Ligne de Production de Bénéficiation du Minerai de Manganèse

Le minerai de manganèse, une matière première critique pour la fabrication de l'acier, la production de batteries et diverses applications industrielles, nécessite une bénéficiation efficace pour améliorer son teneur et répondre aux spécifications du marché.

La bénéficiation du minerai de manganèse vise à séparer les minéraux de manganèse précieux de la gangue (matériaux indésirables) par une série de processus physiques et mécaniques. La ligne de production intègre le concassage, le broyage, la classification, la séparation magnétique, la séparation gravimétrique et le déshydratage, adaptée aux caractéristiques du minerai de manganèse souvent à grains fins, avec une libération minérale variable et une composition de gangue.

Étapes Clés de la Ligne de Production de Bénéficiation du Minerai de Manganèse

1. Section de Concassage

L'étape de concassage est cruciale pour réduire le minerai de manganèse brut à une taille de particule permettant une libération minérale efficace dans le broyage subséquent. Cette section utilise un circuit de concassage en circuit fermé pour obtenir une distribution uniforme de la taille des particules.

• Alimentateur : Un alimentateur vibrant ou à tablier est utilisé pour doser le minerai brut dans le circuit de concassage. Il assure un débit d'alimentation constant et contrôlé, évitant la surcharge des concasseurs et maintenant la stabilité du processus.
• Concasseur à Mâchoires PE (Concassage Primaire) : En tant que première étape de réduction de taille, le concasseur à mâchoires PE utilise une force de compression via des plaques de mâchoire réciproques pour réduire le minerai brut (typiquement <1000 mm) à <150 mm. Son design robuste le rend adapté à la manipulation de minerai de manganèse dur et abrasif, offrant un débit élevé avec un temps d'arrêt minimal.
• Concasseur à Cône (Concassage Secondaire) : Le concasseur à cône fonctionne avec un manteau rotatif à l'intérieur d'un concave stationnaire, appliquant à la fois des forces de compression et de cisaillement pour réduire davantage le minerai à <25 mm. Par rapport aux concasseurs à mâchoires, il produit une forme de produit plus cubique et une distribution de taille de particule plus étroite, optimale pour le broyage en aval.
• Écran Vibrant : Un écran vibrant multi-étages classe le minerai concassé. Les particules surdimensionnées (>25 mm) sont recirculées vers le concasseur à cône (formant un circuit fermé), tandis que les particules sous-dimensionnées passent au silo de minerai de petite taille pour le broyage. Cette configuration maximise l'efficacité du concassage et assure une taille d'alimentation cohérente pour le moulin.

2. Section de Broyage et de Classification

Le broyage et la classification travaillent en synergie pour libérer les minéraux de manganèse de la gangue à l'échelle microscopique. Cette section utilise un circuit de broyage en circuit fermé pour équilibrer la finesse et l'efficacité énergétique.

• Silo de Minerai de Petite Taille et Alimentateur : Le minerai concassé est stocké dans un silo de tampon et alimenté dans le moulin par un alimentateur à vis ou à bande, maintenant un flux de matériau constant. Cela prévient la famine ou la surcharge du moulin, optimisant la cinétique de broyage.
• Moulin à Boulets : Le moulin à boulets est un récipient cylindrique rotatif partiellement rempli de boules en acier (typiquement de 20–50 mm de diamètre). À mesure que le moulin tourne, les boules cascadent et impactent le minerai, le réduisant en une boue avec des particules <75 μm. Ce processus de comminution est critique pour libérer les minéraux de manganèse incrustés dans les particules de gangue, l'efficacité de libération influençant directement la récupération en aval.
• Classification à Spirale : Après le broyage, la boue est dirigée vers un classificateur à spirale, qui sépare les particules en fonction de la vitesse de sédimentation. Les particules grossières (>75 μm) sont retournées au moulin à boulets pour un re-broyage, tandis que les particules fines (<75 μm) passent à la bénéficiation. Ce circuit fermé minimise le sur-broyage, réduit la consommation d'énergie et assure que le minerai est broyé à la finesse optimale pour la séparation minérale.

3. Section de Bénéficiation

Cette étape emploie une combinaison de séparation magnétique et de séparation gravimétrique pour concentrer les minéraux de manganèse, en tirant parti de leurs propriétés physiques (magnétisme, densité) par rapport à la gangue.

