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海滨砂矿经重选富集后，通常得到含有锆英砂、钛铁矿、金红石和独居石的混合重砂。这四种矿物的比重接近（4.2～5.5），单纯依靠重选无法实现相互分离。但它们在磁性和导电性上存在明显差异，这为磁选与电选的联合分离提供了理论依据。一套成熟的分离方案，能够将混合重砂中的四种有用矿物逐一提取为合格精矿，实现资源的最大化利用。
分离方案的设计完全建立在矿物固有物理性质的基础上。
钛铁矿（FeTiO₃）具有中等至强磁性，比磁化系数约为20～60×10⁻⁶ cm³/g，同时呈现半导体导电性，比重4.7～5.0。独居石（(Ce,La)PO₄）属于中等磁性矿物，比磁化系数约20～35×10⁻⁶ cm³/g，但属于非导体，比重4.9～5.5。锆英石（ZrSiO₄）为弱磁性矿物，比磁化系数仅0.2～0.5×10⁻⁶ cm³/g，也是非导体，比重4.6～4.7。金红石（TiO₂）磁性更弱，比磁化系数约5～15×10⁻⁶ cm³/g，但它是良好的导体，比重4.2～4.3。
这些数据表明：钛铁矿的磁性最强，独居石次之，锆英石和金红石均为弱磁性；而金红石的导电性远优于其他三种。因此，分离策略可以概括为“先磁选分级，再电选提纯”。
典型的分离流程从干燥和筛分开始。混合重砂含水率通常在5%～10%之间，首先送入回转干燥机，在200～220℃的温度下将水分降至0.3%以下。干燥后的物料经过直线振动筛，筛除+0.5mm的粗粒连生体和-0.074mm的细粉，得到粒度均匀的0.074～0.5mm级别，进入后续磁电选别。
随后采用三段磁选：第一段为弱磁选，场强0.2～0.3T，专门分离强磁性的钛铁矿；第二段为中磁选，场强0.6～0.8T，分离独居石；第三段为强磁选，场强1.3～1.5T，提取锆英石。强磁选的非磁性产品主要是金红石，再通过高压电选进一步提纯。电选机电压设定在22～25kV，辊筒温度控制在75～80℃，金红石作为导体被分离出来，非导体部分（少量锆英石尾矿）可返回强磁选再处理。
干燥作业不仅要去除水分，还要注意控制出料温度在85～95℃之间。温度过高会导致矿物表面氧化，影响后续电选效果；温度过低则水分残留，磁选时矿粉容易粘附磁筒。干燥后的矿粉应通过密闭管道输送，避免二次吸湿。
弱磁选段推荐使用永磁辊式磁选机或湿式永磁筒式磁选机，场强设定在0.2～0.3T。在这个场强范围内，钛铁矿被有效吸附，而其他三种矿物均不被吸附。如果给料中钛铁矿含量较高，可以设置两段弱磁选，确保磁性产品中尽量少夹带锆英石。
中磁选段一般采用电磁感应辊式磁选机，场强提升至0.6～0.8T。独居石在该场强下被吸附，而锆英石和金红石仍为非磁性产品。需要特别注意的是，独居石具有放射性，作业区域应加强粉尘收集和防护。
强磁选段是获得高品位锆英石的关键。采用立环高梯度磁选机，背景场强达到1.3～1.5T。由于场强较高，部分弱磁性的锆英石被吸附，而金红石和石英等基本不被吸附。强磁选机的介质板间隙建议为1.5～2mm，同时要保证冲洗水压不低于0.4MPa，防止介质堵塞。
电选段使用的双辊高压电选机，利用金红石的良导体特性将其与锆英石分离。电选前物料必须保持干燥（水分＜0.3%）且温度在75～80℃。高压电源的电压稳定性和辊筒表面的清洁度直接影响分选效果，每班需检查毛刷磨损情况并及时更换。
以下设备配置适用于日处理混合重砂10～20吨的中型分离系统。
回转干燥机：Φ1.5m×12m，配备燃烧器和温控系统，用于干燥作业。
直线振动筛：ZS-1230型，双层筛网，上层筛孔0.5mm，下层筛孔0.074mm。
永磁辊式磁选机：场强0.2～0.3T，处理能力2～4t/h，用于弱磁选。
电磁感应辊式磁选机：场强0.6～0.8T，处理能力1.5～3t/h，用于中磁选。
立环高梯度磁选机：背景场强1.3～1.5T，处理能力1～2t/h，用于强磁选。
双辊高压电选机：电压22～25kV，辊筒长度800～1000mm，用于金红石提纯。
脉冲布袋除尘器：风量15000～20000m³/h，覆盖干燥、筛分、磁选和电选所有产尘点。
