Цирконий.

Гравитационное обогащение отмытых зернистых песков производят на 288 винтовых сепараторах с перечисткой па 96 сепараторах. Коллективный концентрат тяжелых минералов подвергается магнитной сепарации в слабом поле для удаления магнетита, а немагнитная фракция разделяется на селективные концентраты только после оттирки в специальных аппаратах для снятия с поверхности тяжелых минералов глинистых и железных пленок и налетов различных хлоридов, нивелирующих истинные свойства. После оттирки электрической сепарацией получают (проводниковую) и кварцевую фракции. Первую разделяют электромагнитной сепарацией на (99,7% ильменита) и (90,1% рутила) концентраты, а вторую на столах для избавления от кварца. Затем из этого гравитационного концентрата последовательно методами электрической и магнитной сепарации с высоким полем получают концентрат, и гранатовый продукты.

Получают при обогащении и погребенных под мощной толщей наносов песков такого же типа россыпей, только древнего, палеогенового возраста. Рассмотрим обогащение песков одной россыпей. Она сложена глинисто-кварцевыми песками, содержащими обычный для песков комплекс рудных минералов: циркон, рутил, ильменит, силлиманит, ставролит н др. Рудоносные пески залегают под мощной толщей перекрывающих пород на глубине 25-40 м и добываются в открытых карьерах с помощью экскаваторов. По системе конвейеров добытые пески подаются на обогатительную фабрику полного цикла переработки.

В Соединенных Штатах Америки основные россыпные месторождения циркона титановых минералов приурочены к отложениям, дюнам и древним террасам вдоль побережья штата Флорида. Наиболее крупная россыпь здесь разрабатывается и обогащается на фабрике. Пески этой россыпи (ЗОХ Х1,6 км при мощности 10,5 м) содержат 4% тяжелой фракции, состоящей на 45% из ильменита, па 13% из циркона, остальное, силлиманит, ставролит.

Рудоносные пески добываются земснарядом и вначале обогащаются на плавучей обогатительной установке, смонтированной на трех баржах. Баржи с обогатительной установкой могут передвигаться, причем каждая самостоятельно, но мере отработки россыпи. На первой барже пески, добытые земснарядом, разрыхленные взрывами, подвергаются для отделения крупного материала и обезвоживанию (более 6,4 мм) и тоже поступает на обогащение. На второй барже с помощью 704 винтовых сепараторов производится первичное гравитационное обогащение песков крупностью -6,4 мм; на третьей — 396 винтовых сепараторов производят их перечистку, в результате которой и получают коллективный концентрат тяжелых минералов и отвальные хвосты.

Значительное количество циркониевого сырья получают обогащением современных прибрежных песков месторождения в ЮАР. Пески содержат 8% тяжелой фракции (ильменит, рутил, циркон, монацит и др.) подвергаются первичному обогащению с применением соленой морской воды, со сбросом в море 90% породообразующих («пустых») минералов: глинистые пески сначала дезинтегрируют в барабанном скруббере, затем подвергают.

Непосредственно на размытой коре выветривания залегают глинистые отложения среднего палеогена мощностью 35-40 м. Затем идет горизонт верхнего палеогена мощностью 3-35 м (в среднем 16 м), представленный песками внизу и алевритовыми глинами вверху разреза. На этих глинах залегают тонкозернистые кварцевые пески полтавской свиты верхнего палеогена, обогащенные тяжелыми минералами. Мощность их колеблется от 0 до нескольких десятков метров. На полтавских песках залегают мелкозернистые кварцевые пески сарматского яруса неогена, в которых линзообразные залежи песков, обогащенных цирконом, рутилом, и другими минералами. Выше их перекрывают глинистые отложения этого же яруса, мощность которых в среднем 9 м. Па них залегает толща четвертичных глин, суглинков, почвы общей мощностью около 30 м.

Для них характерны следующие особенности: 1) характер рудных залежей, резкое преобладание их длины над шириной мощность; 2) отчетливая горизонтальная очень пологая слоистость рудных песков, подчеркнутая скоплением тяжелых минералов; 3) существенно кварцевый состав продуктивных, сложенных преимущественно мелкозернистым кварцем с небольшим (до 20%) количеством глины; 4) комплексный характер россыпей, преобладание в составе их тяжелой фракции весьма устойчивых, хорошо минералов: ильменита, рутила, циркона, ставролита, турмалина. Распространены в небольших количествах хромит, монацит, амфиболы, пироксены и др.

Состав тяжелой фракции для рудных тел разных уровней неодинаков. Так, на уровне 115 и 128 м залежи характеризуются тяжелой фракцией с резким преобладанием циркона (35-61% суммы тяжелых минералов) и подчиненным количеством рутила (5-8%) и (28-40%). На уровне 109 и 103 м количество циркона в тяжелой фракции снижается до 23%, а рутила и ильменита соответственно повышается до 10 и 53%. Для рудных тел еще более низких уровней (от 97 до 82 м) доля циркона снижается до 7-18%, рутила повышается до 8-10,3%, ильменита — до 46-62%). В составе тяжелой фракции практически постоянно присутствует (до 5%), (до 2,4%), кианит (до 11,8%), а также ставролит, силлиманит.

Размеры зерен циркона, рутила, ильменита и других минералов варьируют довольно широко — от 0,05 до 0,25 мм. Средние же размеры зерен, как и во всех других россыпях, отсортированных по зерен, обратно пропорциональны плотности минералов: чем выше плотность минерала, тем мельче средний размер его зерна. Для это можно проиллюстрировать следующими данными: плотностью 5,2 г/см3 средний размер зерна 0,125 мм; циркон — соответственно 4,7 и 0,154; 0,165; ильменит — 4,2 и 0,165; рутил — 4,3 и 0,178; кианит — 3,6 и 0,214; ставролит — 3,7 и 0,218. Размеры зерен тяжелых и нерудных минералов уменьшаются от залежи к залежи сверху вниз. Так, если размер нерудных минералов залежей на +115 м составляет 0,29 мм, то на +91 м — уже 0,205 мм. Соответственно меняется средний размер зерен тяжелых — от 0,172 до 0,148 мм.