江西省昌亿矿山机械有限公司

1. 什么是锆英砂选矿工艺？为什么必须做选矿提纯？

1.1 锆英砂原矿特点与工业应用要求

锆英砂（ZrSiO₄）是一种重要的含锆矿物。颜色多为棕、黄、无色。硬度高，化学稳定性强。

它是陶瓷釉料、精密铸造、耐火材料、核级锆材、海绵锆的重要原料。

高端行业对锆英砂品位要求较高。

通常要求二氧化锆（ZrO₂）含量达到65% 以上，甚至66%–67%。

但天然原矿中锆英砂与石英、长石、钛铁矿、磁铁矿、独居石伴生在一起。

ZrO₂品位低，杂质高，无法直接使用。

只有通过专业的锆英砂选矿工艺提纯，才能达到工业级标准（ZrO₂≥65%）。

1.2 不做选矿的锆英砂原矿为什么不能直接销售？

天然锆英砂原矿虽硬度高、化学稳定性强。

但直接销售面临三大问题。

一是含铁、钛、泥质过多，导致产品发黑、熔点不达标。

二是ZrO₂品位低于工业级65%的门槛，使用性能受限。

三是杂质矿物会干扰下游生产，造成资源浪费。

因此，锆英砂选矿工艺是矿山投产、产品达标盈利的关键环节。

1.3 锆英砂选矿工艺的主要原则：针对性除杂、分级富集

锆英砂选矿工艺并非固定公式，而是遵循三大原则：

1. 按密度差异：用重选法分离轻重矿物

2. 按磁性差异：用磁选法去除铁矿物

3. 按导电性差异：用电选法分离钛、锆矿物

最终实现：逐级提纯、多段精选、提高回收率、保证品位。

2. 标准锆英砂选矿工艺流程

2.1 原矿预处理：洗矿与筛分

刚开采的海滨砂或原生矿，往往夹杂着大量的泥土、石块和杂质。

泥质会干扰后续重选与磁选效果。

脱泥越干净，后续锆英砂选矿工艺越稳定。

所以，预处理阶段，通常采用圆筒洗矿机配合高压水擦洗，去除大部分表面杂质。

同时，洗矿机加装筛分装置，将不含锆英砂的粗砾石（通常>2-5mm）筛除。

仅将适合选矿的细粒级矿砂送入下一道工序，为后续流程创造清洁的物料环境。

2.2 重力选矿：锆英砂选矿工艺的关键初选方法

锆英石的密度通常在4.6-4.7g/cm³左右，而伴生的石英砂密度只有2.65g/cm³左右。因此重选是成本较低、效果较稳的初选方法。

2.2.1 螺旋溜槽粗选

螺旋溜槽处理量大、无需电力与药剂，是海滨砂矿的常用设备。

矿浆在螺旋槽内受重力、离心力作用。重矿物沿内缘沉降富集，轻脉石被水流带向外缘。可快速甩出大部分尾矿，产出锆粗精矿。

2.2.2 摇床精选

粗精矿仍含轻质脉石与密度相近矿物。需通过6-S型摇床进行分选。床面不对称往复运动与横向水流冲刷下，矿物按密度与粒度分层。锆英砂富集于精矿端，实现重选阶段的“提精”目标。

