锆石砂矿加工工艺方案：从原矿到精矿产品的全流程设计

先说三个重点

锆石砂矿加工工艺的核心是“重选抛尾富集—磁选分组—电选提纯”三段联合流程，粗选段负责把重矿物和石英脉石分开，精选段负责把锆英石与钛铁矿、金红石、独居石等伴生矿物逐一拆解。

百分之九十八的锆英石产自海滨砂矿，常与钛铁矿、金红石、独居石共生。加工厂通常分为湿式处理和干式处理两部分，湿式段完成粗选富集，干式段完成精选分离。

广东甲子锆矿采用水采水运、螺旋溜槽选别的粗选工艺，原矿氧化锆品位约百分之零点三五，粗精矿品位可富集到百分之九左右。精选段通过重选、磁选、电选、浮选联合流程，综合回收钛铁矿、金红石、独居石、锡石等多种副产品。

加工工艺的总体架构

锆石砂矿的加工工艺分为粗选和精选两大阶段，这是行业通行的设计逻辑。

粗选段的任务是“大规模抛尾”。原矿经洗矿脱泥后，采用螺旋溜槽、摇床或圆锥选矿机等重选设备，把比重大的重矿物与石英、长石等脉石分开。粗选段处理量最大，甩掉百分之九十五以上的尾矿，产出混合重砂精矿进入精选段。

精选段的任务是“精细分离”。混合重砂中含有锆英石、钛铁矿、金红石、独居石等多种矿物，它们的磁性和导电性各有差异。磁选按磁性分组，电选按导电性分离，必要时辅以浮选。精选段采用干式作业，设备投资和能耗高于粗选段。

粗选段的工艺设计

粗选段的工艺设计以处理量大、成本低为首要原则。几种主流设备的选用取决于矿性。

螺旋溜槽是应用最广的粗选设备，处理量大、无动力消耗、操作简单。广东甲子锆矿在1978年用塑料螺旋溜槽替代了轮胎螺旋选矿机，粗选精矿氧化锆品位百分之八到十，回收率百分之四十七到五十七。螺旋溜槽对给矿浓度敏感，最佳给矿浓度百分之二十二到二十八。

圆锥选矿机处理量更大，适合大规模作业。澳大利亚西澳砂矿公司凯佩尔选矿厂的湿选厂设在浮船上，原矿经筛分、水力旋流器脱水脱泥后给入圆锥选矿机进行粗选。海南万宁乌场选矿厂也采用圆锥选矿机为主体设备。

摇床精度高但处理量小，通常用于螺旋溜槽粗精矿的进一步精选。朝鲜某海滨砂矿采用螺旋溜槽粗选，粗精矿经摇床精选后获得氧化锆品位百分之五十四点一零的摇床精矿。

粗选段的配套工序包括洗矿脱泥和浓缩脱水。洗矿脱泥用圆筒洗矿机加水打散黏土，水力旋流器脱除细泥。浓缩脱水用耙式浓缩机提升矿浆浓度。甲子锆矿采用水采水运工艺，原矿浓度可达百分之十六到二十，直接泵送入选厂。

精选段的工艺设计

粗精矿进入精选段之前，先要浓缩、脱水、烘干、冷却，物料含水率降至百分之零点五以下，才能进入干式磁选和电选设备。

精选段普遍按“先磁后电”的顺序推进。

磁选负责按磁性分组。弱磁选场强零点一到零点三特斯拉，分离强磁性的磁铁矿。强磁选场强一点二到一点五特斯拉，回收钛铁矿和独居石等弱磁性矿物。经过磁选后，非磁性产品主要是锆英石和金红石的混合物，进入静电段。

静电分选负责锆英石与金红石的最终分离。金红石导电，在高压电场中感应带电后从辊筒表面脱落。锆英石不导电，吸附在辊筒表面被刷子刷入非导体产品端。电选前物料必须干燥至含水率低于百分之零点五，车间环境湿度低于百分之六十。

湿式精选是近年发展的新工艺，先用湿式磁选对原料分组，再用重选、磁选进一步富集，最后用磁选和浮选产出合格精矿，解决了传统干湿多次交替的问题，减少了金属流失。

典型项目与工艺指标

广东甲子锆矿是国内运行时间较长的案例。采选厂采用水采水运、螺旋溜槽选别流程，原矿氧化锆品位约百分之零点三五，粗精矿品位百分之八到十，回收率约百分之五十七。精选厂采用重选、磁选、电选、浮选联合流程，综合回收锆英石、钛铁矿、金红石、独居石、锡石。

朝鲜某海滨砂矿采用螺旋溜槽重选、湿式磁选、摇床精选、干式磁电精选的流程，最终锆英石精矿品位氧化锆百分之六十四点四七，对原矿回收率百分之八十四点二零。

低品位锆英石矿的除杂提质试验表明，采用“重选—磁选—电选”联合工艺，可获得氧化锆品位百分之六十五点五八、回收率百分之五十九点五的锆精矿。

设备配置参考

以年处理原矿五万吨的加工项目为例，设备配置大致如下。

粗选段：螺旋溜槽粗选和扫选，配合摇床精选。洗矿用圆筒洗矿机，脱泥用水力旋流器组。浓缩用耙式浓缩机，过滤用盘式真空过滤机或陶瓷过滤机。

精选段：干燥用回转滚筒干燥机。弱磁选用永磁筒式磁选机，强磁选用高梯度立环磁选机。静电分选用辊式电选机，按粗选、精选、扫选三段配置。