Tecnología de beneficio de mineral de hierro

Entre los muchos materiales que utiliza el hombre, los metales ferrosos, aleaciones de hierro con carbono y otros elementos, ocupan un lugar especial. La metalurgia ferrosa se basa en la fundición preliminar del hierro fundido a partir de minerales y su posterior transformación en acero.

Entre los minerales de hierro, los de importancia industrial son los siguientes:

• Mineral de hierro rojo. Contenido de óxido de hierro Fe2O3 de 60% a 70%.
• Mineral de hierro magnético. El contenido de óxido de hierro Fe3O4 es de 55% a 60%.

Rusia ocupa el primer lugar en el mundo en cuanto a reservas de mineral de hierro. Los yacimientos se encuentran en los Urales, la región de Kursk, Siberia occidental y otros lugares.

Más del 70% del mineral de hierro en Rusia se extrae mediante minería a cielo abierto. En las minas a cielo abierto, el mineral de hierro se extrae mediante voladuras y luego se envía a una planta de beneficio. En la primera etapa, el mineral se tritura, luego se separa en fracciones grandes y pequeñas en una criba y se envía para su enriquecimiento. El mineral de hierro y la roca estéril se separan, obteniendo un concentrado, un producto con un mayor contenido de óxido de hierro. Luego, el concentrado se mezcla con fundentes: piedra caliza o dolomita y coque.

Se utilizan varios métodos de enriquecimiento de mineral para obtener concentrado.

1) Enjuague.

El lavado se utiliza con mayor frecuencia para los minerales formados entre los depósitos de arcilla y arenisca. Con este método de enriquecimiento, los chorros de líquido suministrados bajo presión lavan los desechos arenosos o arcillosos, purificando el mineral. El lavado de minerales de hierro pardo permite aumentar su contenido de hierro del 38% al 43%. La productividad de este método no es alta (hasta 100 t/h), por lo que antes se utilizaba en pequeñas empresas. Ahora este método de enriquecimiento se utiliza solo en combinación con otros métodos.

El lavado de minerales de hierro es el método más sencillo de enriquecimiento, pero sólo es posible a temperaturas superiores a 0 °C. Entre las desventajas del lavado se encuentra también la necesidad de un gran consumo de agua con su posterior purificación.

2) Gravedad.

El método de enriquecimiento por gravedad utiliza suspensiones especiales que tienen una densidad mayor que la de la roca estéril, pero menor que la del hierro. Durante el proceso de gravedad, la roca estéril flota hasta la superficie de la suspensión y se elimina, y el hierro se precipita al fondo del separador. La productividad de este método de enriquecimiento es de hasta 250 t/h.

3) Enriquecimiento magnético.

El principal método de enriquecimiento del mineral de hierro es el enriquecimiento electromagnético. Este método se basa en la diferente permeabilidad magnética de las sustancias.

Existen 3 tipos de enriquecimiento magnético:

• Seco.
• Húmedo.
• Combinado (separación seca seguida de separación húmeda).

En el enriquecimiento magnético seco, el mineral se carga en los tambores de los separadores magnéticos. Se utilizan dos tipos de separadores magnéticos. El diagrama de un separador de banda seca se muestra en la Fig. 8. La banda de alimentación se alimenta con

En el método húmedo, la pulpa se alimenta bajo tambores especiales con un electroimán que extrae minerales ferromagnéticos de la pulpa.

4) Flotación.

El método de flotación se basa en la diferencia de humectabilidad de las partículas. Para enriquecerlas en cámaras especializadas, se introduce en la pulpa (una suspensión de partículas de mineral y agua) un reactivo de flotación líquido especial y luego aire. Las partículas de hierro, combinadas con burbujas de aire, suben hasta la capa de espuma, de donde se extraen del dispositivo. La roca estéril se hunde hasta el fondo de la instalación por su propio peso. La flotación permite extraer hasta el 90% del hierro del mineral, mientras que su contenido en el concentrado es del 60%.

Aplicación del método de beneficio por flotación:

• beneficiación de minerales de manganeso;
• Acabado de concentrados de mineral de hierro;
• Extracción adicional de metal de los relaves después del enriquecimiento magnético y gravitacional.

Para aquellas tareas que requieren el enriquecimiento de minerales de hierro pardo y rojo no magnéticos, el mineral debe ser sometido previamente a una tostación magnetizante a una temperatura de 600-800°C en un horno con una atmósfera reductora. Después de dicha tostación, el Fe2O3 se transforma parcialmente en óxido de Fe3O4 y luego el mineral se enriquece en un separador magnético.

Durante la flotación es necesario controlar el contenido de ciertos elementos. El analizador de flujo ARP-1C se puede utilizar para analizar los elementos en la pulpa. El dispositivo permite determinar elementos desde Ca hasta U directamente en flujos de proceso sin muestreo (en tanques de transporte, en la tubería de pulpa, etc.) en condiciones de taller o en estaciones de control de mineral.