Les boues de sciage sont un mélange de poudre de pierre et d'eau, produit lors de la découpe et du polissage du marbre et du granit. De nombreuses régions du nord de notre pays constituent d'importants centres de transformation de la pierre, générant chaque année de grandes quantités de boues de sciage dont le stockage occupe de vastes superficies. La poudre de pierre, fine et difficile à éliminer, est facilement emportée par le vent et, les jours de pluie, elle se retrouve dans les cours d'eau, provoquant une grave pollution environnementale.
Les principaux minéraux de gangue présents dans les boues de sciage comprennent le feldspath, le quartz, la calcite, la dolomite, l'amphibole, etc. Les principaux minéraux métalliques et impuretés incluent des silicates de fer tels que le fer mécanique, la magnétite, l'oxyde de fer, la pyrite et la biotite. Actuellement, la principale méthode de valorisation des boues de sciage consiste à produire des briques cellulaires en béton et à fabriquer des matières premières pour la céramique après élimination des impuretés. La première option présente une capacité de traitement importante et la seconde offre une rentabilité élevée.
Recherche sur la valorisation
Cet article présente une étude sur la valorisation et l'enrichissement complets des boues de sciage représentatives de la région de Jining. Ces boues contiennent des minéraux précieux tels que le feldspath, le fer mécanique et le fer magnétique, ainsi que des impuretés nocives comme la limonite, la biotite, la muscovite, la calcite, la dolomite et la hornblende. La granulométrie est hétérogène, avec des particules grossières de 1 à 4 mm et des particules fines inférieures à 0,037 mm. Le fer mécanique produit lors du traitement et le fer magnétique présent dans le minerai brut peuvent être séparés magnétiquement pour obtenir un concentré de fer. Après une séparation magnétique poussée, les impuretés ferreuses comme la limonite, la biotite et l'amphibole sont éliminées. Les concentrés de fer et les résidus magnétiques peuvent être utilisés dans la fabrication de briques aérées ou de ciment, permettant ainsi une valorisation complète.
1.Détermination du flux de processus
Combinaison des propriétés de l'échantillon de sciure de bois pour déterminer le processus d'enrichissement : le minerai brut est tamisé à travers 30 mesh - +30 mesh broyage à gros grains jusqu'à -30 mesh.
——Séparation du fer d'un échantillon mixte de -30 mesh par séparateur magnétique à tambour + plaque plate + anneau vertical + anneau vertical pour une élimination magnétique puissante du fer - le concentré est classé en produits de concentré de feldspath à grains moyens +300 mesh et en boues fines -300 mesh——La fine boue est ensuite utilisée pour éliminer le fer à deux reprises grâce à la suspension électromagnétique afin d'obtenir un produit concentré de qualité poudre fine.
2.Test de séparation magnétique du minerai brut
Le minerai brut a été tamisé avec 30 mailles, et les résultats de l'analyse sont présentés dans le tableau 1.
Tableau 1. Résultats des tests de valorisation et de sélection
Broyer le minerai à gros grains (rendement de 17,35 %) à une granulométrie inférieure à 30 mesh, le mélanger au produit issu du tamisage, puis le soumettre au procédé de séparation magnétique classique (séparateur magnétique à tambour + plaque plane + anneau vertical + anneau vertical). Le schéma du procédé est présenté figure 1 et les résultats des tests sont indiqués dans le tableau 2.
Figure 1. Le flux de processus du test de séparation magnétique conventionnel du minerai brut.
Tableau 2. Résultats du test de séparation magnétique conventionnel
Le minerai brut est tamisé, broyé, puis soumis à un procédé conventionnel d'élimination du fer en trois étapes. On obtient ainsi des concentrés de qualité moyenne et inférieure avec un rendement de 92,57 %, une teneur en Fe2O3 de 0,525 % et une blancheur de 36,15 %. Après classification, il convient d'envisager la purification des oxydes de fer et des silicates de fer à grains fins présents dans la boue fine à l'aide d'une machine de séparation électromagnétique à champ élevé et à granulométrie moyenne fine.
3. Élimination du fer des boues fines
Le second concentré de Lihuan est évacué par trop-plein des boues fines de granulométrie inférieure à 300 mesh. Un procédé de double séparation du fer par broyeur électromagnétique permet d'obtenir un concentré en poudre fine. Le schéma du procédé est présenté figure 2 et les résultats des tests sont consignés dans le tableau 3.
Figure 2. Schéma du procédé d'essai d'élimination du fer par suspension de boue fine
Tableau 3. Indice d'élimination du fer de la boue fine
Après le classement du concentré de Lihuan, la blancheur du concentré de feldspath à grains moyens (+300 mesh) est passée de 36,15 % à 56,49 %, tandis que celle de la boue fine a diminué à 23,07 %. Les boues fines (-300 mesh) sont séparées du fer par deux procédés de séparation électromagnétique, permettant d'obtenir une poudre fine de qualité céramique avec un rendement de 42,31 % et une blancheur de 41,80 %.
3. Test de processus complet
Conditions et indicateurs de test complets pour réaliser le test de l'ensemble du processus.
Figure 3. Processus complet de test de sciage de la boue
Tableau 4. Indicateurs de test pour l'ensemble du processus
Pièce jointe : Température des biscuits 1200℃
Le minerai issu du sciage de boues est tamisé, broyé, puis soumis à une séparation magnétique faible, une séparation sur plaque plane, une séparation annulaire verticale, une séparation annulaire verticale à nouveau, puis un processus de séparation magnétique électromagnétique de la boue pour obtenir du minerai de fer avec un rendement de 0,32 % et une teneur en fer total (TFe) de 62,35 %. On obtient également un concentré de feldspath de qualité céramique à grains moyens avec un rendement de 38,56 % et une blancheur de 54,69 %, ainsi qu'un concentré de poudre fine de qualité céramique avec un rendement de 42,31 % et une blancheur de 41,80 %. Le rendement total en résidus magnétiques est de 18,81 %. Ces résidus peuvent être utilisés comme matière première pour la fabrication de briques aérées.
Ce procédé technologique permet une utilisation complète des résidus de sciage et peut générer des avantages économiques plus importants ainsi qu'une plus grande importance pour la protection de l'environnement et des enjeux sociaux.
Date de publication : 4 mars 2021