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先搞懂这几点
金红石是重要的钛原料，天然金红石精矿TiO₂品位能做到百分之九十以上。但金红石在自然界里很少单独出现，它的老邻居是钛铁矿、锆英石、独居石和石英。要把金红石从这堆“亲戚”里干净利落地请出来，单靠一种选矿方法根本不够。重选、磁选、电选、浮选这四种手段各管一段，各有各的用处。这篇文章把这四种方法在金红石重砂分离中的应用一一拆开，讲清楚什么时候用、怎么用、能到什么效果。
金红石的“脾气”你得先摸透
金红石的密度在四点二左右，比石英重得多，但跟钛铁矿四点五、锆英石四点七一比，又轻了一点。磁性方面，金红石是非磁性到弱磁性，跟钛铁矿的强磁性好区分，但跟锆英石和独居石却混在一起。导电性倒是金红石的一大优势，它导电性不错，而锆英石基本不导电，电选时能拉开差距。
这些性质组合起来决定了金红石的分离路线：重选负责甩掉石英，磁选负责拆出钛铁矿，电选负责分开锆英石，如果碰上难选的细粒矿，还得靠浮选收尾。把这几种方法串起来，才能拿到高品位金红石精矿。
重选：先大量抛尾，轻装上阵
重选是金红石分离的第一道工序。这步的目标很简单，用最低的成本把密度低于三的脉石矿物（石英、长石）大量甩掉，让金红石和它的重矿物邻居们富集到一个较小的体积里。
处理粗粒级金红石砂矿，首选设备是螺旋溜槽。一台直径一米二的螺旋溜槽，处理量每小时四到六吨，一组十二台并联就是一条生产线。给矿浓度控制在百分之二十五到三十五，金红石密度大，沉在螺旋槽的内侧，石英砂漂在外侧，底部用截矿板把重矿物切出来。
螺旋粗选的金红石回收率一般在百分之九十到九十三，精矿产率百分之六到十，金红石TiO₂品位从原矿的百分之一到二富集到百分之六到十。这段抛掉的尾矿占了总量的九成，全是石英砂，可以回填或外销。
如果原矿含泥量高，螺旋溜槽前面必须加脱泥设备。水力旋流器或脱泥斗把小于零点零七四毫米的细泥脱掉一部分，不然泥巴糊在螺旋槽面上，金红石也会跟着跑偏。
对于细粒级金红石，比如粒径在零点零七四到零点三毫米之间的这部分，螺旋溜槽的回收率会明显下降。这时候用摇床效果更好。摇床处理量小，但分选精度高，能把金红石跟锆英石、钛铁矿在床面上拉开距离。一台摇床每小时处理一到两吨，适合处理螺旋产出的粗精矿。
重选段是金红石分离里成本最低的一段，它的任务不是拿到最终精矿，而是把原料体积缩小到十分之一，为后续昂贵的高压电选和强磁选创造经济性。
磁选：把钛铁矿从金红石旁边“拽走”
混合重矿物进磁选车间，第一个要解决的问题是钛铁矿。钛铁矿是强磁性矿物，磁场强度一千五百高斯就能把它吸出来。而金红石是非磁性的，在弱磁场里不受力。这步用弱磁滚筒，选出的钛精矿TiO₂品位百分之四十八以上，是一个独立的产品。
钛铁矿拿走以后，剩下的主要是金红石、锆英石和独居石。独居石是弱磁性矿物，可以用强磁选把它跟金红石和锆英石分开。强磁选机磁场强度一万到一万五千高斯，独居石被吸住，金红石和锆英石穿过磁场进入非磁性产品。
如果原矿里还有石榴石、角闪石这类中等磁性的矿物，它们在强磁场下也可能被吸出来。这不是坏事，提前去掉这些干扰物，对后面的电选是有利的。
磁选段的设计原则是：能用弱磁就不用强磁，能用干式就不用湿式。干式磁选比湿式的分选精度高，但对给矿含水率要求严苛，含水率超过百分之一磁辊就打滑了。所以磁选一般安排在烘干之后。
电选：金红石和锆英石的“终极对决”
电选是金红石分离里最关键的一步。为什么？因为金红石和锆英石密度接近、磁性接近，在重选和磁选段基本分不开。唯一的突破口是导电性，金红石导电性良好，锆英石是非导体，两者在高压电场里的行为完全不一样。
