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古重砂矿的形成经过数千万年的埋藏和成岩作用，松散砂层已变为半固结到固结的砂岩。处理古重砂矿的第一个环节不是分选，而是解离——把胶结物打散、让矿物颗粒恢复单体状态。带着连生体进重选设备，比重不对、分选不准。古重砂矿的重力加磁选分离解决方案，是从解离方案的确定开始，到最终精矿产品的分离结束。
古重砂矿与现代砂矿的本质差异
现代海滨砂矿挖出来是松散的砂粒，直接进螺旋溜槽就能分选。古重砂矿完全不同，矿物颗粒之间被硅质、铁质或钙质胶结物焊在一起，有用矿物与脉石形成了连生体。连生体的比重既不是有用矿物的比重也不是脉石的比重，而是一个加权平均值，直接进重选设备根本分不开。处理古重砂矿的第一步不是分选，而是解离。
三种胶结类型决定了不同的解离路线。硅质胶结最硬，硬度接近石英岩，必须经过破碎加棒磨才能解离。铁质胶结硬度中等，用擦洗机配合高压喷水就能打散，有时需要配合弱酸浸出。钙质胶结相对容易，稀盐酸浸泡后胶结物溶解，砂粒自然松散，甚至可以跳过机械解离。
解离方案设计：重力加磁选方案的前置条件
解离是古重砂矿处理方案的核心环节。目标是让每个重矿物颗粒恢复独立状态，解离度达到百分之八十五以上，后续重选和磁选的回收率才能做到百分之七十五到八十五。
机械解离分两级走。第一级破碎，颚式破碎机或锤式破碎机把原矿从几百毫米碎到十毫米以下。硅质胶结硬矿石必须破碎后再进磨机，铁质和钙质胶结可以跳过这步直接擦洗。第二级磨矿或擦洗，硅质胶结硬矿石用棒磨机轻度磨矿，钢棒的挤压和研磨作用比球磨机冲击力小，不易产生过粉碎。磨矿浓度保持在百分之六十到七十，每隔两小时做一次解离度检测，达到百分之八十五就停机。
铁质胶结矿石用圆筒擦洗机配高压喷水，砂粒在机器里剧烈摩擦把胶结物磨掉。擦洗浓度百分之六十到七十，洗涤时间根据胶结程度调整。钙质胶结矿石稀盐酸浸泡后可直接进入洗矿分级，酸浸泡时间一般四到八小时，浓度百分之五到十。
分级与脱泥：进入重选前的必要准备
解离完成的物料不能直接进入重选，必须先分级和脱泥。不同粒级的物料匹配不同的分选设备，细泥不脱掉会干扰分选。
大于二毫米的粗粒返回磨机再处理，零点五到二毫米的中粗粒进入跳汰机，零点零五到零点五毫米的细粒进入螺旋溜槽或摇床。振动筛或滚筒筛完成粗粒筛分，筛孔二到五毫米。水力旋流器组完成脱泥和进一步分级，去除零点零四五毫米以下的细泥，脱泥效率应达百分之八十五以上。
重选段配置：粗选抛尾与精选提纯
解离脱泥后的物料进入重选段。这一步的任务与处理现代砂矿类似，用重选把重矿物从轻矿物中整体富集出来。
螺旋溜槽承担中细粒级的粗选和扫选。BL1500型螺旋溜槽处理量六到十二吨每小时，给矿浓度百分之二十到六十，无需动力。一粗一扫两段配置确保回收率不低于百分之八十五。圆锥选矿机用于大规模粗选，单机处理量可达每小时七十吨，适合日处理量大的项目。摇床用于精选段，分选精度最高，能把锆英石、钛铁矿和独居石在床面上拉开距离。
重选段产出混合重砂精矿，重矿物含量百分之八十到九十五，但钛铁矿、锆英石、独居石、金红石还混在一起。混合重砂进入脱水干燥系统处理后，进入磁选段做分组分离。
脱水干燥：衔接重选与磁选的关键环节
重选段产出的混合重砂精矿含水率百分之十五到三十，而干式磁选要求含水率低于百分之一。浓缩机将精矿矿浆从浓度百分之十五到二十浓缩至百分之四十五到六十，过滤机将含水率进一步降至百分之十以下，回转干燥机将含水率降至百分之一以下。干燥温度控制在八十到一百二十摄氏度，温度过高会氧化矿物表面、改变磁性。
磁选分组：按磁性梯度逐一拆开
干燥后的混合重砂进入磁选段，按场强由低到高分档配置。
弱磁选机用于回收强磁性矿物。磁铁矿和部分钛铁矿在一千五百高斯磁场下被吸走，弱磁选段产出磁铁矿精矿。中磁选机用于提取中等磁性的钛铁矿。在五千到八千高斯场强下，大部分钛铁矿被捕获，产出钛精矿（TiO₂不低于百分之四十六）。强磁选机用于提取弱磁性矿物。在一万到一万五千高斯场强下，独居石和石榴石被捕获，产出独居石精矿（REO不低于百分之六十）。
经过磁选分组，非磁性产品中主要是锆英石和金红石，可进入电选段做进一步分离。
方案调整的几个关键因素
古重砂矿的重力加磁选分离方案需要根据实际矿样调整。
胶结类型的判断决定解离路线的选择。硅质胶结硬矿石必须配置破碎加棒磨，铁质胶结可以擦洗加弱酸浸出，钙质胶结稀盐酸浸泡即可。解离方案选错，整条线都跑不顺。
重选段的产率控制决定整条线的回收率上限。产率过高会使大量脉石进入磁选段增加设备负荷，产率过低会造成有用矿物损失在尾矿中。产率应通过试验确定，不可凭经验估算。
磁选段的场强分档必须清晰。弱磁、中磁、强磁三档的切换点取决于矿物组合，设备配置基于实际矿样的磁选试验数据。
整线方案的预期指标
古重砂矿经重力加磁选分离方案处理后，可产出多种单一精矿产品。钛精矿TiO₂品位不低于百分之四十六，回收率根据原矿品位变化通常在百分之七十五到八十五之间。锆英石精矿ZrO₂品位不低于百分之六十五（需配合电选），回收率百分之七十到八十。独居石精矿REO品位不低于百分之六十，回收率百分之七十到八十五。磁选段产出的非磁性产品中锆英石和金红石合计含量通常在百分之九十以上。
古重砂矿重力加磁选分离解决方案的本质，是把解离、分级、重选、磁选四段工序串联起来。解离解决能不能分开的问题，分级解决用什么设备分的问题，重选解决把重矿物整体拎出来的问题，磁选解决按磁性分组的问题。四段配合，才能把固结了数百万年的砂层重新拆开，把钛铁矿、锆英石、独居石、金红石逐一送到各自的出口。胶结类型决定了方案设计的起点——硅质、铁质还是钙质，走的路子完全不同。没有哪一段能省略，也没有哪一段能替代另一段。
