先搞懂這幾點(diǎn)

金紅石是重要的鈦原料，天然金紅石精礦TiO?品位能做到百分之九十以上。但金紅石在自然界里很少單獨(dú)出現(xiàn)，它的老鄰居是鈦鐵礦、鋯英石、獨(dú)居石和石英。要把金紅石從這堆“親戚”里干凈利落地請(qǐng)出來，單靠一種選礦方法根本不夠。重選、磁選、電選、浮選這四種手段各管一段，各有各的用處。這篇文章把這四種方法在金紅石重砂分離中的應(yīng)用一一拆開，講清楚什么時(shí)候用、怎么用、能到什么效果。

金紅石的“脾氣”你得先摸透

金紅石的密度在四點(diǎn)二左右，比石英重得多，但跟鈦鐵礦四點(diǎn)五、鋯英石四點(diǎn)七一比，又輕了一點(diǎn)。磁性方面，金紅石是非磁性到弱磁性，跟鈦鐵礦的強(qiáng)磁性好區(qū)分，但跟鋯英石和獨(dú)居石卻混在一起。導(dǎo)電性倒是金紅石的一大優(yōu)勢(shì)，它導(dǎo)電性不錯(cuò)，而鋯英石基本不導(dǎo)電，電選時(shí)能拉開差距。

這些性質(zhì)組合起來決定了金紅石的分離路線：重選負(fù)責(zé)甩掉石英，磁選負(fù)責(zé)拆出鈦鐵礦，電選負(fù)責(zé)分開鋯英石，如果碰上難選的細(xì)粒礦，還得靠浮選收尾。把這幾種方法串起來，才能拿到高品位金紅石精礦。

重選：先大量拋尾，輕裝上陣

重選是金紅石分離的第一道工序。這步的目標(biāo)很簡單，用最低的成本把密度低于三的脈石礦物（石英、長石）大量甩掉，讓金紅石和它的重礦物鄰居們富集到一個(gè)較小的體積里。

處理粗粒級(jí)金紅石砂礦，首選設(shè)備是螺旋溜槽。一臺(tái)直徑一米二的螺旋溜槽，處理量每小時(shí)四到六噸，一組十二臺(tái)并聯(lián)就是一條生產(chǎn)線。給礦濃度控制在百分之二十五到三十五，金紅石密度大，沉在螺旋槽的內(nèi)側(cè)，石英砂漂在外側(cè)，底部用截礦板把重礦物切出來。

螺旋粗選的金紅石回收率一般在百分之九十到九十三，精礦產(chǎn)率百分之六到十，金紅石TiO?品位從原礦的百分之一到二富集到百分之六到十。這段拋掉的尾礦占了總量的九成，全是石英砂，可以回填或外銷。

如果原礦含泥量高，螺旋溜槽前面必須加脫泥設(shè)備。水力旋流器或脫泥斗把小于零點(diǎn)零七四毫米的細(xì)泥脫掉一部分，不然泥巴糊在螺旋槽面上，金紅石也會(huì)跟著跑偏。

對(duì)于細(xì)粒級(jí)金紅石，比如粒徑在零點(diǎn)零七四到零點(diǎn)三毫米之間的這部分，螺旋溜槽的回收率會(huì)明顯下降。這時(shí)候用搖床效果更好。搖床處理量小，但分選精度高，能把金紅石跟鋯英石、鈦鐵礦在床面上拉開距離。一臺(tái)搖床每小時(shí)處理一到兩噸，適合處理螺旋產(chǎn)出的粗精礦。

重選段是金紅石分離里成本最低的一段，它的任務(wù)不是拿到最終精礦，而是把原料體積縮小到十分之一，為后續(xù)昂貴的高壓電選和強(qiáng)磁選創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)性。

磁選：把鈦鐵礦從金紅石旁邊“拽走”

混合重礦物進(jìn)磁選車間，第一個(gè)要解決的問題是鈦鐵礦。鈦鐵礦是強(qiáng)磁性礦物，磁場(chǎng)強(qiáng)度一千五百高斯就能把它吸出來。而金紅石是非磁性的，在弱磁場(chǎng)里不受力。這步用弱磁滾筒，選出的鈦精礦TiO?品位百分之四十八以上，是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品。

鈦鐵礦拿走以后，剩下的主要是金紅石、鋯英石和獨(dú)居石。獨(dú)居石是弱磁性礦物，可以用強(qiáng)磁選把它跟金紅石和鋯英石分開。強(qiáng)磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度一萬到一萬五千高斯，獨(dú)居石被吸住，金紅石和鋯英石穿過磁場(chǎng)進(jìn)入非磁性產(chǎn)品。

如果原礦里還有石榴石、角閃石這類中等磁性的礦物，它們?cè)趶?qiáng)磁場(chǎng)下也可能被吸出來。這不是壞事，提前去掉這些干擾物，對(duì)后面的電選是有利的。

磁選段的設(shè)計(jì)原則是：能用弱磁就不用強(qiáng)磁，能用干式就不用濕式。干式磁選比濕式的分選精度高，但對(duì)給礦含水率要求嚴(yán)苛，含水率超過百分之一磁輥就打滑了。所以磁選一般安排在烘干之后。

電選：金紅石和鋯英石的“終極對(duì)決”

電選是金紅石分離里最關(guān)鍵的一步。為什么？因?yàn)榻鸺t石和鋯英石密度接近、磁性接近，在重選和磁選段基本分不開。唯一的突破口是導(dǎo)電性，金紅石導(dǎo)電性良好，鋯英石是非導(dǎo)體，兩者在高壓電場(chǎng)里的行為完全不一樣。

