圍繞大孤山選礦廠提高產品質量這一技術課題，從2002年初開始，鞍鋼集團鞍山礦業公司研究所在大孤山選礦廠及相關部門積極配合下，先后進行了磁篩提質試驗，MVS高頻振網篩試驗及實驗室小型試驗，并對現場流程進行了局部考查。通過各種試驗和實踐經驗的積累，結合生產工藝現狀分析，于2002年11月份提出了大孤山選礦廠改造方案。即①在現場磁選流程基礎上進行局部改造，將現有短筒型球磨機改造成長筒型球磨機；②更新磁選設備，采用選別效率高的新型磁選機；③改進分級設備，采用動壓給礦水力旋流器做二次分級；④采用新型細篩代替現尼龍細篩。該方案經幾次專家會議論證，認為技術上先進，經濟上合理。公司決定在大孤山選礦廠進行單系統工業試驗。通過以上措施強化磨礦和選別效果，得到的最終試驗結果為原礦品位29.73%．精礦品位67.44%，尾礦品位10. 25%。基本上達到了預期最終精礦品位67.50%的試驗目標，富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
1、礦石性質
大孤山鐵礦經多年開采已形成深200 m的深凹露天礦，礦床屬典型的鞍山式鐵礦。礦床長約1000m，厚160~270m，埋藏深度達700 m。以近直立的中部玢巖為界將礦床分東西兩段，分別稱為玢東礦體和玢西礦體。礦石的主要類型有磁鐵石英巖，角閃（綠泥）磁鐵石英巖，假象赤鐵石英巖等。礦石構造以條帶狀構造為主，同時發育揉皺狀構造、角礫狀構造等。礦石的結構以粒狀變晶結構為主。同時發育交代結構、包含結構等。假象赤鐵礦主要與磁鐵礦構成連晶和混晶，少數呈單礦物產出。磁鐵礦的形態比較簡單，呈團聚粒構成鐵質條帶或呈單粒產出。玢西區鐵礦物粒度平均為38.5um，玢東鐵礦物粒度平均40.06um。與玢東區礦石相比，玢西區礦石相對難磨些。在相同磨礦條件下，玢東礦石的鐵礦物解離度高于玢西的礦石。因此玢西的礦石更應細磨。對綜合原礦進行的多元素分析結果、物相分析結果和磁性分析結果分別見表1、表2和表3。
原礦分析結果表明，工業試驗期間原礦性質略差，原礦品位和磁性率較低。
2、現生產工藝流程及現狀分析
大孤山選礦廠二選車間有10個生產系統，采用階段磨礦經脫水槽一磁選后得粗精礦，集中混合給入細篩再磨工藝流程。生產工藝流程見圖1。工藝流程在生產運行中總體表現為前松后緊，入篩品位低、細篩再磨量大、再磨磨礦效果差，選別效率低、指標提高困難。具體問題有以下幾點：
(1) -段磨礦粒度偏粗，粒度組成較差，影響一次磁選的拋尾量；一次磁選精礦量的波動影響后續作業的穩定操作和指標。
(2)二段磨礦分級作業由高頻細篩和靜壓給礦旋流器分級，分級效率低造成二段磨礦效果不好，粒度偏粗影響礦物的解離和分選指標，人篩品位僅在57%~58%。二段磨礦有較大潛力。
(3)細篩分級效率低。根據考查結果，分級效率在30%以下，大量合格產品不能及時分出而是進入篩上去再磨。造成再磨通過量大的惡性循環，磨礦效果不好，影響選別效果。
(4)磁選機設備老化、退磁、規格小、提質幅度低、選別效果不理想。
(5)脫水槽未采用自動控制，人工操作不及時，指標波動大，對穩定精礦質量不利。
(6)各段脫磁器有待強化。脫磁效果的好壞，對分級和選別有直接的影響。
(7)再磨排礦未經選別直接給入三、四段細篩，對再磨量和篩下品位有不良影響。
3、改造單系統工藝流程特點分析
為提質考慮，針對大孤山選礦廠原流程存在的問題，根據礦石性質，決定采用圖2試驗流程進行單系統工業試驗，工業試驗數質量流程見圖3。試驗流程構成：二次分級為+500 mm x5水力旋流器組，動壓給礦，自動控制；一、二次脫水槽為Ø3 000 mm和Ø2 000 mm脫水槽。除一次磁選用現場永磁機外，二、三、四、五次磁選都采用+1 050 mm×2 400mm多極磁系磁選機，一段細篩和二段細篩都采用MVS型高頻振網篩，規格分別為2 000 mm x2 000mm和1 800 mm x2 000 mm。改造單系統工藝流程特點分析如下。