选矿摇床是锆英砂重选选矿工艺的主力设备。

2.3 磁选除杂：去除铁等磁性矿物

重选精矿中，残留磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿等磁性杂质。

需通过“弱磁+强磁”组合工艺去除。

弱磁选（磁场强度≤800GS）优先吸附强磁性磁铁矿。

强磁选（6000-10000GS）则针对弱磁性钛铁矿与赤铁矿。

磁选后，锆精矿纯度提升，颜色更白，为后续电选创造条件。

磁选是锆英砂选矿工艺中重要的除杂步骤。

2.4 高压电选：分离钛、金红石等导电性矿物

磁选后剩余的锆英砂、金红石、石榴石等矿物密度相近，均无磁性，物理重选与磁选难以分离。

此时需利用导电性差异。

所用设备为高压电选机。

金红石为导体，在高压电场中被电极吸附。

锆英砂为非导体，受排斥力落入精矿槽。

高压电选是锆英砂选矿工艺中提升最终精矿品位的关键工序，可将ZrO₂含量稳定提升至65%以上。

2.5 化学提纯：高端锆英砂深度除杂

对于核级海绵锆、电子陶瓷等超高端应用，物理选矿精矿纯度仍不足。

此时需采用酸浸（盐酸溶解铁钙氧化物）或碱熔（碱液溶解硅酸盐）工艺。

通过化学反应深度去除残留的铁、钛、硅等杂质。

该步骤成本较高。

但可生产出纯度极高的锆英粉或氧化锆，满足特殊领域需求。

2.6 浓缩、过滤、烘干：成品锆英砂产出

提纯后的矿浆经浓密机、压滤机脱水。

再进入烘干机烘干至含水率<0.5%。

最终得到可直接包装销售的高纯锆英砂精矿。

尾矿则通过水循环系统与除尘设备处理，实现环保达标排放。

3. 影响锆英砂选矿工艺效果的关键因素

虽然流程看起来清晰，但在实际操作中，想要达到良好效果，还得注意以下几点：

3.1 矿石性质的复杂性

世界上没有两片相同的树叶，也没有两个完全一样的矿床。有的矿里钛铁矿多，有的石榴石多。这就决定了锆英砂选矿工艺不能“一招鲜吃遍天”，必须根据矿石的具体性质（如粒度、嵌布特征、杂质含量）来定制流程。

3.2 设备选型与参数调节

设备的参数调节至关重要。比如螺旋溜槽的给矿浓度、冲洗水量；摇床的冲程、冲次、床面倾角；磁选机的磁场强度等。这些参数哪怕只有微小的变动，都可能直接影响最终的回收率和精矿品位。

3.2 流程设计合理性

合理的“粗选丢尾+精选提纯”流程可兼顾效率与成本。例如，螺旋溜槽先抛弃90%尾矿。再让摇床处理10%物料。比全用摇床节省大量设备与能耗。

4. 总结：锆英砂选矿工艺决定品质、成本与收益

锆英砂选矿工艺是一个集物理、化学原理于一体的复杂过程。

从最初的洗矿筛分，到重选富集，再到磁选、电选的精细提纯，每一步都凝聚了选矿工程师的智慧。

工艺合理，回收率可达70%–85%，品位稳定达标；工艺不合理，则资源浪费、产品滞销。

无论是新建选矿厂、设备采购、工艺优化，还是学习选矿技术，掌握锆英砂选矿工艺流程，就能精准控制成本、提升产品竞争力，实现高效生产与盈利。

5. 常见问题解答 (FAQ)

Q1: 锆英砂选矿工艺中，哪种设备比较重要？

A: 很难说哪一种绝对重要，因为它们环环相扣。但如果非要选，螺旋溜槽和摇床是重选阶段的主力，决定了大部分锆英砂能否被回收；而高压电选机则是决定最终精矿品位的关键设备。

Q2: 为什么锆英砂选矿要用到电选？

A: 因为在重选和磁选之后，剩下的非磁性矿物（如锆英砂和金红石）密度非常接近，很难用物理重力方法分开。但它们的导电性差异很大，利用高压电选可以高效地将它们分离。

Q3: 锆英砂选矿过程中会产生环境污染吗？

A: 传统的重选、磁选、电选主要是物理过程，基本不产生化学污染。主要的污染源可能来自洗矿废水和粉尘。现代选矿厂通常会配备水循环系统和除尘设备来解决这些问题。

Q4: 所有的锆英砂矿都需要化学提纯吗？

A: 不需要。只有当产品用于核级海绵锆、高端电子陶瓷等对纯度要求极高的领域时，才需要进行化学深度提纯。普通的陶瓷级或铸造级锆英砂，通过物理选矿通常就能满足要求。

Q5: 如何提高锆英砂的选矿回收率？

A: 提高回收率的关键在于合理的流程设计以及精准的设备参数调节。此外，进行详细的选矿试验，根据矿石性质“量体裁衣”制定工艺方案，是提高回收率的有效手段。