如何将锆英砂与钛铁矿、金红石分离？

先说三个重点

• 三种矿物的核心差异在于磁性和导电性：钛铁矿有磁性，金红石导电，锆英石既无磁性也不导电

• 标准分离路线是先磁选把钛铁矿拔掉，再电选把金红石和锆英石分开，顺序不能乱

• 细粒级或成分复杂的物料，需要在磁电选之前增加重选预富集和分级工序

做过锆钛砂矿的人都知道，锆英石、钛铁矿、金红石这三样东西比重差不多，摇床和螺旋溜槽很难把它们分开。但它们有一个致命差异——磁性和导电性完全不同。分离的核心就是抓住这个差异，按照“先磁后电”的顺序，一刀一刀切干净。

先搞清楚这三种矿物谁是谁

在说工艺之前，先把三种矿物的物理性质理清楚：

钛铁矿是导体，同时具有中等磁性。在磁场里它会被吸住，在电场里它也会导电。金红石是导体，但没有磁性。它在磁场里没反应，但在电场里能导电。锆英石既不导电也没有磁性，不管是磁场还是电场，它都没什么反应。

这三个性质一摆出来，分离的逻辑就很清楚了：先用磁选把钛铁矿抓走，因为只有它有磁性；再用磁选把锆英石和金红石一起留下来，因为两者都没磁性。最后用电选把金红石和锆英石分开——金红石导电，锆英石不导电，一进电场就走两条路。

全流程怎么走？从重选预富集开始

直接从原矿进磁选是不现实的，原矿里90%以上都是石英等轻矿物，磁选机根本处理不了那么大的量。所以第一步必须是重选抛尾。

国外某海滨砂矿的试验研究给出了一个完整的流程框架：先用重选把锆钛重矿物富集起来，得到粗精矿。然后进磁选段，把钛铁矿与不含磁性的锆英石和金红石分开。磁选之后的非磁性部分再进重选做一次再富集，最后用干式磁电选把金红石和锆英石分开。这个流程走下来，获得了锆品位大于63%的锆英石精矿，钛回收率81%、锆回收率74%。

莫桑比克某锆钛矿的实践也印证了这个思路。采用重选、磁选和电选联合工艺，锆精矿中ZrO₂含量达到60%到65%，回收率77.71%；金红石精矿中TiO₂含量达到85%到90%。

磁选段怎么配置？分场强、分阶段

磁选不是一步到位的事，要分场强梯度来做。

中磁选先拔强磁性矿物。磁场强度设置在4000高斯左右，钛铁矿和磁铁矿这类强磁性矿物会被吸走。这个环节处理量大、成本低，先把好摘的果子摘了。

强磁选再处理弱磁性部分。磁场强度提升到10000高斯，把前面没吸干净的钛铁矿以及少量弱磁性杂质再拔一遍。经过这两段磁选，非磁性部分里基本就是锆英石和金红石了。

有资料显示，湿式磁选车间通常会配置中磁选和强磁选两道工序，中磁选场强4000Gs，强磁选场强10000Gs，分别处理不同磁性的矿物。

电选段：最后的分离

磁选之后，物料里剩下的是锆英石和金红石的混合物。两者都没有磁性，但导电性不一样。

电选的原理很简单：把物料给到接地的旋转辊筒上，通过高压电晕放电让所有颗粒都带上电荷。金红石是导体，电荷迅速通过辊筒导走，在离心力作用下被甩出去，落入导体产品槽。锆英石是非导体，电荷留在颗粒表面，被静电引力吸附在辊筒上，转到后面才被刷下来。

电选也需要多段作业才能拿到高品位产品。某海滨砂矿的回收工艺中，采用圆筒电选粗选加精选、筛板电选精选、弧板电选扫选的多段配置，最终拿到了一级锆英石精矿。

细粒级物料怎么办？

粒度细了，磁选和电选的效果都会下降。这时候需要在前面增加一些特殊工序。

针对细粒级海滨砂矿，一种有效的做法是用湿式平环强磁选做预选，提前把一部分钛铁矿分出来。然后再走电选-磁选-重选联合流程，分别处理不同粒级的物料。有研究采用这个方案处理国外某细粒级海滨砂矿，锆、钛、稀土综合回收率分别达到了97.08%、76.86%、88.13%。

海南文昌某石英砂尾矿的案例也值得参考。原矿中ZrO₂品位只有0.23%，属于低品位物料。先用螺旋溜槽一粗一扫、重矿物合并摇床精选，把预选粗精矿做出来。粗精矿再经高梯度强磁选-重选联合流程，得到合格的钛铁矿和高品位锆钛混合矿物，最后通过浮选把锆英砂和金红石分开。

先磁后电，顺序不能乱

整个流程里有个关键原则：必须先磁后电。

钛铁矿是有磁性的，如果先过电选，钛铁矿作为导体会和金红石一起被甩出去，混在一起反而增加了后续分离的难度。而且钛铁矿在电场中的行为跟金红石类似，先电后磁会让两种矿物的分选边界变得模糊。

先磁后电的逻辑很清楚：磁选段把所有有磁性的钛铁矿一锅端，剩下的非磁性物料里只有锆英石和金红石，然后电选一刀切下去，锆是锆、钛是钛，干干净净。

什么时候需要浮选？

大部分海滨砂矿用重选加磁电选就够了，但遇到两种情况就得考虑浮选。

一种是粒度极细的物料（比如小于0.01毫米），磁选和电选的有效粒度下限到了，抓不住。另一种是矿物表面被污染或者成分特别复杂，常规磁电选效果差。这时候浮选作为补充手段，通过药剂调节矿物表面性质来实现分离。

给个大概的工艺路线参考

综合目前的行业实践，从锆英砂中分离钛铁矿和金红石的完整路线大致是这样的：

湿法重选段：原矿经螺旋溜槽或摇床粗选抛尾，产出锆钛混合粗精矿。

湿法磁选段：粗精矿调浆后进中磁选（4000Gs）拔钛铁矿，再进强磁选（10000Gs）拔残留钛铁矿。磁性部分经脱水烘干后就是钛精矿。

烘干段：非磁性部分脱水烘干，含水率降到0.5%以下。

干法电选段：烘干后的物料进高压电选机，金红石作为导体被甩出，锆英石作为非导体吸附在辊筒上被刷下。

多段精选：粗选产品再经过1到2段精选，最终拿到ZrO₂品位65%以上的锆英砂精矿。

锆英石、钛铁矿、金红石这三样东西，分开它们靠的就是磁性和导电性这两把刀。磁性不一样，磁选来切；导电性不一样，电选来切。把原矿品位做起来之后，按“先磁后电”的顺序一刀一刀切清楚，65%以上的锆精矿和合格的金红石、钛精矿都能拿到手。关键是矿石情况要提前摸清楚，该分级的分级、该预富集的预富集，流程搭对了，分离就不难。