海滨砂解决方案

先搞懂这几点

海滨砂矿是全球钛铁矿、锆英石、金红石和独居石的主要来源。全球百分之九十的锆石和百分之三十的钛原料来自海滨砂矿。这类矿床贴着海岸线呈条带状分布，经海浪长期淘洗富集形成，特点是重矿物密度大、粒度相对均匀，选矿条件比内陆砂矿好得多。

但海滨砂矿也有它的麻烦：原矿品位往往偏低，重矿物含量通常只有百分之几；矿体长条状分布，矿采到哪里设备得跟到哪里；海水的盐度对设备有腐蚀性。这些因素在设计解决方案的时候都得考虑进去。

这篇文章把海滨砂矿从采到选的整体解决方案拆开讲清楚。

海滨砂矿的特点决定了处理方式

海滨砂矿中有经济价值的矿物主要是钛铁矿、锆英石、金红石、独居石和磷钇矿。这些矿物的密度都在四以上，而石英只有二点六。密度差大，重选是绝对主角。矿物之间的磁性差异也明显，钛铁矿是中等磁性，独居石是弱磁性，锆英石和金红石基本不磁，磁选能按磁性把它们排队分开。金红石导电、锆英石不导电，电选是拆开这对双胞胎的最后一招。

基于这些特性，行业里形成了一条共识性的技术路线：重选做粗选，磁选做中选，电选做精分。

实际项目运作通常分两大段：移动式粗选厂跟在采场后面，负责大量抛尾，拿到混合重矿物粗精矿；固定式精选厂把粗精矿运过来，负责精细分离，拿到单一精矿产品。

粗选段：跟在矿后面跑

海滨砂矿的粗选逻辑跟其他砂矿不太一样。原矿品位极低，大量处理的是石英砂，所以粗选厂必须跟着采场走，不然运输成本吃不消。

粗选厂一般采用移动式，可以装在浮船上或者履带式平台上。一套日处理原矿三百到五百吨的移动式粗选系统，包含了筛分、脱泥、重选全套功能，可以跟着矿脉推进。

粗选流程通常是这样的：原矿从采砂船或挖掘机上来以后，先过滚筒筛隔渣。滚筒筛孔两到五毫米，把贝壳、砾石这些杂物拦在外面。筛下物经水力旋流器脱泥，把细泥甩掉，不然后面的螺旋溜槽没法好好干活。

脱泥后的矿浆进入螺旋溜槽组。螺旋溜槽没有运动部件、不耗电，一组十几台并联就是一个大处理量的粗选线。重矿物沉在槽面内侧，石英砂漂在外侧，底部用截矿板把重矿物切出来。

螺旋溜槽的粗选精矿产率一般在百分之八到十二，品位从原矿的千分之几富集到百分之八到十二。这段抛掉的尾矿占了原矿总量的九成，全是石英砂，直接排走就行。移动式粗选厂的这一套流程，是控制项目建设投资与生产成本的关键。

精选段：从混合粗精矿到单一产品

粗精矿从移动式粗选厂运到固定式精选厂以后，开始干细活儿。

精选厂通常建在岸上，因为后面的磁选和电选设备对精度和稳定性要求高，不适合移动式平台。粗精矿用汽车或管道运到精选厂，先经过脱水、烘干，含水率降到百分之零点五以下，才能进干选车间。

磁选段是精选的第一步。先用弱磁滚筒，场强一千五到两千高斯，把磁铁矿这种强磁性矿物吸出来。再用中磁选机，场强五千到八千高斯，把钛铁矿吸出来。最后用强磁选机，场强一万二到一万五千高斯，把独居石和磷钇矿吸出来。剩下非磁性的部分主要是锆英石和金红石。

莫桑比克某海滨砂矿就是走这条路线：原矿TiO₂品位百分之三点三三，采用螺旋溜槽粗选加精选、弱磁选加强磁选的工艺，最终获得了TiO₂品位百分之三十九点一五、回收率百分之七十四点六三的钛精矿。

电选段处理磁选后的非磁性产品。高压电选机工作电压二十到四十千伏，利用导电性差异把金红石和锆英石分开。金红石导电性好，在带电辊子上电荷快速释放被甩出去；锆英石导电性差，被吸附在辊子上用刷子刷下来。

磁选和电选的顺序可以灵活调整，有些厂是先电选后磁选，有些反过来。具体取决于粗精矿里哪种矿物含量高、哪种更难选。一般来说，先磁选后电选的流程更常见，因为钛铁矿量大，先把大头拿走，后面的电选压力就小很多。

细粒级怎么办

海滨砂矿里有一部分细粒级的有用矿物，尤其是磷钇矿和细粒金红石，在常规重选和磁选里容易损失。

对于细粒级物料，可以在重选段用矿泥摇床替代部分螺旋溜槽，或者在磁选前增加分级设备，把细粒单独处理。摇床处理细粒物料的分选精度比螺旋高，能把细粒重矿物的品位往上提。

针对细粒级海滨砂矿的多金属综合回收，还有一种湿式强磁选预选加干式磁选电选的工艺路线：先用水力旋流器分级，粗粒走常规重选，细粒走湿式强磁选预富集，然后再烘干、电选、磁选提纯。这套工艺能把锆、钛、稀土的回收率分别做到百分之九十七、百分之七十六和百分之八十八。

特殊工艺：强磁焙烧法

有一些海滨砂矿里的锆英石和金红石表面带有铁质氧化膜，常规的磁选和电选效果不好。这时候可以用强磁选加焙烧的工艺。

先对原矿进行一万到一万二千高斯的强磁选，把磁性矿石和非磁性矿石分开。磁性矿石跟活性炭混合，在氢气氛下九百五十到一千零五十度焙烧三十分钟，快速冷却后做微波处理，最后弱磁选分离，把合格矿石合并回去。这套工艺除杂效果好、成本低，适合大规模应用。

船载系统：开采选矿一体化

对于离岸较远或者潮间带的海滨砂矿，船载式采选系统是一个很好的选择。

采砂船浮在水面上，斗轮或绞刀头伸到水下连挖带吸，矿浆通过管道输送到船上的选矿系统，经过筛分、跳汰、摇床重选以后，直接产出重矿物粗精矿。这种采选一体的方式省去了原矿从采场到岸上选厂的运输环节，特别适合矿体处于潮间带或浅海区的项目。

几个关键点

第一，粗选厂的移动性是海滨砂矿项目的生命线。矿体条带状分布，采场不断推进，粗选设备必须能跟着走。固定式选厂放在矿体中间，刚开始还行，采了两年矿推进了一公里，运输成本就上来了。模块化拖车式和浮船式是两种主流方案。

第二，脱泥这步不能省。虽然海滨砂矿比冲积矿干净，但含泥量高低不一。只要有泥就必须先脱掉，不然后面螺旋溜槽的槽面被糊住，回收率一塌糊涂。

第三，干选段的设备选型要看产品方案。如果只卖混合重矿物粗精矿，重选段就够了，投资也省。如果要做单一精矿产品，磁选和电选必须上，但投资和运行成本都高不少。

第四，设备的防腐蚀要注意。海边湿度大、盐度高，泵、管道、筛网这些接触矿浆的部件尽量用不锈钢或者衬耐磨橡胶，普通碳钢锈蚀得很快。

不确定你的海滨砂矿适合哪种技术路线？把原矿的重矿物含量、粒级分布和矿物种类数据发过来，可以帮你判断是走常规重选磁选流程，还是需要搭配细粒回收或强磁焙烧特殊工艺。