围绕大孤山选矿厂提高产品质量这一技术课题，从2002年初开始，鞍钢集团鞍山矿业公司研究所在大孤山选矿厂及相关部门积极配合下，先后进行了磁筛提质试验，MVS高频振网筛试验及实验室小型试验，并对现场流程进行了局部考查。通过各种试验和实践经验的积累，结合生产工艺现状分析，于2002年11月份提出了大孤山选矿厂改造方案。即①在现场磁选流程基础上进行局部改造，将现有短筒型球磨机改造成长筒型球磨机；②更新磁选设备，采用选别效率高的新型磁选机；③改进分级设备，采用动压给矿水力旋流器做二次分级；④采用新型细筛代替现尼龙细筛。该方案经几次专家会议论证，认为技术上先进，经济上合理。公司决定在大孤山选矿厂进行单系统工业试验。通过以上措施强化磨矿和选别效果，得到的最终试验结果为原矿品位29.73%．精矿品位67.44%，尾矿品位10. 25%。基本上达到了预期最终精矿品位67.50%的试验目标，富通新能源销售球磨机、雷蒙磨粉机等磨机机械设备。
1、矿石性质
大孤山铁矿经多年开采已形成深200 m的深凹露天矿，矿床属典型的鞍山式铁矿。矿床长约1000m，厚160~270m，埋藏深度达700 m。以近直立的中部玢岩为界将矿床分东西两段，分别称为玢东矿体和玢西矿体。矿石的主要类型有磁铁石英岩，角闪（绿泥）磁铁石英岩，假象赤铁石英岩等。矿石构造以条带状构造为主，同时发育揉皱状构造、角砾状构造等。矿石的结构以粒状变晶结构为主。同时发育交代结构、包含结构等。假象赤铁矿主要与磁铁矿构成连晶和混晶，少数呈单矿物产出。磁铁矿的形态比较简单，呈团聚粒构成铁质条带或呈单粒产出。玢西区铁矿物粒度平均为38.5um，玢东铁矿物粒度平均40.06um。与玢东区矿石相比，玢西区矿石相对难磨些。在相同磨矿条件下，玢东矿石的铁矿物解离度高于玢西的矿石。因此玢西的矿石更应细磨。对综合原矿进行的多元素分析结果、物相分析结果和磁性分析结果分别见表1、表2和表3。
原矿分析结果表明，工业试验期间原矿性质略差，原矿品位和磁性率较低。
2、现生产工艺流程及现状分析
大孤山选矿厂二选车间有10个生产系统，采用阶段磨矿经脱水槽一磁选后得粗精矿，集中混合给入细筛再磨工艺流程。生产工艺流程见图1。工艺流程在生产运行中总体表现为前松后紧，入筛品位低、细筛再磨量大、再磨磨矿效果差，选别效率低、指标提高困难。具体问题有以下几点：
(1) -段磨矿粒度偏粗，粒度组成较差，影响一次磁选的抛尾量；一次磁选精矿量的波动影响后续作业的稳定操作和指标。
(2)二段磨矿分级作业由高频细筛和静压给矿旋流器分级，分级效率低造成二段磨矿效果不好，粒度偏粗影响矿物的解离和分选指标，人筛品位仅在57%~58%。二段磨矿有较大潜力。
(3)细筛分级效率低。根据考查结果，分级效率在30%以下，大量合格产品不能及时分出而是进入筛上去再磨。造成再磨通过量大的恶性循环，磨矿效果不好，影响选别效果。
(4)磁选机设备老化、退磁、规格小、提质幅度低、选别效果不理想。
(5)脱水槽未采用自动控制，人工操作不及时，指标波动大，对稳定精矿质量不利。
(6)各段脱磁器有待强化。脱磁效果的好坏，对分级和选别有直接的影响。
(7)再磨排矿未经选别直接给入三、四段细筛，对再磨量和筛下品位有不良影响。
3、改造单系统工艺流程特点分析
为提质考虑，针对大孤山选矿厂原流程存在的问题，根据矿石性质，决定采用图2试验流程进行单系统工业试验，工业试验数质量流程见图3。试验流程构成：二次分级为+500 mm x5水力旋流器组，动压给矿，自动控制；一、二次脱水槽为Ø3 000 mm和Ø2 000 mm脱水槽。除一次磁选用现场永磁机外，二、三、四、五次磁选都采用+1 050 mm×2 400mm多极磁系磁选机，一段细筛和二段细筛都采用MVS型高频振网筛，规格分别为2 000 mm x2 000mm和1 800 mm x2 000 mm。改造单系统工艺流程特点分析如下。
