锆钛砂矿重力加磁选加静电分选联合选矿工艺方案

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锆钛砂矿重力、磁选和静电分选联合选矿工艺方案的核心逻辑是三段梯次分选，重力段大规模抛尾，磁选段按磁性分组，静电段完成最终分离。三段的顺序不能调换，重选做不好磁选和电选跟着遭殃，磁选做不好电选就没法正常分选。重力分选承担最大的抛尾任务，可去除原矿中百分之八十以上的脉石石英。磁选段利用钛铁矿强磁性的特点实现高效分离。静电分选段解决锆英石与金红石的最终分离问题。三种方法联合方案的总体回收率可以做到百分之七十五到八十五，而单一方法连百分之五十都费劲。

为什么必须是联合工艺

锆钛矿的特点是矿物多、性质杂。锆英石、金红石、钛铁矿、磁铁矿、独居石、石榴石、石英、长石，七八种矿物挤在一起，比重、磁性、导电性各有不同。单一选矿方法根本拿不下这种矿物混战的局面。

单一方法的局限性非常明显。只靠重力选矿能把石英砂甩掉，但分不开锆英石和金红石，两者比重差只有零点四。只靠磁选能吸走钛铁矿，但对锆英石和金红石都没辙。只靠静电分选处理不了原矿，大量石英砂会干扰电场，磁性矿物在电场中乱跳搅乱分选带。

只有把三种方法串起来才谈得上高效分离。重力选矿负责粗活，把大量不值钱的石英砂甩掉，降低后续设备的处理量。磁选负责中活，把磁性杂质清除干净，为静电分选扫清障碍。静电分选负责细活，利用导电性差异把锆英石和金红石彻底分开。三者缺一不可，顺序也不能互换。

方案的技术原理

锆钛砂矿重力加磁选加静电分选联合选矿工艺方案是一种基于矿物物理性质差异的纯物理分选技术体系。锆钛砂矿中主要矿物在密度、磁性和导电性三个维度上均存在可检测的差异，通过将三种分选手段有序组合，可以实现从低品位混合矿物到高品位单一精矿的逐步提纯。

三种分选手段的分工非常明确。重力分选利用石英与重矿物之间一点八到二点零的密度差，在流膜或离心力场中实现大规模抛尾。磁选利用钛铁矿与锆英石之间三十到五十倍的比磁化系数差异，将钛铁矿作为独立产品分离出来。静电分选利用金红石与锆英石之间四到六个数量级的电阻率差异，完成两种非磁性矿物的最终分离。这三种方法按分选精度从粗到精排序，前一环节为后一环节创造合格的给料条件，后一环节弥补前一环节的选择性不足。

重力分选：大规模抛尾与预富集

重力分选在联合流程中承担的是抛尾富集任务，目标是占原矿百分之八十五到九十五的轻矿物甩出去，把重矿物从百分之二到八富集到百分之四十到六十。重力分选段不追求单一矿物的高品位，而是追求重矿物群体的整体回收率。

重力分选之前，原矿必须经过洗矿和脱泥。砂矿中的黏土质在重选过程中会显著降低分选效率，必须预先清除。圆筒洗矿机是洗矿工序的标准设备，物料在筒体内随筒体旋转被扬料板反复扬起落下，高压喷淋水从筒体上部冲刷物料表面，洗后矿浆浓度应达到百分之三十到三十五，洗净率要求不低于百分之八十五。脱泥系统设在洗矿之后，核心设备为水力旋流器组，脱泥的目标是脱除两百目细泥。

螺旋溜槽是重力分选段的主体设备，按一粗一扫结构配置。粗选螺旋溜槽以回收率为优先目标，截取位置适当放宽，确保大部分重矿物进入粗精矿。扫选螺旋溜槽处理粗选尾矿，回收逃逸的重矿物颗粒，其精矿返回粗选给矿构成闭路循环。

