Manyetitin Zenginleştirme Süreci

6.3.1 Düşük Yoğunluklu Manyetik Ayırma Süreci

Düşük yoğunluklu manyetik ayırma işlemi, manyetit veya vanadyum-titanyum manyetit için uygulanabilir olup, burada manyetit ana geri kazanım nesnesidir. Bu işlem, uygun boyuta öğütme, üç aşamalı kaba ayırma ve tek aşamalı temizleme ile karakterize edilir. Karşı akım veya karşı dönüş tiplerini içeren ıslak düşük yoğunluklu manyetik ayırıcılar genellikle kaba ayırma için kullanılır ve manyetik ayırma kolonları temizleyici olarak kullanılır. Manyetik olmayan çamurları ayırmak için manyetik ayırıcılardan önce her zaman susuzlaştırma tankları kullanılır. Parçacık boyutu iri veya demir içeriği yüksek cevherler söz konusu olduğunda, örneğin maden ocağından çıkan cevher 0,2-0,3 mm'den daha büyük bir boyuta kırılıp öğütülmüşse, sürekli öğütme ve düşük yoğunluklu manyetik ayırma işlemi önerilir. İnce dağılmış veya düşük baş tenörlü cevherlerde ise aşamalı öğütme ve ayırma işlemi gereklidir; yani, birincil öğütme sonrasında atıkların bir kısmını ayırmak ve sonraki öğütme ve ayırma işlemlerinin iş yükünü azaltmak için kaba öğütücü kullanılır. Aşırı iri taneleri yeniden öğütmeye göndermek için genellikle ince eleme kullanılır.

Şekil 6.1(a), bir zamanlar Anshan, Benxi ve Jidong bölgelerindeki manyetit üretiminde uygulanan aşamalı öğütme ve ayırma sürecini göstermektedir. Manyetiklik giderme işlemi, manyetik topaklanmanın sınıflandırma verimliliğini etkilemesini önlemek ve aşırı öğütmeyi engellemek amacıyla yapılır. Ön manyetizasyon ise ince cevher kaybını azaltmak içindir. 0,1 mm'den büyük parçacıklar için her zaman mekanik sınıflandırıcı, 0,1 mm'den küçük parçacıklar için ise hidrosiklon kullanılır. 95%'yi oluşturan -200M içeriği, 0,074 mm'ye eşdeğerdir. Şekil 6.1(b), üç aşamalı öğütme ve dört aşamalı ince elemeyi içeren Şekil 6.1(a)’nın geliştirilmiş akış şemasıdır; bu sayede konsantre tenörü 62%-63%’den 65%’nin üzerine çıkarılmıştır.

Yüksek frekansta çalışan ince elekler, boyutları büyük olan sıkışmış parçacıkların temizleme işlemine girmesini ve nihai ürünün kalitesini etkilemesini önler. Bu büyük boyutlu parçacıklar, eşit çökelme nedeniyle hidrosiklonun taşma kanalına yönlendirilir. Bu parçacıklar sadece az miktarda manyetit içerir, ancak her zaman konsantreye geri kazanılır. İnce elek, bu parçacıkların atılmasına veya yeniden öğütme işlemlerine geri gönderilmesine yardımcı olur ve böylece boyutu küçük malzemelerin kalitesini artırır. Eleme verimliliği, ince eleklerin performansını etkiler. Kullanımdaki yüksek frekanslı ince elekler arasında Tangshan Lukai Technology Co., Ltd. tarafından geliştirilen MVS serisi, Changsha Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen GPS tipi, Guangzhou Nonferrous tarafından geliştirilen gyx31-1007 ve ABD'den Derrick yüksek frekanslı titreşimli elek bulunmaktadır.

6.3.2 Şu işlemlerin birleştirilmesi: Düşük Yoğunluklu Manyetik Ayırma ve Ters Flotasyon

Bazı demir cevheri konsantrelerinin kalitesini iyileştirmedeki zorluklar ve demir konsantrelerindeki SiO₂ gibi safsızlıkların yüksek içeriği göz önüne alındığında, son yıllarda düşük yoğunluklu manyetik ayırma ile ters flotasyonun birleştirildiği işlemler geliştirilmiştir; bu işlemlerde ters flotasyon, manyetik konsantrenin kalitesini yükseltmek için kullanılmaktadır.

Ters flotasyon işlemi, katyonik veya anyonik toplayıcılarla gerçekleştirilebilir.

