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重砂聯合分選一體化設備將重力分選、磁選和靜電分選三種機械有機整合，形成“重力拋尾—磁選分組—靜電提純”的三段接力式生產線，專為礦物組成復雜的重砂礦設計

單一重選機械只能分離輕重礦物，無法將鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石等重礦物彼此分開；單一磁選機械能按磁性分組，但鋯英石和金紅石均為非磁性礦物，磁選無能為力；單一靜電分選機械對給礦品位和粒度要求極高，無法直接處理低品位原礦

一體化設備可將原礦中百分之一到五的重礦物富集為鋯英石ZrO?≥百分之六十五、鈦鐵礦TiO?≥百分之四十六、金紅石TiO?≥百分之九十二、獨居石REO≥百分之六十的多種高品位精礦，綜合回收率百分之七十五到八十五

為什么要將三種分選機械整合為一體化設備

走進一個只靠重選的重砂礦選廠，螺旋溜槽和搖床把重礦物從石英砂里挑了出來，產出的混合重砂精礦品位可以達到百分之九十以上。但這個精礦只是一個混合體，鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石、石榴石、磁鐵礦全部擠在一起。它們的密度都高于三點五，重選已經無能為力。這個混合重砂精礦在市場上只能賣一個混合料的價格，遠低于單一精礦產品的價值總和。

只靠磁選也不行。磁選能把磁鐵礦和鈦鐵礦從混合物中分離出來，但鋯英石和金紅石都是非磁性礦物，磁選拿它們沒辦法。磁選后的非磁性產品仍然是鋯英石和金紅石的混合物，無法單獨銷售。

只靠靜電分選更不行。靜電分選要求給礦品位高，重礦物總含量大于百分之九十，粒度集中控制在零點一到零點三毫米，含水率極低低于百分之零點五。低品位的原礦直接進電選機，分選效果一塌糊涂。

三種方法必須聯合使用。重力分選解決輕重分離的問題，這是整個流程的入口，用最低成本把百分之九十五以上的尾礦甩掉。磁選解決磁性差異的問題，把不同磁性的礦物拆開。靜電分選解決導電性差異的問題，完成磁選處理不了的最后分離。三種方法各解決一類問題，形成完整的分選鏈條。一套完整的聯合選礦系統，就是把這幾種方法按粗富集到分類再到提純的順序組織起來，讓每種礦物在最適合它的分選環節里被精準定位。

一體化設備的總體架構與物料走向

重砂重力磁選靜電聯合選礦一體化設備由三大機械子系統組成，通過輸送設備和自動控制系統串聯成完整生產線。物料依次經過濕法預處理段、重選段、脫水干燥段、磁選段和靜電分選段，最終產出各單一礦物精礦。

原礦砂首先經振動篩或滾筒篩除去大塊卵石和雜物。含泥量高的礦石進入擦洗機，清除礦物表面的粘土包覆膜。擦洗后礦漿進入水力旋流器脫除負二百目細泥，底流進入重選段。脫泥的細度控制是系統運行的基礎，底流中負二百目含量應低于百分之五，否則細泥會干擾后續重選和磁電選的分選效果。

脫泥后的礦漿進入重選段，螺旋溜槽作為粗選主力，搖床作為精選設備。螺旋溜槽段通常采用粗選加掃選兩段配置，保證回收率。搖床處理螺旋粗精礦，進一步丟棄殘存的輕礦物，提高重砂品位。螺旋加搖床重選段的目標是以最低成本丟棄百分之九十以上的脈石，獲得重礦物含量百分之八十到九十的混合重砂，重礦物回收率百分之八十五到九十二。

重選產出的混合重砂含水率百分之十五到三十，進入濃縮機和過濾機脫水至百分之十以下，再經回轉干燥機干燥至含水率低于百分之一，為干式磁選和電選做好準備。干燥溫度控制是關鍵，溫度過高會氧化鈦鐵礦表面、改變其磁性，溫度過低則干燥不徹底、影響后續電選效果。

