1.2　研究基础

河北钢铁集团矿业有限公司司家营铁矿于2005年开始建设，设计规模为年采选赤铁矿600万吨，分四个系列生产。赤铁矿生产系统采用的流程为“阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选-阴离子反浮选联合流程”，原设计流程图如图1-1所示。

图1-1　司家营铁矿赤铁矿选矿原设计流程图

赤铁矿生产工艺设计指标为原矿品位30.44％、精矿品位66％、金属回收率80％。工程于2007年10月竣工并投入生产，但由于矿石性质不稳定、流程缺陷、设备故障等多方面原因致使生产指标不稳定且未达到设计指标，投产后矿山针对赤铁矿工艺优化及流程改造等方面进行了多项研究工作，取得了一定成果，主要包括以下几项。

（1）浮选扩容改造

设计浮选车间浮选机的总容积为560m3，其中型号为JJF-20、JJF-10浮选机分别有12台和32台，设计浮选时间为40min。实际生产时，由于浮选机容积严重不足，浮选时间仅为34min，再加上JJF浮选机吸浆能力弱，赤铁矿3个系列同时运转时，处理能力已经严重不足，4个系列更是无法一起运转，因此，新增了浮选车间。新增浮选车间设备选型为吸浆能力强的BF-20型浮选机，台数为36台，浮选机总容积由原来的560m3增至1280m3，供配药系统同时进行了扩建。新增浮选车间于2008年2月底建成完工并投入生产，生产数据显示，精矿品位较改造前提高了2.3％，尾矿品位较改造前降低了5％，金属回收率提高了25.15％。

（2）更换新型过滤设备

过滤车间设计采用的是P30/10-C-1型陶瓷过滤机，由于浮选作业中添加了淀粉、脂肪酸类捕收剂等药剂，致使浮选精矿矿浆受残留浮选药剂影响黏性较强，经常发生陶瓷过滤板微孔堵塞现象，最终导致过滤机过滤效果差、利用系数低，同时陶瓷过滤板的清洗和更换降低了设备运转效率、增加了选矿成本。尤其浮选车间扩建后，过滤能力已经不足。在经过研究论证后，最终用6台ZPG-96型盘式过滤机代替陶瓷过滤机，过滤面积由360m2增至576m2，处理量可达8000t/d。

（3）增加螺旋溜槽扫选作业

设计流程的重选作业中，螺旋溜槽粗选尾矿直接给入中磁选前弱磁选，弱磁选尾矿给入中磁选作业。在实际生产中，螺旋溜槽粗选品位较高，矿量较大，且因原矿磁性率偏低，中磁选前弱磁选精矿产率仅为2.81％，较设计低7.69％，导致中磁作业给矿品位高且给矿量大，致使中磁选尾矿品位高，金属流失严重。为此在重选作业中增加螺旋溜槽扫选作业，该作业的精矿进入精选作业，中矿给入三段旋流器，尾矿给入中磁选前弱磁选作业，从而降低了中磁作业的尾矿品位、减少了金属流失。

（4）三段磨矿“二对一”改造

按工艺设计，单系列赤铁矿流程由三段磨矿组成，三段磨机有效容积比一段、二段磨机有效容积大15.63％，三段磨机能力过大。针对生产中存在的三段磨机过磨严重与能力过大问题，结合选矿工艺流程的需要，制定出两个系列共用一台三段磨机的改造方案。改造后，三段磨机利用系数由0.39提高到0.91，已接近设计水平。同时，在原矿处理量不降低的情况下，随着三段磨矿机处理量的提高，过磨现象明显减少，选矿技术指标得到了进一步的优化。

另外，还相继进行了强磁机扩能改造、重选精矿增加控制筛分改造、选矿生产循环水净化系统改造等，改造后赤铁矿选矿工艺流程图见图1-2。

图1-2　司家营铁矿赤铁矿生产流程

华北理工大学从“六五”期间即开始针对司家营难选赤铁矿开展选矿试验研究工作，在大量试验研究的基础上，提出了弱磁—强磁—反浮选、弱磁—强磁—正浮选及弱磁—强磁—重选等工艺流程。近年来主持完成国家高新技术863计划等多项赤铁矿选矿技术相关的纵向科研课题研究，获省部级科技成果奖励多项，完成的国家级科研项目“贫赤铁矿的选矿技术”获国家三部一委奖，“超细氧化铁红新工艺研究”获河北省科技进步“星火”一等奖，“低品位难选赤铁矿高效分选新技术”获河北省科技进步三等奖。