demir cevherinin zenginleştirilmesi

Baotou’daki Bayan Obo demir cevheri yatağı, ülkemizde benzersiz bir saban demiri tipi demir yatağıdır; tortul-hidrotermal metamorfik bir yatak olup, demir, nadir toprak elementleri ve niyobyumun baskın olduğu büyük bir polimetalik simbiyotik yataktır. Malzeme bileşimi ve cevher zenginleştirme özelliklerine göre, cevher zengin demir cevheri, manyetit, florit tipi orta derecede zayıf oksit cevheri ve karışık tip (piroksen, amfibol, mika ve dolomit tipi dahil) orta derecede zayıf oksit cevheri olarak sınıflandırılabilir. Zengin demir cevheri ve manyetitin zenginleştirilmesi kolaydır. Demir oksit cevherinin zenginleştirilmesi ise, ince mineral dağılımı, karmaşık simbiyotik ilişkiler ve değerli mineraller ile gangın benzer fizikokimyasal özellikleri nedeniyle zordur. Karışık tip oksit cevherleri, piroksen, amfibol ve biyotit gibi nispeten büyük miktarda demir içeren silikat mineralleri içerir. Piroksen gibi demir içeren silikat minerallerinin artmasıyla birlikte, dağınık demirin oranı da artar. Demir içeren silikat mineralleri içinde dağınık halde bulunan demir geri kazanılamaz. Demir minerallerinin bu kısmı konsantreye karışırsa, konsantre demir tenörünü düşürür ve K₂O ile Na₂O içeriğini önemli ölçüde artırır. Bu nedenle, zenginleştirme işlemi sırasında demir minerallerinin demir içeren silikat minerallerinden etkili bir şekilde ayrılması hayati önem taşır.

Zayıf bir şekilde ayırma manyetik demir mineralleri Zenginleştirme işlemi sırasında demir içeren silikat minerallerinden ayrıştırılması, öncelikle fizikokimyasal özellikleri nedeniyle nispeten zordur. Yoğunlukları, manyetik özellikleri ve yüzdürülebilirlikleri birbirine oldukça benzediğinden, yerçekimi ayrıştırması, güçlü manyetik ayrıştırma veya flotasyon yöntemlerinden hangisi kullanılırsa kullanılsın, ayrıştırma işlemi zorlu bir hal almaktadır.

Baogang Zenginleştirme Tesisi, şu anda oksit cevherlerini işlemek için zayıf manyetik-güçlü manyetik-ters flotasyon sürecini kullanmaktadır. Bunun dezavantajı, güçlü manyetik konsantredeki toplam mineral içeriğinin yaklaşık 15,00%'sini oluşturan demir içeren silikat minerallerin yanı sıra kuvars ve diğer minerallerin de hematit ile benzer yüzdürme özelliğine sahip olmasıdır. Ters flotasyonda, bu minerallerin değerli demir minerallerinden ayrılması zordur; bu da ters flotasyon sonrası güçlü manyetik konsantrenin tenörünün 52% civarında seyretmesine ve daha fazla iyileştirmenin zorlaşmasına neden olmaktadır. Cevher özellik analizi, zenginleştirme koşulu deneyleri ve proses deneyleri sonucunda, China Steel Group’a bağlı Ma’anshan Madencilik Araştırma Enstitüsü, nihayet Bayan Obo oksit cevherini, önce zayıf manyetik konsantre ters flotasyonu kullanarak, ardından güçlü manyetik konsantre-ters flotasyon-doğrudan flotasyon (alkali ters flotasyon, asidik doğrudan flotasyon). Deneysel proses akışı Şekil 4-10’da gösterilmiştir.

Sistematik deneysel araştırmaların ardından, olumlu sonuçlar elde edildi. Yeni bir oksit cevherleri için işleme süreci, yani zayıf manyetik konsantrenin ayrı ters flotasyonu ve güçlü manyetik konsantrenin ters-doğrudan flotasyonu ile 66% demir konsantresi tenörüne ve 68,78% demir konsantresi geri kazanım oranına ulaşılabilir. Demir konsantresindeki F, (K₂O+Na₂O) ve SiO₂ içerikleri sırasıyla 0,482%, 0,243% ve 3,25%'dir. Yeni işlemde ilk olarak, florit, nadir toprak elementleri, barit ve karbonatlar gibi kolayca yüzen mineraller, ters flotasyon yoluyla zayıf manyetik demir mineralleri ve silikat minerallerinden ayrılır. Ardından, zayıf asidik koşullar altında minerallerin yüzey elektriksel özellikleri değiştirilerek demirin pozitif flotasyonu sağlanır ve böylece silikon ile demirin ayrılması gerçekleştirilir.

Şekil 4-10: Bayan Obo oksit cevheri için yeni işlemin akış şeması