鋯英砂無(wú)化學(xué)藥劑（物理）選礦工藝

核心結(jié)論

• 鋯英砂物理選礦全程不添加任何浮選藥劑，僅依靠礦物在密度、磁性、導(dǎo)電性上的天然差異進(jìn)行分離

• 標(biāo)準(zhǔn)路線分濕法和干法兩段：濕法重選負(fù)責(zé)粗選拋尾，干法磁選和電選負(fù)責(zé)精準(zhǔn)提純

• 物理選礦的終極目標(biāo)是ZrO?品位65%以上，綜合回收率可達(dá)60%至76%

海濱砂礦里的鋯英石，伴生著鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石等一大堆重礦物。把這些東西分開(kāi)，行業(yè)里摸索出來(lái)的最成熟路線，就是純物理選礦。

這條路線的核心邏輯很簡(jiǎn)單：不用任何化學(xué)藥劑，只靠礦物本身在密度、磁性、導(dǎo)電性上的天然差異，一刀一刀切下去，每一刀都切走一類雜質(zhì)。

物理選礦的三個(gè)底層依據(jù)

純物理選礦能成立，靠的是鋯英石跟伴生礦物之間三個(gè)明確的物理性質(zhì)差異。

密度差異是粗選的基礎(chǔ)。鋯英石的比重在4.6到4.7之間，而石英、長(zhǎng)石這些脈石的比重只有2.6到2.7。這個(gè)差距足夠大，用水流和離心力就能把重礦物和輕礦物分開(kāi)。

磁性差異是磁選的基礎(chǔ)。鋯英石本身是非磁性礦物，但鈦鐵礦、磁鐵礦這些伴生礦物有磁性。用磁選機(jī)就能把有磁性的雜質(zhì)拔掉。

導(dǎo)電性差異是電選的基礎(chǔ)。鋯英石不導(dǎo)電，金紅石是導(dǎo)體。在高壓電場(chǎng)中，導(dǎo)電的礦物會(huì)迅速放電被甩出去，不導(dǎo)電的則吸附在滾筒上被刷下來(lái)，兩者就此分開(kāi)。

這三個(gè)差異疊在一起，構(gòu)成了純物理選礦的完整邏輯。

兩段式工藝：先濕后干

鋯英砂的物理選礦流程分為濕法和干法兩大段。濕法段的任務(wù)是大量拋尾，把粗精礦做出來(lái)。干法段的任務(wù)是精準(zhǔn)分離，把最終產(chǎn)品做出來(lái)。

濕法段的工序鏈條：原礦進(jìn)來(lái)先過(guò)篩分和洗礦，把大塊雜物和黏土去掉。然后進(jìn)入重選環(huán)節(jié)，螺旋溜槽是粗選的主力。螺旋溜槽不需要?jiǎng)恿?，僅靠水流驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行成本很低，單臺(tái)處理量可達(dá)1.5至6噸/小時(shí)。在螺旋溜槽里，比重大的鋯英石沉向內(nèi)緣，比重小的石英等輕礦物被推到外緣，實(shí)現(xiàn)第一次分離。

粗精礦再上搖床做精選，進(jìn)一步把品位往上拉。海南文昌某石英砂尾礦采用螺旋溜槽一粗一掃加搖床精選的流程，獲得了ZrO?品位12.92%、回收率94.93%的預(yù)選粗精礦。

經(jīng)過(guò)濕法重選，粗精礦的ZrO?品位一般能達(dá)到30%至40%左右。

從濕到干的過(guò)渡：濕法段產(chǎn)出的粗精礦含水率高，必須烘干才能進(jìn)入干法段。烘干溫度控制是個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié)。有專利對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示，粗精礦烘干后出料溫度控制在95至110℃時(shí)，后續(xù)電選能拿到一級(jí)品；但如果出料溫度只有65℃，最終只能拿到三級(jí)品，回收率也掉了十幾個(gè)百分點(diǎn)。烘干后的物料含水率要降到0.5%以下，否則礦物表面的水膜會(huì)抹平導(dǎo)電性差異，電選根本沒(méi)法正常工作。

干法段的工序鏈條：烘干后的粗精礦先過(guò)磁選。鋯英石是非磁性的，鈦鐵礦和磁鐵礦有磁性，磁選機(jī)正好把它們分開(kāi)。磁選通常分梯次進(jìn)行，弱磁選先拔強(qiáng)磁性礦物，強(qiáng)磁選再處理弱磁性雜質(zhì)。

磁選之后是電選。鋯英石不導(dǎo)電，金紅石是導(dǎo)體，兩者在高壓電場(chǎng)中走向完全不同的兩條路。電選通常配置多段作業(yè)，圓筒電選粗選加精選，篩板電選和弧板電選做掃選，把金紅石徹底分離出去。

