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浅海砂矿的比重分选机械，核心就两类：水上浮动式选矿平台和水下采掘提升设备。水上平台把采掘和分选集成在船体上，船开到哪选到哪；水下设备用高压水或机械切割把矿砂打松，再泵送到水面处理。浅海环境水深五到三十米，潮汐、风浪、海底地形变化三个因素决定了设备必须浮得稳、挖得准、选得快。单台链斗式采选船日处理量三百到两千吨，圆锥选矿机单机小时处理七十吨，多段联合作业日处理能到百万吨级。比重分选的逻辑很简单：钛铁矿密度四点七、锆英石四点七、石英二点六五，这个差距足够大，用螺旋溜槽、跳汰机、圆锥选矿机这些设备就能把重的和轻的分开。
浅海砂矿和陆地砂矿最大的区别是，矿物已经在水里泡着了。这是个好消息，重选本来就要用水，直接从海里取水比建水池便宜得多。
浅海砂矿的矿物特性决定了比重分选特别有效。钛铁矿密度四点七到五点零，锆英石四点七，金红石四点二，石英只有二点六五。密度差超过一点五，重选设备处理起来很顺手。矿物经过海浪的长期淘洗，石英砂和重矿物早就解离得干干净净，不需要破碎也不需要磨矿，挖上来直接就能选。
粒度也合适。浅海砂矿的粒度集中在零点一到零点五毫米之间，螺旋溜槽、摇床、跳汰机对这个粒级范围的处理效果都不错。太细的重选收不了，太粗的螺旋溜槽处理不好，零点一到零点五毫米刚刚好。
不过浅海环境有几个麻烦事。设备在海里泡着，海水腐蚀比淡水快得多，碳钢设备在海风里两年就锈得不成样。潮汐让水位忽高忽低，船体要能跟着升降。风浪来了船晃得厉害，选矿设备的分选效果会受影响。好在比重分选设备大多没有运动部件或者运动部件少，对晃动的容忍度比离心设备高得多。
链斗式采选船是浅海砂矿比重分选最经典的设备，国内砂金矿开采中链斗式设备占了六成以上。船头装着一串挖斗，链条带动挖斗连续旋转，把海底的矿砂挖起来提升到甲板上，船往前开矿就在船上选完了。
链斗式采选船的采掘部分很讲究。挖斗斗容零点八到二点五立方米，挖掘深度二到十米，链斗速度二十五到四十米每分钟。挖斗用高强度耐磨合金制造，一套斗子能用三万小时以上。挖掘深度通过液压系统调节，船在浅水区作业时挖斗放浅一点，到了深水区放深一点。
挖上来的矿砂直接进入船上的分选系统。振动筛是第一步，三层筛网把物料分成粗中细三个粒级，粗粒大于十毫米直接排到尾矿槽，中细粒二到十毫米进洗矿槽，微细粒小于二毫米进离心机。洗矿槽里高压喷水把颗粒表面的黏土冲掉，矿浆流入分选槽做比重分选。
分选槽是船上比重分选的核心。斜面流膜分选槽利用水流的脉动和矿物密度差异，金粒和重矿物沉到槽底，轻矿物被水流带走。粗粒级用跳汰机处理，中粒级用螺旋溜槽，微细粒用离心机。离心机转速两千到两千八百转每分钟，专门回收零点零二到零点五毫米的微细粒重矿物，回收率能做到九成以上。
一条大型链斗式采选船日处理量能到一千五百吨，装机功率两百到五百千瓦，船体长二十五到四十五米，总重量五十到一百二十吨。一条船就是一个移动选厂，采掘、筛分、重选、尾矿排放全在船上完成。
圆锥选矿机在浅海砂矿比重分选里是个特殊的存在。它没有运动部件，就是一个倒扣的锥面，矿浆从锥顶流下来，重的矿物沉在底层，轻的浮在上面流走。
设备结构很简单。分选锥直径两米左右，锥面坡度十七度，锥面角度一百四十六度。高浓度矿浆从分配锥中心流下，通过分配锥和分选锥之间的缝隙进入分选面。矿浆浓度百分之五十五到六十五，单机处理量七十吨每小时。重矿物在锥面上沉降到底层，从环形开口流入精矿管，轻矿物以较高速度流到中心尾矿管排走。
单台圆锥选矿机的处理量惊人，一台设备就能完成粗选、扫选和精选多段作业。多段联合作业时，日处理量可以到百万吨级。海南万宁乌场钛铁矿采用圆锥选矿机做粗选，日处理原矿一千五百吨，一段粗选加两次螺旋溜槽精选，粗精矿的二氧化钛回收率百分之二十四点六、氧化锆回收率百分之八十二点六。跟老工艺比，粗精矿品位提高百分之十点五，回收率提高百分之九，厂房面积减少近九成，水耗降低七成。
