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先说三个重点
钛铁矿粗精矿的TiO₂含量通常在40%到45%之间，里面常常混着赤铁矿、铬铁矿、磁铁矿这些杂质。常规的磁选、重选、电选在面对这些杂质时经常“束手无策”——赤铁矿和钛铁矿密度太接近、导电性也差不多。焙烧与磁选联合工艺解决的就是这个痛点：通过高温焙烧改变矿物磁性，再用磁选一刀分开。氧化焙烧适合处理高铬型钛铁矿，能把Cr₂O₃从2.8%降到0.3%以下；还原焙烧能把赤铁矿化的钛铁矿“救回来”，TiO₂品位提升5到7个百分点；闪速焙烧处理细粒物料，回收率能做到87%以上。本文把这三种路线的原理、设备、效果和投资一次讲清楚。
你手上有钛铁矿粗精矿，可能遇到过这种尴尬：重选已经富集过了，磁选也走了一遍，但TiO₂就是上不去，铬和铁老是超标。问题出在哪？钛铁矿和赤铁矿的密度分别是4.7和5.2，摇床分不开；两者又都是导体，电选也分不开。更麻烦的是，风化严重的钛铁矿表面会形成一层赤铁矿薄膜，常规磁选根本吸附不住。
焙烧的作用就是“改性质”。在高温下让矿物发生化学反应——要么把赤铁矿还原成磁铁矿，要么把钛铁矿中的铁氧化后让磁性重新分布。焙烧之后，目标矿物和杂质的磁性差异被拉到足够大，这时候再用磁选机，分起来就轻松多了。
我见过的成功案例里，焙烧-磁选联合工艺能把钛精矿TiO₂从42%提到49%以上，铬含量下降90%，回收率最高能到87%。没有任何化学药剂，尾矿也是无污染的焙烧矿渣，环保压力小。
如果你的钛铁矿粗精矿里铬含量高，氧化焙烧是最直接的解法。原理是在氧化气氛下加热，让钛铁矿中的铁氧化成赤铁矿，同时含铬矿物（如铬铁矿）的磁性也会发生变化。焙烧后，含铬矿物与钛铁矿的磁性差异明显拉大，再用干式磁选就能把含铬矿物抛掉。
看一个真实数据。长沙矿冶研究院处理某国外难选钛铁矿，原矿含TiO₂ 26.50%、Cr₂O₃ 2.84%。先用湿式弱磁选抛掉强磁性矿物，再用电选富集，然后采用氧化焙烧-干式磁选。最终拿到TiO₂品位47.42%、Cr₂O₃含量降到0.27%的钛精矿，回收率70.26%。
Cr₂O₃从2.84%打到0.27%，降幅超过90%。这个指标意味着什么？钛白粉厂对氯化法原料的铬要求是低于0.3%，这套工艺完全达标。另一处重砂矿采用同样的氧化焙烧-干式磁选工艺，也获得了TiO₂ 47.34%、Cr₂O₃ 0.28%的优秀指标。
这套流程的关键控制点有两个：焙烧温度控制在700到800℃，时间30到60分钟；干式磁选的场强选在3000到5000高斯。温度低了氧化不彻底，温度高了钛铁矿会过度氧化生成金红石，反而降低可选性。
风化型钛铁矿经常出现一种情况：颗粒表面被赤铁矿薄膜包裹，看起来像是“生锈”了。这种物料直接上磁选，赤铁矿薄膜磁性弱，钛铁矿收不回来。还原焙烧就是冲着这个问题去的。
还原焙烧分两步。先把物料在氧化气氛下加热到700℃左右，让表面赤铁矿层充分发育；然后通入还原性气体（一氧化碳或氢气），温度降到575℃左右，赤铁矿被还原成磁铁矿。磁铁矿是强磁性矿物，这时候再用弱磁选，就能把颗粒牢牢吸住。
一项系统研究表明：氧化阶段适宜温度700℃、氧化时间30分钟；还原阶段理想温度575℃、CO浓度20%、还原时间仅需3分钟。在优化条件下进行分级弱磁选，钛精矿TiO₂品位达46.24%，回收率67.62%。
工业上还有一个更简单的做法：直接加碳粉进行还原焙烧。马拉维海滨砂矿的钛铁粗精矿（TiO₂ 42.71%），配入5%的还原剂，在875℃下焙烧12.5分钟，然后用水淬冷却，再进行弱磁选加中磁扫选。最终拿到TiO₂ 49.05%、回收率77.16%的钛精矿。
注意还原焙烧的两个细节。一是焙烧后要快速水淬，目的是防止磁铁矿重新氧化；二是磨矿要适度，把焙烧过程中产生的烧结颗粒打散，但不要过磨。