(1) -段磨礦。因為一段磨礦自動控制方式為控制溢流濃度間接控制臺時處理能力，所以對品位高易磨的原礦，在保證溢流粒度達到55% - 200目時，對一次磁選和二段磨礦的給入金屬量和礦量增加，給流程后部作業造成壓力。因此，應按金屬量控制臺時處理能力，是保證一次磁選選別效率和二段磨礦粒度及后部流程的通暢。
(2) -次磁選作業。一次磁選為流程的首道選別作業，受原礦量和二段磨礦排礦量的雙重影響，在處理能力上應有一定緩沖余地，以保證一次磁選尾礦拋出產率35%以上的量，確保旋流器溢流達到87% -200目粒度品位達到45%以上，為整個流程的運行創造良好條件。
(3)二段磨礦。二段磨礦采用自動控制動壓給礦旋流器做為分級設備，給礦壓力和泵箱液位便于平穩控制。在保證磨礦效果，提高溢流粒度和提高入篩品位等方面發揮重要作用。
(4)脫作業。一次脫水槽提質幅度較大，脫泥效果發揮充分。主要是因為旋溢粒度提高，自動控制和穩定給礦量，礦液面平穩，降低尾礦品位。
(5) BX型多極磁系磁選機。二次磁選以后的各段磁選均采用BX型多極磁系磁選機，由于其包角大、極數多、磁場分布更趨合理，又引入了精礦漂洗水。從表4可見，該磁選機選別效率較高，提質幅度大，保證人篩品位，對最終精礦品位達到67.50%以上起到了強有力的保證作用。
(6)細篩作業。流程中兩段細篩均采用篩孔尺寸0.09 mm×0.09 mm的MVS高頻振網篩。試驗結果見表5。從表5可見，電磁振動高頻振網篩與尼龍細篩相比，在篩下品位保持不變前提下，篩分效率提高10%以上，篩上循環量可減少30%以上。細篩可通過調整激振電流和篩孔尺寸控制篩下粒度和篩下品位，對保證最終精礦質量和減少篩上循環量有重要作用。
(7)再磨作業。流程中，將原生產流程的三脫、三次磁選放在二段細篩前，兩段細篩篩上量經脫水永磁機濃縮后進入再磨機，對提高入篩品位和減少篩上循環量有明顯效果。再磨通過量從90%減少到50%，再磨效果好，對保證細篩再磨循環量的穩定乃至獲得較高選別指標至關重要。
4、改造單系統工業試驗結果
在單系統工業試驗期間，試驗組對流程的原礦、精礦、尾礦3產品分白班和夜班共取樣93批，其平均品位作為流程試驗的最終結果。同時取流程樣共6套，作為流程中間指標的計算依據。6套流程樣的濃度指標作為水量計算依據，得出的數質量流程圖見圖3。單系統工業試驗得出的最終試驗結果為原礦品位29. 73%，精礦品位67. 44%，尾礦品位10. 25%。主要中間參數和指標為一次溢流粒度54. 93%- 200目，二次溢流粒度87. 32% - 200目，二磁精（一段篩人篩）品位61. 09%，粒度為90. 26%- 200目，三磁精（二段篩入篩）品位60. 60%，粒度為90. 79% - 200目，兩段篩下粒度均達到98%200目以上，其品位分別為67.19%和66.53%。
5、結論
(1)該工藝在階段磨礦一磁選一細篩再磨流程的基礎上，將再磨排礦先磁選后給人細篩，有利于減少篩上循環量和提高入篩和篩下品位。
(2)采用長筒型磨機和動壓給礦水力旋流器分級，提高了磨礦產品的細度和解離度，進而提高了人篩品位；二次分級設備采用自動控制動壓給礦水力旋流器、兩段細篩均采用電磁振動高頻振網篩代替尼龍細篩，再磨效果明顯提高，篩上循環量實現良性循環；采用BX型多極磁系磁選機，其磁極數多、包角大、磁場分布合理，底箱結構引入精礦漂洗水，提質效果顯著。
(3)上述幾項技術措施的合理組合，使大孤山選礦廠生產流程進一步優化、完善，選別指標達到較高水平。解決了困擾大孤山選礦廠多年的人篩品位低、細篩再磨量大的難題。采用單一磁選流程提質，運行成本低，在技術上有新的突破。
(4)大孤山選礦廠完成選礦技術工藝改造后，選礦生產指標必將有新的提高，為發展企業打開了新局面。