圆锥选矿机最厉害的地方是省成本。无运动部件意味着电耗极低，维护量极小。设备本身便宜，安装简单，操作人员少。在陆地选厂和采砂船上都能用，拆装搬迁也方便。
有些浅海砂矿埋在水底松软层里，链斗式挖斗可能挖不干净，或者矿区水深超过链斗的挖掘极限。水下采矿机是另一种选择。
水下采矿机的核心原理是高压水冲松加负压泵吸走。采矿头搭载多组高压喷嘴，压力十五到二十五兆帕，旋转喷射形成水刀效应，把水下矿层打碎并让矿砂悬浮起来。负压泵产生吸力，吸程十五米，把悬浮的矿浆经柔性管道输送到水面的处理平台。输送过程中，矿浆通过振动筛和旋流分离器做预分级，减少后续处理负荷。
水下采矿机的水下作业深度五到三十米，日采掘量两百到五百立方米。设备带水下摄像头和声呐定位系统，实时监测矿层分布和采矿头位置，开采路径可以自动规划，误差小于零点五米。
和链斗式采选船相比，水下采矿机对海底地形起伏的适应能力更强，不会因为挖斗碰到硬底而损坏。缺点是处理量比链斗式小，而且需要水面平台配套做分选，设备和管道更复杂。
不管是链斗式采选船还是水下采矿机加水面平台，比重分选设备的配置逻辑是一样的。螺旋溜槽做粗选抛尾，摇床做精选提纯，跳汰机处理粗粒级，离心机收微细粒，圆锥选矿机做大处理量粗选。
螺旋溜槽是浅海砂矿比重分选的主力。单台日处理原矿一百到一百五十吨，富集比四十到八十倍。给矿浓度控制在百分之二十五到三十五之间，浓度高了矿浆流动性变差，浓度低了处理量下降。螺旋溜槽没有运动部件，不耗电，维护简单，聚氨酯槽面六到十二个月换一次。
摇床做精选。粗精矿经过螺旋溜槽后品位百分之六十到八十，用摇床再提一道能到百分之九十以上。六-S摇床冲程十五到三十毫米，频率四百到五百次每分钟。摇床的分选精度高，但处理量小，单台一到两吨每小时，占地面积大，一般只用在精选段。
跳汰机处理二到十毫米的粗粒物料。冲程十到三十毫米可调，频率两百到三百五十次每分钟，处理量二十到五十吨每小时。跳汰机比螺旋溜槽耗水多，但在粗粒级上比螺旋溜槽回收率高。粗粒比例大的矿区，跳汰机通常放在螺旋溜槽前面。
离心机负责微细粒段。转速两千到两千八百转每分钟，专门回收零点零二到零点五毫米的微细粒重矿物。离心机是船上少数需要动力的分选设备，但因为处理的是细粒物料，单台功率不大。
圆锥选矿机适合做大处理量粗选。单机处理七十吨每小时，可以在平台上替代多台螺旋溜槽，节省大量甲板面积。但圆锥选矿机对给矿浓度要求高，浓度要百分之五十五以上，低于这个浓度分选效果下降。
浅海砂矿比重分选机械在海上作业，有几个陆地选厂不用操心的事。
海水腐蚀是第一麻烦。链斗、船体、管道、筛网，所有接触海水的部件都要做防腐处理。不锈钢、高铬合金、聚氨酯内衬是常用的防腐方案。碳钢部件要热浸镀锌加环氧涂层，螺栓用不锈钢的，普通螺栓在海风里三个月就锈死。
船体晃动影响分选效果。比重分选设备对晃动的容忍度比重选设备高，但晃动太厉害时分带还是会乱。大型采选船船体宽、吃水深，抗风浪能力比小船好。遇到大风浪天气，船体会停产避风。
尾矿排放也有讲究。浅海作业的尾矿不能直接倒海里，环保过不去。链斗式采选船的尾矿通过溜槽排到船尾后方，尾砂在海底自然沉降。有些矿区要求尾矿回填采空区，船就要走之字形路线，边采边填。
浅海砂矿比重分选机械，说到底就是把陆地选厂搬到了水上。采掘、筛分、重选、尾矿排放全部集成在一条船上或者一套水面平台上，船走到哪选到哪。比重分选设备本身简单、可靠、成本低，在海上作业比浮选、磁选这些需要精密控制的工艺稳定得多。
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