螺旋溜槽给矿浓度控制海滨砂矿百分之二十八到三十二，残积型砂矿百分之二十二到二十六。粗选溜槽截取器径向位置设在距内缘约百分之四十槽宽处，扫选溜槽截取位置收窄到距内缘约百分之三十槽宽处。螺旋溜槽处理量大、无需动力、维护简单，是粗选段的标准配置。

螺旋溜槽产出的粗精矿重矿物含量一般在百分之十五到四十之间，摇床把它提升到百分之四十五到五十五。摇床利用床面往复运动和横向水流的综合作用，将重矿物按密度差异展开成扇形带，进一步丢弃残存的轻矿物。

摇床的操作参数与入料粒度匹配，中砂粒级冲次九十五到一百零五次每分钟、冲程十二到十四毫米，细砂粒级冲次一百一十到一百二十次每分钟、冲程八到十毫米。摇床精选后的重砂中重矿物含量可达百分之九十以上，作为干式精选的原料。重选精矿的氧化锆品位可达百分之四十到五十五，二氧化钛含量百分之十五到二十五。

重力段的回收率目标设定为不低于百分之九十。尾矿中重矿物含量超过百分之零点五时，就要检查截取位置或给矿浓度。采用筛分、螺旋溜槽、粗一扫工艺，可获得二氧化钛和锆铪氧化物回收率分别为百分之九十三点一一和百分之九十三点六四的重砂。

磁选：按磁性分组除杂

磁选段的给料是重力段产出的混合重砂精矿，主要成分为锆英石、钛铁矿、金红石和独居石。磁选采用弱磁加强磁两段作业。

弱磁选用永磁筒式磁选机，场强零点二五到零点三五特斯拉。强磁性的钛铁矿在这个场强下被有效吸附，非磁性的锆英石和金红石顺利通过。弱磁选磁性产品中钛铁矿品位二氧化钛含量不低于百分之四十八，可直接作为钛铁矿精矿出售。对于含磁铁矿的矿石，先用低场强磁选机，场强约零点一五特斯拉，分离出强磁性的磁铁矿，然后采用场强零点三到零点五特斯拉的中强磁选回收钛铁矿。

强磁选用高梯度立环磁选机，背景场强一点二到一点四特斯拉。弱磁选尾矿中残留的细粒钛铁矿和弱磁性矿物（独居石、石榴石等）在强磁场下被分离出来。强磁选的非磁性产品主要是锆英石和金红石的混合物，进入静电分选段做最终分离。

磁选段的作用非常关键，磁选做得好不好直接影响电选段的稳定运行。磁选不彻底，电选始终调不稳，因为入料中的磁性矿物含量变化会让电选机找不到稳定的分选参数。

静电分选：锆英石与金红石的最终分离

重选和磁选都没办法把锆英石和金红石彻底分开。静电分选利用的是导电性差异，金红石是半导体，在高压电场中能导电，锆英石是绝缘体，基本不导电。

高压电选机的工作电压通常在三十五到五十千伏。物料落在接地的旋转滚筒上，随滚筒进入电晕电场区域。导电的金红石颗粒迅速获得电荷并通过滚筒传走，在离心力作用下抛离滚筒。非导体的锆英石颗粒电荷不易传走，吸附在滚筒表面被毛刷刷下。

电选作业对入料温度和湿度有严格要求。物料表面含水率必须低于百分之一，温度一般控制在四十到六十度。温度过低时导电性差异不够明显，温度过高时金红石表面可能氧化变色影响导电性。

静电分选段标准配置为三段作业：粗选、扫选、精选。经过粗选和精选两道电选后，非导体部分产出锆英石精矿，氧化锆品位可以达到百分之六十五以上。导体部分产出金红石精矿，二氧化钛品位可达百分之八十五到九十。

锆中矿的磁选静电分离

对于重选段产出的锆中矿（氧化锆品位百分之五十到五十五），磁选静电分离系统是干法精选提纯的核心装备组合。系统采用弱磁除铁、强磁除杂、静电锆钛分离三段式结构，入料氧化锆品位在百分之四十八到五十五之间、水分低于百分之一、粒度集中在零点零八到零点三毫米。经过完整的磁选静电分离流程，可以获得氧化锆品位百分之六十五以上的合格锆英砂精矿。