电选设备用辊式高压电选机，工作电压五万到七万伏。给矿必须预热到摄氏八十到一百二十度，含水率严格控制在百分之零点五以下。达不到这个干燥度，电选效果会直接崩掉。
电选的原理是：导电性好的金红石颗粒在接触到带电辊子以后，电荷快速释放，不被吸附，被离心力甩出去落到精矿槽。导电性差的锆英石颗粒电荷释放缓慢，被静电力吸附在辊子表面，用刷子刷下来落到尾矿槽。
一次电选通常不能做到彻底分离，因为金红石和锆英石的导电性差异没那么悬殊。工业上采用多级串联配置，粗选、扫选、精选三级。粗选产出金红石粗精矿和锆英石尾矿，粗精矿进精选提高品位，尾矿进扫选再收一遍。
三级电选之后，金红石精矿TiO₂品位能做到百分之九十到九十三，锆英石尾矿ZrO₂品位也能达到百分之六十五以上。两者的分离效率大概在百分之八十五到九十。电选段是全流程里金红石损失最大的环节，两级电选之间大约会损失三到五个百分点的回收率。
海南省某海滨砂矿，原矿含金红石百分之一点二、锆英石百分之二点五、钛铁矿百分之三。经过螺旋粗选、弱磁选钛铁矿、强磁选独居石、三级电选分离金红石和锆英石，最终金红石精矿TiO₂品位百分之九十二点三，回收率百分之八十二，锆英石精矿ZrO₂品位百分之六十六点五。全流程吨处理成本大约四十五元。
浮选：细粒和难选金红石的“最后一张牌”
如果金红石的嵌布粒度细，或者表面被铁质氧化膜污染，重选和电选的效果都会打折扣。这时候浮选就派上用场了。
金红石浮选的关键是捕收剂的选择。常用的捕收剂是苯乙烯膦酸和羟肟酸的组合，pH值控制在六到八之间。用碳酸钠做调整剂，水玻璃抑制硅酸盐脉石，活化剂用硝酸铅或硫酸铜。
浮选流程一般是一粗两精两扫。原矿磨矿到百分之九十通过零点零七四毫米以后进浮选机。粗选产出金红石粗精矿和尾矿，粗精矿做两次精选提高品位，粗选尾矿做两次扫选回收残余金红石。
浮选能把金红石品位做到TiO₂百分之四十五到五十五，回收率百分之七十五到八十五。浮选精矿品位不如电选高，但它的优势是能处理细粒和表面污染的金红石，这些是电选无能为力的。
实际生产中，浮选通常不是独立存在的，而是作为电选的前置或后置工序。如果原矿中细粒金红石占比高，在重选之后先浮选富集，浮选精矿再烘干电选做最终提纯。如果电选尾矿里还有金红石没回收，可以用浮选把它捞回来。
四种方法怎么搭？
四种方法在金红石分离中各司其职。重选做粗选，负责大量抛尾，处理量最大成本最低，把混合重矿物富集出来。磁选做中选，负责把强磁性的钛铁矿和弱磁性的独居石依次拆走，为电选扫清障碍。电选做主分离，负责金红石和锆英石的终极对决，是拿到高品位精矿的核心环节。浮选做补充，负责回收细粒和难选的金红石，解决电选处理不了的尾巴。
按常规海滨砂矿金红石的浮选富集流程，一个完整搭配是：原矿脱泥、螺旋粗选、摇床精选、弱磁选钛铁矿、强磁选独居石、烘干、三级电选、电选尾矿浮选回收。每一步都在做减法，逐步把不想要的东西淘汰掉，让金红石的品位一点点往上走。
投资和运行成本
一条日处理原矿二百吨的金红石重砂分离生产线，设备投资大概在一千到一千五百万。重选段螺旋溜槽加摇床和脱水设备约二百五十万。磁选段弱磁滚筒加强磁机约三百万。烘干设备约一百五十万。电选段三级高压电选机约四百万。浮选段如果配置约二百万。
吨原矿运行成本，如果不用浮选，约三十五到四十元。加了浮选以后吨成本涨到五十到六十元，但能多收三到五个点的金红石，额外回收的价值通常远高于增加的成本。
不确定你的矿样适合哪种工艺组合？把原矿的重砂分析、磁性分布、导电性测试和粒度组成数据发过来，可以帮你把这四种方法的衔接方案和运行参数再精准匹配一下。
