海湾砂矿重力选矿解决方案：静水海湾砂矿处理技术方案

先说三个重点

海湾砂矿跟开阔海滨砂矿的区别，关键在水字上。静水海湾的水动力弱，没有大浪淘洗，含泥量比开阔海滨高出一大截，矿物表面也更容易附着黏土和有机质。这就决定了海湾砂矿的重力选矿解决方案必须把洗字放在第一位，不洗干净，重选效果免谈。静水环境下的选矿技术路线以重选为核心，螺旋溜槽做粗选抛尾、摇床做精选提纯，配合充分的洗矿脱泥环节，能把原矿中百分之几的重矿物富集成品位百分之九十以上的混合重砂精矿。某海滨砂矿重选预富集试验数据表明，螺旋溜槽一次粗选加一次精选，给矿浓度控制在百分之二十五左右，就能获得二氧化钛品位百分之二十七点零七、回收率百分之八十八点九二的钛精矿产品。海湾静水环境虽然带来更多的泥和更细的粒级，但也让取水方便、尾矿排放条件好，这些是方案设计时要利用的天然优势。

静水海湾砂矿和开阔海滨砂矿差在哪

海湾砂矿是指分布在静水海湾沿岸的海滨砂矿。海浪能量小、沿岸流弱，矿物搬运距离短。跟开阔海滨砂矿比，有四个明显差异。

含泥量高是第一个差异。开阔海滨的砂矿长期受海浪淘洗，细泥被冲走了，含泥量通常在百分之五到十。海湾静水环境没有这种淘洗，细泥大量沉积，含泥量往往在百分之十五到三十。这是重力选矿方案设计时首先要解决的问题，泥不脱干净，重选设备的分选效果会大打折扣。

粒级更细是第二个差异。海湾的水动力弱，粗砂搬不动，沉积下来的主要是细砂和粉砂。重矿物的粒级集中在零点零五到零点二毫米之间，比开阔海滨矿细一个数量级。细粒重选本来就是难度较高的环节，对设备选型和操作参数的要求更精细。

矿物表面更脏是第三个差异。静水环境中有机质和黏土在矿物表面的附着时间更长，形成一层污染膜。这层膜会影响矿物表面的润湿性，在跳汰和摇床分选中干扰轻重矿物的分层。

重矿物组成更简单是第四个差异。开阔海滨矿往往有钛铁矿、锆英石、金红石、独居石多种矿物，海湾矿受分选强度限制，来源单一，重矿物种类相对较少，通常以钛铁矿为主。这反而是个好事情，重选段的任务更单纯，不需要兼顾多种矿物的分选，流程可以更短。

重选为主、洗脱为先的整体思路

海湾砂矿重力选矿解决方案的整体逻辑是洗、脱、选三段式。先洗矿把黏土和有机质从砂粒表面剥离，再脱泥把细泥从矿浆中去除，最后重选把重矿物从石英砂中分离出来。这个顺序不能乱，洗不干净脱泥效率低，脱不干净重选效果差。

洗矿段是海湾砂矿方案里最关键的环节，也是跟开阔海滨矿方案最大的不同。开阔海滨矿含泥量低，有时可以省略洗矿直接进筛分。海湾矿必须洗。圆筒洗矿机配高压喷水是标准配置，矿砂在滚筒内翻滚碰撞，加上高压水的冲刷力，把矿物表面的黏土膜和有机质剥离下来。洗矿时间根据含泥量确定，含泥百分之十五左右的矿石，洗矿时间三到五分钟就够了。含泥量超过百分之二十五，可能需要两级洗矿，或者加一台槽式擦洗机做强化擦洗。

脱泥段用脱泥筛和水力旋流器配合。洗矿后的矿浆先经过脱泥筛，筛掉粗粒杂质，再进入水力旋流器组脱除负两百目的细泥。海湾砂矿的脱泥效率要做到九成以上，比开阔海滨矿的八成五标准更高。因为细泥对后续重选设备的干扰更严重，螺旋溜槽的槽面一旦糊上一层泥，轻重矿物的分带就全乱了。

重选段采用螺旋溜槽加摇床的组合。螺旋溜槽做粗选，处理量大、成本低，把百分之八十以上的石英砂一次性甩掉。摇床做精选，精度高、富集比高，把螺旋精矿里夹带的轻矿物再甩一道。螺旋溜槽对细粒的适应能力比跳汰机强，在零点零五到零点二毫米粒级范围内效果不错，刚好对上海湾砂矿的粒级特点。

螺旋溜槽在静水海湾的适用性

螺旋溜槽是海湾砂矿粗选段的首选设备，原因有三个。

处理量大、成本低。螺旋溜槽没有运动部件、不耗电、磨损件少，在含水量高的海湾砂矿作业中可靠性比跳汰机高。一台直径一点二米的螺旋溜槽小时处理量四到六吨，几十台并联就能满足日处理几百上千吨的产能需求。