莫桑比克某海濱砂礦采用磁選加電選聯(lián)合精選流程，一級(jí)鋯英石精礦ZrO?品位達(dá)到65.56%，回收率41.86%；兩級(jí)精礦綜合回收率達(dá)到76.08%。

一條完整的物理選礦路線長(zhǎng)什么樣

綜合多個(gè)成功案例，鋯英砂無(wú)化學(xué)藥劑選礦的完整流程大致如下：

粗選段：原礦經(jīng)篩分洗礦后進(jìn)入螺旋溜槽，產(chǎn)出粗精礦和尾礦，粗精礦再進(jìn)搖床精選，得到濕法粗精礦。

烘干段：濕法粗精礦進(jìn)入烘干機(jī)，控制出料溫度在95至110℃，含水率降至0.5%以下。

磁選段：烘干物料先過(guò)弱磁選（場(chǎng)強(qiáng)約4000高斯），再過(guò)強(qiáng)磁選（場(chǎng)強(qiáng)約10000高斯），分別產(chǎn)出鈦精礦和磁選尾礦。非磁性部分進(jìn)入下一段。

電選段：磁選后的非磁性物料進(jìn)入高壓電選機(jī)，多段電選分別產(chǎn)出鋯英石精礦和金紅石精礦。

整個(gè)流程下來(lái)，產(chǎn)出三種產(chǎn)品：鋯英砂精礦（ZrO?品位65%以上）、金紅石精礦（TiO?品位85%至90%）、鈦精礦。沒(méi)有尾水排放問(wèn)題，也沒(méi)有藥劑殘留。

物理選礦能處理哪些類型的物料？

根據(jù)多個(gè)實(shí)際案例，以下幾種情況最適合用純物理選礦：

海濱砂礦是最典型的應(yīng)用場(chǎng)景，原礦礦物種類相對(duì)簡(jiǎn)單，重選預(yù)富集效果好，磁電選分離效率高。海南、廣東、福建沿海的鋯鈦砂礦幾乎都走這個(gè)路線。

風(fēng)化殼型鋯礦比海濱砂礦麻煩一點(diǎn)，礦石含泥量高，需要在濕法段增加擦洗和脫泥工序，但后續(xù)的磁電選流程基本一致。

原生巖礦需要增加破碎和磨礦環(huán)節(jié)，把鋯英石從巖石中解離出來(lái)，之后才能進(jìn)入重選流程。物理選礦的原理不變，但多了前端準(zhǔn)備工序。

有幾個(gè)情況物理選礦搞不定

純物理選礦不是萬(wàn)能的。遇到下面幾種情況，就需要浮選來(lái)幫忙：

一種是粒度極細(xì)的物料（小于0.01毫米），磁選和電選的有效回收粒度下限到了，抓不住這么細(xì)的顆粒。另一種是礦物表面被鐵質(zhì)薄膜或黏土包裹，物理性質(zhì)被掩蓋，磁電選分離效果下降。還有一種是成分特別復(fù)雜的礦石，鋯英石與其他礦物之間沒(méi)有足夠的磁性和導(dǎo)電性差異，單靠物理手段切不干凈。

在這些情況下，浮選作為補(bǔ)充手段，通過(guò)藥劑調(diào)節(jié)礦物表面性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。

物理選礦的好處在哪里

純物理選礦相比浮選，有幾個(gè)實(shí)實(shí)在在的優(yōu)勢(shì)：

沒(méi)有藥劑成本。浮選的捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑加起來(lái)是一筆不小的開(kāi)銷，物理選礦完全省掉了這筆費(fèi)用。

沒(méi)有廢水處理問(wèn)題。浮選會(huì)產(chǎn)生含藥劑的尾水，需要建尾礦庫(kù)和污水處理系統(tǒng)。物理選礦的尾水主要是脫泥水和洗礦水，經(jīng)過(guò)沉淀澄清就能回用或排放。

流程相對(duì)簡(jiǎn)單。不需要藥劑制備、添加和控制的環(huán)節(jié)，操作維護(hù)都更省事。

產(chǎn)品更干凈。沒(méi)有藥劑殘留，鋯英砂精礦的表面性質(zhì)沒(méi)有被改變，對(duì)下游的耐火材料、陶瓷、鑄造等應(yīng)用沒(méi)有影響。

國(guó)內(nèi)某鋯鈦選廠的數(shù)據(jù)顯示，采用重選加磁電選的純物理工藝，噸礦處理成本比浮選低了大約30%至40%。

鋯英砂的無(wú)化學(xué)藥劑選礦工藝，說(shuō)白了就是靠礦物自身的物理差異干活。重選利用密度差把輕東西扔掉，磁選利用磁性差把有磁性的拔掉，電選利用導(dǎo)電性差把導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的分開(kāi)。三者配合，不加水之外的任何東西，就能把65%以上的鋯英砂精礦做出來(lái)。流程干凈、成本可控、對(duì)下游友好，這也是海濱砂礦幾十年如一日用這套工藝的原因。