干燥后的混合重砂進入磁選段，采用三級磁選串聯作業，從強到弱依次分離不同磁性的礦物。磁選后的非磁性產品主要為鋯英石、金紅石、錫石和石英，進入靜電分選段完成最終分離。

重選機械：螺旋溜槽與搖床的分工配合

螺旋溜槽是重選段處理量最大的機械。礦漿從螺旋槽上部給入后，在沿槽面呈螺旋狀向下流動的過程中，高密度的重礦物在離心力和重力作用下沉到槽底內緣，低密度的石英等脈石浮在表面被水流帶向外緣。通過末端分礦器將內緣精礦和外緣尾礦分別截取，一段螺旋粗選即可把原礦中百分之一到三的重礦物富集到混合重砂品位百分之六十到八十。

搖床承擔重選精選任務。在帶有來復條的傾斜床面上，礦粒在重力、橫向水流沖力和床面往復運動共同作用下按比重和粒度呈扇形分帶。搖床的富集比可達十五到三十倍，一段搖床可將混合重砂中重礦物含量從百分之六十提升到百分之八十以上。搖床是這個粒級范圍分選精度最高的重選設備，單臺處理量零點五到一點五噸每小時。

粗粒級物料（正零點五毫米）進入鋸齒波跳汰機處理，一段跳汰粗選可將重礦物品位從原礦的百分之零點五提升到百分之五到十，拋除百分之八十五到九十的尾礦。細粒級物料（零點零三到零點一毫米）進入搖床系統，微細粒級（負零點零三毫米）進入離心選礦機，守住細粒重礦物的最后一道回收線。

磁選機械：三段式梯度磁場配置

磁選段的任務是按照礦物磁性強度，將混合重砂精礦拆分成不同磁性的產品組。磁選作業分三段進行。

弱磁選是第一段，場強零點一到零點三特斯拉。磁鐵礦是唯一在這個場強下能被吸附的礦物。弱磁選產出的磁鐵礦精礦雖然量不大，占重砂總量的百分之一到五，但可以作為副產品出售。非磁性產品進入中磁選。

中磁選是第二段，場強零點五到零點八特斯拉。鈦鐵礦在這個場強下被吸附，產出鈦鐵礦精礦，TiO?品位百分之四十六到四十八。如果礦石中含有中等磁性的鈦赤鐵礦或鐵鋁榴石，它們也會在這一段被吸附。通過調節場強來優化分選效果，是磁選段操作的關鍵。非磁性產品進入強磁選。

強磁選是第三段，場強一點二到一點五特斯拉。獨居石和石榴石在這個場強下被吸附。獨居石作為高價值副產品回收，石榴石可作為研磨材料出售。強磁選后的非磁性產品主要是鋯英石和金紅石的混合物，進入靜電分選段做最終分離。

三盤磁選機是磁選段的核心設備，三個磁輥的場強獨立可調，一臺設備可以完成中磁選和強磁選兩段作業。磁選段的場強分界點不是固定值，需要根據礦石特性調整。

廣東省資源綜合利用研究所研發的毛砂精選分離工藝提供了磁選分組的詳細參數。濕式弱磁選（零點一五T和零點四五T兩次）回收磁鐵精礦后，弱磁非磁性物經烘干，首先用零點四T干式磁選進行礦物分組，得到鈦粗精礦和稀土與鋯粗精礦混合物。鈦粗精礦再經零點三T干式磁選分選出其中的稀土粗精礦后，進行還原焙燒（八百到九百攝氏度，加入百分之五炭粉，十五到二十分鐘），再經零點一五T濕式弱磁選得到鈦精礦。稀土與鋯粗精礦混合物經一點一T干式磁選，得到稀土粗精礦和鋯粗精礦。

靜電分選機械：高壓電場中的最終分離

靜電分選段處理的是磁選段產出的非磁性產品，主要為鋯英石和金紅石的混合物。兩種礦物的密度接近、磁性相同，重選和磁選都分不開。但兩者的導電性差異顯著，金紅石是良導體，鋯英石是非導體。高壓電選機利用這個差異完成最終分離。

