先说三个重点
海滨锆砂选矿成套系统的核心工艺路线是“重选抛尾预富集—磁选分组—电选提纯”三段联合推进,粗选段负责把百分之九十五以上的石英脉石甩掉,精选段负责把锆英石与钛铁矿、金红石、独居石逐一拆解。
系统通常按湿式处理和干式处理两大部分组织。湿式段完成粗选富集,产出重矿物含量百分之八十五以上的混合重砂精矿;干式段完成精选分离,产出氧化锆含量百分之六十五以上的一级锆英石精矿。
广东甲子锆矿从1958年建厂至今,粗选工艺经历了跳汰机到轮胎螺旋选矿机再到塑料螺旋溜槽的迭代,精选厂已形成重选、磁选、电选、浮选联合流程。长沙矿冶院已形成海滨砂矿全流程分选及有价金属提纯成套技术及装备,集重选预富集及后端钛、锆提纯于一体。
成套系统的总体架构
海滨锆砂选矿成套系统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为主,设备投资和能耗高于粗选段。
国外某细粒级海滨砂矿的综合回收研究显示,采用湿式平环强磁选预选、电选-磁选-重选精选稀土矿物、干法磁选-电选锆英石、电选-磁选金红石的工艺,锆、钛、稀土综合回收率分别达到百分之九十七点零八、七十六点八六和八十八点一三。

粗选段:重选预富集
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和规模。
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。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。粗选厂采用水采水运工艺,原矿浓度可达百分之十六到二十,矿浆用直径八英寸砂泵管道运送。
海滨砂矿原矿氧化锆品位通常为百分之零点一五到零点三五。专利工艺的数据显示,原矿经螺旋溜槽重选抛尾、湿式弱磁选去除磁铁矿、湿式强磁选去除钛铁矿,再经螺旋溜槽和摇床进一步除去石英、长石等脉石,可将氧化锆品位从百分之零点二八富集到百分之三十以上。
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。滨海锆钛矿砂采选平台将绞吸总成、螺旋溜槽选矿系统、物料管道泵送系统集成在浮体平台上,实现采选一体化作业。
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。一种海滨钛锆砂矿选矿系统的设计是:洗矿设备将矿石与水配置成浓度百分之三十到三十五的矿浆输送至湿式磁选设备,然后经多段螺旋溜槽和摇床分选,产出锆英砂精矿和金红石精矿。
精选段:干式磁选与电选
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。干燥温度一般控制在二百八十摄氏度左右,出料温度在九十五摄氏度左右为宜。
精选段普遍按“先磁后电”的顺序推进,这是行业通行的工艺原则。
磁选段负责按磁性分组。弱磁选场强零点一到零点三特斯拉,分离强磁性的磁铁矿。中强磁选场强零点五到零点八特斯拉,分出大部分钛铁矿。强磁选场强一点二到一点五特斯拉,回收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,进入静电段做最终分离。对于部分矿石,在精选过程中还存在干法、湿法交替的环节,但从能源消耗和简化流程角度考虑,应尽可能减少干湿交替次数。
静电段负责按导电性分离。静电分选是锆英石与金红石分离的关键环节。金红石导电性好,在高压电场中感应带电后从辊筒表面脱落进入导体产品端。锆英石不导电,吸附在辊筒表面被刷子刷入非导体产品端。
某专利工艺的完整电选流程是:干燥后的粗精矿先进入圆筒电选机进行粗选电压三十七千伏和精选电压三十八千伏,再经筛板电选机电压二十八千伏和弧板电选机电压十七到二十一千伏进一步提纯,最后用双筒永磁强磁选机做最终磁性检查。圆筒电选机的转速对分选效果有明显影响,粗选上层分选区转速一百六十转每分钟左右时效果较好。
最终一级锆英石精矿氧化锆品位可达百分之六十六点三五。甲子锆矿的精选厂采用重选、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、锡石等多种副产品。
成套系统的设备配置参考
以年处理原矿五十到一百万吨的中型项目为例,粗选段设备配置大致如下。
粗选段:螺旋溜槽粗选和扫选配合摇床精选,或采用圆锥选矿机为主体的配置方案。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。粗选厂一般为移动式,移动方式有水上浮船及陆地轨道、履带、托板等方式。
精选段:干燥用回转滚筒干燥机,温度控制在二百五十到三百摄氏度。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、筛板电选机、弧板电选机组合配置,按粗选、精选、扫选多段配置。
电选车间的环境控制至关重要。车间环境湿度必须低于百分之六十,否则矿物表面会形成水膜,导电性差异被削弱。对比试验表明,出料温度控制在九十五摄氏度左右时分选效果最好,但出料温度大于九十五摄氏度对回收率提升作用有限。
成套系统的技术经济指标
海滨锆砂选矿成套系统的总回收率取决于原矿性质和流程配置。莫桑比克某海滨砂矿采用磁选-电选联合精选流程,一级锆英石精矿氧化锆品位百分之六十五点五六、回收率百分之四十一点八六,综合回收率达到百分之七十六以上。
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达到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。
海滨锆砂选矿成套系统的核心在于“重选富集—磁选分组—电选提纯”三段梯次推进,顺序不能调换。重选负责大规模抛尾,磁选负责按磁性分组,电选负责利用导电性差异完成锆英石与金红石的最终分离。把矿石数据和产能需求发过来,我们可以帮你做针对性的选矿系统配置方案。
