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先說答案：重力選礦是鋯礦選廠的“第一步”和“主力軍”，它的任務(wù)是用最低的成本把大量輕礦物（石英、長石）甩掉，把鋯英石富集起來。一個標準的重力選礦廠以螺旋溜槽和搖床為核心設(shè)備，不耗藥、不耗電（螺旋溜槽）、不污染環(huán)境，只靠重力和水流就能把品位從1%-3%的原礦富集到55%-60%，同時拋掉70%-80%的尾礦。對于海濱砂礦型鋯礦，單靠重力選礦就可以產(chǎn)出合格產(chǎn)品；對于需要更高品位的場景，重力選礦也是磁選和電選前必不可少的“減負”環(huán)節(jié)。處理量20噸/小時的重力選礦廠，設(shè)備投資50-100萬元，占地300-500平方米，每噸原礦處理成本僅5-10元。
但客戶經(jīng)常問我：重力選礦能選到什么品位？螺旋溜槽和搖床怎么配合？重力選礦廠需要哪些設(shè)備？今天把這些問題的答案一次性說清楚。
什么是重力選礦？鋯礦為什么首選重力選礦？
重力選礦廠的核心設(shè)備有哪些？各起什么作用？
螺旋溜槽和搖床怎么配合？誰在前誰在后？
一個完整的重力選礦廠包含哪些階段？
處理量20噸/小時的重力選廠需要多少臺設(shè)備？
重力選礦廠的投資和運行成本是多少？
重力選礦廠適合所有類型的鋯礦嗎？
重力選礦廠的尾礦怎么處理？
重力選礦是利用礦物顆粒的比重差進行分選的方法。簡單說就是“重的沉下去，輕的漂走”。鋯英石的比重是4.6-4.7，石英和長石的比重是2.6-2.7，兩者相差近一倍，重力選礦的條件非常好。
在鋯礦選礦流程中，重力選礦通常放在最前面，原因是它性價比極高。不耗藥，完全靠物理方法，不加任何化學藥劑。不耗電（螺旋溜槽），螺旋溜槽依靠重力和離心力自流，零電耗。處理量大，單臺螺旋溜槽每小時處理1-3噸原礦。成本低，每噸原礦處理成本僅5-10元。環(huán)保，沒有尾水污染問題。它能把80%的尾礦用最低成本拋掉，剩下的20%物料再去磁選、電選深度提純，大大減輕后續(xù)設(shè)備的負擔。
重力選礦能直接出產(chǎn)品。對于海濱砂礦型鋯礦，重力選礦（螺旋溜槽+搖床）可以直接產(chǎn)出ZrO2+HfO2 55%-60%的精礦，滿足普通陶瓷級要求。對于需要更高品位的場景，重力選礦作為預處理段，把精礦富集到55%-60%后，再進入磁選和電選做進一步提純。
海南省某鋯礦選廠，重力選礦段處理原礦品位1.8%，螺旋溜槽粗選富集到12%，搖床精選提到58%，只靠重力選礦就出了合格產(chǎn)品，不需要磁選和電選。客戶說這是他們廠里成本最低的一段。
重力選礦廠的核心設(shè)備主要有四類：分級脫泥設(shè)備、螺旋溜槽、搖床、輸送泵。
分級脫泥設(shè)備包括水力旋流器或脫泥斗。作用是把原礦中的細泥（負0.05毫米）提前分離出去。細泥不脫掉會粘在螺旋溜槽和搖床上，影響分選效果。水力旋流器靠離心力分級，處理量大，適合中型以上選廠。脫泥斗結(jié)構(gòu)簡單、不耗電，適合小型選廠。
螺旋溜槽是重力選礦的“主力”。它負責粗選，從1%-3%的原礦富集到8%-15%，同時拋掉70%-80%的尾礦。優(yōu)點是處理量大、不耗電、操作簡單、沒有運動部件。缺點是富集比有限，出不了高品位。螺旋溜槽通常布置在5-8頭一組，并聯(lián)運行。
搖床是重力選礦的“精兵”。它負責精選，把8%-15%的粗精礦提到55%-60%。搖床的分選精度極高，能把連生體和殘留的輕礦物進一步分離。缺點是處理量小（每臺0.5-1.5噸/小時），占地大，耗電。搖床通常布置在螺旋溜槽的下游，一臺螺旋溜槽的精礦需要2-4臺搖床來處理。
