Bénéficiation de l'ilménite : Méthodes, équipements et procédés

L'enrichissement de l'ilménite représente une pierre angulaire de la production moderne de titane, servant de première étape critique dans l'extraction du précieux dioxyde de titane des gisements minéraux naturels. La demande mondiale de produits à base de titane ne cessant d'augmenter dans des secteurs allant de l'aérospatiale aux pigments, l'efficacité du traitement de l'ilménite est devenue de plus en plus importante. Cet article examine les quatre principales méthodes d'enrichissement - la séparation par gravité, la séparation magnétique, la séparation électrostatique et la flottation - qui constituent la base du traitement actuel de l'ilménite. En outre, nous explorons l'équipement spécialisé qui permet ces techniques de séparation et analysons les flux de processus optimisés qui maximisent les taux de récupération tout en minimisant les coûts d'exploitation. La compréhension de ces éléments est essentielle pour les professionnels de l'industrie qui cherchent à accroître la productivité, à améliorer la qualité des concentrés et à s'adapter aux différentes caractéristiques des minerais sur un marché mondial de plus en plus concurrentiel.

 

Les quatre principales méthodes d'amélioration de l'ilménite

Ilménite (FeTiO₃) est l'un des principaux minéraux titanifères utilisés dans la production de pigments de dioxyde de titane et de titane métal. Les enrichissement de l'ilménite L'enrichissement de l'ilménite fait appel à plusieurs méthodes spécialisées conçues pour la séparer des minéraux de la gangue et augmenter sa teneur en titane. Voici les quatre principales méthodes utilisées pour l'enrichissement de l'ilménite.

1. Séparation par gravité

La séparation par gravité exploite la différence de densité entre l'ilménite (gravité spécifique de 4,5 à 5,0) et les minéraux de la gangue.

Technologies clés

• Concentrateurs à spirale: La plus utilisée pour la concentration initiale de l'ilménite.
• Tables à secousses: Utilisé pour le traitement des particules plus fines et le nettoyage final
• Gabarits: Efficace pour le traitement des particules d'ilménite plus grossières
• Concentrateurs centrifuges: Utilisé pour la récupération de particules fines (concentrateurs Knelson ou Falcon)

Scénarios d'application

• La première étape du traitement des dépôts de sable de plage
• Traitement des minerais d'ilménite altérés
• Traitement des gisements alluviaux
• Préconcentration avant séparation magnétique ou électrostatique

Avantages :

• Faibles coûts d'exploitation
• Respectueux de l'environnement (peu de produits chimiques)
• Capacité de production élevée
• Efficace pour les particules de taille grossière à moyenne

 

 

2. Séparation magnétique

Cette méthode utilise les propriétés paramagnétiques de l'ilménite pour la séparer des minéraux non magnétiques.

Technologies clés

• Séparation magnétique à faible intensité (LIMS): Élimine les minéraux fortement magnétiques tels que la magnétite
• Séparation magnétique à haute intensité (SMHI): Séparation de l'ilménite des minéraux non magnétiques
• Séparateurs magnétiques humides: Utilisé pour le traitement de matériaux plus fins
• Séparateurs magnétiques à sec: Mieux adapté aux fractions plus grossières

Scénarios d'application

• Traitement des concentrés de minéraux lourds mixtes
• Séparation de l'ilménite du rutile, du zircon et des silicates
• Purification après concentration par gravité
• Traitement des variétés d'ilménite faiblement magnétiques

Avantages

• Haute sélectivité pour l'ilménite
• Efficace sur différentes tailles de particules
• Peut être utilisé dans des conditions humides et sèches
• Convient pour un fonctionnement continu automatisé

 

3. Séparation électrostatique

La séparation électrostatique permet de différencier les minéraux en fonction de leurs différences de conductivité électrique.

Technologies clés

• Séparateurs à rouleaux à haute tension: Le plus courant pour la séparation ilménite/rutile
• Séparateurs électrostatiques à plaques: Pour les fractions plus fines
• Séparateurs à décharge Corona: Crée des différences de charge entre les minéraux conducteurs et non conducteurs

Scénarios d'application

• Séparation de l'ilménite (conductrice) des minéraux non conducteurs comme le zircon
• Étape de nettoyage final après la séparation magnétique
• Traitement des dépôts de sable de plage secs et à grains fins
• Production de concentrés à haute teneur

Avantages

• Excellente efficacité de séparation pour certaines paires de minéraux
• Production de concentrés de haute qualité
• Aucun additif chimique n'est nécessaire
• Efficace pour les particules fines lorsqu'elles sont correctement contrôlées

 

4. La flottation

La flottation utilise les propriétés chimiques de la surface pour séparer sélectivement l'ilménite des autres minéraux.

Technologies clés

• Cellules de flottation mécanique conventionnelles: Approche standard pour le traitement en vrac
• Flottation en colonne: Sélectivité accrue pour les particules fines
• Réactifs de collecte: Acides gras, hydroxamates et sulfonates
• Modificateurs de pH: Pour optimiser les performances du collecteur

Scénarios d'application

• Traitement de gisements complexes où les méthodes physiques sont insuffisantes
• Traitement de l'ilménite à grain fin lorsque les méthodes gravimétriques sont inefficaces
• Séparation de l'ilménite des silicates et autres minéraux de titane
• Valorisation des gisements d'ilménite altérés ou altérés par les intempéries

Avantages

• Très sélectif lorsqu'il est correctement optimisé
• Peut traiter des matériaux très fins
• Adaptation à différentes compositions de minerais
• Peut atteindre des taux de récupération élevés

 