• Passoire de Tamisage : Une passoire de tamisage à haute fréquence élimine les impuretés grossières ou les particules non broyées de la boue broyée. Cette étape assure que l'alimentation au séparateur est de taille de particule uniforme, améliorant l'efficacité de séparation.
• Séparateur Magnétique à Haut Gradient (HGMS) : Les minéraux de manganèse (p. ex., manganite, psilomélane) exhibent souvent des propriétés paramagnétiques ou ferromagnétiques. Le HGMS génère un champ magnétique de haute intensité (>1.5 T) en utilisant une matrice de fils ferromagnétiques, attirant et séparant les minéraux de manganèse magnétiques de la gangue non magnétique (p. ex., quartz, feldspath). Ce processus peut améliorer la teneur en manganèse de 20–30 % à 45–55 %, selon le type de minerai.
• Table à Secousses (Séparation Gravimétrique) : Pour les minerais de manganèse avec des différences significatives de densité (minéraux de manganèse ~4.5–5.0 g/cm³ vs. gangue ~2.6–3.0 g/cm³), des tables à secousses sont utilisées. Ces tables utilisent un mouvement différentiel et un écoulement d'eau pour séparer les particules par densité, concentrant les minéraux de manganèse dans la zone de concentré tout en rejetant la gangue comme résidus. Cette étape est particulièrement efficace pour récupérer les minéraux de manganèse à grains fins manqués par la séparation magnétique.

4. Section de Déshydratation et de Manipulation des Produits

Cette étape finale traite la boue de concentré de manganèse en un produit à faible teneur en humidité adapté au stockage, au transport ou au traitement ultérieur.

• Épaississeur : La boue de concentré de manganèse est alimentée dans un épaississeur à lamelles ou circulaire, où les particules solides sédimentent par gravité. Des floculants polymériques sont souvent ajoutés pour accélérer la sédimentation, augmentant la teneur en solides de la boue de ~10–20 % à ~50–60 %. Cela réduit le volume de matériau nécessitant une filtration, abaissant les coûts opérationnels.
• Filtre à Vide : Un filtre à vide rotatif est utilisé pour déshydrater le concentré épaissi. Il emploie une pression de vide pour aspirer l'eau à travers un tissu filtrant, produisant un gâteau filtré avec une teneur en humidité <15 %. Cette étape est critique pour répondre aux exigences de transport et de stockage.
• Silo de Concentré : Le concentré de manganèse déshydraté est stocké dans un silo à fond conique, qui facilite la décharge et prévient l'accumulation de matériau. Le silo assure un approvisionnement continu en concentré pour le chargement ou les processus en aval (p. ex., pelletisation).
• Pompe à Boue et Eau de Circulation : Des pompes à boue robustes transfèrent les boues abrasives entre les étapes de processus, tandis qu'un système de recyclage d'eau capture et réutilise l'eau des épaississeurs, filtres et résidus. Cela réduit la consommation d'eau douce de >80 %, rendant le processus écologiquement durable.

Avantages du Processus et Optimisation

La ligne de production de bénéficiation du minerai de manganèse illustrée offre plusieurs avantages :

• Intégration de Multiples Technologies : En combinant le concassage, le broyage, la séparation magnétique et la séparation gravimétrique, la ligne peut traiter divers types de minerais de manganèse, des oxydes aux minerais siliceux.
• Efficacité Énergétique et des Ressources : Le concassage et le broyage en circuit fermé, ainsi que le recyclage de l'eau, réduisent la consommation d'énergie et d'eau, rendant le processus économiquement et écologiquement durable.
• Flexibilité et Évolutivité : Le design modulaire de l'équipement permet des ajustements basés sur les caractéristiques du minerai et les demandes de production, permettant des opérations à petite et grande échelle.

La ligne de production de bénéficiation du minerai de manganèse représente une approche complète et efficace pour améliorer le minerai de manganèse. Chaque étape — concassage, broyage, classification, bénéficiation et déshydratation — joue un rôle vital pour assurer une haute récupération de manganèse et une teneur en concentré. En tirant parti d'équipements avancés et d'un design de processus intégré, cette ligne de production répond aux besoins de l'industrie pour une bénéficiation du minerai de manganèse durable et rentable, soutenant la demande mondiale pour ce minéral essentiel.

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