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重砂聯(lián)合分選一體化設(shè)備將重力分選、磁選和靜電分選三種機(jī)械有機(jī)整合，形成“重力拋尾—磁選分組—靜電提純”的三段接力式生產(chǎn)線(xiàn)，專(zhuān)為礦物組成復(fù)雜的重砂礦設(shè)計(jì)

單一重選機(jī)械只能分離輕重礦物，無(wú)法將鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石等重礦物彼此分開(kāi)；單一磁選機(jī)械能按磁性分組，但鋯英石和金紅石均為非磁性礦物，磁選無(wú)能為力；單一靜電分選機(jī)械對(duì)給礦品位和粒度要求極高，無(wú)法直接處理低品位原礦

一體化設(shè)備可將原礦中百分之一到五的重礦物富集為鋯英石ZrO?≥百分之六十五、鈦鐵礦TiO?≥百分之四十六、金紅石TiO?≥百分之九十二、獨(dú)居石REO≥百分之六十的多種高品位精礦，綜合回收率百分之七十五到八十五

為什么要將三種分選機(jī)械整合為一體化設(shè)備

走進(jìn)一個(gè)只靠重選的重砂礦選廠(chǎng)，螺旋溜槽和搖床把重礦物從石英砂里挑了出來(lái)，產(chǎn)出的混合重砂精礦品位可以達(dá)到百分之九十以上。但這個(gè)精礦只是一個(gè)混合體，鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、石榴石、磁鐵礦全部擠在一起。它們的密度都高于三點(diǎn)五，重選已經(jīng)無(wú)能為力。這個(gè)混合重砂精礦在市場(chǎng)上只能賣(mài)一個(gè)混合料的價(jià)格，遠(yuǎn)低于單一精礦產(chǎn)品的價(jià)值總和。

只靠磁選也不行。磁選能把磁鐵礦和鈦鐵礦從混合物中分離出來(lái)，但鋯英石和金紅石都是非磁性礦物，磁選拿它們沒(méi)辦法。磁選后的非磁性產(chǎn)品仍然是鋯英石和金紅石的混合物，無(wú)法單獨(dú)銷(xiāo)售。

只靠靜電分選更不行。靜電分選要求給礦品位高，重礦物總含量大于百分之九十，粒度集中控制在零點(diǎn)一到零點(diǎn)三毫米，含水率極低低于百分之零點(diǎn)五。低品位的原礦直接進(jìn)電選機(jī)，分選效果一塌糊涂。

三種方法必須聯(lián)合使用。重力分選解決輕重分離的問(wèn)題，這是整個(gè)流程的入口，用最低成本把百分之九十五以上的尾礦甩掉。磁選解決磁性差異的問(wèn)題，把不同磁性的礦物拆開(kāi)。靜電分選解決導(dǎo)電性差異的問(wèn)題，完成磁選處理不了的最后分離。三種方法各解決一類(lèi)問(wèn)題，形成完整的分選鏈條。一套完整的聯(lián)合選礦系統(tǒng)，就是把這幾種方法按粗富集到分類(lèi)再到提純的順序組織起來(lái)，讓每種礦物在最適合它的分選環(huán)節(jié)里被精準(zhǔn)定位。

一體化設(shè)備的總體架構(gòu)與物料走向

重砂重力磁選靜電聯(lián)合選礦一體化設(shè)備由三大機(jī)械子系統(tǒng)組成，通過(guò)輸送設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)串聯(lián)成完整生產(chǎn)線(xiàn)。物料依次經(jīng)過(guò)濕法預(yù)處理段、重選段、脫水干燥段、磁選段和靜電分選段，最終產(chǎn)出各單一礦物精礦。

原礦砂首先經(jīng)振動(dòng)篩或滾筒篩除去大塊卵石和雜物。含泥量高的礦石進(jìn)入擦洗機(jī)，清除礦物表面的粘土包覆膜。擦洗后礦漿進(jìn)入水力旋流器脫除負(fù)二百目細(xì)泥，底流進(jìn)入重選段。脫泥的細(xì)度控制是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，底流中負(fù)二百目含量應(yīng)低于百分之五，否則細(xì)泥會(huì)干擾后續(xù)重選和磁電選的分選效果。

