaji wa chuma huitwa chuma mbichi, ambacho kina kaboni na uchafu mwingine zaidi, na kinaweza kutumika kwa ajili ya kutengeneza vitu kwa kumwaga au kutengeneza chuma cha pua. Mmenyuko wa utengenezaji wa chuma ni mmenyuko wa oksidishaji, unaojulikana pia kama uyeyushaji wa oksidishaji. Chini ya hali fulani, oksijeni huungana na silikoni, manganisi, fosforasi, salfa na baadhi ya chuma kilichoyeyushwa katika chuma cha kijivu ili kuunda oksidi. Uyeyushaji na msongamano wa oksidi hizi katika chuma kilichoyeyuka ni

ndogo, na huelea kutoka kwenye chuma kilichoyeyushwa na kuunda matope. Chuma kilichoyeyushwa huwekwa katika ingoti, ambazo huundwa zaidi na kuuzwa na kiwanda cha kusaga chuma (karakana).