高壓輥筒電選機的工作原理是利用礦物在高壓電場中的導電性差異。導體礦物（金紅石）在高壓電場中迅速獲得電荷并迅速釋放，在離心力作用下被拋離至導體產品收集槽。非導體礦物（鋯英石）獲得電荷后釋放緩慢，被吸附在轉鼓表面，隨轉鼓轉動至后方被毛刷刷落至非導體產品收集槽。

靜電分選段對給料條件有嚴格要求。給料粒級必須控制在零點一到零點三毫米范圍內，粒度過寬會嚴重影響分選效果。給料含水率必須低于百分之零點五，否則礦物表面水膜會改變導電性特征。給料溫度應控制在六十到八十攝氏度，預熱可以降低礦物表面吸附水，提高導電性差異的分辨率。

鋯粗精礦的電選工藝通常分兩步進行。第一次電選（電壓二KV）分選出導電產品和非導電產品，導電產品經第二次電選（十四KV）得到金紅石精礦和鋯精礦，非導電產品經三次搖床重選后得到鋯精礦和尾礦。電壓控制在二十到二十五千伏，輥筒溫度七十五到八十攝氏度。電壓偏低時，部分金紅石混入鋯英石精礦。電壓偏高時，非導體礦物也可能被擊穿導電，造成鋯英石損失。

一體化設備的控制要點與設計決策

分級精度控制方面，振動篩的分級效率直接影響各段重選設備的效果。分級旋流器的粗粒級中負零點零七四毫米含量應低于百分之十，細粒級中正零點一毫米含量應低于百分之五。分級不精準會使粗粒和細粒互相干擾，降低分選效果。

給礦濃度控制方面，螺旋溜槽給礦濃度須穩定在百分之二十五到三十五，搖床給礦濃度控制在百分之十五到二十五。濃度波動會改變分選帶位置和產品指標。調漿系統應配備濃度計和自動補水閥，實現給礦濃度閉環控制。

電選給礦含水率須嚴格控制在百分之一以下。含水率超過臨界值時，非導體礦物表面形成導電水膜而表現出導體行為，分選帶混亂，鋯英石產品中金紅石夾帶量急劇增加。

產品方案的確定影響設備配置。如果市場對金紅石精礦的品位要求不高（TiO?百分之八十五即可），電選段可簡化，一次粗選即可。如果需要TiO?大于百分之九十二的高品級產品，電選段需采用粗選加精選兩級配置。

設備配置參考

以處理量二十噸每小時的稀有金屬重砂聯合選礦系統為例，主要設備配置如下：

滾筒篩：直徑一點五米、長度三米，一臺，用于原礦準備

擦洗機：雙軸，一臺，用于原礦準備

水力旋流器組：FX-150乘四，一組，用于原礦準備

螺旋溜槽：BL-600，二十四到三十二臺，用于重選子系統

搖床：型號，六到八臺，用于重選子系統

濃縮機：NZ-六，一臺，用于脫水干燥

盤式干燥機：直徑一點五米、長度六米，一臺，用于脫水干燥

高梯度磁選機：一點零到一點五T，一臺，用于磁選子系統

中磁選機：零點四到零點七T，一到二臺，用于磁選子系統

高壓電選機：三十到四十五千伏，二到三臺，用于電選子系統

PLC控制系統：定制，一套，用于控制系統

裝機總功率約三百五十到五百千瓦，其中干燥段占總功率的百分之三十到四十。廠房面積約一千五百到二千五百平方米，操作人員每班四到五人。

結論

重砂重力磁選靜電聯合選礦一體化設備以重選拋尾、磁選分組、靜電提純為三段式技術主線。重選機械以螺旋溜槽和搖床為核心，用最低成本完成大宗拋尾和預富集。磁選機械以三段式梯度場強配置，將混合重砂按磁性拆分為不同產品組。靜電分選機械利用高壓電場，完成磁選處理不了的鋯英石與金紅石分離。三種機械的整合使原礦中的每種有用礦物都能被精準分離為單獨計價的合格精礦產品。

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