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核心结论速览：
稀有金属重砂重力加磁选分离工艺流程以“重选粗选抛尾、磁选精选提纯”为核心架构，通过分级重选、多段磁选和中矿返回的设计，实现钛铁矿、锆英石、独居石、金红石、锡石等多种稀有金属矿物的综合回收
工艺分为湿法重选段、脱水干燥段和干式磁选段三大阶段，每段包含若干具体操作步骤，各步骤之间物料走向清晰、参数可调
粗粒级物料以跳汰机和摇床处理，细粒级以螺旋溜槽和摇床处理，矿泥以离心选矿机回收，全粒级覆盖保证综合回收率
磁选段按场强由低到高分三级作业，弱磁选除磁铁矿，中磁选提钛铁矿，强磁选回收独居石，各段场强参数根据矿石性质动态调整
工艺总体流程与阶段划分
稀有金属重砂重力加磁选分离工艺流程按作业性质分为三大阶段。湿法重选段以水为介质，利用矿物密度差异完成粗选抛尾和预富集。脱水干燥段将湿法产出的混合重砂干燥至含水率低于百分之一，为干法分选做准备。干式磁选段在无水条件下，利用矿物磁性差异完成最终分组和提纯。
各阶段之间的物料走向为：原矿经筛分洗矿后进入湿法重选段，产出混合重砂和尾矿。混合重砂进入脱水干燥段，干燥后进入干式磁选段。干式磁选产出各磁性产品和非磁性产品。湿法重选段的中矿返回前一作业再选，保证回收率。流程水经沉淀处理后循环使用。
第一步：原矿准备与筛分洗矿
原矿准备是工艺流程的第一道工序。采场运来的原矿含有大块卵石、砾石和黏土，须经筛分洗矿处理才能进入重选段。
滚筒筛或振动筛将原矿按粒度分级。筛孔通常选用十毫米和二毫米两层。大于十毫米的砾石经洗矿后排出，不含矿或含矿极低，可直接废弃。二到十毫米的粗粒物料进入跳汰机处理。小于二毫米的细粒物料进入螺旋溜槽系统处理。
洗矿作业在筛分过程中同步完成。高压水喷淋装置冲洗矿石表面，将黏土从矿物颗粒表面剥离。对于含泥量高的矿石，需在筛分前增加圆筒洗矿机或擦洗机，通过强力搅拌和高压水冲刷将黏土团块打散。洗矿不彻底时，黏土进入重选系统会使矿浆粘度升高，重矿物沉降受阻，回收率下降。
筛分洗矿后的物料按粒级分别进入不同的重选设备。粗粒级进入跳汰机，细粒级进入螺旋溜槽和摇床。分级入选是提高重选效率的关键措施，各粒级采用各自最优的设备参数。
第二步：跳汰机粗粒重选
跳汰机处理二到十毫米的粗粒级物料。锯齿波跳汰机是粗粒重选的标准设备，利用垂直脉动水流使矿粒按密度分层。重矿物（密度大于四点零）穿过床层沉到底部，轻矿物（密度小于二点八）浮在表层随水流排出。
操作参数根据给矿粒度调整。处理粗粒物料时采用大冲程（二十到三十毫米）、小冲次（九十到一百一十次每分钟）。处理中粒物料时采用小冲程（十二到十八毫米）、大冲次（一百一十到一百三十次每分钟）。给矿浓度控制在百分之三十五到四十五，浓度过低影响床层稳定性，浓度过高物料流动不畅。
跳汰机通常采用一粗一扫两段配置。粗选跳汰产出粗精矿和尾矿，扫选跳汰处理粗选尾矿回收流失的重矿物，扫选精矿返回粗选给矿。一段跳汰粗选可将重矿物品位从原矿的百分之零点五提升到百分之五到十，抛除百分之八十到九十的尾矿。两段跳汰配合使粗粒级重矿物回收率可达百分之八十五到九十。
