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成套锆英砂-钛铁矿-金红石回收厂，是把海滨砂矿重选产出的混合重砂精矿拆分成多种单一高纯产品的完整工厂。混合重砂里锆英石、钛铁矿、金红石三种主要矿物的密度都在四点二到五点零之间，比重差异太小，光靠重选根本分不开。回收厂的核心工艺是干燥、筛分、弱磁选、中强磁选、电选的干法联合流程，利用三种矿物在磁性和导电性上的差异逐一分离。一座年处理混合重砂三万吨的回收厂，可产出锆英石精矿约一点三五万吨（氧化锆含量大于等于百分之六十五点五）、金红石精矿约零点四五万吨（二氧化钛含量大于等于百分之九十）、钛铁矿精矿约零点六万吨（二氧化钛含量大于等于百分之四十八），综合产值比卖混合重砂高出三到五倍。广东某海滨砂矿分离项目实际运行数据显示，总投资一千六百五十万元，年产值约一点八亿元，投资回收期仅五个月。
锆英石、钛铁矿、金红石在密度上非常接近，锆英石四点六到四点七，钛铁矿四点七到五点零，金红石四点二到四点三。这个差距太小，螺旋溜槽和摇床能把它们和石英砂（密度二点六五）分开，但分不开它们三个。
好在磁性和导电性差异明显。钛铁矿属于中等至强磁性矿物，比磁化系数约二十到六十乘十的负六次方立方厘米每克，在零点二到零点三特斯拉的弱磁场中就能被有效吸附。金红石的磁性更弱，比磁化系数仅五到十五，在一点三到一点五特斯拉的强磁场中才有可能被吸附。锆英石是最弱的，比磁化系数只有零点二到零点五，几乎不显示磁性。
导电性方面，金红石是良导体，在高压电场中能迅速放电被抛离。锆英石是非导体，在电场中吸附在辊筒表面不会脱落。钛铁矿属于半导体，但已经在弱磁选段被提前分离了。
这些物性差异决定了分离顺序。先用弱磁选把磁性最强的钛铁矿拿走，再用中磁选或强磁选把独居石和锆英石按磁性强弱分组，最后用电选把非磁性的金红石和锆英石分开。顺序不能乱，乱了就分不干净。
以年处理混合重砂三万吨（含锆英石约百分之四十五、钛铁矿约百分之二十、金红石约百分之十五）的规模为例，标准流程如下。
干燥与筛分是第一道工序。混合重砂从重选厂出来时含水率百分之五到十，必须先烘干才能进干式磁选和电选。回转干燥机把含水率降到百分之零点三以下，热风温度控制在二百到二百二十摄氏度，出料温度八十五到九十五摄氏度。温度不能过高，钛铁矿超过二百五十度表面会氧化变色。干燥后的物料经直线振动筛筛除零点五毫米以上的粗粒连生体和零点零七四毫米以下的细粉，合格粒级零点零七四到零点五毫米进入磁选系统。
弱磁选分离钛铁矿是第二道工序。采用永磁辊式磁选机，场强零点二到零点三特斯拉。钛铁矿是强磁性，在这个场强下被吸附，产出钛铁矿精矿，二氧化钛品位百分之四十六到五十。非磁性产品，锆英石、金红石、独居石混合物，进入下一段。
中磁选分离独居石是第三道工序。采用电磁感应辊式磁选机，场强零点六到零点八特斯拉。独居石具有中等磁性，在此场强下被吸附，产出独居石精矿，稀土氧化物含量百分之五十五到六十，可以作为稀土提取的原料。非磁性产品，锆英石加金红石，进入强磁选段。
强磁选提取锆英石是第四道工序。采用立环高梯度磁选机，背景场强一点三到一点五特斯拉。锆英石具有弱磁性，在此场强下被吸附，产出锆英石精矿，氧化锆品位百分之六十五到六十六。非磁性产品主要是金红石，含少量石英。
高压电选分离金红石是第五道工序。采用双辊高压电选机，电压二十二到二十五千伏，辊筒温度七十五到八十摄氏度。金红石是导体，在电场中落入导体产品槽，产出金红石精矿，二氧化钛品位百分之九十到九十二。非导体产品主要是残留的锆英石尾矿，可返回强磁选再处理。
各精矿分别进入自动包装系统，用吨袋或阀口袋包装出厂。
以年处理混合重砂三万吨的规模，主要设备配置如下。
回转干燥机一台，直径一点八米、长度十八米，功率四十五千瓦，用于干燥作业。直线振动筛一台，型号二YK一八四八，功率十五千瓦，用于筛分分级。永磁辊式磁选机两台，场强零点二到零点三特斯拉，用于弱磁选分离钛铁矿。电磁感应辊式磁选机一台，场强零点六到零点八特斯拉，用于中磁选分离独居石。立环高梯度磁选机三台，背景场强一点三到一点五特斯拉，用于强磁选提取锆英石。双辊高压电选机四台，电压二十二到二十五千伏，用于金红石提纯。
