司家营矿区是我国已探明磁铁矿储量*大的矿区，矿石储量32.13亿t，其中磁铁矿储量超过30亿t，为我国正在开发的主要铁矿资源之一。河北钢铁集团矿业公司计划在“十二五”期间将其建成年生产3500万t铁精粉生产能力的钢铁粮仓。目前司家营一期磁铁矿生产能力为150万t/a，拟建的2期~6期均在筹建或筹划之中，各期选厂建成后将成为国内*大的采选企业，合理的磁铁矿选矿工艺流程对司家营矿区的开发具有十分重要意义。通过对司家营磁铁矿石性质分析，采用高压辊磨结合湿式粗粒磁选及重选工艺实现“早抛早收”的目的，该流程不但可以大幅度减少选矿加工成本，同时可以减少细粒尾矿的产生。

1、司家营铁矿矿石性质

司家营铁矿床为火山沉积变质铁矿床，金属矿物为磁铁矿、赤铁矿（含假象-半假象赤铁矿）、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿。脉石矿物种类多，为石英、黑云母、黏土（主要为高岭石、少量水云母）、斜长石、方解石、磷灰石、透闪石、阳起石等。矿区浅部为赤铁矿，深部为磁铁矿，磁铁矿平均品位22%，为贫磁铁矿。磁铁矿石英岩是矿区内磁铁矿石*主要的岩石类型，呈灰黑色，细粒变晶结构，细纹条带状构造，矿物组成中的磁铁矿多为半自形-自形晶，部分为他形晶，粒度嵌布较细，大部分在0.04~0.15mm，部分重结晶后粒度增大至0.5~1mm，属细粒不均匀嵌布。

矿石多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。从分析结果可看出有工业回收价值的元素为Fe，脉石矿物主要为石英，有害元素S、P及其他有害杂质含量较低。

2、选矿流程设计

司家营矿石性质以及一期生产经验表明：司家营矿区的磁铁矿嵌布粒度细，磨矿细度-200目达到95%左右，品位才能达到66%；原矿品位低，“提前抛尾、早抛早收”是降低司家营选矿厂能耗、少产生细粒尾矿的有效手段。

2.1、磨前预先选别

司家营矿区储量大，选厂处理量大，二期磁性矿处理能力达到1200万t，在磨矿前预选尤为重要。经生产统计，如果提前抛尾15%，就可以使年处理量500万t的选矿厂年节电800万kWh，同时还能降低大量钢耗，减少细粒尾矿的产生。中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司曾经对司家营矿区原生矿在12~0mm粒度进行过粗粒湿式抛尾试验，试验结果见表3。试验中的尾矿抛废量可以达到33.76%，而司家营二期选择高压辊磨工艺，经设备选择前试验研究，其产品中80%的粒度可以达到8mm以下，其中-200目含量为25%。高压辊磨后产品抛尾效果将比12~0mm更好。

2.2、磁重联合流程

采用粗细分级-磁重联合流程处理鞍山式磁、赤铁矿是我国近年来选矿工艺重大进展之一，该工艺已在鞍钢齐大山、东鞍山取得成功应用。

从司家营铁矿一期磁铁矿选矿流程看，其-200目达95%时，精矿品位达66%，再从磨矿程度与单体解离度分析看，在-200目达到70%左右，可以选出部分合格精矿。根据鞍钢矿山研究所和中钢集团马鞍山矿山研究院对司家营矿区赤（磁）铁矿的试验研究看，当-200目在65%~70%时，可提出2/3左右的精矿，工业生产中大约50%左右。磁铁矿的分级采用细筛，旋流器分级主要靠比重差进行分级，而不是完全按照粒度进行分级，因此会产生反富集现象，在沉砂中会有大量相对较细的单体解离的金属矿物进入再磨，同时，溢流中相对较粗的连生体会影响精矿品位，而细筛是靠粒度分级，可以解决旋流器的反富集，设计流程中没有采用旋流器。设计流程预选出50%以上的精矿，可提高台时处理量应该在5%~8%。

2.3、脉动磁选机

对二段分级产品进行粒级分析，在磨矿分级产品中，粗粒级中连生体含量高，单体解离差，连生体应以粗粒为主。脉动磁选机分选的正是相对较粗的连生体，采用脉动磁选机适合于*后一段选别。

脉动磁选机的尾矿绝大多数是连生体，且又多是贫连生体，进入一段磨矿比进入二段磨矿更好一些。在设计流程中，加入地点可放在原矿进入磁选前的补加水阶段以进入一段磨矿。

3、司家营矿区磁铁矿工艺流程

司家营一期磁铁矿设计为“三段一闭路破碎，阶段（三段）磨矿分级、阶段选别”的工艺流程，其流程见图1。设计的司家营磁铁矿选别流程为“三段闭路破碎，阶段磨矿分级，磁重联选，预选扫精”的工艺流程，见图2。

4、结语

（1）根据对司家营磁铁矿矿石性质分析，结合国内近年来磁铁矿选矿实践，建议采用粗粒湿式抛尾—细筛分级-磁重联选，预提精矿流程，可以在球磨机相同有效容积的情况下，提高台时处理量20%以上。一个年处理量2000万t的选矿厂，如果每个系列年处理量400万t，需要5个系列，而采用新设计流程4个系列即可。

（2）精矿细度可以降至80%（-200目）以下，过滤机有用圆筒式内滤机，大大降低投资和运营费用。由于流程的优化，避免了大量的矿石过磨，使选别更容易，同时可以适当降低尾矿品位，提高金属回收率。

（3）设计的流程比传统流程略复杂，对工艺管理的要求更高。

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