司家營(yíng)礦區(qū)是我國(guó)已探明磁鐵礦儲(chǔ)量最大的礦區(qū)，礦石儲(chǔ)量32.13億t，其中磁鐵礦儲(chǔ)量超過30億t，為我國(guó)正在開發(fā)的主要鐵礦資源之一。河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司計(jì)劃在“十二五”期間將其建成年生產(chǎn)3500萬t鐵精粉生產(chǎn)能力的鋼鐵糧倉。目前司家營(yíng)一期磁鐵礦生產(chǎn)能力為150萬t/a，擬建的2期~6期均在籌建或籌劃之中，各期選廠建成后將成為國(guó)內(nèi)最大的采選企業(yè)，合理的磁鐵礦選礦工藝流程對(duì)司家營(yíng)礦區(qū)的開發(fā)具有十分重要意義。通過對(duì)司家營(yíng)磁鐵礦石性質(zhì)分析，采用高壓輥磨結(jié)合濕式粗粒磁選及重選工藝實(shí)現(xiàn)“早拋早收”的目的，該流程不但可以大幅度減少選礦加工成本，同時(shí)可以減少細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生。

1、司家營(yíng)鐵礦礦石性質(zhì)

司家營(yíng)鐵礦床為火山沉積變質(zhì)鐵礦床，金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦（含假象-半假象赤鐵礦）、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦。脈石礦物種類多，為石英、黑云母、黏土（主要為高嶺石、少量水云母）、斜長(zhǎng)石、方解石、磷灰石、透閃石、陽起石等。礦區(qū)淺部為赤鐵礦，深部為磁鐵礦，磁鐵礦平均品位22%，為貧磁鐵礦。磁鐵礦石英巖是礦區(qū)內(nèi)磁鐵礦石最主要的巖石類型，呈灰黑色，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，細(xì)紋條帶狀構(gòu)造，礦物組成中的磁鐵礦多為半自形-自形晶，部分為他形晶，粒度嵌布較細(xì)，大部分在0.04~0.15mm，部分重結(jié)晶后粒度增大至0.5~1mm，屬細(xì)粒不均勻嵌布。

礦石多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。從分析結(jié)果可看出有工業(yè)回收價(jià)值的元素為Fe，脈石礦物主要為石英，有害元素S、P及其他有害雜質(zhì)含量較低。

2、選礦流程設(shè)計(jì)

司家營(yíng)礦石性質(zhì)以及一期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明：司家營(yíng)礦區(qū)的磁鐵礦嵌布粒度細(xì)，磨礦細(xì)度-200目達(dá)到95%左右，品位才能達(dá)到66%；原礦品位低，“提前拋尾、早拋早收”是降低司家營(yíng)選礦廠能耗、少產(chǎn)生細(xì)粒尾礦的有效手段。

2.1、磨前預(yù)先選別

司家營(yíng)礦區(qū)儲(chǔ)量大，選廠處理量大，二期磁性礦處理能力達(dá)到1200萬t，在磨礦前預(yù)選尤為重要。經(jīng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，如果提前拋尾15%，就可以使年處理量500萬t的選礦廠年節(jié)電800萬kWh，同時(shí)還能降低大量鋼耗，減少細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生。中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司曾經(jīng)對(duì)司家營(yíng)礦區(qū)原生礦在12~0mm粒度進(jìn)行過粗粒濕式拋尾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。試驗(yàn)中的尾礦拋廢量可以達(dá)到33.76%，而司家營(yíng)二期選擇高壓輥磨工藝，經(jīng)設(shè)備選擇前試驗(yàn)研究，其產(chǎn)品中80%的粒度可以達(dá)到8mm以下，其中-200目含量為25%。高壓輥磨后產(chǎn)品拋尾效果將比12~0mm更好。

