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先說三個(gè)重點(diǎn)
高品位鋯英石精礦（ZrO?≥65%）和鈦礦物精礦（鈦鐵礦TiO?≥46%、金紅石TiO?≥90%）的生產(chǎn)，是整個(gè)重砂選礦流程中技術(shù)含量最高的環(huán)節(jié)。核心工藝路線為“重選預(yù)富集—磁選分組—電選提純—浮選補(bǔ)充”的聯(lián)合流程，在粗選段獲得混合重砂后，通過多段磁選和電選的精確配合，將鋯英石與鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石等礦物逐一分離。一段搖床精選可將鋯英石品位從混合重砂的60%提升至ZrO? 65%以上，配合強(qiáng)磁選除雜和電選提純，最終精礦ZrO?可達(dá)66%到67%。鈦鐵礦精礦經(jīng)過弱磁選和中磁選分離，TiO?品位可達(dá)46%到48%。金紅石精礦經(jīng)過強(qiáng)磁選和電選提純，TiO?含量可達(dá)92%到95%。
高品位鋯英石精礦和鈦礦物精礦不是指某一個(gè)品位區(qū)間，而是針對(duì)不同終端用途有明確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
鋯英石精礦用于陶瓷釉料、耐火材料和精密鑄造領(lǐng)域，ZrO?含量是最核心的指標(biāo)。一級(jí)品要求ZrO?≥65%，F(xiàn)e?O?≤0.15%，TiO?≤0.3%。二級(jí)品ZrO?≥63%，雜質(zhì)限量適當(dāng)放寬。高品位產(chǎn)品要求ZrO?達(dá)到65.5%到67%，同時(shí)嚴(yán)格控制放射性元素（U+Th）含量，通常要求低于500ppm。高品位鋯英石精礦在國(guó)際市場(chǎng)上的溢價(jià)明顯，ZrO?每提高0.5%，售價(jià)可提升5%到8%。
鈦鐵礦精礦是生產(chǎn)鈦白粉和海綿鈦的原料，TiO?品位決定其用途。硫酸法鈦白粉要求鈦鐵礦精礦TiO?≥46%，F(xiàn)e?O?≤10%。氯化法鈦白粉要求更高，通常使用金紅石或高鈦渣。選礦環(huán)節(jié)產(chǎn)出的鈦鐵礦精礦TiO?品位一般在46%到48%，F(xiàn)e?O?含量控制在8%到10%。
金紅石精礦是天然TiO?含量最高的礦物，市場(chǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于鈦鐵礦精礦。高品位金紅石精礦要求TiO?≥90%，F(xiàn)e?O?≤0.5%，ZrO?≤0.3%。用于氯化法鈦白粉生產(chǎn)時(shí)，對(duì)CaO、MgO、SiO?等雜質(zhì)有更嚴(yán)格的限制。
從混合重砂到高品位單礦物精礦，典型的聯(lián)合流程如下。
混合重砂精礦（重礦物總含量90%以上，來自螺旋和搖床粗選）首先進(jìn)入搖床重選系統(tǒng)。利用搖床的高精度分選能力，將混合重砂中殘留的少量輕質(zhì)脈石和連生體剔除，同時(shí)按密度將鋯英石、鈦鐵礦、金紅石等礦物初步分開。搖床精礦進(jìn)入磁選系統(tǒng)，搖床中礦返回再選。
磁選系統(tǒng)按磁性強(qiáng)度分階段分離。弱磁選（0.1到0.3特斯拉）分離強(qiáng)磁性的磁鐵礦和部分鈦鐵礦，產(chǎn)出鈦鐵礦精礦。中磁選（0.5到0.8特斯拉）分離中等磁性的石榴石和部分鈦鐵礦。強(qiáng)磁選（1.2到1.5特斯拉）分離弱磁性的獨(dú)居石和少量含鐵雜質(zhì)。非磁性產(chǎn)品（鋯英石、金紅石和石英）進(jìn)入電選系統(tǒng)。
電選系統(tǒng)完成鋯英石與金紅石的最終分離。高壓電選機(jī)電壓控制在22到25千伏，輥筒溫度75到80攝氏度。金紅石作為導(dǎo)體產(chǎn)品分離，鋯英石作為非導(dǎo)體產(chǎn)品收集。經(jīng)過一段電選，鋯英石精礦ZrO?可達(dá)65%到66%；經(jīng)過兩段電選，ZrO?可提升到66.5%到67%。