渣漿泵負責輸送礦漿。螺旋溜槽和搖床可以靠重力自流，但原礦給料和各級物料輸送需要泵。重力選礦廠對泵的磨損要求中等，用耐磨渣漿泵或普通渣漿泵配高鉻葉輪即可。
輔助設(shè)備包括給料斗和分配器（把礦漿均勻分配到各臺設(shè)備）、管道和閥門（礦漿輸送和控制）、皮帶輸送機（干料輸送，如果有篩分的話）。還有脫水篩（用于精礦脫水，降低含水率）。
這個問題很多客戶問。順序是固定的：螺旋溜槽在前做粗選，搖床在后做精選。不能反過來。
螺旋溜槽在前是因為它處理量大、成本低。原礦品位只有1%-3%，物料里95%以上是輕礦物。如果直接上搖床，需要幾十上百臺搖床，廠房和投資都受不了。螺旋溜槽用最低成本把80%的尾礦拋掉，把品位拉到8%-15%，物料量減少到原來的20%-30%。
搖床在后是因為它精度高但處理量小。8%-15%的粗精礦，物料量已經(jīng)很小，用搖床做精細分離，把品位拉到55%-60%。搖床能把連生體和殘留的輕礦物分得很干凈，這是螺旋溜槽做不到的。
兩者的數(shù)量配比需要算。以處理原礦20噸/小時為例。螺旋溜槽每頭處理量1-2噸/小時，需要12-16頭。螺旋溜槽精礦產(chǎn)率約10%-20%，即2-4噸/小時粗精礦。搖床每臺處理量0.5-1噸/小時，需要4-8臺。實際配比約1頭螺旋溜槽配0.3-0.5臺搖床。
如果螺旋溜槽精礦品位偏低或者對最終品位要求更高，可以增加搖床臺數(shù)，或者做兩段搖床精選（一粗一精）。如果螺旋溜槽精礦品位偏高，可以減少搖床臺數(shù)。具體配比要根據(jù)礦樣試驗結(jié)果確定。
一個標準的鋯礦重力選礦廠分為以下幾個階段。
給料和篩分階段。振動給料機把原礦均勻送入滾筒篩或振動篩。滾筒篩配高壓噴淋水，把原礦中的細泥和水分分離。篩孔通常5-10毫米，篩掉大塊廢石和雜物。篩下物（小于5-10毫米）進入下一段。
分級脫泥階段。篩下礦漿進入水力旋流器或脫泥斗。分離出負0.05毫米的細泥，這部分通常不含鋯英石或含量極低，直接排入尾礦。脫泥后的礦漿濃度調(diào)整到20%-30%，進入螺旋溜槽給料斗。
螺旋溜槽粗選階段。礦漿自流進入螺旋溜槽組。每個螺旋溜槽分選出精礦、中礦、尾礦三股產(chǎn)品。精礦（8%-15%品位）進入搖床精選。中礦（3%-5%品位）返回螺旋溜槽再選或者進入掃選螺旋溜槽。尾礦（<0.3%品位）直接排入尾礦。螺旋溜槽可以配置一粗一掃兩級，提高總回收率。
搖床精選階段。螺旋溜槽精礦進入搖床給料分配器，均勻分配到各臺搖床。搖床分選出精礦、中礦、尾礦。精礦（55%-60%品位）進入脫水工序。中礦（15%-25%品位）返回螺旋溜槽或搖床再選。尾礦（<1%品位）排入尾礦。部分高要求的選廠會做兩段搖床（一粗一精）。
精礦脫水階段。搖床精礦含水率60%-80%，用高頻脫水篩或沉淀池脫水。脫水后精礦含水率降到15%-20%，可以堆存或進入后續(xù)干燥工序。脫水篩的篩下水含有少量細粒鋯英石，可以返回流程回收。
尾礦輸送階段。各段尾礦匯總后，用渣漿泵輸送到尾礦庫或尾礦干排系統(tǒng)。重選廠的尾礦主要是石英砂和細泥，不含藥劑，可以直接排放。
直接給一臺算出來的設(shè)備清單，按處理原礦20噸/小時、海濱砂礦型設(shè)計。
給料篩分段：振動給料機1臺（處理量25-35噸/小時，變頻調(diào)速），滾筒洗礦篩1臺（直徑1.2-1.5米，長度4-5米，篩孔5毫米，帶噴淋管路），渣漿泵1臺用于給料。
