先搞懂这几点
锆英石是含锆矿物里最常见的一种，化学式ZrSiO₄。它主要产在海滨砂矿里，密度四点六到四点七，算得上重矿物。但问题来了，它在重砂里从来不是单独出现的，老邻居一堆，磁铁矿、钛铁矿、金红石、独居石，还有大量的石英砂。要在这一堆东西里把锆英石干净利落地挑出来，单靠一种选矿方法根本搞不定。
这篇文章把从重矿物砂中分选锆英石的完整流程从头捋一遍，每一段该用什么设备、注意什么、能到什么指标，都拆开讲清楚。
锆英石选矿的基本逻辑
锆英石选矿有一个基本原则：先湿后干，由粗到精。湿法重选负责大量抛尾，把石英等轻矿物甩掉；干法磁选和电选负责精细分离，把锆英石和它的重矿物邻居们一个一个拆开。
为什么一定要走这个路子？因为重选是成本最低的大规模抛尾手段，一组螺旋溜槽处理量每小时几十上百吨。如果不先用重选把九成以上的尾矿甩掉，后面的磁选和电选根本接不住这么大的量。
而磁选和电选虽然分选精度高，但对给矿的条件要求苛刻，必须干燥、粒度均匀、温度控制在一定范围。所以流程自然分成了两大段：湿式粗选段和干式精选段。
湿式粗选段：先把九成尾矿扔掉
湿式粗选段的目标很简单：把密度小于三的石英和长石大量甩掉，让锆英石和它的重矿物邻居们富集到一起。
这条路的起点是筛分和脱泥。原矿从采场来，里头什么都有，草根、贝壳、大卵石。先用振动筛或者圆筒筛把大于两毫米的杂物隔出去。如果原矿含泥量高，还得加水力旋流器脱泥。泥巴不脱掉，后面重选设备的分选面会被糊住。
筛分脱泥以后的矿浆进重选设备。处理粗粒级或者中等粒级的重砂矿，螺旋溜槽是首选。一台直径一米二的螺旋溜槽，处理量每小时四到六吨，一组十几台并联，就是一条生产线。给矿浓度控制在百分之二十五到三十五，锆英石沉在内侧，石英漂在外侧，截矿板把重矿物切出来。
螺旋粗选的回收率能做到百分之九十以上，精矿产率大概百分之六到十二，锆英石ZrO₂品位从原矿的百分之零点几富集到百分之五到十。这步抛掉的尾矿占了原矿总量的九成左右。
如果对重矿物粗精矿的品位要求更高，可以再加一段摇床精选。摇床的处理量比螺旋溜槽小，但分选精度高得多。一台摇床每小时处理一到两吨，床面上的矿带可以分成好几条，最重的是钛铁矿，其次是锆英石，再其次是独居石和金红石，轻的那头是没跑干净的石英。
摇床能把螺旋粗精矿的ZrO₂品位从百分之五到十提到百分之三十到五十。回收率大概百分之八十五到九十。海南某选矿厂处理含锆英石约百分之四的海滨砂矿，就是先用重选从原矿里拿到重矿物粗精矿，再进后面的干选段做进一步分离。
湿式粗选段出来的产品，叫重矿物粗精矿。这时候锆英石、钛铁矿、金红石、独居石还混在一起，但总量已经缩小到原来的十分之一左右，可以进入干式精选段了。进入干选之前，粗精矿要经过浓缩、脱水、烘干，含水率必须降到百分之零点五以下。这条线守不住，后面的磁选和电选效果会大打折扣。
干式精选段：把锆英石跟邻居们拆开
干式精选段的任务，是把重矿物粗精矿里的几种矿物一一分开，拿到各自合格的精矿产品。这段通常分三步走：弱磁选、强磁选、电选。
弱磁选先把磁铁矿拎出来。重矿物粗精矿里有磁铁矿这种强磁性矿物。用弱磁滚筒，磁场强度一千到一千五百高斯，磁铁矿就被吸出来了。这个产品可以作为铁精矿单独销售。锆英石是非磁性的，跟着其他非磁性矿物穿过磁场继续往下走。
强磁选把钛铁矿和石榴石拆走。钛铁矿是中等磁性矿物，石榴石也是。用强磁选机，磁场强度一万到一万五千高斯，钛铁矿和石榴石被吸住，锆英石、金红石、独居石这些非磁性或弱磁性的矿物穿过磁场进入非磁性产品。
