先說三個重點
海濱鋯砂選礦成套系統的核心工藝路線是“重選拋尾預富集—磁選分組—電選提純”三段聯合推進,粗選段負責把百分之九十五以上的石英脈石甩掉,精選段負責把鋯英石與鈦鐵礦、金紅石、獨居石逐一拆解。
系統通常按濕式處理和干式處理兩大部分組織。濕式段完成粗選富集,產出重礦物含量百分之八十五以上的混合重砂精礦;干式段完成精選分離,產出氧化鋯含量百分之六十五以上的一級鋯英石精礦。
廣東甲子鋯礦從1958年建廠至今,粗選工藝經歷了跳汰機到輪胎螺旋選礦機再到塑料螺旋溜槽的迭代,精選廠已形成重選、磁選、電選、浮選聯合流程。長沙礦冶院已形成海濱砂礦全流程分選及有價金屬提純成套技術及裝備,集重選預富集及后端鈦、鋯提純于一體。
成套系統的總體架構
海濱鋯砂選礦成套系統分為粗選和精選兩大階段,這是行業通行的設計邏輯。
粗選段的任務是“大規模拋尾”。原礦經洗礦脫泥后,采用螺旋溜槽、搖床或圓錐選礦機等重選設備,把比重大的重礦物與石英、長石等脈石分開。粗選段處理量最大,甩掉百分之九十五以上的尾礦,產出混合重砂精礦進入精選段。
精選段的任務是“精細分離”。混合重砂中含有鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石等多種礦物,它們的磁性和導電性各有差異。磁選按磁性分組,電選按導電性分離,必要時輔以浮選。精選段采用干式作業為主,設備投資和能耗高于粗選段。
國外某細粒級海濱砂礦的綜合回收研究顯示,采用濕式平環強磁選預選、電選-磁選-重選精選稀土礦物、干法磁選-電選鋯英石、電選-磁選金紅石的工藝,鋯、鈦、稀土綜合回收率分別達到百分之九十七點零八、七十六點八六和八十八點一三。

粗選段:重選預富集
粗選段的工藝設計以處理量大、成本低為首要原則。幾種主流設備的選用取決于礦性和規模。
螺旋溜槽是應用最廣的粗選設備,處理量大、無動力消耗、操作簡單。甲子鋯礦在1978年用塑料螺旋溜槽替代了輪胎螺旋選礦機,粗選精礦氧化鋯品位百分之八到十,回收率百分之四十七到五十七。粗選廠采用水采水運工藝,原礦濃度可達百分之十六到二十,礦漿用直徑八英寸砂泵管道運送。
海濱砂礦原礦氧化鋯品位通常為百分之零點一五到零點三五。專利工藝的數據顯示,原礦經螺旋溜槽重選拋尾、濕式弱磁選去除磁鐵礦、濕式強磁選去除鈦鐵礦,再經螺旋溜槽和搖床進一步除去石英、長石等脈石,可將氧化鋯品位從百分之零點二八富集到百分之三十以上。
圓錐選礦機處理量更大,適合大規模作業。澳大利亞西澳砂礦公司凱佩爾選礦廠的濕選廠設在浮船上,原礦經篩分、水力旋流器脫水脫泥后給入圓錐選礦機進行粗選。濱海鋯鈦礦砂采選平臺將絞吸總成、螺旋溜槽選礦系統、物料管道泵送系統集成在浮體平臺上,實現采選一體化作業。
粗選段的配套工序包括洗礦脫泥和濃縮脫水。洗礦脫泥用圓筒洗礦機加水打散黏土,水力旋流器脫除細泥。一種海濱鈦鋯砂礦選礦系統的設計是:洗礦設備將礦石與水配置成濃度百分之三十到三十五的礦漿輸送至濕式磁選設備,然后經多段螺旋溜槽和搖床分選,產出鋯英砂精礦和金紅石精礦。
精選段:干式磁選與電選
粗精礦進入精選段之前,先要濃縮、脫水、烘干、冷卻,物料含水率降至百分之零點五以下,才能進入干式磁選和電選設備。干燥溫度一般控制在二百八十攝氏度左右,出料溫度在九十五攝氏度左右為宜。
