核心结论速览：
稀土重砂选矿采用擦洗脱泥、重选粗选、磁选分组、电选提纯的四段式联合流程，先通过擦洗和脱泥消除黏土干扰，再用重选以最低成本抛除脉石，最后以磁选和电选完成稀土矿物与其它重矿物的精准分离
擦洗脱泥是稀土重砂选矿的前置关键工序，可消除含泥量百分之十五到三十五的高黏土矿石中黏土的粘结效应，将微细粒有用矿物从矿泥中释放
重选段以螺旋溜槽完成大宗抛尾，粗精矿经摇床进一步富集，可将低品位原矿中百分之零点零五左右的稀土氧化物富集到粗精矿品位百分之一点八以上
磁选和电选接力完成稀土矿物（独居石、磷钇矿）与钛铁矿、锆英石的最终分离，可产出TR₂O₃品位百分之五十五到六十一的稀土精矿
稀土重砂的矿物学特征与选矿难点
稀土重砂矿是含稀土矿物的海滨或河流重砂矿床，主要有用矿物为独居石和磷钇矿，常与钛铁矿、锆英石、金红石等重矿物共生。南山海稀土矿的矿物组成极具代表性，原矿中石英等轻矿物含量高达百分之九十八点六八，独居石含量仅百分之零点零五一六，磷钇矿百分之零点零一零七，钛铁矿百分之零点一七二，锆英石百分之零点一三五。有用矿物品位极低、重矿物种类多，是稀土重砂选矿的核心难点。
稀土重砂与普通重砂矿的另一个关键差异在于有用矿物的粒度分布。南山海矿原矿中大于零点一五毫米的颗粒占百分之七十八，但大部分有用矿物赋存在零点一二五至零点零六毫米粒度范围内，赋存状态分散，除部分结晶颗粒外，还有不少稀土氧化物以细微包裹体或类质同象、离子吸附等方式分散于脉石矿物中。磷钇矿粒度稍粗，独居石则集中于细粒级。这要求选矿流程必须实行分级入选、分粒级回收的策略。
含泥量是影响稀土重砂选矿指标的另一个重要因素。内陆型稀土砂矿中粘土矿物含量可高达百分之十五，粘土矿物具有强粘结效应，将被粘结的细粒有用矿物与脉石集合体因密度变小而流失。擦洗脱泥必须作为稀土重砂选矿流程的前置工序。
擦洗脱泥：消除黏土干扰
擦洗脱泥是稀土重砂选矿流程区别于普通砂矿选矿的第一道关键工序。稀土重砂矿中含泥量通常较高，尤其是内陆残坡积型矿床，黏土含量可达百分之十五到三十五。粘土矿物不仅包裹矿物颗粒，还会在矿浆中形成高粘度悬浊液，严重干扰后续重选和磁电选的分选效果。
擦洗作业采用双轴擦洗机或圆筒擦洗机，通过强力搅拌和高压水冲刷，将粘土从矿物颗粒表面剥离。对于含泥量高的矿石，擦洗时间需八到十分钟，必要时添加分散剂如六偏磷酸钠提高擦洗效率。南山海稀土矿的粗选厂采用水采水运方式，原矿经隔筛筛除正二毫米砾石后直接进入重选，但对于内陆高黏土型砂矿，独立的擦洗工序不可或缺。
脱泥作业通常采用水力旋流器组。脱泥粒度一般控制在零点零三毫米，脱除负零点零三毫米的细泥。脱泥效果的控制指标是底流中负零点零三毫米细泥含量低于百分之五。若不在重选前脱除矿泥，负零点零三毫米粒级中低品位的细泥会使重选给矿品位降低、矿浆粘度升高、重矿物沉降受阻。内陆钛铁矿砂矿的实践表明，仅脱泥环节造成的TiO₂损失率就达百分之二十二，但若不脱泥，后续流程的整体回收率将大幅下降。
重选粗选：螺旋溜槽粗选与摇床精选
脱泥后的矿浆进入重选粗选段。重选是稀土重砂粗选的核心手段，利用独居石（比重四点九到五点五）、磷钇矿（比重四点五到五点一）与石英（比重二点六五）的显著密度差，以最低成本丢弃大量轻矿物。
螺旋溜槽是重选粗选的主力设备。矿浆从螺旋槽上部给入后，重矿物沉入槽底内缘，轻矿物移向外缘。螺旋段采用一粗一扫两段配置，粗选产出粗精矿，扫选处理粗选尾矿回收流失的重矿物。在南山海稀土矿的重选流程中，粗选段采用可移动式组合螺旋溜槽流程在采场就地处理，重选粗精矿中富集了独居石、磷钇矿、锆石、金红石和钛铁矿。螺旋粗选可将原矿中百分之零点零五左右的稀土氧化物富集到粗精矿中，重矿物回收率可达百分之八十五到九十。
摇床承担重选段的精选任务。螺旋粗精矿进入摇床进一步丢弃残存轻矿物，提高重砂品位。摇床床面上不同比重的矿物沿对角线展开成扇形带，比重最高的独居石和磷钇矿在内侧，比重中等的锆英石和金红石在中部，比重最低的脉石在外侧。重选段的目标是获得重矿物含量百分之八十到九十的混合重砂，作为后续干式磁电精选的给料。