皮带输送机及螺旋输送机：若干台，用于密闭转运物料。
整套设备投资约120～160万元（不含土建），可根据实际处理量调整设备规格。
为保证分离指标，各项参数必须严格监控。
入料水分（干燥后）：≤0.3%，超过此值会降低磁选和电选效率。
干燥温度：200～220℃，出料温度85～95℃。
入料粒度范围：0.074～0.5mm，超出该范围需返回筛分。
弱磁选场强：0.2～0.3T，钛铁矿回收率可达85%以上。
中磁选场强：0.6～0.8T，独居石回收率约75%～80%。
强磁选场强：1.3～1.5T，锆英石回收率约80%～85%。
电选电压：22～25kV，金红石精矿品位可达85%～92%。
电选辊筒温度：75～80℃，确保矿粒表面干燥且导电性差异明显。
操作人员每班至少检测一次入料水分、各段场强和电选电压，并根据在线分析仪反馈的产品品位及时微调参数。
莫桑比克楠普拉省的沿海锆钛砂矿是世界上典型的海滨重砂矿床，长期以来为我国提供稳定的锆钛原料供应。该矿采用重选预富集后，对混合重砂实施上述磁选与电选联合分离工艺。生产实践中，钛铁矿精矿的产率约占混合重砂的77%，TiO₂品位达到52%以上，回收率接近80%。锆英石精矿产率约8.5%，ZrO₂品位稳定在64%～65%之间，回收率约78%。金红石精矿产率约4%，TiO₂品位可达到88%～90%。独居石精矿产率约0.5%，REO含量超过60%，回收率约79%。
该案例充分证明，针对四种物性差异明显的重矿物，采用弱磁—中磁—强磁—高压电选的联合流程，能够实现综合回收，且各项指标均能满足工业要求。
在实际操作中，有时会遇到锆英石精矿中仍含有少量独居石，导致产品放射性超标。此时可在强磁选后增加一段浮选作业，在碱性介质（pH=8～9）中使用油酸钠作捕收剂、硅酸钠作抑制剂，硅酸钠能有效抑制锆英石，而独居石可浮出，从而进一步提纯。
电选机分选效果突然变差，往往与入料水分或温度有关。应检查干燥机出口温度是否正常，物料在输送过程中是否吸潮。雨季时，车间内相对湿度可能超过70%，需要开启除湿设备或空调，将环境湿度控制在50%以下。
如果钛铁矿精矿中夹带较多的锆英石，说明弱磁选场强偏高或给料层过厚。可适当降低场强至0.2T左右，并调整给料斗的开度，确保物料呈单层均匀分布。
强磁选机介质板经常堵塞，多因入料中含细泥或冲洗水压力不足。应强化筛分作业，确保给料粒度大于0.074mm，同时提高冲洗水压至0.5MPa，每班停机后对介质板进行高压冲洗，每周拆出介质板用超声波清洗。
本套分离方案具有鲜明的技术特点。它充分发挥磁选和电选各自的优势，根据磁性由强到弱分段作业，避免了一次高场强磁选造成的机械夹带。高压电选段采用加热辊筒和密闭电极，保证了导电性差异的分选精度。整条生产线采用干法作业，配合完善的除尘系统，对环境友好。
该方案适用于海滨砂矿经重选富集后得到的混合重砂，也适用于类似成分的古海滨砂矿或河流冲积砂矿。处理粒度的最佳范围为0.074～0.5mm，对于更细粒级的物料（-0.074mm），可考虑采用湿式高梯度磁选作为替代，但电选段仍需脱水干燥。
以日处理混合重砂15吨的项目为例，建设一条完整的分离生产线，设备及安装投资约180～220万元（含土建及配套设施）。按照典型产率计算，每日可产出钛铁矿约11.6吨、锆英石约1.3吨、金红石约0.6吨、独居石约0.08吨。按当前市场均价估算，日产值约8～10万元，年运行300天，年产值约2400～3000万元。扣除电力、人工、介质、燃料及折旧等运营成本（约800～1000万元/年），年净利润可达1600～2000万元。投资回收期通常为3～5个月，经济效益非常显著。
锆英砂、钛铁矿、金红石和独居石的分离并非难事，关键在于准确掌握四种矿物的磁性差异和导电性差异，并合理配置磁选与电选段。弱磁选除钛、中磁选除独居石、强磁选提锆、电选提金红石——这条清晰的工艺路线已经过多年生产实践检验，可靠且高效。对于拥有海滨重砂资源的投资者，采用此方案可以同时获得四种合格产品，将资源价值最大化，是综合利用的最佳选择。
