选矿常识

挪威泰尔内斯钛铁矿选厂，曾经全部依赖浮选。钛铁矿是回收了，但药剂排入峡湾，周边的渔业受到严重影响。当地渔民坐不住了。选厂做了一个关键决定——用重选替代大部分浮选。结果总回收率从60-65%提升到了73-75%，彻底停用了有毒药剂，对鱼类的威胁也随之消失。

这个案例说清楚一件事：钛铁矿重选不只是“老办法”，而是更经济、更环保的“好办法”。

国内的情况也类似。攀西地区年处理千万吨级钒钛磁铁矿，过去超细粒级钛铁矿（-0.038mm）基本进了尾矿。攀钢矿业联合长沙矿冶研究院、郑州大学攻关，2022年建成超细粒级钛精矿年产8万吨以上的高效回收示范线，将钛资源综合利用率提升了一个台阶。

重选能做什么、不能做什么？三种核心设备怎么配？这篇文章从设备到参数，从工艺到投资，把钛铁矿重力选矿厂的事讲清楚。

为什么钛铁矿适合重选？密度差说了算

钛铁矿的密度是4.5-5.0 g/cm³，而常见的脉石矿物如石英、长石，密度只有2.6-3.0 g/cm³。差值2个点以上，意味着在重力场中，钛铁矿的沉降速度是脉石的两倍以上。

这个物理特性决定了重选的优势：

• 不用药剂：浮选每吨矿石加药几百克到几公斤，重选全流程不投一滴药剂

• 耗水更低：浮选单吨耗水3-6吨，重选可控制在1-2吨

• 设备简单：没有搅拌槽、药剂制备系统，维护门槛大幅降低

• 投资回收期更短：重选设备比浮选机便宜30-50%，且无需复杂自动化

这不是说重选可以完全取代磁选和浮选。磁选对微细粒级仍有不可替代的优势，攀西地区普遍采用“强磁—浮选”流程回收-0.038mm超细粒钛铁矿。但在中粗粒级（0.1-10mm），重选是最经济的选择。

三种核心重选设备，各管一段

钛铁矿重选的三台核心设备，粒度分工明确：跳汰机吃粗粒，螺旋溜槽吃中细粒，摇床做精加工。

跳汰机：粗粒段的“抛废之王”

跳汰机通过垂直脉动水流让矿粒按密度分层，适用于中粗粒级物料（0.05-30mm），处理量可达2-150吨/小时。冲程0-150mm可调，冲次0-150次/min可调，床层厚度50-130mm。锯齿波跳汰机与传统正弦波跳汰机相比，钨回收率可提高5.5个百分点，锡、铅、锌回收率分别提高3.01、1.63和2.04个百分点，耗水量减少30-75%，占地面积减少三分之一。

跳汰机的核心价值在于：在磨矿之前就把60-80%的废石直接排掉。一台跳汰机每小时处理50吨粗粒矿石，产出品位提升3-5倍的精矿，丢掉的尾矿基本不含钛。后面需要磨矿和细选的矿量大幅减少，电耗和钢耗跟着降。

典型配置：钛铁矿在+2mm粗粒级解离度高时，跳汰机做粗选，一次抛出废石。

螺旋溜槽：中细粒的“零能耗主力”

螺旋溜槽没有电机、没有传动件，重力自流，适用于粒度0.02-0.3mm的细粒物料，单头处理能力1.5-2吨/小时，最高可达6吨/小时。关键操作参数：给矿浓度25-35%，倾角9-12°，螺旋圈数3-6圈。

零能耗是螺旋溜槽最硬的竞争优势。一座日产500吨的选厂，如果中细粒段全部用螺旋溜槽替代摇床或离心机，单日电耗可降500-1000度。对于电力供应不稳定的偏远矿区，螺旋溜槽就是保证连续生产的底气。

在广西某钛铁矿尾矿回收项目中，螺旋溜槽配合磁选工艺，从低品位尾矿中有效回收钛铁矿物，实现资源二次利用。

摇床：精加工的“富集利器”

摇床通过床面的不对称往复运动和水流冲刷实现按密度分层，处理粒度范围0.02-2mm，冲程8-30mm，冲次250-450次/min，富集比可达100-300倍。

什么概念？螺旋溜槽精矿品位8-12%，进一次摇床，出来后就是40-45%。摇床能把螺溜和跳汰机产出的粗精矿“精加工”成合格产品。

但摇床处理量小——单台每小时只有1-2吨。别让它干粗选的活。跳汰机和螺旋溜槽负责减量，摇床负责提质，这才是正确分工。

一张表吃透三台设备的配置逻辑

典型流程配置：从原矿到精矿的“三步走”

一个完整的钛铁矿重力选矿厂，流程分为三段重选接力。

第一步：跳汰机粗选（2-10mm粒级）

原矿分级后，+2mm部分进入跳汰机。跳汰机利用周期性脉动水流使钛铁矿与脉石分层，重矿物沉入底层排出成为粗精矿，轻矿物从溢流排出成为尾矿。单台跳汰机处理量30-100吨/小时，一次抛出50-70%的废石，大幅降低后续磨矿量。

第二步：螺旋溜槽粗选与扫选（0.2-2mm粒级）

-2mm部分（包括跳汰机溢流的细粒部分和分级出来的中细粒）进入螺旋溜槽阵列。矿浆沿螺旋槽向下流动时，钛铁矿向槽内圈集中，脉石被推向槽外缘，通过底部分矿器切割出精矿、中矿、尾矿。经过一次粗选、一次扫选，可抛弃80%以上的脉石。