分級脫泥段：水力旋流器2組（直徑150-250毫米，每組1-2臺），或者脫泥斗2臺（直徑2-3米）。渣漿泵1臺給旋流器供料。
螺旋溜槽粗選段：螺旋溜槽12-16頭（直徑900-1200毫米，3-4圈，玻璃鋼材質(zhì)），給礦分配器2-3套。建議配置一粗一掃兩級：粗選8-10頭，掃選4-6頭。
搖床精選段：6-S搖床6-10臺（床面尺寸4500×1850毫米，處理量0.6-1.2噸/小時），給礦分配器2-3套。建議配置一粗一精兩級：粗選4-6臺，精選2-4臺。
精礦脫水段：高頻脫水篩1-2臺（篩面2-4平方米，聚氨酯篩網(wǎng)，篩孔0.1-0.2毫米），渣漿泵1-2臺給脫水篩供料。
尾礦輸送段：尾礦渣漿泵2-4臺（流量50-150立方米/小時，揚程15-30米），回水泵1-2臺。
輔助設(shè)備：給料斗和緩沖箱、管道和閥門（耐磨橡膠管或鋼管）、操作平臺和梯子、電控柜。
設(shè)備配置可以靈活調(diào)整。如果原礦品位高、粒度適中，可以減少設(shè)備臺數(shù)。如果原礦品位低、細粒多，需要增加設(shè)備臺數(shù)。建議以選礦試驗結(jié)果為基礎(chǔ)做設(shè)計。
直接給投資和成本數(shù)據(jù)。
設(shè)備投資方面，螺旋溜槽組（12-16頭）6-12萬元；搖床組（8-10臺）12-20萬元；給料篩分和脫水設(shè)備5-10萬元；泵和管道5-10萬元；電控和輔助系統(tǒng)3-8萬元。設(shè)備投資合計30-60萬元。
土建投資方面，鋼結(jié)構(gòu)廠房20-40萬元，設(shè)備基礎(chǔ)和地坑5-10萬元，尾礦池和循環(huán)水池5-15萬元。土建合計30-65萬元。
安裝及調(diào)試費用5-10萬元。不可預見費5-10萬元。總投資合計70-145萬元，通常控制在100-120萬元。
運行成本方面，每噸原礦處理成本5-10元，包括電費（重選廠電耗主要是渣漿泵和搖床，螺旋溜槽不耗電，每噸原礦2-4度，約1.5-3元）、水費（循環(huán)水補充量每噸原礦0.2-0.5噸，約0.5-1.5元）、備件和維修（螺旋溜槽槽面、搖床床面、篩網(wǎng)、泵葉輪等，約1-2元）、人工（每班3-4人，三班倒加管理共12-15人，攤到每噸原礦約2-4元）、尾礦管理（約1元）。
每噸精礦成本=每噸原礦成本÷（原礦品位×回收率）。以原礦品位2%、回收率80%為例，每噸原礦成本8元，每噸精礦對應的原礦處理量是62.5噸，精礦成本約500元/噸。加上后續(xù)脫水、包裝等費用，重力選礦段精礦成本約600-800元/噸。而精礦售價8000-12000元/噸，毛利空間很大。
不是所有鋯礦都適合重力選礦，要看鋯英石的嵌布特征和粒度。
最適合重力選礦的是海濱砂礦型。特點是鋯英石已單體解離，不需要破碎磨礦；粒級適中（0.08-0.5毫米），在螺旋溜槽和搖床的最佳工作范圍內(nèi)；含泥低（<5%），不需要復雜脫泥。重力選礦回收率75%-85%，可直接產(chǎn)出55%-60%品位的精礦。海南、廣東、福建的砂礦都屬于這一類。
可以用但要調(diào)整流程的是風化殼型。特點是鋯英石表面有黏土包裹層，需要擦洗才能暴露；粒級偏細（0.05-0.2毫米），普通螺旋溜槽效果差；含泥高（10%-30%），需要強力脫泥。調(diào)整措施包括前段加擦洗機、換細粒螺旋溜槽、用離心選礦機代替搖床。重力選礦回收率65%-75%，精礦品位55%-58%。廣西、云南的風化殼礦屬于這一類。