对细粒适应好。跳汰机的最佳处理粒级在零点五毫米以上，对零点一到零点五毫米的细粒物料回收率明显下降。螺旋溜槽的回收粒度下限可以到零点零四毫米，更适合海湾砂矿的细粒特征。

对给矿浓度波动的容忍度高于摇床。海湾砂矿经过洗矿和脱泥后，矿浆浓度会有波动，螺旋溜槽在浓度百分之二十五到三十五的范围内都能正常工作，浓度变化带来的指标波动比摇床小得多。

某海滨砂矿重选预富集试验的数据有参考价值。在粗选螺旋给矿浓度百分之二十五、处理量每小时两吨的条件下，经过螺旋溜槽一次粗选加一次精选，获得二氧化钛品位百分之二十七点零七、二氧化钛回收率百分之八十八点九二的钛精矿产品。这个数据来自开阔海滨矿，海湾矿的重选指标会略低一些，因为细粒更多、表面更脏，但回收率的数量级可以参照。

海湾砂矿螺旋粗选的配置通常是一粗一扫。粗选螺旋产出粗精矿，扫选螺旋回收粗选尾矿里残留的重矿物。粗选精矿进摇床，扫选尾矿排尾。如果原矿品位低，重矿物含量低于百分之一，可以增加一个预富集螺旋段，先把品位从百分之一做到百分之三到五，再进主流程。

摇床做精细提纯

摇床是海湾砂矿精选段的主要设备。处理螺旋粗精矿，把重矿物含量从百分之六十到八十提升到百分之九十以上。六-S摇床是最常见的选型，冲程十五到三十毫米，频率四百到五百次每分钟。

摇床在海湾砂矿中的操作跟开阔海滨矿相比，有几个特殊之处。床面坡度要稍大一些，因为海湾砂矿的细粒比例高，坡度大能加速矿浆流动，防止细粒脉石和重矿物互相夹杂。冲洗水量要精确控制，水量小分带不清，水量大细粒重矿物可能被冲走。床面的维护频率也要提高，海湾矿中残留的有机质会在床面形成一层生物膜，影响分选效果，每班停机时要用高压水彻底冲洗床面。

摇床的处理量小，单台零点五到一点五吨每小时，在海湾砂矿方案里只处理螺旋精矿，不处理原矿。处理量小意味着摇床的配置台数不会太多，二十台摇床就已经是很大规模的精选段了。

重选段的辅助环节

海湾砂矿重力选矿方案除了主体设备，还有几个辅助环节不能省。

给料缓冲池。洗矿脱泥后的矿浆流量和浓度有波动，重选设备对这种波动敏感。在螺旋溜槽前面设一个搅拌槽或者缓冲池，容积按五分钟到十分钟的处理量设计。缓冲池能把来料的浓度和流量波动平滑掉，保证螺旋溜槽的给料条件稳定。

精矿脱水系统。摇床产出的精矿含水率高，百分之八十以上。海湾砂矿的选址通常离居住区较近，精矿运输要避免沿途滴水。浓密机加压滤机是标准配置，把精矿含水率降到百分之十五以下再装袋或装车。

尾矿排放系统。海湾砂矿的尾矿主要是石英砂和细泥，不含化学药剂。尾矿浆经管道排到尾矿池沉淀，清水回用，尾砂堆存或回填。静水海湾的地形通常平缓，尾矿池的建设条件比山地矿区好得多，这是海湾矿方案的一个天然优势。

静水环境的优势可以利用

海湾砂矿虽然比开阔海滨矿多出泥多、粒级细的麻烦，但静水环境也带来几个可以利用的优势。

取水方便。选厂就在海湾边上，选矿用水直接从海湾抽取，不需要建远距离取水管道和大型泵站。海水免费，取水成本几乎为零。但要注意取水口的防堵塞设计，海湾的悬浮物比开阔海滨多，取水口前要设粗格栅和沉砂池。

尾矿排放条件好。静水海湾的潮差小、水动力弱，尾矿池的坝体建设和维护比开阔海滨容易得多。尾矿池的渗漏风险也更低，因为海湾的地下水位高，渗漏水量小。如果尾矿可以回填采空区，静水环境下的回填作业也比开阔海滨稳定。

设备防腐要求相对低。海湾的盐雾浓度比开阔海滨低，腐蚀性弱一些。设备材质可以用普通不锈钢（三百零四）而不是三百一十六，碳钢部件的涂层要求也可以降低半级。虽然差距不大，但在大规模项目里能省一笔可观的费用。

海湾砂矿的重力选矿解决方案，说到底就是把洗矿脱泥做足、把螺旋溜槽和摇床用好、把静水环境的优势和劣势都算清楚。洗是前提，选是核心，脱泥是承上启下的关键。海湾静水环境的泥多粒细，恰恰需要用更长的洗矿时间和更精细的设备操作来应对，而不是简单地照搬开阔海滨的方案。

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