锆钛矿选矿工艺方案：从原矿到精矿的全流程技术配置

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锆钛矿选矿工艺方案采用重选、磁选、电选三段梯次分选的联合流程，从原矿到最终精矿实现全链条覆盖。重力分选利用锆英石、钛铁矿与脉石矿物之间一点八到二点零的比重差，以螺旋溜槽加摇床为核心设备，完成大规模抛尾和预富集，抛除百分之八十以上的石英脉石。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，以弱磁选加强磁选两段结构，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，以高压电选机完成最终分离。三段联合方案的总体回收率可以做到百分之七十五到八十五。整条线工艺架构为原矿洗矿脱泥、分级、螺旋溜槽一粗一扫、摇床精选、精矿浓缩脱水、烘干、弱磁选加强磁选、电选粗选扫选精选，最终产出锆英石精矿、钛铁矿精矿和金红石精矿。

工艺方案的总体架构

锆钛矿的矿物组成复杂。锆英石密度四点六到四点七，不导电，无磁性或弱磁性。钛铁矿密度四点五到五点零，强磁性，导电。金红石密度四点二到四点三，无磁性，导电。独居石密度四点九到五点五，弱磁性，不导电。磁铁矿密度五点一七，强磁性，导电。石英密度二点六五，不导电，无磁性。

这些矿物在比重、磁性、导电性三个维度上各有差异。单一的重选能把石英和重矿物分开，但分不开锆英石和金红石。单一的磁选能吸走钛铁矿，但对锆英石和金红石都没辙。单一的电选能分开锆英石和金红石，但处理不了含磁性杂质的物料。三种方法必须梯次配合，顺序不能调换。重选为磁选扫清轻矿物，磁选为电选扫清磁性矿物，电选完成最终的锆钛分离。

标准流程是洗矿脱泥后，利用重选设备（螺旋溜槽加摇床）实现轻重矿物分离，产出混合重砂。混合重砂经脱水干燥后进入磁选段，产出钛铁矿精矿和非磁性产品（锆英石和金红石）。非磁性产品进入静电分选段，产出锆英石精矿和金红石精矿。

洗矿脱泥与分级

原矿首先经过洗矿脱泥。砂矿中通常含有黏土，若不预先清除，后续重选设备的分选效率会显著降低。洗矿采用圆筒洗矿机，筒体内部设扬料板和高压喷淋管组，通过机械搅拌和高压喷淋将黏土从矿物表面剥离。洗净率要求不低于百分之八十五。洗后矿浆进入水力旋流器组脱泥，目标是将零点零四五毫米以下的细泥脱除。脱泥效率要求达到百分之八十五以上。脱泥后物料进入双层直线振动筛进行分级，分级节点通常为零点六毫米和零点一二毫米。零点一二到零点六毫米是锆英石和钛铁矿的最优回收粒级。分级可以避免宽粒级物料对重选过程的不利影响。

重力分选段

重力分选段采用螺旋溜槽粗选加摇床精选的组合配置。螺旋溜槽粗选段按一粗一扫两级作业配置。调浆后的矿浆（浓度百分之二十四到二十八）进入螺旋溜槽，重矿物沿螺旋内缘富集，轻矿物被推向螺旋外缘排出。粗选溜槽以回收率为优先目标，截取位置适当放宽。扫选溜槽处理粗选尾矿，扫选精矿返回粗选给矿构成闭路循环。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。

摇床精选段采用一粗一精的作业结构。螺旋溜槽粗精矿经调浆后进入摇床粗选，产出精矿带、中矿带和尾矿带。精矿带进入摇床精选段，中矿带返回重选流程再处理，尾矿带与螺旋溜槽扫选尾矿合并。摇床的操作参数根据入料粒度调整。中砂粒级给矿浓度控制在百分之二十到二十五，冲程十二到十四毫米，冲次九十五到一百零五次每分钟。细砂粒级给矿浓度百分之十五到二十，冲程八到十毫米，冲次一百一十到一百二十次每分钟。摇床产出的精矿中重矿物含量达到百分之八十到九十二，作为干式分选的原料。

脱水干燥段

摇床精矿含水率通常在百分之十二到十八，磁选和电选要求水分低于百分之一。采用三级脱水流程。浓缩机将矿浆浓度从百分之十到十五提升到百分之四十五到五十五。过滤机将滤饼含水率降至百分之八到十二。干燥机将水分降至百分之一以下，出料温度冷却至五十摄氏度以下。干燥温度控制在一百二十到一百五十摄氏度，温度过高时金红石表面可能氧化变色影响导电性。

磁选段

磁选段的任务是按磁性将矿物分组。采用弱磁选加强磁选两段结构。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。强磁性的钛铁矿和磁铁矿在这个场强下被吸附，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。

强磁选用立环高梯度磁选机，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。强磁选磁性产品为独居石粗精矿，可进入独居石分离工序。

静电分选段

静电分选段利用金红石和锆英石导电性的差异完成最终分离。采用三段作业配置，粗选、扫选、精选。高压电选机的工作电压通常在三十五到五十千伏。物料经加热保温系统维持在四十到六十度，均匀给入电选机。导电的金红石颗粒在高压电场中获得电荷并通过滚筒传走，在离心力作用下抛离滚筒，进入导体产品槽。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，进入非导体产品槽。

经过粗选、扫选、精选三段电选后，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。

不同矿型的工艺差异

海滨砂矿含泥量低，重选流程最为简洁高效。原矿经筛分脱泥后直接进入螺旋溜槽一粗一扫，摇床精选，脱水干燥，磁选电选。海南万宁某海滨矿采用该流程，原矿含重矿物约百分之三点二，最终锆英石精矿氧化锆品位百分之六十七点二。

风化壳型锆矿含泥量高，需要强化洗矿脱泥。在螺旋溜槽前增加擦洗机或强力搅拌槽，确保黏土从矿物表面剥离。采用两段洗矿、两段脱泥的强化流程。

岩矿型锆钛矿需要增加破碎磨矿。原矿经颚式破碎机粗碎、圆锥破碎机中细碎后进入球磨机，磨矿细度控制负两百目占百分之六十五到八十五。磨矿产品经分级后进入重选流程。岩矿型的总回收率百分之六十五到七十五，比砂矿低百分之十左右。

工艺指标

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，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。

工艺方案设计要点

工艺方案设计要重点关注几个方面。设计启动前须取代表性矿样完成洗矿、重选、磁选、电选全流程条件试验，不能照搬其他矿区的工艺参数。重选段处理原矿量最大，磁选段和电选段的处理量逐级递减，设备规格和数量必须按逐级产率计算选型。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、干燥三级脱水降至百分之一以下才能进入干式磁选和电选作业。磁选不彻底则电选入料中磁性矿物含量波动，电选机始终找不到稳定的分选参数。干法作业产生大量粉尘，磁选和电选设备进出料口须设置密闭罩和抽风管道。重选段、磁选段、电选段之间设中间缓冲料仓，防止前段设备波动直接冲击后段。

锆钛矿选矿工艺方案的核心就是重选抛尾、磁选除铁、电选锆钛分离三段梯次配合。螺旋溜槽加摇床完成重选富集，磁选机完成磁性矿物分组，电选机完成锆英石和金红石的最终分离。每段设备各司其职，一段没做好后面的设备再先进也难出好指标。先搞清楚矿石类型和品位，再按处理规模匹配各段设备的数量和规格，这是工艺方案设计的基本原则。