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PROCEDE DE PREPARATION DE MINERAIS.
Pour préparer des minerais bruts contenant par exemple des grains d'oxydes de fer et de gangue on broie le minerai pour libérer les grains et ensuite on soumet la matière broyée à une séparation pour enlever les grains d'oxyde de fero
La dureté des constituants (gangue et composés de fer) dans un minerai brut peut différer beaucoup ce qui provoque au cours du broyage la formation de grains d'un élément plus fins que ceux d'un autre élément.
Dans certains minerais de fer sàdimentaires, par exemple l'hématite, la gangue est constituée pour une grande' partie (environ 50%) de grains et de veines de quartz cristallin qui sont relativement durs en comparaison de l'autre élément principal: les grains et les veines d'oxydes de fer. Dans de nombreux minerais comme par exemple l'hématite décomposée et l' ocre , les oxydes de fer ont même une consistance terreuse tendre. Les oxydes de fer sont généralement très finement répartis dans la masse de ces minerais.
Si un tel minerai de fer est préparé suivant les procédés con- ventionnels par broyage jusqu'à ce que les grains soient libérés, les deux éléments, la gangue et les oxydes de fers doivent être broyés en très petites particule s avant la séparation. Si la séparation est effectuée à l'état humide, le produit broyé se'présente sous forme d'une suspension limoneuse très difficile à séparer et méme si une séparation de la gangue et de l'oxy- de de fer était possibleles oxydes de fers fins et limoneux devraient aure déshydratés par décantation et filtration, ce qui exige des procédés coûteux et a pour résultat de provoquer des pertes relativement élevées par le trop-plein de l'appareil de déshydratation.
La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation basé sur l'utilisation de la différence de dureté de la gangue et des éléments du minerai. La minerai est broyé par exemple jusqu'à obtenir des
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particules de 1 mm et puis est soumis à un corroyage (pétrissage) en présence d'eauo Dans cette opération, les particules sont frottées etcorroyées les une s . contre les autres. Les oxydes de fer tendres se trouvant à la surface des grains de quartz sont détachés des grains plus durs et restent en suspension dans l'eau. On pourrait s'attendre à ce que par ce traitement, seule la partie des oxydes de fer qui se trouve à la surface des grains de quartz soit détachée et mise en suspension.
Des essais ont cependant montré que les oxydes de fer tendres qui se trouvent dans les grains de quartz sont lavés et mis en suspension si on suit le traitement conforme à la présente invention. L'eau pénètre par les pores et les canaux jusqu'aux oxy- des de fer tendres dans les grains de quartz. En qorroyant les grains de quartz pour en faire une pulpe épaisseil se produit une pulsation avec pression et succion alternées. Les oxydes de fer sont transformés en pulpe et sont tirés des grains de quartz par la pulsation. Afin- d'obtenir cet effet, les grains de quarts doivent 6tre broyés en une pulpe épaisse.
Suivant le présent procédé, l'eau doit être ajoutée graduellement au cours du corroyage de manière à maintenir constamment une forte teneur en eau dans la pulpe d'oxyde de fer, de préférence à environ 50%. Plus il y a d'oxyde de fer transféré dans la pulpeplus il faut ajouter d'eau pour obtenir l'effet correct de pompage par pulsation. Par cette opération, 'les grains sont frottés et corroyés les uns contre les autres. Les oxydes de fer tendres sont détachés par le frottement des grains de quartz plus durs et mis en suspension dans l'eau tandis que les grains de gangue sont moins affectés par le traitement. Finalement, on obtient une suspension épaisse constituée par de gros grains de gangue et une pulpe d'oxyde de fer finement divisé qui peut être séparée.
Par décantation, centrifugation ou procédés similaires, on peut séparer les plus gros grains de gangue sous forme de précipité qui contient encore de l'oxyde de fer sous forme de grains durs et qui peut être traité de la manière habituelle, par exemple par broyage et enlèvement des oxydes de fer durs.
La pulpe d'oxyde de fer séparée par le corroyage et le traitement ultérieur doit être maintenue si épaisse qu'elle puisse être soumise directement au filtrage. De cette façon, on peut éviter les pertes qui se produiraient par dépôt des grains fins et limoneux d'oxyde de fer.
Les oxydes de fer filtrés sont séchés et agglomérés et ils peuvent être envoyés directement au four de fusion.
EXEMPLE 1.
On utilise comme matière première un minerai d'hématite du type taconite constitué en substance par du quartz et de l'oxyde de fer (Fe2O3).
Les oxydes de fer se présentent en partie sous forme de veines plus ou moins grosses et en partie sous forme de grains. très finement dispersés dans le quartz. Une partie des oxydes de fer est très tendre tandis que le restant, particulièrement les plus gros grains et veines, sont durs à l'intérieur.