第三步：螺旋溜槽中粒重选
螺旋溜槽处理零点一到二毫米的中粒级物料。矿浆从螺旋槽上部给入后，在沿槽面呈螺旋状向下流动的过程中，高密度重矿物在离心力和重力作用下沉到槽底内缘，低密度石英等脉石浮在表面被水流带向外缘。通过末端分矿器将内缘精矿和外缘尾矿分别截取。
操作参数根据给矿粒度和浓度调整。给矿浓度稳定在百分之二十五到三十五，浓度波动会改变分选带位置。螺旋溜槽的圈数通常为五圈，圈数越多分选路径越长、分选精度越高。处理量每台每小时二到四吨。
螺旋溜槽段通常采用一粗一扫两段配置。粗选螺旋产出粗精矿和尾矿，扫选螺旋处理粗选尾矿回收流失的重矿物，扫选精矿返回粗选给矿。粗选精矿进入摇床精选，扫选尾矿作为最终尾矿排出。一段螺旋粗选可把原矿中百分之一到三的重矿物富集到混合重砂品位百分之六十到八十。两段配合使中粒级重矿物回收率可达百分之八十以上。
第四步：摇床细粒重选与精选
摇床处理零点零三到零点一毫米的细粒级物料，同时承担螺旋粗精矿的精选任务。在带有来复条的倾斜床面上，矿粒在重力、横向水流冲力和床面往复运动共同作用下按比重和粒度呈扇形分带。高比重矿物向精矿端聚集，低比重矿物向尾矿端排出。
操作参数根据给矿粒度和矿物密度调整。床面横向坡度调节范围为五到十度，坡度越大尾矿排出速度越快。冲程调节范围为十二到十八毫米，冲次调节范围为二百八十到三百二十次每分钟。给矿浓度控制在百分之十五到二十五。
摇床通常配置两组并联运行。第一组产出精矿、中矿和尾矿，第二组处理第一组中矿做补充回收。摇床的富集比可达十五到三十倍，一段摇床可将混合重砂中重矿物含量从百分之六十提升到百分之八十以上。两组配合使细粒级重矿物回收率可达百分之七十五到八十。
第五步：离心选矿机矿泥回收
离心选矿机处理零点零三毫米以下的矿泥级物料。矿泥中重矿物含量占总重矿物量通常为百分之五到十五，但不回收就会造成几个百分点的综合回收率损失。离心选矿机通过五十到一百倍重力加速度的离心力场强化细粒矿物的沉降速度，使微细粒重矿物在离心力作用下迅速沉降并附着在转鼓内壁。
操作参数根据给矿粒度和矿物密度调整。离心力大小通过转鼓转速调节，处理细粒物料时转速较高、处理粗粒物料时转速较低。给矿浓度控制在百分之十到二十，浓度过高会影响矿浆在转鼓内壁的均匀分布。
离心选矿机通常采用粗选加扫选两段配置。粗选离心机产出粗精矿和尾矿，扫选离心机处理粗选尾矿回收流失的微细粒重矿物。矿泥段产出的粗精矿品位较低，通常与摇床精矿合并后进入后续磁选段。
第六步：精矿脱水与干燥
湿法重选段产出的混合重砂是矿浆形态，含水率通常在百分之二十到四十。接下来的干式磁选对水分极其敏感，含水率必须低于百分之一。脱水干燥段的任务是将混合重砂从矿浆形态转变为干燥粉状物料。
浓缩机将混合重砂矿浆浓度从百分之十五到二十五提升到百分之四十五到五十五。浓缩机底流进入真空过滤机或板框压滤机，滤饼含水率降至百分之十以下。滤饼再经回转干燥机干燥至含水率低于百分之一。
干燥温度控制在一百五十到二百摄氏度，出料温度六十到八十摄氏度。温度过高会导致钛铁矿表面氧化、颜色变暗。干燥后的物料经斗式提升机送入干式磁选段给料仓。