如果钛铁矿粗精矿粒度很细（-0.074mm占多数），或者你追求更高的回收率，闪速焙烧是更优的选择。传统回转窑焙烧需要几十分钟到几小时，闪速焙烧把时间压缩到100秒以内。原理是让矿粉在高温气流中呈悬浮状态，传热传质极快，反应瞬间完成。
某国外含铬钛铁矿强磁粗精矿，采用闪速焙烧工艺。冷态模拟确定了最佳操作气速0.61到0.69米每秒，热态试验确定焙烧温度800℃、焙烧时间仅100秒。焙烧产品在干式磁选磁场强度318kA/m（约4000高斯）、滚筒转速25转每分条件下，获得TiO₂品位47.18%、Cr₂O₃含量0.25%、回收率高达87.23%的选别指标。
87.23%的回收率比常规氧化焙烧的70%高出一大截。对于细粒级物料，常规焙烧容易出现反应不均匀的问题，闪速焙烧的悬浮状态恰好解决了这个难题。当然，闪速焙烧的设备投资更高，适合处理量大的规模化生产。
还有一种情况：钛铁矿粗精矿中钛和铁嵌布紧密，单纯提钛不够，还想把铁也回收了。这时候用直接还原焙烧-磁选。在焙烧过程中加入过量还原剂，把钛铁矿中的铁还原成金属铁，钛则变成金红石或钛酸盐。焙烧后磁选，金属铁被吸走成为铁精矿，非磁性产品就是高钛渣。
对某钛铁粗精矿（TiO₂ 33.42%、Fe 46.21%）进行直接还原焙烧，还原温度1250℃，时间60分钟，还原剂用量20%。焙砂磨矿后磁选，获得TiO₂ 49.23%的钛精矿和铁品位82.57%的铁精矿，钛回收率85.18%。一矿两吃，钛和铁都拿到了合格产品。
这种路线能耗高，适合钛铁紧密共生且铁含量高的物料。如果铁含量低于30%，经济账不一定划算。
总结一下，根据你的物料特征和目标产品，可以快速对号入座：
氧化焙烧-干式磁选：适合铬含量高（Cr₂O₃>1%）的钛铁矿，目标是降铬。典型效果TiO₂ 47%左右、Cr₂O₃<0.3%、回收率70%。
还原焙烧-磁选：适合赤铁矿化严重、常规磁选回收率低的钛铁矿。典型效果TiO₂从42%提到49%、回收率70-77%。
闪速焙烧-干式磁选：适合细粒级（-0.074mm占多数）、含铬、追求高回收率的场合。典型效果TiO₂ 47%、Cr₂O₃<0.3%、回收率87%。
直接还原焙烧-磁选：适合钛铁紧密共生、铁含量高、想同时回收钛和铁的物料。典型效果钛精矿TiO₂ 49%、铁精矿铁品位82%。
如果拿不准，最简单的办法是寄矿样做焙烧对比试验。用几公斤矿样，分别走氧化和还原路线，看哪个效果好，再决定投资方向。
以日处理100吨钛铁矿粗精矿的规模为例，采用氧化焙烧-干式磁选方案，主要投资如下：
回转窑系统（φ1.5×20m，含冷却筒和燃烧器）150-200万元
干式磁选机（两台，场强4000高斯和3000高斯）25-35万元
除尘系统（旋风+布袋）25-30万元
给料、输送、电控及辅助设施30-40万元
合计约230-305万元
闪速焙烧方案投资更高，在400-500万元之间，但回收率也更高。
吨矿运行成本：燃料（煤或天然气）80-120元，电耗25-35元，人工15-20元，维修耗材10-15元，合计130-190元。
收益测算：粗精矿原TiO₂ 42%，焙烧-磁选后TiO₂ 47%，品位提升5个百分点。按钛精矿每吨度计价80元计算，每吨增值5×80=400元。同时铬杂质从2.8%降到0.3%以下，售价还能再高100-200元。综合每吨增值约500-600元。日处理100吨，日增值5-6万元。扣除运行成本1.5-2万元，日净增值3.5-4万元。年工作300天，年净增值1000-1200万元。设备投资按300万元计，回本周期约3-4个月。
如果采用闪速焙烧，回收率87%比常规70%高出17个百分点，意味着同样原矿多产17%的精矿。虽然投资更高，但多出来的产量半年内就能收回额外投资。
焙烧-磁选生产线要管好几个关键点。
