先说三个重点
海滨砂矿重矿物回收的核心逻辑是先湿后干:湿法重选负责粗选富集和大量抛尾,干法磁选和电选负责最终的精准分离
典型流程分两段:湿法段用螺旋溜槽加摇床把重矿物从轻矿物中拉出来,干法段用烘干、磁选、电选把锆英石、金红石、钛铁矿一一分开
流程的设计原则是能收尽收、逐级剥离,先用重选保回收率,再用磁电选保品位
海滨砂矿的特点是原矿品位低、矿物种类多、但结构松散、容易处理。典型的锆钛海滨砂矿中,TiO₂含量可达7.55%、ZrO₂含量0.74%,同时伴生金红石、独居石等有用矿物。如何把这些有价值的东西一个一个分出来,行业里摸索出了一套非常成熟的两段式流程。
海滨砂重矿物回收的典型流程分为两大段:
湿法段(重选预富集):原矿经洗矿筛分后进入螺旋溜槽和摇床,把锆英石、钛铁矿、金红石等重矿物从大量石英砂中富集出来,产出混合重矿物粗精矿,同时抛弃大部分尾矿。
干法段(磁电选分离):粗精矿烘干后,先过磁选把钛铁矿等磁性矿物分离出来,再过电选把金红石和锆英石分开,最终分别获得合格的精矿产品。

湿法段的任务是把家底收拢,目标是尽量多地回收重矿物,品位暂时可以放一放。
洗矿与筛分
海滨砂矿原矿中通常含有黏土、砾石、树根等杂物。第一步是进入滚筒洗矿机或圆筒筛,清洗去除黏土和有机物,筛除+2mm的大块砾石。筛下物进入重选系统。
海南文昌某石英砂尾矿的案例很能说明问题。原矿含ZrO₂仅0.23%、TiO₂ 0.47%,属于低品位物料。通过筛分发现锆钛矿物主要分布在-0.15+0.063mm粒级,仅靠筛分就把目标矿物所在的粒级单独切了出来。
螺旋溜槽粗选和扫选
筛分后的物料进入螺旋溜槽。这是重选的主力设备,利用矿物密度差异,在水流和离心力共同作用下,比重大的重矿物沉向内缘,比重小的石英等轻矿物被推到外缘。
海南文昌尾矿采用螺旋溜槽一粗一扫配置,获得了产率1.71%、ZrO₂品位12.92%、回收率94.93%的预选粗精矿。国外某海滨砂矿的螺旋溜槽重选段,重矿物综合回收率也做到了90%以上。
摇床精选
螺旋溜槽产出的粗精矿再上摇床做精选。摇床的精度比螺旋溜槽高,能进一步去除混入的轻矿物,把粗精矿品位往上拉。摇床的床面上会形成清晰的分带,操作工可以目视控制截取位置。
经过摇床精选后,预选粗精矿的品位可以提升到适合进入干法段的水平。

