成套重砂矿重-磁-电联合分选回路

核心结论速览：

成套重砂矿重-磁-电联合分选回路将重选、磁选、电选三种分选方法整合为一条完整的生产线，以“重选抛尾—磁选分组—电选提纯”为技术主线，实现钛铁矿、锆英石、独居石、金红石等矿物的综合回收

重选回路以螺旋溜槽和摇床为核心，完成大宗抛尾和预富集；磁选回路以三段式梯度场强配置，将混合重砂按磁性拆分为不同产品组；电选回路利用高压电场，完成磁选处理不了的最终分离

成套回路设计须统筹湿法段与干法段的衔接，脱水干燥系统是跨越两种作业模式的工艺桥梁

回路的闭路循环设计使中矿返回前一作业再选，流程水经沉淀处理后循环使用，综合回收率可达百分之七十五到八十五

重-磁-电联合分选回路的总成逻辑

重砂矿中通常含有钛铁矿、锆英石、独居石、金红石、磁铁矿、锡石等多种有用矿物。这些矿物的物理性质差异决定了分选方法的选择。钛铁矿比重四点七且具强磁性，独居石比重五点零且具弱磁性，锆英石和金红石比重均为四点七但导电性差异显著（金红石导电、锆英石不导电），石英比重二点六五且无磁性不导电。

单一分选方法只能分离一部分矿物。重选能分离轻重矿物，但无法将比重相近的重矿物彼此分开。磁选能按磁性分组，但锆英石和金红石都是非磁性矿物，磁选无能为力。电选能分离导电矿物与非导电矿物，但对给矿品位和粒度要求极高，无法直接处理低品位原矿。

成套重砂矿重-磁-电联合分选回路将三种方法整合为一条完整的生产线。重选回路完成大宗抛尾和预富集，将低品位原矿中的重矿物整体富集到混合重砂中。磁选回路按磁性将混合重砂拆分为磁性产品组和非磁性产品组。电选回路利用导电性差异，在非磁性产品组中完成锆英石与金红石的最终分离。三段各有分工，组合后实现各有价矿物的精准分离。

重选回路的设备配置与流程结构

重选回路是联合分选回路的入口段，也是处理量最大的环节。重选回路采用螺旋溜槽加摇床的组合配置，螺旋溜槽完成粗选抛尾，摇床完成精选提纯。

螺旋溜槽是重选回路的处理量主力。矿浆从螺旋槽上部给入后，在沿槽面呈螺旋状向下流动的过程中，高密度的重矿物在离心力和重力作用下沉到槽底内缘，低密度的石英等脉石浮在表面被水流带向外缘。通过末端分矿器将内缘精矿和外缘尾矿分别截取，一段螺旋粗选即可把原矿中百分之一到三的重矿物富集到混合重砂品位百分之六十到八十，同时抛除百分之八十到九十的尾矿。

螺旋溜槽段通常采用一粗一扫两段配置。粗选螺旋产出粗精矿，扫选螺旋处理粗选尾矿回收流失的重矿物，扫选精矿返回粗选给矿。以处理量每小时五十吨原矿的回路为例，粗选段需配置二十四到三十二台螺旋溜槽，扫选段需十二到十六台。

摇床承担重选回路的精选任务。当螺旋粗精矿中仍含有较多残留轻矿物时，摇床通过高精度分带将重矿物品位进一步提升。在带有来复条的倾斜床面上，矿粒在重力、横向水流冲力和床面往复运动共同作用下按比重和粒度呈扇形分带。摇床的富集比可达十五到三十倍，一段摇床可将混合重砂中重矿物含量从百分之六十提升到百分之八十以上。摇床是细粒级分选精度最高的重选设备，单台处理量零点五到一点五吨每小时。

重选回路产出的混合重砂含水率百分之十五到三十，进入脱水干燥系统处理。混合重砂经浓缩机浓缩至浓度百分之四十五到五十五，底流进入真空过滤机或板框压滤机脱水至含水率百分之十以下，滤饼再经回转干燥机干燥至含水率低于百分之一，为干式磁选和电选做好准备。

磁选回路的梯度场强配置

磁选回路处理干燥后的混合重砂，按矿物磁性强度分三段依次分离不同磁性的矿物。磁选作业的场强由低到高逐级递进，各段场强相互衔接但不重叠。

弱磁选是第一段，场强零点一到零点三特斯拉。磁铁矿是唯一在这个场强下能被吸附的矿物。弱磁选产出的磁铁矿精矿虽然量不大，占重砂总量的百分之一到五，但可作为副产品出售。非磁性产品进入中磁选。

中磁选是第二段，场强零点五到零点八特斯拉。钛铁矿在这个场强下被吸附，产出钛铁矿精矿，TiO₂品位百分之四十六到四十八。钛铁矿是重砂选厂产量最大的产品，中磁选是整个磁选回路中产品价值最高的环节。非磁性产品进入强磁选。

强磁选是第三段，场强一点二到一点五特斯拉。独居石和石榴石在这个场强下被吸附。独居石作为高价值副产品回收，石榴石可作为研磨材料出售。强磁选后的非磁性产品主要是锆英石和金红石的混合物，进入电选回路做最终分离。