第三步：摇床精选

跳汰机和螺旋溜槽产出的粗精矿合并进入摇床阵列，床面的往复运动结合横向冲洗水，将钛铁矿与残留的低密度杂质进一步分离。通过1-2次摇床精选，可产出TiO₂品位40-50%的合格钛精矿。

中矿返回再处理或进入再磨再选环节，实现“吃干榨净”。

现场常见问题与操作要点

问题一：给矿粒度控制不好，跑粗跑细严重

这是重选厂最常见的问题。给矿大于2mm，螺旋溜槽和摇床分选效率急剧下降；小于0.074mm，细粒钛铁矿易随水流流失。

解决方案：在重选系统前配置水力旋流器或高频细筛进行分级，各粒级分别进入最匹配的重选设备。螺旋溜槽给矿浓度控制在25-35%，摇床控制在15-25%。

问题二：螺旋溜槽分选效果不稳定，有时直接“跑尾”

通常是因为给矿浓度和给矿量波动。一台螺旋溜槽的给矿浓度从30%掉到20%，分选效率下降10-15个百分点。

解决方案：在螺旋溜槽前配置恒压给矿箱，保证每台溜槽的矿浆流量和浓度一致。至少每班检测一次给矿浓度和精矿品位，根据指标及时调整。

问题三：摇床精矿带拉不开，精矿品位上不去

冲程、冲次和横向坡度不匹配。粗粒级应该用大冲程、小冲次，细粒级用小冲程、大冲次。

解决方案：根据给矿粒度组成分时段调整参数。钛铁矿与脉石密度差大时，横向坡度可适当减小，让精矿带拖得更长、分得更净。底层流速控制在≤0.3m/s，上层流速≥0.5m/s。

投资回报：重选到底比浮选省多少

以日处理1000吨钛铁矿选厂为例：

重选方案：跳汰机粗选+螺旋溜槽扫选+摇床精选。设备投资约180-220万元，耗电2-3度/吨给矿，耗水1.5-2吨/吨，无药剂成本。粗中粒段综合回收率75-85%，粗精矿TiO₂品位30-35%。

浮选方案：球磨后直接浮选。设备投资约350-450万元，耗电4-6度/吨，耗水3-5吨/吨，药剂成本15-25元/吨矿。浮选回收率70-80%，精矿TiO₂品位46-48%。

重选方案一次性投资省40%以上，吨矿运行成本低25-35元。按日处理1000吨、年运行300天计算，重选方案年节省运行费用750-1050万元。

但重选对微细粒（<0.074mm）回收率明显低于浮选。这就是为什么攀西地区大型钛选厂普遍采用“强磁—浮选”流程处理-0.038mm超细粒级，而对中粗粒级仍保留重选。最经济的方案是：重选吃中粗粒，浮选吃细粒，两者搭档。

两个现场案例

案例一：攀钢超细粒级钛铁矿回收示范线

攀西地区钒钛磁铁矿在选矿过程中产生大量超细粒级钛铁矿（-0.038mm），过去基本作为矿泥丢弃。攀钢矿业联合长沙矿冶研究院和郑州大学，开发出“超细粒级钛铁矿高通量浓缩除杂+浮选柱浮选”工艺，并研制了新型旋流器、浮选柱等核心装备。2022年产业化应用后，建成年产超细粒级钛精矿8万吨以上的高效回收示范线，获发明专利7件。

案例二：挪威泰尔内斯钛铁矿选厂

该厂是世界上最早实现重选大规模替代浮选的成功案例之一。原生单一浮选流程改成以重选—磁选为主的联合流程后，全流程总回收率从60-65%提高到73-75%。重选车间安装了18台圆锥选矿机和240台螺旋选矿机，不仅回收率提升，还彻底消除了药剂排放对峡湾生态的影响。

选型前的三个核心准备

第一，做工艺矿物学研究。一定要把矿石的钛物相分布、嵌布粒度、脉石成分搞清楚。攀枝花某钛铁矿的钛物相中，钛铁矿占比仅59.38%，榍石和硅酸盐矿物中赋存钛高达29.39%，钛铁矿集合体嵌布粒度只有0.016-0.032mm，属于低品位细粒嵌布。这种情况单纯重选很难高效回收，必须匹配强磁选和浮选。

第二，做粒度筛析和解离度测定。明确+2mm、0.2-2mm、-0.2mm各粒级占比，以及每个粒级的单体解离度。这决定了跳汰机、螺旋溜槽、摇床三台设备的配置比例和串联级数。

第三，做重选试验。用矿样（50-100公斤）分别做跳汰、螺旋溜槽、摇床试验，获取各粒级的回收率、富集比、最佳给矿浓度等关键参数，作为设备选型和参数设定的直接依据。不试验就选型，等于把回收率交给运气。

记住三句话

钛铁矿重选的核心价值在于：用最低的成本把中粗粒级“吃干榨净”，把粗精矿做出来，为后续磁选和浮选减轻负担。

第一句：密度差4.5 vs 2.6，重选有天然优势。钛铁矿跟脉石的密度差足够大，重选是最经济的手段。

第二句：跳汰减量，螺溜扫尾，摇床提质。三台设备各管一段，粒度不跨界。

第三句：重选不是万能，但重选做不好是万万不能。对中粗粒级，重选是最佳选；对微细粒级，交给磁选和浮选。两者搭配，才能把钛铁矿价值挖到极致。

【关于本文】
文中所有技术参数、回收率数据、投资估算均为行业典型值，综合自多个钛铁矿选厂实际运行数据及设备厂商技术资料。不同钛铁矿的密度、嵌布特征、粒度组成差异显著，具体设备选型和流程设计应以矿石可选性试验结果为准。攀钢、挪威泰尔内斯等案例信息来源于公开报道，供参考。