磁选分组：稀土矿物与钛铁矿的分离
重选产出的混合重砂经浓缩、过滤、干燥至含水率低于百分之一后进入磁选段。磁选是利用稀土矿物与其它重矿物磁性差异进行分组的核心工序。混合重砂经烘干后，首先用零点四特斯拉干式磁选进行矿物分组，得到钛粗精矿（磁性物）和稀土与锆粗精矿混合物（非磁性物）。钛粗精矿再经零点三特斯拉干式磁选分选出其中的稀土粗精矿后，进行还原焙烧（八百到九百摄氏度，加入百分之五炭粉，十五到二十分钟），焙烧后经零点一五特斯拉湿式弱磁选得到钛精矿和富钛次铁精矿。
稀土与锆粗精矿混合物经一点一特斯拉干式磁选，得到稀土粗精矿和锆粗精矿。稀土粗精矿合并后经电选分离出钛粗精矿，再经三次干式磁选（场强分别为零点五特斯拉、零点六五特斯拉、零点六五特斯拉）得到稀土精矿、稀土中矿和尾矿。该流程可获得独居石精矿和磷钇矿精矿。
对于磷钇矿含量较高的稀土重砂，细粒磷钇矿的回收依赖于强磁选。采用脉动立环高梯度磁选机，背景磁场强度一点二到一点三特斯拉，脉动装置振动频率二百到三百次每分钟，立环转速二到三转每分钟，经强磁选一次粗选和两次扫选（第二次采用对极式高梯度磁选机，背景场强一点八到二点零特斯拉），可产出Y₂O₃品位较高的磷钇矿精矿。
电选提纯：稀土矿物与锆英石的最终分离
磁选后的非磁性产品进入电选段完成最终分离。磁选后非磁性产品中，除锆英石和金红石外，还含有部分残留的独居石和磷钇矿。稀土矿物导电性低于钛铁矿但高于锆英石，通过高压电选机可实现进一步分离。电压控制在二十到二十五千伏，辊筒温度七十五到八十摄氏度。电选后导体产品主要为金红石和残留钛铁矿，非导体产品为锆英石，中间产品为稀土精矿。电选是独居石和磷钇矿与锆英石分离的关键手段，电压偏低时稀土矿物混入锆英石精矿，电压偏高时锆英石进入稀土精矿。
典型流程案例与产率数据
南山海稀土矿的粗选流程是稀土重砂选矿的典型案例。原矿先经隔筛筛除正二毫米砾石，筛下矿浆经水力分级后用跳汰机和摇床选别。粗选厂获得的重砂矿物量占原矿重量的百分之一点三二，其中含独居石百分之三点九、磷钇矿百分之零点八一、锆石百分之十点二、金红石百分之四点二、钛铁矿百分之十三。粗选重砂运至精选厂后，采用重选、磁选、电选、浮选等联合方法进一步处理，最终获得独居石精矿和磷钇矿精矿。
广东某海滨砂矿的精选流程采用湿式弱磁选（零点一五特斯拉和零点四五特斯拉两次）回收磁铁精矿，弱磁非磁性物经烘干，首先用零点四特斯拉干式磁选进行矿物分组，得到钛粗精矿和稀土与锆粗精矿混合物。稀土与锆粗精矿混合物经一点一特斯拉干式磁选，得到稀土粗精矿和锆粗精矿。稀土粗精矿合并后经电选（二十二KV、十四KV两次）分离出钛粗精矿，再经三次干式磁选得到稀土精矿、稀土中矿和尾矿。最终稀土精矿中稀土氧化物总量可达百分之五十五到六十一。
稀土重砂选矿的工艺要点
全流程中应注意以下几个关键点。擦洗强度和脱泥粒度是影响回收率的一对矛盾。擦洗不足时粘土残留、后续分选效果差，擦洗过度时产生次生矿泥、增加细粒损失，应根据矿石风化程度动态调整。重选与磁选的衔接需要控制好干燥温度。重选精矿进入干式磁选前含水率必须低于百分之一，干燥温度控制在八十到一百零五摄氏度，温度过高会使矿物表面氧化改变磁性。磷钇矿的回收依赖于高梯度磁选机的场强和介质选型，常规磁选机对其回收效率有限，场强一点八特斯拉以上的高梯度磁选是必要配置。
结论
稀土重砂选矿采用擦洗脱泥、重选粗选、磁选分组、电选提纯的四段式联合流程。擦洗脱泥消除黏土干扰，为后续分选提供清洁给料。重选段以螺旋溜槽和摇床完成大宗抛尾和预富集。磁选段利用磁性差异完成稀土矿物与钛铁矿的初步分离。电选段完成稀土矿物与锆英石的最终分离。全流程通过分级入选、中矿返回和参数梯度配置，可将原矿中百分之零点零五左右的稀土氧化物富集为TR₂O₃品位百分之五十五到六十一的稀土精矿。
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