干燥后的物料在进入磁选段前须经筛分分级。混合重砂经高频振动筛分成零点五到一点零毫米和零点一五到零点五毫米两个粒级，不同粒级分别进入磁选机采用不同参数。
第七步：弱磁选除铁
弱磁选是干式磁选段的第一道工序。筒式磁选机场强零点一到零点三特斯拉，从干燥分级后的混合重砂中分离磁铁矿。磁铁矿是唯一在此场强下能被吸附的矿物。弱磁选产出的磁铁矿精矿可作为副产品出售。
操作参数根据给矿粒度和磁铁矿含量调整。场强越高吸附磁性矿物越多，但夹带非磁性矿物的风险也越大。给矿层厚度控制在单层颗粒层，过厚时底层颗粒受磁场力不足、回收率下降。
弱磁选后非磁性产品进入中磁选。弱磁选除铁对保护后续中磁选和强磁选设备具有重要意义，避免强磁性矿物在后续磁选机中堵塞介质和影响分选效果。
第八步：中磁选提钛
中磁选是干式磁选段的第二道工序，也是产出主要产品钛铁矿精矿的关键环节。三盘磁选机或筒式中磁选机场强零点五到零点八特斯拉。钛铁矿在此场强下被吸附，产出钛铁矿精矿。
操作参数根据给矿粒度和钛铁矿含量调整。场强设定以钛铁矿全部回收为原则，同时控制独居石等弱磁性矿物不被吸附。给矿粒度对分选效果影响显著，零点一到零点三毫米是磁选效率最高的粒级范围。
中磁选产出的钛铁矿精矿TiO₂品位百分之四十六到四十八，是重砂选厂产量最大的产品。非磁性产品进入强磁选。中磁选的场强选择是磁选段操作的关键，场强偏高时独居石混入钛铁矿精矿，场强偏低时钛铁矿残留在非磁性产品中。
第九步：强磁选收独居石
强磁选是干式磁选段的第三道工序。高梯度磁选机场强一点二到一点五特斯拉，回收弱磁性的独居石和石榴石。独居石在此场强下被吸附，产出独居石精矿。
高梯度磁选机通过导磁介质形成高梯度磁场，对细粒弱磁性矿物的回收效率显著优于普通磁选机。介质采用钢毛或钢棒，根据给料粒度选择合适的介质尺寸。
强磁选产出的独居石精矿REO品位百分之五十五到六十。强磁选后的非磁性产品主要为锆英石和金红石，进入后续电选段做最终分离。强磁选是保证细粒独居石回收率的关键工序，对微细粒级矿物的回收效果显著。
工艺控制要点与常见问题
分级精度控制方面，分级筛和旋流器的分级效率直接影响各段设备的效果。粗粒级中细粒含量过高时，跳汰机分选精度下降。细粒级中粗粒含量过高时，摇床床面运动无法有效带动粗粒。分级设备须定期检查和维护。
给矿浓度控制方面，各重选设备对给矿浓度有各自的最佳范围。浓度波动会改变分选带位置和产品指标。调浆系统应配备浓度计和自动补水阀，实现给矿浓度闭环控制。
磁选参数匹配方面，各段磁选机场强须根据给矿粒度和矿物组成动态调整。定期取样化验各产品品位，根据结果调整场强设定值。
结论
稀有金属重砂重力加磁选分离工艺流程按湿法重选、脱水干燥、干式磁选三大阶段组织。湿法重选段以跳汰机、螺旋溜槽、摇床和离心选矿机四级设备完成全粒级粗选抛尾和预富集。脱水干燥段将混合重砂从矿浆形态转变为干燥粉状物料。干式磁选段以弱磁选、中磁选、强磁选三级梯度场强配置完成矿物分组和提纯。各段之间物料走向清晰，中矿返回保证回收率。分级精度、给矿浓度和磁选场强是工艺操作的核心控制参数。
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