焙烧温度控制。温度波动超过±20℃，产品指标就不稳定。建议安装热电偶和自动调节燃烧器。回转窑的窑头温度、窑尾温度、窑中温度都要监控。
物料停留时间。回转窑通过调节倾角和转速来控制停留时间。氧化焙烧一般30-60分钟，直接还原需要60-90分钟。停留时间太短反应不完全，太长能耗高且容易过烧结。
冷却方式。还原焙烧后的物料需要快速冷却，防止磁铁矿重新氧化。一般采用水淬或强制风冷。氧化焙烧后的物料可以自然冷却或缓冷。
磁选作业。焙烧后的物料要先破碎打散（但不要过磨），然后进入干式磁选机。一般采用两段磁选：一段粗选抛尾，二段精选提品位。磁场强度根据焙烧物料的磁性分布调整，通常在3000-6000高斯范围内。
除尘与环保。焙烧烟气中含粉尘和二氧化硫，必须经过旋风除尘+布袋除尘器处理。如果原料含硫高，还需要脱硫装置。
问：我的钛铁矿粗精矿TiO₂只有38%，能用焙烧-磁选提到48%吗？
答：可能可以，但要看杂质种类。如果杂质主要是石英、长石等轻矿物，重选更经济。如果杂质主要是赤铁矿、铬铁矿，焙烧-磁选有效。但原矿品位太低，焙烧成本占比会很高，建议先做重选或磁选预富集到42%以上再进焙烧。
问：焙烧后为什么颜色变红了？
答：氧化焙烧后钛铁矿中的铁被氧化成三价铁，颜色会变成红褐色，这是正常现象。如果还原焙烧后颜色应该是灰黑色或带金属光泽，如果还是红色说明还原不彻底。
问：焙烧会降低钛的回收率吗？
答：会有一点点损失。高温下少量钛会生成钛酸盐进入尾矿，但通常损失在2-5%以内。闪速焙烧由于反应时间短，钛损失更小。
问：燃料用煤还是天然气好？
答：天然气温控精度高、含硫低、环保压力小，但成本高。煤便宜，但需要煤磨粉系统和更复杂的除尘。如果当地天然气价格低于3元/立方米，优先用天然气。
问：我的物料含砷高，焙烧能去除吗？
答：可以。砷在高温下会挥发，烟气经过冷却后砷会凝结在布袋上。但需要配套专门的收砷装置，否则会二次污染。
XX省某钛选厂，处理海滨砂矿的钛铁矿粗精矿，TiO₂含量43.2%，Cr₂O₃含量1.8%，其中约30%的钛铁矿表面有赤铁矿薄膜。原矿直接干式磁选只能得到TiO₂ 44.5%、Cr₂O₃ 1.5%的精矿，不合格。
厂里投资280万元上了一条氧化焙烧-干式磁选线。焙烧温度750℃，时间40分钟，焙砂经两段磁选后，精矿TiO₂ 47.1%，Cr₂O₃降到0.22%，回收率71%。产品全部卖给氯化钛白厂，每吨售价5200元，比改造前每吨多卖1800元。一年收回投资。
另一家厂处理细粒级钛铁矿粗精矿（-0.074mm占75%），同样含铬高。他们选了闪速焙烧方案，投资460万元。焙烧温度800℃，时间90秒，干式磁选后TiO₂ 47.3%，Cr₂O₃ 0.24%，回收率86%。虽然投资高，但回收率高出15个百分点，日产精矿比氧化焙烧方案多出近4吨。按每吨4500元计，每天多卖1.8万元，两年下来多赚了上千万元。
第一，别凭感觉选方案。寄5公斤矿样做焙烧试验，分别测试氧化焙烧和还原焙烧的效果，拿到真实的品位和回收率数据再决策。
第二，算账要把能耗算细。焙烧是高能耗工艺，燃料占运行成本的大头。用当地的天然气、煤或生物质价格代入计算，不要用别人的成本数据套自己的项目。
第三，环保手续提前办。焙烧炉涉及废气排放，环评需要时间和费用。建议在立项前就咨询当地环保部门。
第四，考虑模块化。如果采点分散、处理量不大，可以考虑集装箱式小型焙烧-磁选模块，投资低、搬迁方便。
用于钛铁矿精选的焙烧与磁选工艺不是什么新鲜技术，但它确实是目前处理高铬型钛铁矿和赤铁矿化钛铁矿最有效的办法。选对了路线，低品位粗精矿也能变成高价值产品。想了解这套工艺是否适合你的物料？把矿样寄过来，我们免费做焙烧-磁选可行性试验，48小时内给出精矿品位和回收率预测。获取详细的工艺方案和设备报价，直接联系我们。选矿路上，有时候就是要“烧”一把才能开路。