浮選環(huán)節(jié)用于處理某些特殊物料或進(jìn)一步提高精礦品位。對(duì)于細(xì)粒級(jí)鋯英石（-0.074毫米），重選和電選效率下降，浮選成為有效的提純手段。采用脂肪酸類或異羥肟酸類捕收劑，在弱堿性pH條件下浮選鋯英石，可以將品位再提升1到2個(gè)百分點(diǎn)。
鋯英石精礦的品位主要受兩個(gè)因素制約：一是與獨(dú)居石的分離效果，獨(dú)居石是稀土磷酸鹽礦物，比重4.9到5.5，與鋯英石（比重4.6到4.7）接近，重選分不開；二是與金紅石的分離效果，兩者比重接近、都是非磁性礦物。磁選和電選是解決這兩個(gè)分離難題的手段。
磁選除獨(dú)居石的關(guān)鍵在于磁場(chǎng)強(qiáng)度的精準(zhǔn)控制。獨(dú)居石的磁性介于鋯英石和金紅石之間，在1.2到1.5特斯拉的強(qiáng)磁場(chǎng)下可被吸附。三盤磁選機(jī)通過逐步提高場(chǎng)強(qiáng)實(shí)現(xiàn)分離，第一盤去除鈦鐵礦，第二盤去除獨(dú)居石，第三盤處理殘留雜質(zhì)。如果磁選參數(shù)控制不當(dāng)，獨(dú)居石會(huì)隨鋯英石進(jìn)入非磁性產(chǎn)品，造成ZrO?品位下降和放射性超標(biāo)。
電選除金紅石是鋯英石提純的最后一道關(guān)卡。金紅石是良導(dǎo)體，在高壓電場(chǎng)中迅速放電并落入導(dǎo)體產(chǎn)品端；鋯英石是非導(dǎo)體，吸附在轉(zhuǎn)鼓上落入非導(dǎo)體產(chǎn)品端。為了提高分離效率，物料在進(jìn)入電選機(jī)之前需要預(yù)熱至60到80攝氏度，降低礦物表面水分對(duì)導(dǎo)電性的干擾。電選電壓通常在22到25千伏之間，過高會(huì)導(dǎo)致礦物擊穿，過低則分選不徹底。
搖床重選在鋯英石提純中仍扮演重要角色。雖然混合重砂已經(jīng)經(jīng)過一次搖床精選，但鋯英石精礦中可能仍含有少量石英和長(zhǎng)石。在磁選和電選之前增加一段搖床再選，可將鋯英石品位從混合重砂的60%提升至63%到64%，減輕后續(xù)磁選和電選的負(fù)擔(dān)。
鈦鐵礦精礦的生產(chǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)殁佽F礦具有中等磁性，通過磁選就能有效分離。
弱磁選（0.1到0.3特斯拉）首先分離強(qiáng)磁性的磁鐵礦，避免磁鐵礦混入鈦鐵礦精礦影響TiO?品位。中磁選（0.5到0.8特斯拉）是回收鈦鐵礦的核心作業(yè)。在正確的磁場(chǎng)強(qiáng)度下，鈦鐵礦被吸附到磁選機(jī)筒體表面，與鋯英石、金紅石等非磁性礦物分開。
高品位鈦鐵礦精礦（TiO?≥46%）的關(guān)鍵在于去除與鈦鐵礦磁性相近的雜質(zhì)礦物。石榴石、角閃石等礦物的磁性區(qū)間與鈦鐵礦重疊，單純靠磁選很難完全去除。因此鈦鐵礦精礦往往需要經(jīng)過搖床再選或電選除雜，將磁性相近的雜質(zhì)礦物分離。電選是利用鈦鐵礦與石榴石的導(dǎo)電性差異進(jìn)行分離的有效手段。
鈦鐵礦表面氧化程度也影響精礦品位。風(fēng)化嚴(yán)重的鈦鐵礦表面氧化形成白鈦石，TiO?含量升高但磁性下降，可能在中磁選中隨非磁性礦物流失。對(duì)于風(fēng)化嚴(yán)重的礦石，需要在中磁選之前增加還原焙燒環(huán)節(jié)，將表面的Fe3?還原為Fe2?，恢復(fù)鈦鐵礦的磁性。
金紅石精礦是三種產(chǎn)品中價(jià)值最高的，也是生產(chǎn)難度最大的。
金紅石與鋯英石的非磁性分離需要高壓電選完成。但電選對(duì)物料粒度和水分高度敏感，粒度過寬或水分偏高都會(huì)造成分選效果惡化。因此電選之前的干燥和分級(jí)必須嚴(yán)格把關(guān)，物料含水率控制在0.5%以下，粒度集中控制在0.1到0.3毫米。
金紅石精礦中常見的雜質(zhì)是鋯英石和獨(dú)居石。鋯英石通過電選去除，獨(dú)居石通過強(qiáng)磁選去除。如果電選和磁選效果不理想，可能需要在精選流程中增加酸洗環(huán)節(jié)。稀鹽酸或稀硫酸洗滌可以去除金紅石表面的鐵質(zhì)薄膜和黏土膜，提高TiO?含量0.5到1個(gè)百分點(diǎn)。酸洗后的金紅石精礦TiO?含量可達(dá)93%到95%。