脫泥后的礦漿進(jìn)入重選段，螺旋溜槽作為粗選主力，搖床作為精選設(shè)備。螺旋溜槽段通常采用粗選加掃選兩段配置，保證回收率。搖床處理螺旋粗精礦，進(jìn)一步丟棄殘存的輕礦物，提高重砂品位。螺旋加搖床重選段的目標(biāo)是以最低成本丟棄百分之九十以上的脈石，獲得重礦物含量百分之八十到九十的混合重砂，重礦物回收率百分之八十五到九十二。

重選產(chǎn)出的混合重砂含水率百分之十五到三十，進(jìn)入濃縮機(jī)和過(guò)濾機(jī)脫水至百分之十以下，再經(jīng)回轉(zhuǎn)干燥機(jī)干燥至含水率低于百分之一，為干式磁選和電選做好準(zhǔn)備。干燥溫度控制是關(guān)鍵，溫度過(guò)高會(huì)氧化鈦鐵礦表面、改變其磁性，溫度過(guò)低則干燥不徹底、影響后續(xù)電選效果。

干燥后的混合重砂進(jìn)入磁選段，采用三級(jí)磁選串聯(lián)作業(yè)，從強(qiáng)到弱依次分離不同磁性的礦物。磁選后的非磁性產(chǎn)品主要為鋯英石、金紅石、錫石和石英，進(jìn)入靜電分選段完成最終分離。

重選機(jī)械：螺旋溜槽與搖床的分工配合

螺旋溜槽是重選段處理量最大的機(jī)械。礦漿從螺旋槽上部給入后，在沿槽面呈螺旋狀向下流動(dòng)的過(guò)程中，高密度的重礦物在離心力和重力作用下沉到槽底內(nèi)緣，低密度的石英等脈石浮在表面被水流帶向外緣。通過(guò)末端分礦器將內(nèi)緣精礦和外緣尾礦分別截取，一段螺旋粗選即可把原礦中百分之一到三的重礦物富集到混合重砂品位百分之六十到八十。

搖床承擔(dān)重選精選任務(wù)。在帶有來(lái)復(fù)條的傾斜床面上，礦粒在重力、橫向水流沖力和床面往復(fù)運(yùn)動(dòng)共同作用下按比重和粒度呈扇形分帶。搖床的富集比可達(dá)十五到三十倍，一段搖床可將混合重砂中重礦物含量從百分之六十提升到百分之八十以上。搖床是這個(gè)粒級(jí)范圍分選精度最高的重選設(shè)備，單臺(tái)處理量零點(diǎn)五到一點(diǎn)五噸每小時(shí)。

粗粒級(jí)物料（正零點(diǎn)五毫米）進(jìn)入鋸齒波跳汰機(jī)處理，一段跳汰粗選可將重礦物品位從原礦的百分之零點(diǎn)五提升到百分之五到十，拋除百分之八十五到九十的尾礦。細(xì)粒級(jí)物料（零點(diǎn)零三到零點(diǎn)一毫米）進(jìn)入搖床系統(tǒng)，微細(xì)粒級(jí)（負(fù)零點(diǎn)零三毫米）進(jìn)入離心選礦機(jī)，守住細(xì)粒重礦物的最后一道回收線(xiàn)。

磁選機(jī)械：三段式梯度磁場(chǎng)配置

磁選段的任務(wù)是按照礦物磁性強(qiáng)度，將混合重砂精礦拆分成不同磁性的產(chǎn)品組。磁選作業(yè)分三段進(jìn)行。

弱磁選是第一段，場(chǎng)強(qiáng)零點(diǎn)一到零點(diǎn)三特斯拉。磁鐵礦是唯一在這個(gè)場(chǎng)強(qiáng)下能被吸附的礦物。弱磁選產(chǎn)出的磁鐵礦精礦雖然量不大，占重砂總量的百分之一到五，但可以作為副產(chǎn)品出售。非磁性產(chǎn)品進(jìn)入中磁選。

中磁選是第二段，場(chǎng)強(qiáng)零點(diǎn)五到零點(diǎn)八特斯拉。鈦鐵礦在這個(gè)場(chǎng)強(qiáng)下被吸附，產(chǎn)出鈦鐵礦精礦，TiO?品位百分之四十六到四十八。如果礦石中含有中等磁性的鈦赤鐵礦或鐵鋁榴石，它們也會(huì)在這一段被吸附。通過(guò)調(diào)節(jié)場(chǎng)強(qiáng)來(lái)優(yōu)化分選效果，是磁選段操作的關(guān)鍵。非磁性產(chǎn)品進(jìn)入強(qiáng)磁選。

