大孤山選礦廠二選車間有10個生產系統(tǒng)，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流程，然后送入過濾廠房脫水。為滿足鞍鋼“精料”生產的更高要求，大孤山選礦廠精礦品位在原有的基礎上需進一步提高。改進生產工藝、更換先進設備、提高產品質量，在商品競爭中立于不敗之地，是科技興企的唯一出路。
    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(yè)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)場磁選流程基礎上進行局部改造，將現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)工業(yè)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(fā)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(fā)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(tài)比較簡單，呈團聚粒構成鐵質條帶或呈單粒產出。玢西區(qū)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(qū)礦石相比，玢西區(qū)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(yè)試驗期間原礦性質略差，原礦品位和磁性率較低。
2、現(xiàn)生產工藝流程及現(xiàn)狀分析
    大孤山選礦廠二選車間有10個生產系統(tǒng)，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(xiàn)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(xù)作業(yè)的穩(wěn)定操作和指標。
    (2)二段磨礦分級作業(yè)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(huán)，磨礦效果不好，影響選別效果。
    (4)磁選機設備老化、退磁、規(guī)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(wěn)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(tǒng)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(tǒng)工業(yè)試驗，工業(yè)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(xiàn)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(guī)格分別為2 000 mm x2 000mm和1 800 mm x2 000 mm。改造單系統(tǒng)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(yè)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(yè)。一次磁選為流程的首道選別作業(yè)，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(chuàng)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(wěn)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(fā)揮重要作用。
    (4)脫作業(yè)。一次脫水槽提質幅度較大，脫泥效果發(fā)揮充分。主要是因為旋溢粒度提高，自動控制和穩(wěn)定給礦量，礦液面平穩(wěn)，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(yè)。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(huán)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(huán)量有重要作用。
    (7)再磨作業(yè)。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(huán)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(huán)量的穩(wěn)定乃至獲得較高選別指標至關重要。
4、改造單系統(tǒng)工業(yè)試驗結果
    在單系統(tǒng)工業(yè)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(tǒng)工業(yè)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(huán)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(huán)量實現(xiàn)良性循環(huán)；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(yōu)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(fā)展企業(yè)打開了新局面。