鋯英砂無化學藥劑（物理）選礦工藝

核心結論

• 鋯英砂物理選礦全程不添加任何浮選藥劑，僅依靠礦物在密度、磁性、導電性上的天然差異進行分離

• 標準路線分濕法和干法兩段：濕法重選負責粗選拋尾，干法磁選和電選負責精準提純

• 物理選礦的終極目標是ZrO?品位65%以上，綜合回收率可達60%至76%

海濱砂礦里的鋯英石，伴生著鈦鐵礦、金紅石、獨居石等一大堆重礦物。把這些東西分開，行業里摸索出來的最成熟路線，就是純物理選礦。

這條路線的核心邏輯很簡單：不用任何化學藥劑，只靠礦物本身在密度、磁性、導電性上的天然差異，一刀一刀切下去，每一刀都切走一類雜質。

物理選礦的三個底層依據

純物理選礦能成立，靠的是鋯英石跟伴生礦物之間三個明確的物理性質差異。

密度差異是粗選的基礎。鋯英石的比重在4.6到4.7之間，而石英、長石這些脈石的比重只有2.6到2.7。這個差距足夠大，用水流和離心力就能把重礦物和輕礦物分開。

磁性差異是磁選的基礎。鋯英石本身是非磁性礦物，但鈦鐵礦、磁鐵礦這些伴生礦物有磁性。用磁選機就能把有磁性的雜質拔掉。

導電性差異是電選的基礎。鋯英石不導電，金紅石是導體。在高壓電場中，導電的礦物會迅速放電被甩出去，不導電的則吸附在滾筒上被刷下來，兩者就此分開。

這三個差異疊在一起，構成了純物理選礦的完整邏輯。

兩段式工藝：先濕后干

鋯英砂的物理選礦流程分為濕法和干法兩大段。濕法段的任務是大量拋尾，把粗精礦做出來。干法段的任務是精準分離，把最終產品做出來。

濕法段的工序鏈條：原礦進來先過篩分和洗礦，把大塊雜物和黏土去掉。然后進入重選環節，螺旋溜槽是粗選的主力。螺旋溜槽不需要動力，僅靠水流驅動，運行成本很低，單臺處理量可達1.5至6噸/小時。在螺旋溜槽里，比重大的鋯英石沉向內緣，比重小的石英等輕礦物被推到外緣，實現第一次分離。

粗精礦再上搖床做精選，進一步把品位往上拉。海南文昌某石英砂尾礦采用螺旋溜槽一粗一掃加搖床精選的流程，獲得了ZrO?品位12.92%、回收率94.93%的預選粗精礦。

經過濕法重選，粗精礦的ZrO?品位一般能達到30%至40%左右。

從濕到干的過渡：濕法段產出的粗精礦含水率高，必須烘干才能進入干法段。烘干溫度控制是個關鍵細節。有專利對比實驗顯示，粗精礦烘干后出料溫度控制在95至110℃時，后續電選能拿到一級品；但如果出料溫度只有65℃，最終只能拿到三級品，回收率也掉了十幾個百分點。烘干后的物料含水率要降到0.5%以下，否則礦物表面的水膜會抹平導電性差異，電選根本沒法正常工作。

干法段的工序鏈條：烘干后的粗精礦先過磁選。鋯英石是非磁性的，鈦鐵礦和磁鐵礦有磁性，磁選機正好把它們分開。磁選通常分梯次進行，弱磁選先拔強磁性礦物，強磁選再處理弱磁性雜質。

磁選之后是電選。鋯英石不導電，金紅石是導體，兩者在高壓電場中走向完全不同的兩條路。電選通常配置多段作業，圓筒電選粗選加精選，篩板電選和弧板電選做掃選，把金紅石徹底分離出去。

莫桑比克某海濱砂礦采用磁選加電選聯合精選流程，一級鋯英石精礦ZrO?品位達到65.56%，回收率41.86%；兩級精礦綜合回收率達到76.08%。

一條完整的物理選礦路線長什么樣

綜合多個成功案例，鋯英砂無化學藥劑選礦的完整流程大致如下：

粗選段：原礦經篩分洗礦后進入螺旋溜槽，產出粗精礦和尾礦，粗精礦再進搖床精選，得到濕法粗精礦。

烘干段：濕法粗精礦進入烘干機，控制出料溫度在95至110℃，含水率降至0.5%以下。

磁選段：烘干物料先過弱磁選（場強約4000高斯），再過強磁選（場強約10000高斯），分別產出鈦精礦和磁選尾礦。非磁性部分進入下一段。

電選段：磁選后的非磁性物料進入高壓電選機，多段電選分別產出鋯英石精礦和金紅石精礦。

整個流程下來，產出三種產品：鋯英砂精礦（ZrO?品位65%以上）、金紅石精礦（TiO?品位85%至90%）、鈦精礦。沒有尾水排放問題，也沒有藥劑殘留。

物理選礦能處理哪些類型的物料？

根據多個實際案例，以下幾種情況最適合用純物理選礦：

海濱砂礦是最典型的應用場景，原礦礦物種類相對簡單，重選預富集效果好，磁電選分離效率高。海南、廣東、福建沿海的鋯鈦砂礦幾乎都走這個路線。

風化殼型鋯礦比海濱砂礦麻煩一點，礦石含泥量高，需要在濕法段增加擦洗和脫泥工序，但后續的磁電選流程基本一致。

原生巖礦需要增加破碎和磨礦環節，把鋯英石從巖石中解離出來，之后才能進入重選流程。物理選礦的原理不變，但多了前端準備工序。

有幾個情況物理選礦搞不定

純物理選礦不是萬能的。遇到下面幾種情況，就需要浮選來幫忙：

一種是粒度極細的物料（小于0.01毫米），磁選和電選的有效回收粒度下限到了，抓不住這么細的顆粒。另一種是礦物表面被鐵質薄膜或黏土包裹，物理性質被掩蓋，磁電選分離效果下降。還有一種是成分特別復雜的礦石，鋯英石與其他礦物之間沒有足夠的磁性和導電性差異，單靠物理手段切不干凈。

在這些情況下，浮選作為補充手段，通過藥劑調節礦物表面性質來實現分離。

物理選礦的好處在哪里

純物理選礦相比浮選，有幾個實實在在的優勢：

沒有藥劑成本。浮選的捕收劑、起泡劑、調整劑加起來是一筆不小的開銷，物理選礦完全省掉了這筆費用。

沒有廢水處理問題。浮選會產生含藥劑的尾水，需要建尾礦庫和污水處理系統。物理選礦的尾水主要是脫泥水和洗礦水，經過沉淀澄清就能回用或排放。

流程相對簡單。不需要藥劑制備、添加和控制的環節，操作維護都更省事。

產品更干凈。沒有藥劑殘留，鋯英砂精礦的表面性質沒有被改變，對下游的耐火材料、陶瓷、鑄造等應用沒有影響。

國內某鋯鈦選廠的數據顯示，采用重選加磁電選的純物理工藝，噸礦處理成本比浮選低了大約30%至40%。

鋯英砂的無化學藥劑選礦工藝，說白了就是靠礦物自身的物理差異干活。重選利用密度差把輕東西扔掉，磁選利用磁性差把有磁性的拔掉，電選利用導電性差把導電的和不導電的分開。三者配合，不加水之外的任何東西，就能把65%以上的鋯英砂精礦做出來。流程干凈、成本可控、對下游友好，這也是海濱砂礦幾十年如一日用這套工藝的原因。