这一步对磁选设备的性能要求不低。莫桑比克某海滨砂矿的锆英石选矿试验，磁选段用的就是高梯度强磁选机，配合后续电选，一级锆英石精矿ZrO₂品位做到了百分之六十五点五六。
电选是锆英石和金红石的最终对决。强磁选的非磁性产品里，剩下的是锆英石、金红石和独居石。锆英石是非导体，金红石是导体，独居石导电性介于两者之间。这道差异就是电选的突破口。
电选设备用辊式高压电选机，工作电压二十到四十千伏。给矿必须预热到摄氏八十到一百二十度，含水率控制在百分之零点五以下。达不到这个干燥度，电选效果直接崩掉。
电选的原理不复杂：导电性好的金红石接触到带电辊子以后，电荷快速释放，被离心力甩出去落到精矿槽。导电性差的锆英石电荷释放慢，被静电力吸附在辊子表面，用刷子刷下来。独居石落在两者之间。
一次电选通常做不到彻底分离，工业上采用多级配置。粗选、扫选、精选三级，粗选产出锆英石粗精矿和尾矿，尾矿进扫选回收，粗精矿进精选提高品位。三级跑下来，锆英石精矿ZrO₂品位能干到百分之六十五以上，回收率百分之七十五到八十五。
中国海南乌场选矿厂就是走这条路，先用磁选、电选联合流程从钛铁矿的尾矿里回收锆英石。澳大利亚凯佩尔选矿厂更典型，干式精选段先用磁选选出钛铁矿，选钛后的物料再经电选、磁选和重选，最终把独居石、锆英石、白钛矿一个一个分出来。
浮选是最后的备选方案
绝大多数锆英石砂矿，走重选、磁选、电选三段联合就够了。但如果矿样里细粒锆英石多，或者锆英石表面被铁质氧化膜污染，电选效果不好，就得靠浮选来兜底。
锆英石浮选用的捕收剂是脂肪酸，油酸或油酸钠，调整剂用碳酸钠，抑制剂用硅酸钠，活化剂用硫化钠或者重金属盐类。有些工艺在酸性条件下用胺类捕收剂，效果也不错。
浮选能把细粒锆英石的品位和回收率往上提，但它对药剂制度和操作水平要求高，成本也比重选和磁选贵。所以浮选通常不是流程的主力，而是电选尾矿的补救措施。
不同矿石的流程差异
锆英石选矿没有一套流程包打天下。原矿性质不同，流程侧重也不同。
澳大利亚凯佩尔选矿厂处理的海滨砂矿，原矿重矿物含量百分之十二到十五，其中钛铁矿占百分之七十五，锆英石只占百分之十。湿式粗选后，精矿进干式精选段先磁选钛铁矿，选钛后的物料再电选和磁选，最后才把锆英石分出来。
莫桑比克某海滨砂矿的流程更精炼，粗选拿到混合重矿物以后，直接走磁选、电选联合精选流程，一级锆英石精矿ZrO₂品位百分之六十五点五六，回收率百分之四十一点八六，三级锆英石精矿回收率百分之三十四点二二，综合回收率达到百分之七十六点零八。
国内广东、海南等地的砂矿，有的还加了跳汰机回收粗粒重矿物，再配合螺旋溜槽和摇床做细粒回收。
全流程能到什么指标
把湿式重选和干式磁电选串起来走完整流程，通常能拿到这样的结果：原矿ZrO₂品位百分之零点二到一点五，最终锆英石精矿ZrO₂品位能做到百分之六十五以上，达到一级品标准。全流程综合回收率百分之七十五到八十五。
这里面有一个细节值得注意，流程里各段的顺序不能乱调。有研究表明，如果干选段把电选和磁选的顺序颠倒一下，或者省略某一环节，回收率会明显下降。先电选后磁选的综合回收率能做到百分之六十二，先磁选后电选可能只有百分之五十六到五十九。
不确定你的矿样适合哪种流程配置？把原矿的重砂分析结果、粒度组成和重矿物种类数据发过来，可以帮你判断湿式粗选和干式精选该怎么搭配。