湿法段产出的粗精矿含水率高,不能直接进磁选和电选,必须烘干。
烘干温度控制是个关键细节。物料含水率要降到0.5%以下,否则矿物表面的水膜会抹平导电性差异,电选就没法干活了。烘干温度一般控制在95到110℃,出料温度太低会影响后续电选效果,太高可能造成矿物表面氧化。
干法段的任务是把家底分清楚,把混合重矿物中的钛铁矿、锆英石、金红石一一分开。
磁选:先拔钛铁矿
烘干后的粗精矿先过磁选机。钛铁矿有中等磁性,锆英石和金红石没有磁性。利用这个差异,磁选机直接把钛铁矿拽出来。国外某海滨砂矿采用钛铁矿与非磁性锆钛矿物磁选分离的配置,获得了钛品位大于52%的钛铁矿精矿。
磁选通常分梯次进行:弱磁选(场强4000高斯左右)先拔强磁性矿物,强磁选(场强10000-12000高斯)再处理弱磁性杂质。对于含独居石的矿石,强磁选段还可以顺便回收独居石精矿。
经过磁选后,磁性部分就是钛精矿,非磁性部分主要是锆英石和金红石的混合物。
电选:最后分锆英石和金红石
磁选后的非磁性物料进入高压电选机。这是整个流程的最后一道分离工序。
金红石是导体,在高压电场中会迅速放电后被甩出,落入导体产品槽。锆英石是非导体,电荷留在颗粒表面,吸附在辊筒上被刷下来。
国外某海滨砂矿采用金红石与锆英石干式磁电选分离流程,分别获得了钛品位大于75%的金红石精矿和锆品位大于63%的锆英石精矿,钛锆回收率分别达到81%和74%。OreSolution公司的重砂矿生产线数据显示,锆石精矿ZrO₂品位可达65%以上,回收率80-90%;金红石精矿TiO₂品位可达90%以上,回收率75-85%。
综合多个成功案例,海滨砂重矿物回收的典型流程如下:
湿法段:
原矿(含ZrO₂ 0.5-1.5%、TiO₂ 3-8%)→ 洗矿(滚筒洗矿机,去除黏土和砾石)→ 筛分(振动筛或滚筒筛,筛分点0.5mm或0.3mm)→ 螺旋溜槽粗选(一粗,重矿物沉内缘,轻矿物外缘)→ 螺旋溜槽扫选(一扫,回收粗选尾矿中的残余重矿物)→ 摇床精选(进一步富集)→ 脱水 → 湿法混合粗精矿(ZrO₂品位12-40%)
干法段:
湿法粗精矿 → 烘干(含水率降至0.5%以下,出料温度95-110℃)→ 弱磁选(场强4000-6000Gs,产钛精矿)→ 强磁选(场强10000-12000Gs,产独居石精矿)→ 高压电选粗选 → 电选精选 → 电选扫选 → 锆英石精矿(ZrO₂≥65%)和金红石精矿(TiO₂≥85%)
根据不同的矿石性质,流程细节会有所调整:
方案一:标准海滨砂矿流程
适用于含泥量低、矿物组成相对简单的海滨砂矿。采用螺旋溜槽粗选加摇床精选加磁选加电选的全物理路线。典型代表:国外某锆钛砂矿(TiO₂ 7.55%、ZrO₂ 0.74%),钛锆回收率分别达到81%和74%。
方案二:低品位尾矿再处理流程
适用于从石英砂尾矿中回收锆钛。重选段要做得更精细,因为原矿品位太低(如ZrO₂仅0.23%)。先靠螺旋溜槽一粗一扫把重矿物富集起来,再进摇床精选。粗精矿品位做到12%左右之后,再接强磁选和浮选。
方案三:细粒级复杂矿流程
适用于矿物粒度细、种类多的海滨砂矿。需要在磁选段做更多分段处理。某细粒级海滨砂矿采用湿式平环强磁选预选、电选-磁选-重选精选稀土矿物、干法磁选-电选锆英石、电选-磁选金红石的配置,实现了锆、钛、稀土的综合回收。

先湿后干的顺序不能乱。湿法重选成本低、处理量大,适合处理大量原矿。如果直接进干法,磁选和电选的处理能力根本跟不上,成本也高得离谱。
重选段要保回收率。粗选和扫选阶段,截取范围可以适当放宽,宁可多带点轻矿物进去,也不能把重矿物放跑。品位的事留给后面的磁选电选去解决。
磁选段要拔干净。如果磁选段没把钛铁矿和独居石拔干净,残留的磁性矿物进入电选后,会干扰金红石和锆英石的分离,最终产品的品位会受影响。
电选段要配多段。粗选出来的锆英石产品通常还要经过1-2段精选,才能把ZrO₂品位拉到65%以上。
海滨砂重矿物回收的典型流程,核心就两句话:先湿后干、先粗后精。湿法重选负责把重矿物从轻矿物中拉出来,保回收率;干法磁选和电选负责把重矿物之间的混合体分开,保品位。两条腿缺一不可,顺序也不能乱。这套流程在海滨砂矿行业里已经跑了半个多世纪,成熟可靠。