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金红石（TiO₂）和锆英砂（ZrSiO₄）是海滨重砂中最难分的一对。
重选拿它们没办法——两者比重4.2-4.7，几乎重叠，摇床上的矿物带挨在一起分不开。磁选也拿它们没办法——两者都是非磁性矿物，磁选机过一遍，一起从尾矿端出来。在重选和磁选之后，这对“非磁性重矿物兄弟”依然混在一起。
唯一能把它们拆开的是高压电选。金红石的电阻率约10⁶-10⁷Ω·cm（半导体），锆英石的电阻率约10¹¹-10¹⁴Ω·cm（非导体）。这个差距超过了10⁴倍，是电选能够有效运作的物理依据。工业高压电选机的工作电压为20-60kV，通过高压电场把这种导电性差异放大到足以实现分离的程度。
高压电选机利用矿物在电场中的导电性差异完成分选。金红石是导体或半导体矿物，其电阻率远低于作为非导体的锆英砂。在电场中，导体矿物感应电荷后快速放电，所受电场力小；非导体矿物感应电荷后难以释放，被电极吸引。
以最常见的辊筒式电选机为例：干燥的矿物颗粒通过振动给料机均匀落在转动的接地辊筒表面。辊筒旋转带矿粒进入电晕区，电晕电流使所有矿粒（无论导体还是非导体）均获得负电荷。接下来的行为则分道扬镳——金红石（导体）与辊筒之间接触电阻小，电荷经辊筒很快传走，在离心力和重力作用下抛离辊筒，落入导体产品槽；锆英砂（非导体）与辊筒之间接触电阻大，不易将电荷传走，在电场力作用下吸附在辊筒表面，随辊筒转动到后部被卸毛刷刷下，落入非导体产品槽。
这种“导体抛离、非导体吸附”的行为差异是电选分离锆英砂和金红石的物理基础。
双辊筒电选机是锆钛分离流程中应用最广泛的机型。它具备处理量大、分选稳定、适合连续生产的优势。典型技术参数为：辊筒直径φ120-φ320mm，辊筒长度1200-1500mm，工作电压0-45kV，给料粒度<3mm（推荐0.1-2mm），单台处理量2-5t/h。
弧板电选机是近年来在传统板式电选基础上发展的机型，采用多层弧板结构，通过双排4-5级分选实现更彻底的分离。物料依次经过4-5层弧板，每层都在重复“导体吸附偏转、非导体原轨迹下落”的分选过程，使导体矿物纯度可达90%以上，分选效率比传统机型提升约30%。主要参数为：工作电压0-60kV，处理量1-2t/h，给料粒度0.1-3mm。
板式电选机结构简单、适合细粒级物料（0.1-1.0mm），但单台处理量较小（400-600kg/h），通常作为小型选厂或精选段的辅助设备。
在完整的锆钛重砂选矿流程中，电选通常安排在重选和磁选之后：
重选粗选（螺旋选矿机）→ 磁选分离钛铁矿和独居石 → 干燥 → 分级 → 电选（锆英砂/金红石分离）→ 电选精矿再提纯 → 最终产品
国内海滨砂矿的锆钛分离实践中，电选是核心工序。典型流程为：磁选尾矿（锆英石+金红石+少量脉石）经螺旋溜槽进一步富集后，粗精矿进入电选段。采用两台双辊筒电选机串联作业，配合电磁振动给料和电加热装置，从含ZrO₂约55%、TiO₂约30%的给矿中，产出ZrO₂≥65%的锆英石精矿和TiO₂≥90%的金红石精矿，分选效率约85%。
在澳大利亚西澳海岸的某大型重砂矿选厂，采用“重选+磁选+电选”联合流程，其中电选段配置了8台双辊筒电选机，处理量约50吨/小时，年处理能力超过30万吨。电选段将磁选尾矿中的锆英石和金红石有效分离，金红石精矿品位92-95%，回收率78%，锆英石精矿品位66-68%，回收率85%。
对含泥量较高的南方某海滨砂矿，电选段给矿中细泥含量偏高导致电选效果不稳定。经优化后增加“擦洗-脱泥-干燥”预处理工序，并将给矿严格分成0.1-0.2mm和0.2-0.4mm两个粒级分别进入不同参数设置的电选机，最终锆英石回收率从72%提升至85%，金红石品位从88%提升至93%。
电选的分离效果受多个参数控制，需要根据给矿特性进行精确调节。
电压：电压越高，电场力越强，导体与非导体的分离越彻底，但过高电压会导致火花放电。粗粒给矿需要较高电压（40-45kV）以产生足够的电场力驱动粗颗粒；细粒给矿电压可稍低（35-40kV），防止微细颗粒过度吸附。工业电选机通常采用20-60kV连续可调电源。
辊筒转速：转速影响颗粒在电场中的停留时间和受到的离心力。转速过快，导体矿物来不及充分放电就被抛出，可能混入非导体产品；转速过慢则处理量下降。粗粒给矿建议低转速（60-100r/min），延长分选时间；细粒给矿可适当提高转速（120-180r/min）。