2.2、磁重聯(lián)合流程

采用粗細(xì)分級(jí)-磁重聯(lián)合流程處理鞍山式磁、赤鐵礦是我國(guó)近年來選礦工藝重大進(jìn)展之一，該工藝已在鞍鋼齊大山、東鞍山取得成功應(yīng)用。

從司家營(yíng)鐵礦一期磁鐵礦選礦流程看，其-200目達(dá)95%時(shí)，精礦品位達(dá)66%，再?gòu)哪サV程度與單體解離度分析看，在-200目達(dá)到70%左右，可以選出部分合格精礦。根據(jù)鞍鋼礦山研究所和中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院對(duì)司家營(yíng)礦區(qū)赤（磁）鐵礦的試驗(yàn)研究看，當(dāng)-200目在65%~70%時(shí)，可提出2/3左右的精礦，工業(yè)生產(chǎn)中大約50%左右。磁鐵礦的分級(jí)采用細(xì)篩，旋流器分級(jí)主要靠比重差進(jìn)行分級(jí)，而不是完全按照粒度進(jìn)行分級(jí)，因此會(huì)產(chǎn)生反富集現(xiàn)象，在沉砂中會(huì)有大量相對(duì)較細(xì)的單體解離的金屬礦物進(jìn)入再磨，同時(shí)，溢流中相對(duì)較粗的連生體會(huì)影響精礦品位，而細(xì)篩是靠粒度分級(jí)，可以解決旋流器的反富集，設(shè)計(jì)流程中沒有采用旋流器。設(shè)計(jì)流程預(yù)選出50%以上的精礦，可提高臺(tái)時(shí)處理量應(yīng)該在5%~8%。

2.3、脈動(dòng)磁選機(jī)

對(duì)二段分級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行粒級(jí)分析，在磨礦分級(jí)產(chǎn)品中，粗粒級(jí)中連生體含量高，單體解離差，連生體應(yīng)以粗粒為主。脈動(dòng)磁選機(jī)分選的正是相對(duì)較粗的連生體，采用脈動(dòng)磁選機(jī)適合于最后一段選別。

脈動(dòng)磁選機(jī)的尾礦絕大多數(shù)是連生體，且又多是貧連生體，進(jìn)入一段磨礦比進(jìn)入二段磨礦更好一些。在設(shè)計(jì)流程中，加入地點(diǎn)可放在原礦進(jìn)入磁選前的補(bǔ)加水階段以進(jìn)入一段磨礦。

3、司家營(yíng)礦區(qū)磁鐵礦工藝流程

司家營(yíng)一期磁鐵礦設(shè)計(jì)為“三段一閉路破碎，階段（三段）磨礦分級(jí)、階段選別”的工藝流程，其流程見圖1。設(shè)計(jì)的司家營(yíng)磁鐵礦選別流程為“三段閉路破碎，階段磨礦分級(jí)，磁重聯(lián)選，預(yù)選掃精”的工藝流程，見圖2。

4、結(jié)語

（1）根據(jù)對(duì)司家營(yíng)磁鐵礦礦石性質(zhì)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)近年來磁鐵礦選礦實(shí)踐，建議采用粗粒濕式拋尾—細(xì)篩分級(jí)-磁重聯(lián)選，預(yù)提精礦流程，可以在球磨機(jī)相同有效容積的情況下，提高臺(tái)時(shí)處理量20%以上。一個(gè)年處理量2000萬t的選礦廠，如果每個(gè)系列年處理量400萬t，需要5個(gè)系列，而采用新設(shè)計(jì)流程4個(gè)系列即可。

（2）精礦細(xì)度可以降至80%（-200目）以下，過濾機(jī)有用圓筒式內(nèi)濾機(jī)，大大降低投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。由于流程的優(yōu)化，避免了大量的礦石過磨，使選別更容易，同時(shí)可以適當(dāng)降低尾礦品位，提高金屬回收率。

（3）設(shè)計(jì)的流程比傳統(tǒng)流程略復(fù)雜，對(duì)工藝管理的要求更高。

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