Şu durumda katyonik ters flotasyon, silikat ve karbonat gibi atık minerallerin toplanmasında her zaman karışık amin veya dodesilamin kullanılır; demir minerallerini seçici olarak bastırmak için ise çözünür nişasta kullanılır. Amin ve nişasta dozajı sırasıyla yaklaşık 100 g/t ve 1000 g/t’nin üzerindedir. Piritin bastırılması yoluyla kükürt giderimi için gerekli olduğu durumlarda amonyum sülfat kullanılabilir. Örneğin, Liaoning Eyaletindeki Kuandian Zenginleştirme Tesisi, Şekil 6.2’de gösterilen akış şeması ve reaktif koşulları ile düşük kaliteli manyetitin ters flotasyonunda katyonik toplayıcı kullanmaktadır. Dolaşım suyunun sertliği ve pH'ı yüksekse, Jiuquan Demir ve Çelik A.Ş.'de kavrulmuş manyetitin ters flotasyonunda olduğu gibi, hamurun pH'ını ayarlamak için hidroklorik asit veya sülfürik asit kullanılabilir.

Katyonik ters flotasyon, tek reaktif kullanımı, düşük çamur sıcaklığı (25 derecenin üzerinde) ve nötr hamur gibi avantajlara sahiptir. Ancak aynı zamanda, sonraki işleme elverişli olmayan yapışkan köpük ve demir konsantresinde nispeten yüksek SiO₂ içeriğine ve dengesiz indekse yol açan zayıf seçicilik gibi dezavantajları da bulunmaktadır. Reaktifler ayrıca kauçuğa ciddi korozyona neden olabilir.

Şu ters flotasyon Bu süreç, birkaç kaba arıtma, temizleme ve arındırma işlemini içerebilir. Köpük konsantre edilip yeniden öğütülebilir; ardından manyetik ayırma yöntemiyle işlenerek atıklar ayrıştırılır ve ters flotasyona geri gönderilir.

Katyonik ters flotasyon işlemiyle karşılaştırıldığında, anyonik ters flotasyon işleminin avantajları, köpüğün yapışkan olmaması, endeksin nispeten sabit olması ve temel olarak kauçuğu aşındırmamasıdır. Dezavantajları ise daha fazla çeşit reaktif gerektirmesi, daha yüksek hamur sıcaklığı (30℃'nin üzerinde) gerektirmesi ve alkali hamurun konsantre boru hattındaki nakliyeye elverişli olmasıdır. Alkali hamur, filtrasyona zararlıdır ve bu nedenle filtrasyondan önce asit işlemi gereklidir.

Anyonik ters flotasyonda, toplayıcı olarak MZ-21 ve MH-80, pH düzenleyici olarak NaOH, atık maden maddesinin bastırıcısı olarak nişasta ve aktivatör olarak CaO kullanılabilir. Toplayıcının dozajı ton başına birkaç yüz gram olabilir ve kaba arıtma, temizleme veya arındırma işlemlerine ayrı ayrı eklenebilir. NaOH ve nişastanın dozajı 1000 g/t'nin üzerindedir; CaO'nun dozajı ise yaklaşık 400 g/t'dir.

Şekil 6.3’te, bir kaba ayırıcı, bir temizleyici ve üç arındırıcıdan oluşan ve her bir ara ürünün sırayla bir önceki işleme geri döndüğü tipik bir anyonik ters flotasyon akış şeması gösterilmektedir.

6.3.3 Manyetik Ayırma Sürecinin Bütün Aşamaları

Magnetit zenginleştirme tesislerinin çoğu, geleneksel olarak temizleme ekipmanı olarak klasik tamburlu manyetik ayırıcıyı kullanmaktadır. Teknik özellikler, cevher besleme yöntemleri, tank yapısı vb. konularda birçok teknik iyileştirme yapılmış olsa da, güçlü manyetik aglomerasyon nedeniyle seçicilik yeterince yüksek değildir ve bu da manyetik ve manyetik olmayan parçacıkların sürüklenmesine neden olmaktadır. w(SiO₂) içeriği genellikle 6,5%'den fazladır. Tüm manyetik ayırma süreci, çeşitli yeni manyetik ayırma ekipmanlarının bir kombinasyonudur; bunların arasında tipik olanlar şunlardır: manyetik kolon, ince yüksek frekanslı titreşimli elek, manyetik alan eleme ayırıcısı, manyetik aglomerasyon yerçekimi ayırıcısı, manyetiklik giderici vb. Bunlar, geleneksel düşük yoğunluklu manyetik ayırma ekipmanlarına kıyasla manyetik ayırma teknolojisindeki ilerlemeyi büyük ölçüde artırmaktadır. Ters flotasyona kıyasla, tüm manyetik ayırma Bu süreç, basitlik, güvenilirlik, düşük yatırım maliyeti, kısa inşaat süresi, düşük işletme maliyeti, çevre kirliliği olmaması ve diğer avantajlarla öne çıkmaktadır. İnce taneli manyetit için iyi bir verim sağlayabilir.