La teneur en fer de ce minerai est d'environ 38% et par conséquent trop faible pour le fondre directement dans le haut fourneau. Le minerai est broyé jusqu'à obtenir des particules d'environ 1 mm et envoyé dans l'appareil de frottage et de corroyage qui dans le cas présent est une auge horizontale avec une vis tournante semblable à un transporteur à- vis. Le minerai est introduit de manière continue à une extrémité de l'appareil qu' il traverse sous l'action de la vis tout en étant corroyé et frotté. Au cours du traitement, on ajoute graduellement de l'eau de manière que la masse dans l' appareil prenne une consistance épaisse. La quantité totale d'eau ajoutée est environ 50% du poids du minerai.
Lorsque la masse a traversé l'appareil, elle est soumise à décantation sans autre dilution, ce qui permet d'éliminer les plus gros grains, c'est-à-dire ceux qui traversent le tamis à 32 mailles par centimètre
La quantité d'oxyde de fer retirée du minerai par le corroyage est de 36,8% en poids avec une teneur de 5C% de fera L'extraction du
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fer est de 48,5% de la quantité totale de fer se trouvant dans le minerai initial.
Lesgros grains consistent en partie en grains de gangue li- bres et grains d'oxydes de fer libres et en partie en grains de gangue con- tenant une quantité plus ou moins grande d'oxyde de fer. La teneur en fer est environ 31% et ce fer se trouve principalement sous forme de grains durs.
Cette fraction est soumise au broyage et à la préparation habituais.
La pulpe d'oxyde de fer est filtréeséchée et agglomérée.
L'agglomérat contient approximativement 50% de fer et il correspond donc à un minerai de basse qualité pour le haut fourneau.
EXEMPIE 2.
La matière première est dans ce cas un minerai titanifère concentré passant au tamis de 8 mailles par centimètre et contenant 44% de
TIO2. Les oxydes de fer tendres ont été formés en transformant le fer com- biné de l'ilménite (FeOTIO2) en oxydes de fer libre par réduction et réoxy- dation subséquente. Les oxydes de fer sont ici présents sous une forme très finement divisée dans les pores et les canaux de grains de minerai. Le but est d'éliminer les oxydes de fer afin d'obtenir un concentré de titane à teneur plus élevée en TIO2.
Les procédés habituels de lavage n'ont pas donné de résultat satisfaisant.
La matière est corroyée pendant qu'on ajoute graduellement de l'ean. La quantité totale d'eau atteint 50% du poids de la pulpe. Le produit est ensuite tamisé et séparé et il donne un concentré de titane contenant 70% de TIO2 et un concentré de fer à 66% de Fe. Une analyse montre que pratiquement tous les oxydes de fer tendres ont été mis en suspension et séparés du concentré de titane.
Le corroyage réel n'a pris dans ce cas que 10 minutes environ.
L'analyse faite à partir de la même matière traitée dans un tambour de lavage tournant avec parts égales d'eau et de minerai pendant une heure montre que le concentré de titane ne contient que 60% de TIO2. Dans ce cas, seulement 26% des oxydes de fer tendres ont été extraits.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de préparation de minerais et de concentrés de minerais, caractérisé en ce que la matière première est soumise à un corroyage ou pétrissage en présence d'eau ce qui permet de libérer les éléments les plus tendres des éléments les plus durs et former une pulpe aqueuse, après quoi les éléments les plus durs et les plus gros sont séparés des éléments les plus tendres par un procédé basé sur la différence de gravité spécifique des particules.
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PROCESS FOR THE PREPARATION OF ORE.
To prepare crude ores containing, for example, grains of iron oxide and gangue, the ore is crushed to release the grains and then the ground material is subjected to separation to remove the grains of fero oxide.
The hardness of the constituents (gangue and iron compounds) in a raw ore can differ a lot which causes during grinding the formation of grains of one element finer than those of another element.
In some sedimentary iron ores, for example hematite, the gangue consists largely (about 50%) of grains and veins of crystalline quartz which are relatively hard compared to the other main element: grains. and the veins of iron oxides. In many ores such as decomposed hematite and ocher, iron oxides even have a soft earthy consistency. Iron oxides are generally very finely distributed in the mass of these ores.
If such iron ore is prepared by conventional methods by grinding until the grains are liberated, the two elements, gangue and iron oxides must be ground into very small particles before separation. If the separation is carried out in the wet state, the ground product appears in the form of a silty suspension which is very difficult to separate and even if a separation of the gangue and the iron oxide was possible from the iron oxides. Fines and silt should be dehydrated by settling and filtration, which requires expensive procedures and results in relatively high losses through the overflow of the dewatering apparatus.