Feuilles de traitement intégrées

La plupart des opérations commerciales d'enrichissement de l'ilménite utilisent des combinaisons de ces méthodes dans des circuits intégrés :

Traitement du sable de plage:

Sable brut → Concentration en spirale → Séparation magnétique → Séparation électrostatique → Ilménite de haute qualité

Traitement de l'ilménite en roche dure:

Concassage/broyage → Concentration par gravité → Séparation magnétique → Flottation → Concentré d'ilménite

Traitement des minerais altérés:

Lavage → Déslimination → Concentration en spirale → Amélioration magnétique → Nettoyage final

 

Chaque méthode d'enrichissement présente des avantages et des limites spécifiques, et le choix dépend des caractéristiques du minerai, de la qualité souhaitée du produit, de l'infrastructure disponible et de considérations économiques. Les usines modernes de traitement de l'ilménite combinent souvent plusieurs techniques pour maximiser la récupération et la teneur.

 

 

Équipement de traitement de l'ilménite

Dans le minerai primaire, l'ilménite coexiste généralement avec la magnétite et est distribuée dans des particules de magnétite ou des fissures. Pour obtenir du minerai de titane pur, le processus d'enrichissement est nécessaire pour améliorer la teneur du minerai.

Le processus d'enrichissement de l'ilménite est relativement compliqué et fait appel à plusieurs méthodes d'enrichissement telles que la séparation par gravité, la séparation magnétique, la flottation et la séparation électrostatique, ce qui nécessite davantage d'équipements d'enrichissement. Y compris les concentrateurs qui classent les particules de minerai en fonction de leur taille, équipement de séparation par gravité pour la sélection des résidus, les séparateurs magnétiques faibles pour l'élimination des minéraux fortement magnétiques, les séparateurs magnétiques forts pour la sélection de l'ilménite, machines de flottation pour la flottation des sulfures et de l'ilménite à grain fin, et séparateurs électrostatiques pour la sélection de l'ilménite.

 

Principaux procédés de traitement de l'ilménite

 

Le processus d'enrichissement de l'ilménite doit être conçu en fonction des propriétés de l'ilménite. Il existe deux procédés d'enrichissement courants, "séparation par gravité - séparation magnétique forte - flottation" ou "séparation par gravité - séparation magnétique forte - séparation électrostatique (désulfuration avant séparation)".

Au début du processus, les particules de minerai sont d'abord classées par un épaississeur afin de distinguer le minerai à gros grains du minerai à grains fins.

Le minerai à gros grains est classé en minerai à grains fins et en résidus par séparation par gravité. La séparation par gravité est peu coûteuse et peu polluante. La plupart des gangues et des sols inutiles peuvent être éliminés par des chutes en spirale, des tables à secousses et d'autres équipements afin d'obtenir des concentrés enrichis.

Le minerai à grain fin issu de la séparation par gravité entre dans le broyeur. étape de séparation magnétique. L'ilménite est un minéral faiblement magnétique. Sous un champ magnétique puissant, l'ilménite et les minéraux de la gangue sont séparés. L'ilménite, qui est difficile à enrichir par séparation gravimétrique, est enrichie par ce processus, de sorte que la séparation magnétique est courante aux stades de la sélection et des résidus.

Le matériau restant après la séparation magnétique du concentré de titane n'est pas inutile. Après la séparation magnétique du concentré de titane, les matériaux restants ne sont pas inutiles. flottationIl est possible d'obtenir un concentré de soufre. Les acides gras, l'acide oléique et ses sels sont couramment utilisés comme collecteurs de flottation pour l'ilménite. Après des années de pratique, les chercheurs ont constaté que la combinaison de plusieurs agents est meilleure que l'utilisation d'un seul agent, de sorte que ces dernières années, ils ont exploré l'effet synergique des agents.

Après la séparation par gravité, le minerai à gros grains doit être séparé par séparation électrostatique pour séparer le concentré de titane, en particulier lorsqu'il contient non seulement de l'ilménite et du rutile, mais aussi des minéraux non conducteurs tels que le quartz. La séparation électrostatique peut être utilisée comme dernière étape dans la production de concentré de titane.

 

Conclusion

L'enrichissement de l'ilménite reste à la fois une science et un art, nécessitant un examen minutieux de la minéralogie du minerai, des caractéristiques des particules et des spécifications du produit souhaité. Comme nous l'avons exploré, les quatre méthodes principales, à savoirla séparation par gravité, magnétique, électrostatique et par flottation-Chacun d'entre eux offre des avantages distincts lorsqu'il est appliqué aux gisements de minerai appropriés et intégré dans des circuits de traitement bien conçus. La sélection et l'optimisation des équipements, des concentrateurs à spirale aux séparateurs magnétiques à haute intensité, ont un impact direct sur l'efficacité opérationnelle et les résultats économiques. À l'avenir, les innovations technologiques continueront d'améliorer les techniques traditionnelles d'enrichissement, avec des progrès dans le triage par capteurs, le broyage économe en énergie et les systèmes de contrôle intelligents qui offrent de nouvelles possibilités d'amélioration des processus. Pour les exploitations minières qui cherchent à rester compétitives dans la chaîne de valeur du titane, l'adoption de stratégies d'enrichissement sur mesure qui combinent ces méthodes et technologies en réponse aux caractéristiques spécifiques du minerai sera cruciale. En fin de compte, la réussite de l'enrichissement de l'ilménite ne dépend pas simplement de l'équipement et des méthodes, mais de l'intégration habile de ces éléments dans des systèmes de traitement cohérents et adaptables, conçus pour des caractéristiques de gisement spécifiques.