典型选矿指标

莫桑比克楠普拉省某滨海型锆钛矿采用重选、磁选和电选联合工艺对原矿进行分选，有效回收了钛铁矿、锆英石、金红石和独居石。四种产品相对混合粗精矿产率分别为百分之七十七点四八、八点五八、三点九零和零点五零。钛精矿中二氧化钛含量为百分之五十二点三九、回收率百分之七十九点零二。锆精矿中氧化锆含量为百分之六十点二零到六十五点零二、平均百分之六十四点一九、回收率百分之七十七点七一。金红石精矿中二氧化钛含量为百分之八十五点一零到九十点三二、平均百分之八十八点九八、回收率百分之四点六五。独居石精矿中稀土氧化物含量为百分之六十点二零、回收率为百分之七十八点六七。

低品位锆英石矿通过重选、磁选、电选联合工艺，可获得氧化锆品位和回收率分别为百分之六十五点五八和百分之五十九点五的锆精矿。广东省某选厂原来只用重选，精矿品位氧化锆加氧化铪百分之六十三点五、二氧化钛百分之三点二，只能卖普通陶瓷级。加了磁选和电选后，精矿品位升到百分之六十七点二、二氧化钛降到百分之零点二五，达到高级陶瓷和焊条级标准。

方案适用条件

联合选矿工艺方案的适用条件为：原矿中重矿物总量在百分之二到八之间，其中有价矿物以锆英石、钛铁矿、金红石为主，脉石以石英为主。重矿物总量过高，大于百分之十时重力分选段的负荷偏大，过低小于百分之一点五则回收率经济性变差。原矿中黏土矿物含量以不超过百分之二十为宜，过高需在重力分选前强化洗矿脱泥。

对于不同矿石类型，工艺参数需要针对性调整。海滨砂矿含泥量低，重选流程最为简洁高效。河沙锆矿含泥量较高，需在重选前强化脱泥环节。坡积型锆矿含泥量更高，需增加擦洗机或强力搅拌槽确保粘土从矿物表面剥离。

方案设计要点

重力加磁选加静电分选联合选矿工艺方案的设计，有几个要点需要特别注意。

各段处理能力要匹配。重选段处理原矿量最大，磁选段处理重选精矿，静电段处理磁选非磁性产品，三段之间是减量关系，处理量逐级递减。如果各段设备按各自的最大能力选型，结果就是重选精矿只有设计值的一半，磁选机吃不饱、静电机空转，投资全浪费了。

中间产品衔接要顺畅。重选精矿的含水率、磁选入料的粒度、电选入料的温度，每一段的出料条件必须满足下一段的入料要求。重选精矿含水率通常在百分之十二到十八，必须经过浓缩、过滤、干燥降至百分之一以下才能进入干式磁选和电选作业。

磁选和电选的顺序不能调换。若先进行磁选，大量脉石石英未经脱除会干扰磁选机工作间隙，导致磁性产品夹杂严重。若重选后直接电选，则因钛铁矿导电性与金红石相近且含量高，会严重污染电选精矿。

静电分选的温度和电压要稳定。温度低于四十度时金红石导电性下降，相当一部分金红石跟锆英石一起跑到非导体产品里。温度高于八十度时金红石表面氧化同样影响分选。电压波动会导致分选边界偏移，需要配备稳压电源。

锆钛砂矿重力加磁选加静电分选联合选矿工艺方案的核心就是靠重选甩掉石英脉石、靠磁选按磁性分组、靠静电分选按导电性完成锆钛最终分离。三段各司其职，一段没做好后面的设备再先进也难出好指标。先搞清楚原矿品位和矿物组成，再按处理规模匹配各段设备的数量和规格，这是方案设计的基本原则。