莫桑比克某重砂礦精選廠。 給料為混合重砂精礦（重礦物總含量92%），主要礦物為鈦鐵礦（占重砂55%）、鋯英石（22%）、金紅石（8%）和獨(dú)居石（3%）。精選流程為：搖床重選（一段）—弱磁選除磁鐵礦—中磁選收鈦鐵礦—強(qiáng)磁選除獨(dú)居石—電選分離鋯英石和金紅石。產(chǎn)出指標(biāo)：鋯英石精礦ZrO? 66.2%，F(xiàn)e?O? 0.12%，TiO? 0.25%；鈦鐵礦精礦TiO? 47.5%，F(xiàn)e?O? 9.2%；金紅石精礦TiO? 93.8%。綜合回收率：鋯英石82%，鈦鐵礦86%，金紅石78%。
澳大利亞某重砂礦精選廠。 給料為混合重砂（重礦物總含量90%），流程為搖床重選（兩段）—干式磁選（弱磁+中磁+強(qiáng)磁）—高壓電選（兩段）。通過兩段搖床重選，鋯英石品位從混合重砂的60%提升至64%。一段電選后鋯英石ZrO?達(dá)到65.5%，二段電選后達(dá)到66.8%。金紅石精礦TiO? 94.2%。產(chǎn)品規(guī)格滿足氯化法鈦白粉和高級(jí)陶瓷釉料的要求。
磨礦細(xì)度決定解離度上限。 如果鋯英石與脈石的連生體沒有充分解離，任何精選手段都無法獲得高品位精礦。在精選階段之前，應(yīng)根據(jù)礦石的嵌布粒度確定磨礦細(xì)度。對(duì)于嵌布粒度細(xì)的礦石，需要將物料磨至-0.074毫米占90%以上。但磨礦過程會(huì)產(chǎn)生過粉碎，造成細(xì)粒鋯英石在后續(xù)重選中流失，因此磨礦時(shí)間和介質(zhì)填充率需要精確控制。
磁選參數(shù)需要針對(duì)每種礦石單獨(dú)優(yōu)化。 不同來源的混合重砂，礦物磁性可能因元素替代和氧化程度不同而有差異。弱磁選、中磁選和強(qiáng)磁選的場(chǎng)強(qiáng)分界點(diǎn)不是固定值，需要通過條件試驗(yàn)確定。投產(chǎn)前應(yīng)做系統(tǒng)的磁選條件試驗(yàn)，繪制磁場(chǎng)強(qiáng)度-品位-回收率曲線，找到最佳的工作點(diǎn)。
電選前的預(yù)熱溫度和電壓參數(shù)必須穩(wěn)定。 電選對(duì)溫度和電壓波動(dòng)非常敏感。溫度波動(dòng)超過±5攝氏度，或電壓波動(dòng)超過±1千伏，分選效果就會(huì)出現(xiàn)明顯變化。建議在電選機(jī)前設(shè)置緩沖料倉(cāng)和預(yù)熱裝置，確保給料溫度和含水率恒定。
品質(zhì)檢測(cè)手段要跟上。 高品位精礦的雜質(zhì)含量很低，常規(guī)化學(xué)分析周期長(zhǎng)、成本高。手持式XRF分析儀可以在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)鋯英石中的ZrO?和雜質(zhì)含量，是過程控制的得力工具。對(duì)于放射性元素（U+Th），需要配備手持式伽馬能譜儀或送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。
高品位鋯英石及鈦礦物精礦生產(chǎn)技術(shù)不是單靠某一種設(shè)備或某一個(gè)環(huán)節(jié)能實(shí)現(xiàn)的。從混合重砂到單一高品位精礦，中間跨越了搖床重選、多段磁選、高壓電選等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，每個(gè)環(huán)節(jié)都有它的工藝參數(shù)和操作要點(diǎn)。選型的時(shí)候，先搞清楚混合重砂的礦物組成、各礦物的磁性和導(dǎo)電性特征、預(yù)期的產(chǎn)品規(guī)格，再?zèng)Q定整個(gè)精選流程的具體配置。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拿不準(zhǔn)，生產(chǎn)技術(shù)方案做得再好也是白搭。
把混合重砂的礦物組成分析、磁性和導(dǎo)電性測(cè)試數(shù)據(jù)、目標(biāo)產(chǎn)品規(guī)格發(fā)過來，我們可以幫你做一個(gè)初步的高品位精礦生產(chǎn)技術(shù)方案。