The present invention relates to a novel preparation process based on the use of the difference in hardness of the gangue and the elements of the ore. The ore is crushed for example until obtaining
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particles of 1 mm and then is subjected to a wringing (kneading) in the presence of water. In this operation, the particles are rubbed and corrugated one by one. against others. The soft iron oxides on the surface of the quartz grains are loosened from the harder grains and remain suspended in water. One would expect that by this treatment, only the part of the iron oxides which is on the surface of the quartz grains would be detached and put into suspension.
However, tests have shown that the soft iron oxides which are found in the quartz grains are washed and suspended if the treatment according to the present invention is followed. Water penetrates through pores and channels to the soft iron oxides in the quartz grains. By grinding the quartz grains to make a thick pulp, a pulsation is produced with alternating pressure and suction. The iron oxides are transformed into pulp and are pulled out of the quartz grains by the pulsation. In order to achieve this effect, the quarter grains must be ground into a thick pulp.
According to the present process, water should be added gradually during wringing so as to constantly maintain a high water content in the iron oxide pulp, preferably at about 50%. The more iron oxide transferred to the pulp, the more water must be added to achieve the correct pulsating pumping effect. By this operation, 'the grains are rubbed and wrought against each other. The soft iron oxides are loosened by the friction of the harder quartz grains and suspended in water while the gangue grains are less affected by the treatment. Finally, a thick suspension is obtained consisting of large grains of gangue and a finely divided iron oxide pulp which can be separated.
By decantation, centrifugation or the like, the larger grains of gangue can be separated as a precipitate which still contains iron oxide in the form of hard grains and which can be processed in the usual manner, for example by grinding and removal of hard iron oxides.
The iron oxide pulp separated by wringing and further processing should be kept so thick that it can be subjected directly to filtering. In this way, one can avoid the losses which would occur by depositing the fine, silty grains of iron oxide.
The filtered iron oxides are dried and agglomerated and can be sent directly to the melting furnace.
EXAMPLE 1.
A hematite ore of the taconite type is used as raw material, consisting essentially of quartz and iron oxide (Fe2O3).
The iron oxides appear partly in the form of more or less large veins and partly in the form of grains. very finely dispersed in quartz. Some of the iron oxides are very soft while the rest, especially the larger grains and veins, are hard on the inside.
The iron content of this ore is around 38% and therefore too low to melt it directly in the blast furnace. The ore is crushed until particles of about 1 mm are obtained and sent to the scrubbing and wringing apparatus which in this case is a horizontal trough with a rotating screw similar to a screw conveyor. The ore is introduced continuously at one end of the apparatus which it passes through under the action of the screw while being wrought and rubbed. During processing, water is gradually added so that the mass in the apparatus assumes a thick consistency. The total amount of water added is approximately 50% of the weight of the ore.
When the mass has passed through the apparatus, it is subjected to decantation without further dilution, which makes it possible to remove the largest grains, that is to say those which pass through the sieve at 32 meshes per centimeter
The quantity of iron oxide removed from the ore by the wringing is 36.8% by weight with a content of 5C% of will.
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iron is 48.5% of the total amount of iron found in the initial ore.
The coarse grains consist partly of free matrix grains and grains of free iron oxides, and partly of gangue grains containing a greater or less quantity of iron oxide. The iron content is around 31% and this iron is mostly found in the form of hard grains.
This fraction is subjected to the usual grinding and preparation.
The iron oxide pulp is filtered, dried and agglomerated.
The agglomerate contains approximately 50% iron and therefore corresponds to a low quality ore for the blast furnace.
EXEMPY 2.
The raw material is in this case a concentrated titanium ore passing through a sieve of 8 meshes per centimeter and containing 44% of
TIO2. The soft iron oxides were formed by converting the combined iron in ilmenite (FeOTIO2) to free iron oxides by reduction and subsequent reoxidization. Iron oxides are present here in a very finely divided form in the pores and channels of the ore grains. The goal is to remove iron oxides in order to obtain a titanium concentrate with a higher TIO2 content.
The usual washing procedures have not given satisfactory results.
The material is corroded while gradually adding aean. The total amount of water reaches 50% of the weight of the pulp. The product is then sieved and separated and gives a titanium concentrate containing 70% TIO2 and an iron concentrate with 66% Fe. Analysis shows that virtually all of the soft iron oxides have been suspended and separated from the concentrate. titanium.
The actual wrought in this case only took about 10 minutes.
Analysis made from the same material treated in a washing drum rotating with equal parts of water and ore for one hour shows that the titanium concentrate contains only 60% TIO2. In this case, only 26% of the soft iron oxides were extracted.
CLAIMS.
1.- Process for the preparation of ores and ore concentrates, characterized in that the raw material is subjected to wringing or kneading in the presence of water which makes it possible to release the softer elements from the harder elements and form an aqueous pulp, after which the harder and larger elements are separated from the softer ones by a process based on the difference in specific gravity of the particles.