由于我国高品位、可选性好的铁矿资源日渐减少,近年来,复杂难选的低品位赤铁矿的开发与利用成为选矿工作者研究的重点,得到了越来越多的关注。针对这些低贫难选赤铁矿石矿物赋存结构复杂、结晶粒度细、杂质多等特点,若要获得合格的选别指标,需采用复杂的选矿流程。“阶段磨矿-粗细分级-重选-磁选-反浮选”工艺因其独特的技术优势,被多家赤铁矿选矿厂成功应用,获得了满意的选别指标。但是该流程也存在诸多不足之处,例如工艺流程长不易控制、磨矿效率不高、细粒级铁矿物得不到有效回收等,特别是在现在对矿山环保要求越来越高的条件下,高分散悬浮物选矿废水处理和循环利用已经成为关系到矿山企业生存和发展的关键问题。司家营铁矿属于国内乃至世界特大型鞍山式铁矿床,主要的矿石类型是赤铁石英岩和磁铁石英岩,全部为贫铁矿,其铁矿石资源总储量达23.48×10⁸ t,该矿床于2003年开始筹建,采用“阶段磨矿-粗细分级-重选-磁选-反浮选”的选矿工艺流程,在2007年7月实现投产,但在生产中遇到的氧化矿选别、矿区用水量大、剥采比大、尾矿及废石堆放等很多技术经济难题,而其中高分散悬浮物选矿废水处理难的问题一直都困扰着司家营铁矿的开发,并且该问题在生产过程中日渐突出和严重,在当前严格的环保要求下显然不能简单的用新水来解决,对现有循环水进行处理使其达到回用要求非常必要。本文在微细粒高分散性硅酸盐矿物高效絮凝沉降的理论研究基础上,采用多种絮凝剂及其组合对微细粒司家营高分散性选矿废水中主要难沉降的绿泥石、石英、高岭石等硅酸盐的单矿物进行絮凝沉降试验及对比,结果显示:强分散体系下,阴离子絮凝剂APAM-1和APAM-2对绿泥石和高岭石都有较好的絮凝效果,但是对石英基本没有絮凝作用;强分散体系下,阳离子絮凝剂CPAM-1和壳聚糖季铵盐HACC-102对绿泥石和石英有很好的絮凝效果,但是对高岭石的絮凝作用较弱;钙离子对阴离子絮凝APAM-1絮凝沉降硅酸盐矿物有很好促进作用;两性絮凝剂C-PAM对绿泥石、石英、高岭石都有一定的效果,对绿泥石最佳,高岭石次之,然后再是石英;阴/阳絮凝剂组合对绿泥石、石英、高岭石有较好的效果。动电位测试表明绿泥石的分散絮凝沉降与其表面动电位有密切的关系,绿泥石表面动电位绝对值越大,绿泥石分散性越强。晶体结构研究显示绿泥石碎裂表面不但具有Si-O键,还有许多金属离子活性点,使得绿泥石具有交错带电的碎面,从而使阴离子、阳离子以及两性絮凝剂都能吸附于绿泥石表面,同时红外光谱测试结果也表明阴离子、阳离子以及两性絮凝剂都在绿泥石表面产生了吸附,使绿泥石快速絮凝沉降。石英在很宽的试验pH值范围内带有负电荷且表面无其他阳离子活性点,因此阳离子和两性絮凝剂能够吸附于石英表面,从而促进石英的快速沉降,但阴离子絮凝剂不能在其表面吸附,不能促进高分散的石英颗粒絮凝沉降,但是在Ca²⁺离子的侨联作用下,阴离子絮凝剂能够吸附于石英表面从而促进其絮凝沉降。动电位测试和红外光谱测试表明阴离子、阳离子以及两性絮凝剂都能吸附于高岭石表面,但高岭石沉降还与絮体形态等其他因素有着密切的关系,高岭石在阴离子絮凝剂和两性絮凝作用下形成了致密的絮团,沉降速度较快,而在阳离子絮凝剂作用下,高岭石形成了疏松的絮团,沉降缓慢甚至难以沉降。司家营循环水中悬浮物含量高,生产中采用聚丙烯酰胺（PAM）作为絮凝剂,因此在循环水中有一定量的PAM残余,两种物质对浮选和磁选都影响,且水中悬浮物固体含量对浮选结果的影响程度相关性较好,而水质中PAM含量对磁选结果的影响程度相关性较好。司家营铁矿现场高分散悬浮物循环水处理试验结果表明:单独使用阴离子絮凝剂对司家营铁矿高分散悬浮物循环水絮凝沉降效果不佳,高分散性悬浮物在循环水中富集,超高的循环水浓度一度导致生产停滞,无法正常运转,并造成环水外溢影响环境。因此,解决好循环水水质问题,是保证司家营铁矿正常生产、提高经济效益和保护环境的关键。但阴离子絮凝剂APAM和CaCl₂组合使用对司家营高分散悬浮物循环水絮凝沉降有较好作用,且用量较少;阳离子絮凝剂对司家营高分散悬浮物循环水的絮凝沉降有较好效果,其中以HACC-102最佳,但其成本较高;两性絮凝剂对司家营高分散悬浮物循环水的絮凝沉降效果一般。响应曲面试验中悬浮物含量、絮凝剂浓度、钙离子浓度三种因素交互作用对选矿效率影响较大,对于APAM-1与CaCl₂组合的絮凝影响因素依次为:悬浮物含量>絮凝剂浓度>钙离子浓度”。絮凝剂处理循环水后浓缩池溢流水回用试验表明,经过絮凝剂APAM-1与CaCl₂组合的絮凝沉降处理后的各浓缩池溢流水水质基本达到回用要求,选矿指标也基本稳定,年铁精矿增产48万吨,直接经济效益达到2.6亿元。