精選段普遍按“先磁后電”的順序推進,這是行業通行的工藝原則。
磁選段負責按磁性分組。弱磁選場強零點一到零點三特斯拉,分離強磁性的磁鐵礦。中強磁選場強零點五到零點八特斯拉,分出大部分鈦鐵礦。強磁選場強一點二到一點五特斯拉,回收獨居石等弱磁性礦物。經過磁選后,非磁性產品主要是鋯英石和金紅石的混合物,進入靜電段做最終分離。對于部分礦石,在精選過程中還存在干法、濕法交替的環節,但從能源消耗和簡化流程角度考慮,應盡可能減少干濕交替次數。
靜電段負責按導電性分離。靜電分選是鋯英石與金紅石分離的關鍵環節。金紅石導電性好,在高壓電場中感應帶電后從輥筒表面脫落進入導體產品端。鋯英石不導電,吸附在輥筒表面被刷子刷入非導體產品端。
某專利工藝的完整電選流程是:干燥后的粗精礦先進入圓筒電選機進行粗選電壓三十七千伏和精選電壓三十八千伏,再經篩板電選機電壓二十八千伏和弧板電選機電壓十七到二十一千伏進一步提純,最后用雙筒永磁強磁選機做最終磁性檢查。圓筒電選機的轉速對分選效果有明顯影響,粗選上層分選區轉速一百六十轉每分鐘左右時效果較好。
最終一級鋯英石精礦氧化鋯品位可達百分之六十六點三五。甲子鋯礦的精選廠采用重選、磁選、電選、浮選聯合流程,綜合回收鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石、錫石等多種副產品。
成套系統的設備配置參考
以年處理原礦五十到一百萬噸的中型項目為例,粗選段設備配置大致如下。
粗選段:螺旋溜槽粗選和掃選配合搖床精選,或采用圓錐選礦機為主體的配置方案。洗礦用圓筒洗礦機,脫泥用水力旋流器組。濃縮用耙式濃縮機,過濾用盤式真空過濾機。粗選廠一般為移動式,移動方式有水上浮船及陸地軌道、履帶、托板等方式。
精選段:干燥用回轉滾筒干燥機,溫度控制在二百五十到三百攝氏度。弱磁選用永磁筒式磁選機,強磁選用高梯度立環磁選機。靜電分選用輥式電選機、篩板電選機、弧板電選機組合配置,按粗選、精選、掃選多段配置。
電選車間的環境控制至關重要。車間環境濕度必須低于百分之六十,否則礦物表面會形成水膜,導電性差異被削弱。對比試驗表明,出料溫度控制在九十五攝氏度左右時分選效果最好,但出料溫度大于九十五攝氏度對回收率提升作用有限。
成套系統的技術經濟指標
海濱鋯砂選礦成套系統的總回收率取決于原礦性質和流程配置。莫桑比克某海濱砂礦采用磁選-電選聯合精選流程,一級鋯英石精礦氧化鋯品位百分之六十五點五六、回收率百分之四十一點八六,綜合回收率達到百分之七十六以上。
朝鮮某海濱砂礦采用螺旋溜槽重選、濕式磁選、搖床精選、干式磁電精選的流程,最終鋯英石精礦品位達到百分之六十四點四七,對原礦回收率百分之八十四點二零。
低品位鋯英石礦的除雜提質試驗表明,采用“重選—磁選—電選”聯合工藝,可獲得氧化鋯品位百分之六十五點五八、回收率百分之五十九點五的鋯精礦。
海濱鋯砂選礦成套系統的核心在于“重選富集—磁選分組—電選提純”三段梯次推進,順序不能調換。重選負責大規模拋尾,磁選負責按磁性分組,電選負責利用導電性差異完成鋯英石與金紅石的最終分離。把礦石數據和產能需求發過來,我們可以幫你做針對性的選礦系統配置方案。