磁选回路中，三盘磁选机是核心设备。三个磁辊的场强独立可调，一台设备可以完成中磁选和强磁选两段作业。磁选回路的场强分界点不是固定值，需根据矿石特性调整。钛铁矿和独居石的磁性区间有重叠，当中磁选场强偏高时，部分钛铁矿会混入独居石产品。当中磁选场强偏低时，部分钛铁矿残留在非磁性产品中，增加电选回路的负荷。通过取样化验调整场强，使两种矿物在各自的出口获得最高回收率，是磁选回路操作的核心工作。

电选回路的最终分离

电选回路处理磁选回路产出的非磁性产品，主要为锆英石和金红石的混合物。两种矿物的密度接近、磁性相同，重选和磁选都分不开。但两者的导电性差异显著，金红石是良导体，锆英石是非导体。高压电选机利用这个差异完成最终分离。

高压辊筒电选机的工作原理是利用矿物在高压电场中的导电性差异。导体矿物（金红石）在高压电场中迅速获得电荷并迅速释放，在离心力作用下被抛离至导体产品收集槽。非导体矿物（锆英石）获得电荷后释放缓慢，被吸附在转鼓表面，随转鼓转动至后方被毛刷刷落至非导体产品收集槽。

电选回路对给料条件有严格要求。给料粒级必须控制在零点一到零点三毫米范围内，粒度过宽会严重影响分选效果。给料含水率必须低于百分之零点五，否则矿物表面水膜会改变导电性特征。给料温度应控制在六十到八十摄氏度，预热可以降低矿物表面吸附水，提高导电性差异的分辨率。

电选回路通常采用粗选加扫选两段配置。第一次电选（电压二KV）分选出导电产品和非导电产品，导电产品经第二次电选（十四KV）得到金红石精矿和锆精矿，非导电产品经三次摇床重选后得到锆精矿和尾矿。电压控制在二十到二十五千伏，辊筒温度七十五到八十摄氏度。电压偏低时，部分金红石混入锆英石精矿。电压偏高时，非导体矿物也可能被击穿导电，造成锆英石损失。

回路的闭路循环与物料走向

成套重-磁-电联合分选回路的闭路循环设计使中矿返回前一作业再选，避免了有用矿物在单一作业中损失。

重选回路的闭路循环体现在扫选螺旋精矿返回粗选给矿、摇床中矿返回螺旋粗选给矿。中矿返回的流量约为原矿给矿量的百分之五到十，虽然增加了回路内部循环负荷，但使重矿物综合回收率提高了三到五个百分点。

磁选回路的闭路循环体现在强磁选磁性产品返回中磁选给矿。强磁选产出的磁性产品中除独居石外，还含有部分钛铁矿和含铁硅酸盐，返回中磁选再选可回收其中的钛铁矿。

电选回路的闭路循环体现在电选尾矿返回摇床重选。电选尾矿中除石英外，还含有未解离的锆英石-脉石连生体和少量细粒锆英石，经摇床重选后可回收其中大部分锆英石。

成套回路的控制要点与设备配置

分级精度控制是联合分选回路的第一道关口。分级旋流器的粗粒级中负零点零七四毫米含量应低于百分之十，细粒级中正零点一毫米含量应低于百分之五。分级不精准会使粗粒和细粒互相干扰，降低各段分选效果。

给矿浓度控制是重选回路稳定运行的前提。螺旋溜槽给矿浓度须稳定在百分之二十五到三十五，摇床给矿浓度控制在百分之十五到二十五。调浆系统应配备浓度计和自动补水阀，实现给矿浓度闭环控制。

含水率控制是干法段运行的关键。干燥后物料含水率须低于百分之一，电选给矿含水率须低于百分之零点五。干燥温度控制在八十到一百零五摄氏度，温度过高会导致钛铁矿表面氧化、改变其磁性。

以处理量每小时五十吨原矿的成套重砂矿重-磁-电联合分选回路为例，主要设备配置如下：

螺旋溜槽：BL-600，粗选三十二台、扫选十六台
摇床：型号，八到十台
浓密机：NZ-六，一台
回转干燥机：直径一点八米、长度八米，一台
弱磁选机：场强零点二T，两台
中磁选机：场强零点六T，两台
强磁选机：场强一点四T，两台
高压电选机：电压二十五KV，二到三台

装机总功率约四百到六百千瓦，厂房面积约二千到三千平方米，操作人员每班六到八人。

结论

成套重砂矿重-磁-电联合分选回路以重选抛尾、磁选分组、电选提纯为三段式技术主线。重选回路以螺旋溜槽和摇床为核心，用最低成本完成大宗抛尾和预富集。磁选回路以三段式梯度场强配置，将混合重砂按磁性拆分为不同产品组。电选回路利用高压电场，完成磁选处理不了的锆英石与金红石分离。三段各有分工，组合后实现各有价矿物的精准分离。闭路循环设计使中矿返回前一作业再选，综合回收率可达百分之七十五到八十五。分级精度、给矿浓度和含水率控制是决定回路能否长期稳定运行的三个关键因素。

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