(1) -段磨矿。因为一段磨矿自动控制方式为控制溢流浓度间接控制台时处理能力，所以对品位高易磨的原矿，在保证溢流粒度达到55% - 200目时，对一次磁选和二段磨矿的给入金属量和矿量增加，给流程后部作业造成压力。因此，应按金属量控制台时处理能力，是保证一次磁选选别效率和二段磨矿粒度及后部流程的通畅。
(2) -次磁选作业。一次磁选为流程的首道选别作业，受原矿量和二段磨矿排矿量的双重影响，在处理能力上应有一定缓冲余地，以保证一次磁选尾矿抛出产率35%以上的量，确保旋流器溢流达到87% -200目粒度品位达到45%以上，为整个流程的运行创造良好条件。
(3)二段磨矿。二段磨矿采用自动控制动压给矿旋流器做为分级设备，给矿压力和泵箱液位便于平稳控制。在保证磨矿效果，提高溢流粒度和提高入筛品位等方面发挥重要作用。
(4)脱作业。一次脱水槽提质幅度较大，脱泥效果发挥充分。主要是因为旋溢粒度提高，自动控制和稳定给矿量，矿液面平稳，降低尾矿品位。
(5) BX型多极磁系磁选机。二次磁选以后的各段磁选均采用BX型多极磁系磁选机，由于其包角大、极数多、磁场分布更趋合理，又引入了精矿漂洗水。从表4可见，该磁选机选别效率较高，提质幅度大，保证人筛品位，对最终精矿品位达到67.50%以上起到了强有力的保证作用。
(6)细筛作业。流程中两段细筛均采用筛孔尺寸0.09 mm×0.09 mm的MVS高频振网筛。试验结果见表5。从表5可见，电磁振动高频振网筛与尼龙细筛相比，在筛下品位保持不变前提下，筛分效率提高10%以上，筛上循环量可减少30%以上。细筛可通过调整激振电流和筛孔尺寸控制筛下粒度和筛下品位，对保证最终精矿质量和减少筛上循环量有重要作用。
(7)再磨作业。流程中，将原生产流程的三脱、三次磁选放在二段细筛前，两段细筛筛上量经脱水永磁机浓缩后进入再磨机，对提高入筛品位和减少筛上循环量有明显效果。再磨通过量从90%减少到50%，再磨效果好，对保证细筛再磨循环量的稳定乃至获得较高选别指标至关重要。
4、改造单系统工业试验结果
在单系统工业试验期间，试验组对流程的原矿、精矿、尾矿3产品分白班和夜班共取样93批，其平均品位作为流程试验的最终结果。同时取流程样共6套，作为流程中间指标的计算依据。6套流程样的浓度指标作为水量计算依据，得出的数质量流程图见图3。单系统工业试验得出的最终试验结果为原矿品位29. 73%，精矿品位67. 44%，尾矿品位10. 25%。主要中间参数和指标为一次溢流粒度54. 93%- 200目，二次溢流粒度87. 32% - 200目，二磁精（一段筛人筛）品位61. 09%，粒度为90. 26%- 200目，三磁精（二段筛入筛）品位60. 60%，粒度为90. 79% - 200目，两段筛下粒度均达到98%200目以上，其品位分别为67.19%和66.53%。
5、结论
(1)该工艺在阶段磨矿一磁选一细筛再磨流程的基础上，将再磨排矿先磁选后给人细筛，有利于减少筛上循环量和提高入筛和筛下品位。
(2)采用长筒型磨机和动压给矿水力旋流器分级，提高了磨矿产品的细度和解离度，进而提高了人筛品位；二次分级设备采用自动控制动压给矿水力旋流器、两段细筛均采用电磁振动高频振网筛代替尼龙细筛，再磨效果明显提高，筛上循环量实现良性循环；采用BX型多极磁系磁选机，其磁极数多、包角大、磁场分布合理，底箱结构引入精矿漂洗水，提质效果显著。
(3)上述几项技术措施的合理组合，使大孤山选矿厂生产流程进一步优化、完善，选别指标达到较高水平。解决了困扰大孤山选矿厂多年的人筛品位低、细筛再磨量大的难题。采用单一磁选流程提质，运行成本低，在技术上有新的突破。
(4)大孤山选矿厂完成选矿技术工艺改造后，选矿生产指标必将有新的提高，为发展企业打开了新局面。