強(qiáng)磁選是第三段，場(chǎng)強(qiáng)一點(diǎn)二到一點(diǎn)五特斯拉。獨(dú)居石和石榴石在這個(gè)場(chǎng)強(qiáng)下被吸附。獨(dú)居石作為高價(jià)值副產(chǎn)品回收，石榴石可作為研磨材料出售。強(qiáng)磁選后的非磁性產(chǎn)品主要是鋯英石和金紅石的混合物，進(jìn)入靜電分選段做最終分離。

三盤(pán)磁選機(jī)是磁選段的核心設(shè)備，三個(gè)磁輥的場(chǎng)強(qiáng)獨(dú)立可調(diào)，一臺(tái)設(shè)備可以完成中磁選和強(qiáng)磁選兩段作業(yè)。磁選段的場(chǎng)強(qiáng)分界點(diǎn)不是固定值，需要根據(jù)礦石特性調(diào)整。

廣東省資源綜合利用研究所研發(fā)的毛砂精選分離工藝提供了磁選分組的詳細(xì)參數(shù)。濕式弱磁選（零點(diǎn)一五T和零點(diǎn)四五T兩次）回收磁鐵精礦后，弱磁非磁性物經(jīng)烘干，首先用零點(diǎn)四T干式磁選進(jìn)行礦物分組，得到鈦粗精礦和稀土與鋯粗精礦混合物。鈦粗精礦再經(jīng)零點(diǎn)三T干式磁選分選出其中的稀土粗精礦后，進(jìn)行還原焙燒（八百到九百攝氏度，加入百分之五炭粉，十五到二十分鐘），再經(jīng)零點(diǎn)一五T濕式弱磁選得到鈦精礦。稀土與鋯粗精礦混合物經(jīng)一點(diǎn)一T干式磁選，得到稀土粗精礦和鋯粗精礦。

靜電分選機(jī)械：高壓電場(chǎng)中的最終分離

靜電分選段處理的是磁選段產(chǎn)出的非磁性產(chǎn)品，主要為鋯英石和金紅石的混合物。兩種礦物的密度接近、磁性相同，重選和磁選都分不開(kāi)。但兩者的導(dǎo)電性差異顯著，金紅石是良導(dǎo)體，鋯英石是非導(dǎo)體。高壓電選機(jī)利用這個(gè)差異完成最終分離。

高壓輥筒電選機(jī)的工作原理是利用礦物在高壓電場(chǎng)中的導(dǎo)電性差異。導(dǎo)體礦物（金紅石）在高壓電場(chǎng)中迅速獲得電荷并迅速釋放，在離心力作用下被拋離至導(dǎo)體產(chǎn)品收集槽。非導(dǎo)體礦物（鋯英石）獲得電荷后釋放緩慢，被吸附在轉(zhuǎn)鼓表面，隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)至后方被毛刷刷落至非導(dǎo)體產(chǎn)品收集槽。

靜電分選段對(duì)給料條件有嚴(yán)格要求。給料粒級(jí)必須控制在零點(diǎn)一到零點(diǎn)三毫米范圍內(nèi)，粒度過(guò)寬會(huì)嚴(yán)重影響分選效果。給料含水率必須低于百分之零點(diǎn)五，否則礦物表面水膜會(huì)改變導(dǎo)電性特征。給料溫度應(yīng)控制在六十到八十?dāng)z氏度，預(yù)熱可以降低礦物表面吸附水，提高導(dǎo)電性差異的分辨率。

鋯粗精礦的電選工藝通常分兩步進(jìn)行。第一次電選（電壓二KV）分選出導(dǎo)電產(chǎn)品和非導(dǎo)電產(chǎn)品，導(dǎo)電產(chǎn)品經(jīng)第二次電選（十四KV）得到金紅石精礦和鋯精礦，非導(dǎo)電產(chǎn)品經(jīng)三次搖床重選后得到鋯精礦和尾礦。電壓控制在二十到二十五千伏，輥筒溫度七十五到八十?dāng)z氏度。電壓偏低時(shí)，部分金紅石混入鋯英石精礦。電壓偏高時(shí)，非導(dǎo)體礦物也可能被擊穿導(dǎo)電，造成鋯英石損失。