不太適合重力選礦的是細粒浸染型和巖礦型。細粒浸染型鋯英石粒度小于0.05毫米，均勻分布在石英基質(zhì)中，重選回收率低（通常<50%），需要先細磨再重選，或者改用浮選。巖礦型是大塊巖石，需要破碎磨礦后才能重選，投資和能耗高。江西、湖南的一些巖礦屬于這一類。
判斷是否適合重力選礦，最可靠的方法是做重選試驗。取幾十公斤代表性礦樣，送實驗室做螺旋溜槽和搖床試驗，看回收率和精礦品位能否達到預期。如果達不到，說明需要增加磨礦、擦洗或者改用其他工藝。
重力選礦廠的尾礦主要由三部分組成：螺旋溜槽尾礦（粗砂，主要成分是石英，粒度0.1-0.8毫米，品位<0.3%）、搖床尾礦（細砂，比螺旋溜槽尾礦略細，含少量細粒鋯英石，品位<0.5%）、脫泥尾礦（細泥，粒度<0.05毫米，主要是黏土和細粉，品位很低）。
尾礦的處理方式有幾種。濕排最常用，尾礦漿用渣漿泵輸送到尾礦庫沉淀，澄清水返回生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)使用。需要注意尾礦庫要有足夠的容積和防滲措施。干排適用于環(huán)保要求高或場地受限的情況，尾礦漿先進入濃密機濃縮，再用壓濾機壓成濾餅，干堆存放。部分選廠的螺旋溜槽尾礦是粗粒石英砂，可以作為建筑用砂出售，增加收入。搖床尾礦品位相對較高，可以返回流程或單獨用離心選礦機掃選，減少損失。
尾礦綜合利用是方向。石英砂尾礦分選后可以賣做玻璃原料、鑄造用砂、建筑砂漿。細泥尾礦可以用于礦山復墾或制磚。云南省某選廠把螺旋溜槽尾礦經(jīng)過簡單篩分和水洗后，賣給當?shù)夭ＡS做石英砂原料，每噸售價30元，一年增加收入幾十萬，同時減少了尾礦庫的壓力。
不管用哪種方式，尾礦排放都要符合當?shù)丨h(huán)保要求。建設(shè)尾礦庫需要做環(huán)評，干排也要做固廢鑒定。尾礦中的細泥水需要沉淀澄清后才能回用或排放，不能直接外排。
第一個追問：螺旋溜槽和搖床的耗電量大嗎？
螺旋溜槽不耗電，完全靠重力和離心力工作。搖床每臺電機1.1-2.2千瓦，8臺搖床總功率約15千瓦，折合每噸原礦電費不到1元。重選廠主要的耗電設(shè)備是渣漿泵和脫水篩，全廠綜合電耗每噸原礦2-4度，比重選之后的磁選和電選低很多。
第二個追問：重力選礦廠的回收率能做到多少？
海濱砂礦型，原礦品位1%-3%，螺旋溜槽加搖床，總回收率75%-85%。風化殼型，前段加擦洗、脫泥，回收率65%-75%。影響回收率的主要因素是鋯英石的解離度和粒度。解離好、粒度適中，回收率就高。細粒多、連生體多，回收率就低。做選礦試驗可以準確預測。
第三個追問：可以把螺旋溜槽和搖床放在室外嗎？
可以，但有條件。螺旋溜槽對天氣不敏感，可以露天布置。搖床最好有頂棚，因為搖床的床面需要保持干凈，雨水會沖刷分選帶、陽光暴曬會使床面變形。南方多雨地區(qū)建議搭簡易棚。北方寒冷地區(qū)，螺旋溜槽和搖床都可以露天，但管道和水槽需要保溫防凍。電機和電控箱必須有防護，不能進水。
鋯礦重力選礦廠以螺旋溜槽和搖床為核心設(shè)備，靠比重差分離鋯英石和石英——螺旋溜槽在前做粗選，用最低成本拋掉70%-80%的尾礦，把品位從1%-3%富集到8%-15%；搖床在后做精選，把品位提到55%-60%。一臺處理量20噸/小時的重力選廠，設(shè)備投資50-100萬，占地300-500平米，每噸原礦處理成本5-10元，是鋯礦選廠成本最低、最環(huán)保的一段。重力選礦不耗藥、不污染，能用重力選礦解決的問題，不用磁選和電選。如果你還在糾結(jié)用什么工藝，先試試重力選礦——它可能是你最好的起點。
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