极距：电极与辊筒表面的间距影响电场强度和电晕电流分布。极距过小易产生火花放电，过大会削弱电场力。一般调整在50-80mm范围，具体值根据给矿粒度和电压设定现场确定。
电极结构：电晕极与静电极的配合是分选精度的关键。电晕极产生离子流使矿粒荷电，静电极维持电场使非导体矿物吸附在辊筒表面。电晕极通常采用直径0.2-0.5mm的钼丝或钨丝，静电极采用直径5-15mm的圆管或异形管。
环境因素：电选对空气湿度敏感。环境湿度过大（>70%）时矿物表面形成水膜，非导体矿物的表面电阻下降，在电场中表现出导体行为，导致分带混乱。因此电选车间应保持干燥通风，或配置除湿系统。环境温度一般控制在15-40℃，过低时矿物表面可能结露，过高时设备绝缘性能下降。
电极磨损和清洁：电晕电极在长期使用中会因离子轰击而损耗，一般每3-6个月检查更换。辊筒表面的磨损会影响电场分布和矿物附着力，严重磨损后需重新打磨或更换。矿物粉尘在电极表面的积聚会降低电晕放电效率，应定期停机用压缩空气吹扫电极和辊筒表面。
给矿条件直接决定电选机能达到的上限。良好的预处理是电选成功的前提。
干燥：电选前物料含水率必须低于1%。含水率超过1%时锆英砂表面形成导电水膜，分选失效。干燥设备通常采用回转干燥机或流化床干燥机，出料水分用在线红外水分仪监控。
分级：不同粒级的矿物在电选机中需要不同的电压和极距。工业实践中通常分为0.1-0.2mm和0.2-0.4mm两个主流粒级分别电选。若粗粒级（>0.4mm）含量过高，应预先筛除并用重选或磁选进一步处理。
加热：电选机自带的加热装置不仅仅是除水，40-60℃的加热还能让矿物表面附着的有机膜和铁质薄膜部分分解，恢复矿物本征的导电性。加热温度不宜超过80℃，否则金红石表面可能氧化变色，影响其导电性能。
电选中矿是生产中的常见问题。当金红石和锆英石的表面污染或晶格替代导致导电性差异缩小时，部分颗粒无法被有效分选，落入中矿槽。
中矿的处理策略包括三种方式。一是返回再选：将中矿返回电选机给矿端，与新鲜给矿混合后重新分选。这种方式操作简单，但当中矿量积累过多时会挤占主流程处理能力。二是单独处理：将积累到一定量的中矿集中起来，在更严格的参数条件下（如提高电压、降低辊速）重新电选，可获得部分合格精矿。三是浮选补充：当电选中矿的TiO₂品位约35%、ZrO₂品位约31%时，研究表明可以通过浮选进一步分离——采用烷基胺膦酸（TF112）作为捕收剂，在pH=7的中性条件下，配合Pb(NO₃)₂活化金红石、Na₂SiF₆抑制锆英石，可获得TiO₂品位90.24%的金红石精矿。
在锆英砂/金红石分离领域，存在多种技术路线，但高压电选是工业规模上最成熟、应用最广的方法。
其他技术路线包括：浮选（适用于细粒级和表面污染严重的物料，但需要药剂、废水处理成本高）、重液分离（适用于实验室级别，工业规模成本过高）、选择性絮凝（尚处于实验室阶段，工业应用极少）。
高压电选在工业规模上的综合优势明显：处理量大（单台2-5t/h）、运营成本低（主要消耗为电力，无药剂成本）、分选效率稳定（85-90%）、设备成熟可靠。其局限性在于对给矿水分敏感、对细粒级物料（<0.04mm）效率下降、需要配套干燥和分级预处理。
近年电选设备有几个技术方向值得关注。
智能化控制：通过在线检测精矿品位和尾矿品位，自动调节电压、辊筒转速和电极位置，减少人工干预，提高分选稳定性。
新型电极材料：探索更耐磨、更耐腐蚀的电极材料和辊筒表面涂层，延长设备寿命，降低维护频率。
高效干燥-电选一体化：将干燥、加热、分级、电选集成在同一设备或紧凑流程中，减少中间环节的物料转运和热损失。
高压电源技术：采用高频高压开关电源替代传统的工频高压变压器，电源效率和输出电压稳定性显著提升，设备体积和重量明显减小。
锆英砂和金红石的电选分离，原理清晰——导体的金红石抛离，非导体的锆英砂吸附。工业设备的选型也相对成熟——双辊筒电选机是主流，弧板电选机用于高纯度要求，板式电选机用于小型补充。
但设备只提供“上限”。真正决定电选效果的，是给矿的干燥、分级、加热和表面清洁程度。含水量超标，分带混乱；粒度混合，效率下降；表面膜未清除，导电性失真。所有针对锆英砂/金红石电选流程的优化案例都指向同一个结论——把80%的精力花在电选前的预处理上，剩下的20%留给设备调节，效果最好。预处理的投入，决定了电选机的上限。