脉冲布袋除尘器两台覆盖所有产尘点，自动吨袋包装机两台用于产品包装。辅助设备包括斗式提升机、皮带输送机、螺旋输送机、缓存料仓、风机、空压机等。总装机功率约三百二十千瓦，实际运行功率约二百四十千瓦。主厂房面积六百到八百平方米。
关键技术参数的控制范围。干燥入口烟气温度二百到二百三十摄氏度，出料温度八十五到九十五摄氏度，筒体转速三到五转每分钟。弱磁选场强零点二到零点三特斯拉，辊筒转速一百到一百五十转每分钟。中磁选场强零点六到零点八特斯拉，激磁电流十到二十安培。强磁选背景场强一点三五到一点四五特斯拉，介质板间隙一点五毫米，脉动频率一百二十到一百五十次每分钟，反冲洗周期四到八小时。高压电选电压二十二到二十五千伏，辊筒转速一百二十到一百六十转每分钟，辊筒表面温度七十五到八十摄氏度。
按上述工艺和参数运行，典型生产指标如下。
锆英石精矿产率约百分之四十五，氧化锆品位百分之六十五点五以上，回收率百分之八十八以上。金红石精矿产率约百分之十五，二氧化钛品位百分之九十以上，回收率百分之八十二以上。钛铁矿精矿产率约百分之二十，二氧化钛品位百分之四十八以上，回收率百分之九十以上。独居石精矿产率约百分之十，稀土氧化物含量百分之五十五以上，回收率百分之八十五以上。尾矿主要为石英和少量未解离连生体，产率约百分之十，可作建材或弃置。
广东某海滨砂矿分离项目实际运行七十二小时连续生产指标。锆英石精矿产率百分之四十六点五，氧化锆品位百分之六十六点一，回收率百分之八十九点二。金红石精矿产率百分之十三点八，二氧化钛品位百分之九十一点二，回收率百分之八十三点五。钛铁矿精矿产率百分之十八点二，二氧化钛品位百分之四十九点三，回收率百分之九十一点零。
项目总投资一千六百五十万元，年处理混合重砂三万吨，年产值约一点八亿元，年利润约四千万元，投资回收期约五个月。茂名瑞海新材料科技有限公司的二十万吨锆英砂锆钛分离项目，一期于二零二一年九月投产，建有摇床车间、电选磁选车间、烘干车间和循环水系统，年处理滨海矿砂二十万吨，产锆精矿三万吨每年、金红石二万吨每年、钛精矿十一万吨每年。
不同矿区的混合重砂矿物组成和含量有差异，流程可以根据实际情况调整。
如果原矿中没有独居石，中磁选段可以取消，弱磁选后的非磁性产品直接进强磁选提取锆英石。如果金红石含量低、市场价值不高，强磁选后的非磁性产品可以作为混合产品销售，不必走电选段。
对于品位偏低的原料，可以在干法段之前增加重选预富集环节。海南文昌石英砂尾矿含氧化锆仅百分之零点二三、二氧化钛百分之零点四七，采用螺旋溜槽一粗一扫加摇床精选的重选预选流程，获得产率百分之一点七一、氧化锆品位百分之十二点九二、二氧化钛品位百分之二十三点一五的预选粗精矿，回收率分别达到百分之九十四点九三和百分之八十四点一三。粗精矿再进入磁选电选流程产出合格产品。
独居石的放射性管理是回收厂必须面对的问题。独居石含有天然放射性核素，生产车间应独立设计建设，采用自动化设施减少人员接触，重点关注人员年有效剂量管理目标值不高于五毫希沃特。独居石贮存仓库要独立设置，建立进出台账，定期将产品交有资质单位处理。以广东省生态环境厅批复的遂溪县金地矿业三十万吨每年海滨砂矿选矿项目为例，环评要求独居石中矿生产车间独立设计、尽量减少用工人员，落实辐射监测和信息公开制度。
粉尘控制也是回收厂的重要环节。干燥、筛分、磁选、电选各环节都会产生粉尘，产尘点必须配置布袋除尘系统。干燥炉烟气中的颗粒物排放浓度执行每立方米三十毫克限值，车间粉尘经布袋除尘后由不低于十五米排气筒达标排放。
供水供电方面，干法流程的耗水量远低于湿法流程，但磁选和电选设备对供电稳定性要求高。电选机的电压波动超过正负一千伏就会影响分选效果，需配置稳压电源或独立供电线路。烘干机的燃料成本是运营费用的主要组成部分，有条件的企业可利用厂区余热资源降低运营成本。
成套锆英砂-钛铁矿-金红石回收厂的核心价值在于把混合重砂从统货变成多种高纯精矿。统货和单一精矿的价格差至少三到五倍，回收厂赚的就是这个差价。弱磁去钛、中磁去独、强磁提锆、电选分金红石，四步配合好了，原矿中百分之几的矿物就能变成多种可销售的合格产品。
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