電選設(shè)備用輥式高壓電選機(jī)，工作電壓五萬到七萬伏。給礦必須預(yù)熱到攝氏八十到一百二十度，含水率嚴(yán)格控制在百分之零點(diǎn)五以下。達(dá)不到這個(gè)干燥度，電選效果會(huì)直接崩掉。

電選的原理是：導(dǎo)電性好的金紅石顆粒在接觸到帶電輥?zhàn)右院?，電荷快速釋放，不被吸附，被離心力甩出去落到精礦槽。導(dǎo)電性差的鋯英石顆粒電荷釋放緩慢，被靜電力吸附在輥?zhàn)颖砻妫盟⒆铀⑾聛砺涞轿驳V槽。

一次電選通常不能做到徹底分離，因?yàn)榻鸺t石和鋯英石的導(dǎo)電性差異沒那么懸殊。工業(yè)上采用多級(jí)串聯(lián)配置，粗選、掃選、精選三級(jí)。粗選產(chǎn)出金紅石粗精礦和鋯英石尾礦，粗精礦進(jìn)精選提高品位，尾礦進(jìn)掃選再收一遍。

三級(jí)電選之后，金紅石精礦TiO?品位能做到百分之九十到九十三，鋯英石尾礦ZrO?品位也能達(dá)到百分之六十五以上。兩者的分離效率大概在百分之八十五到九十。電選段是全流程里金紅石損失最大的環(huán)節(jié)，兩級(jí)電選之間大約會(huì)損失三到五個(gè)百分點(diǎn)的回收率。

海南省某海濱砂礦，原礦含金紅石百分之一點(diǎn)二、鋯英石百分之二點(diǎn)五、鈦鐵礦百分之三。經(jīng)過螺旋粗選、弱磁選鈦鐵礦、強(qiáng)磁選獨(dú)居石、三級(jí)電選分離金紅石和鋯英石，最終金紅石精礦TiO?品位百分之九十二點(diǎn)三，回收率百分之八十二，鋯英石精礦ZrO?品位百分之六十六點(diǎn)五。全流程噸處理成本大約四十五元。

浮選：細(xì)粒和難選金紅石的“最后一張牌”

如果金紅石的嵌布粒度細(xì)，或者表面被鐵質(zhì)氧化膜污染，重選和電選的效果都會(huì)打折扣。這時(shí)候浮選就派上用場(chǎng)了。

金紅石浮選的關(guān)鍵是捕收劑的選擇。常用的捕收劑是苯乙烯膦酸和羥肟酸的組合，pH值控制在六到八之間。用碳酸鈉做調(diào)整劑，水玻璃抑制硅酸鹽脈石，活化劑用硝酸鉛或硫酸銅。

浮選流程一般是一粗兩精兩掃。原礦磨礦到百分之九十通過零點(diǎn)零七四毫米以后進(jìn)浮選機(jī)。粗選產(chǎn)出金紅石粗精礦和尾礦，粗精礦做兩次精選提高品位，粗選尾礦做兩次掃選回收殘余金紅石。

浮選能把金紅石品位做到TiO?百分之四十五到五十五，回收率百分之七十五到八十五。浮選精礦品位不如電選高，但它的優(yōu)勢(shì)是能處理細(xì)粒和表面污染的金紅石，這些是電選無能為力的。

實(shí)際生產(chǎn)中，浮選通常不是獨(dú)立存在的，而是作為電選的前置或后置工序。如果原礦中細(xì)粒金紅石占比高，在重選之后先浮選富集，浮選精礦再烘干電選做最終提純。如果電選尾礦里還有金紅石沒回收，可以用浮選把它撈回來。

四種方法怎么搭？

四種方法在金紅石分離中各司其職。重選做粗選，負(fù)責(zé)大量拋尾，處理量最大成本最低，把混合重礦物富集出來。磁選做中選，負(fù)責(zé)把強(qiáng)磁性的鈦鐵礦和弱磁性的獨(dú)居石依次拆走，為電選掃清障礙。電選做主分離，負(fù)責(zé)金紅石和鋯英石的終極對(duì)決，是拿到高品位精礦的核心環(huán)節(jié)。浮選做補(bǔ)充，負(fù)責(zé)回收細(xì)粒和難選的金紅石，解決電選處理不了的尾巴。

按常規(guī)海濱砂礦金紅石的浮選富集流程，一個(gè)完整搭配是：原礦脫泥、螺旋粗選、搖床精選、弱磁選鈦鐵礦、強(qiáng)磁選獨(dú)居石、烘干、三級(jí)電選、電選尾礦浮選回收。每一步都在做減法，逐步把不想要的東西淘汰掉，讓金紅石的品位一點(diǎn)點(diǎn)往上走。

投資和運(yùn)行成本

一條日處理原礦二百噸的金紅石重砂分離生產(chǎn)線，設(shè)備投資大概在一千到一千五百萬。重選段螺旋溜槽加搖床和脫水設(shè)備約二百五十萬。磁選段弱磁滾筒加強(qiáng)磁機(jī)約三百萬。烘干設(shè)備約一百五十萬。電選段三級(jí)高壓電選機(jī)約四百萬。浮選段如果配置約二百萬。

噸原礦運(yùn)行成本，如果不用浮選，約三十五到四十元。加了浮選以后噸成本漲到五十到六十元，但能多收三到五個(gè)點(diǎn)的金紅石，額外回收的價(jià)值通常遠(yuǎn)高于增加的成本。

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