一體化設(shè)備的控制要點(diǎn)與設(shè)計(jì)決策

分級(jí)精度控制方面，振動(dòng)篩的分級(jí)效率直接影響各段重選設(shè)備的效果。分級(jí)旋流器的粗粒級(jí)中負(fù)零點(diǎn)零七四毫米含量應(yīng)低于百分之十，細(xì)粒級(jí)中正零點(diǎn)一毫米含量應(yīng)低于百分之五。分級(jí)不精準(zhǔn)會(huì)使粗粒和細(xì)粒互相干擾，降低分選效果。

給礦濃度控制方面，螺旋溜槽給礦濃度須穩(wěn)定在百分之二十五到三十五，搖床給礦濃度控制在百分之十五到二十五。濃度波動(dòng)會(huì)改變分選帶位置和產(chǎn)品指標(biāo)。調(diào)漿系統(tǒng)應(yīng)配備濃度計(jì)和自動(dòng)補(bǔ)水閥，實(shí)現(xiàn)給礦濃度閉環(huán)控制。

電選給礦含水率須嚴(yán)格控制在百分之一以下。含水率超過(guò)臨界值時(shí)，非導(dǎo)體礦物表面形成導(dǎo)電水膜而表現(xiàn)出導(dǎo)體行為，分選帶混亂，鋯英石產(chǎn)品中金紅石夾帶量急劇增加。

產(chǎn)品方案的確定影響設(shè)備配置。如果市場(chǎng)對(duì)金紅石精礦的品位要求不高（TiO?百分之八十五即可），電選段可簡(jiǎn)化，一次粗選即可。如果需要TiO?大于百分之九十二的高品級(jí)產(chǎn)品，電選段需采用粗選加精選兩級(jí)配置。

設(shè)備配置參考

以處理量二十噸每小時(shí)的稀有金屬重砂聯(lián)合選礦系統(tǒng)為例，主要設(shè)備配置如下：

滾筒篩：直徑一點(diǎn)五米、長(zhǎng)度三米，一臺(tái)，用于原礦準(zhǔn)備

擦洗機(jī)：雙軸，一臺(tái)，用于原礦準(zhǔn)備

水力旋流器組：FX-150乘四，一組，用于原礦準(zhǔn)備

螺旋溜槽：BL-600，二十四到三十二臺(tái)，用于重選子系統(tǒng)

搖床：型號(hào)，六到八臺(tái)，用于重選子系統(tǒng)

濃縮機(jī)：NZ-六，一臺(tái)，用于脫水干燥

盤(pán)式干燥機(jī)：直徑一點(diǎn)五米、長(zhǎng)度六米，一臺(tái)，用于脫水干燥

高梯度磁選機(jī)：一點(diǎn)零到一點(diǎn)五T，一臺(tái)，用于磁選子系統(tǒng)

中磁選機(jī)：零點(diǎn)四到零點(diǎn)七T，一到二臺(tái)，用于磁選子系統(tǒng)

高壓電選機(jī)：三十到四十五千伏，二到三臺(tái)，用于電選子系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)：定制，一套，用于控制系統(tǒng)

裝機(jī)總功率約三百五十到五百千瓦，其中干燥段占總功率的百分之三十到四十。廠(chǎng)房面積約一千五百到二千五百平方米，操作人員每班四到五人。

結(jié)論

重砂重力磁選靜電聯(lián)合選礦一體化設(shè)備以重選拋尾、磁選分組、靜電提純?yōu)槿问郊夹g(shù)主線(xiàn)。重選機(jī)械以螺旋溜槽和搖床為核心，用最低成本完成大宗拋尾和預(yù)富集。磁選機(jī)械以三段式梯度場(chǎng)強(qiáng)配置，將混合重砂按磁性拆分為不同產(chǎn)品組。靜電分選機(jī)械利用高壓電場(chǎng)，完成磁選處理不了的鋯英石與金紅石分離。三種機(jī)械的整合使原礦中的每種有用礦物都能被精準(zhǔn)分離為單獨(dú)計(jì)價(jià)的合格精礦產(chǎn)品。

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