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金紅石（TiO?）和鋯英砂（ZrSiO?）是海濱重砂中最難分的一對。
重選拿它們沒辦法——兩者比重4.2-4.7，幾乎重疊，搖床上的礦物帶挨在一起分不開。磁選也拿它們沒辦法——兩者都是非磁性礦物，磁選機過一遍，一起從尾礦端出來。在重選和磁選之后，這對“非磁性重礦物兄弟”依然混在一起。
唯一能把它們拆開的是高壓電選。金紅石的電阻率約10?-10?Ω·cm（半導體），鋯英石的電阻率約1011-101?Ω·cm（非導體）。這個差距超過了10?倍，是電選能夠有效運作的物理依據。工業高壓電選機的工作電壓為20-60kV，通過高壓電場把這種導電性差異放大到足以實現分離的程度。
高壓電選機利用礦物在電場中的導電性差異完成分選。金紅石是導體或半導體礦物，其電阻率遠低于作為非導體的鋯英砂。在電場中，導體礦物感應電荷后快速放電，所受電場力小；非導體礦物感應電荷后難以釋放，被電極吸引。
以最常見的輥筒式電選機為例：干燥的礦物顆粒通過振動給料機均勻落在轉動的接地輥筒表面。輥筒旋轉帶礦粒進入電暈區，電暈電流使所有礦粒（無論導體還是非導體）均獲得負電荷。接下來的行為則分道揚鑣——金紅石（導體）與輥筒之間接觸電阻小，電荷經輥筒很快傳走，在離心力和重力作用下拋離輥筒，落入導體產品槽；鋯英砂（非導體）與輥筒之間接觸電阻大，不易將電荷傳走，在電場力作用下吸附在輥筒表面，隨輥筒轉動到后部被卸毛刷刷下，落入非導體產品槽。
這種“導體拋離、非導體吸附”的行為差異是電選分離鋯英砂和金紅石的物理基礎。
雙輥筒電選機是鋯鈦分離流程中應用最廣泛的機型。它具備處理量大、分選穩定、適合連續生產的優勢。典型技術參數為：輥筒直徑φ120-φ320mm，輥筒長度1200-1500mm，工作電壓0-45kV，給料粒度<3mm（推薦0.1-2mm），單臺處理量2-5t/h。
弧板電選機是近年來在傳統板式電選基礎上發展的機型，采用多層弧板結構，通過雙排4-5級分選實現更徹底的分離。物料依次經過4-5層弧板，每層都在重復“導體吸附偏轉、非導體原軌跡下落”的分選過程，使導體礦物純度可達90%以上，分選效率比傳統機型提升約30%。主要參數為：工作電壓0-60kV，處理量1-2t/h，給料粒度0.1-3mm。
板式電選機結構簡單、適合細粒級物料（0.1-1.0mm），但單臺處理量較小（400-600kg/h），通常作為小型選廠或精選段的輔助設備。
在完整的鋯鈦重砂選礦流程中，電選通常安排在重選和磁選之后：
重選粗選（螺旋選礦機）→ 磁選分離鈦鐵礦和獨居石 → 干燥 → 分級 → 電選（鋯英砂/金紅石分離）→ 電選精礦再提純 → 最終產品
國內海濱砂礦的鋯鈦分離實踐中，電選是核心工序。典型流程為：磁選尾礦（鋯英石+金紅石+少量脈石）經螺旋溜槽進一步富集后，粗精礦進入電選段。采用兩臺雙輥筒電選機串聯作業，配合電磁振動給料和電加熱裝置，從含ZrO?約55%、TiO?約30%的給礦中，產出ZrO?≥65%的鋯英石精礦和TiO?≥90%的金紅石精礦，分選效率約85%。
在澳大利亞西澳海岸的某大型重砂礦選廠，采用“重選+磁選+電選”聯合流程，其中電選段配置了8臺雙輥筒電選機，處理量約50噸/小時，年處理能力超過30萬噸。電選段將磁選尾礦中的鋯英石和金紅石有效分離，金紅石精礦品位92-95%，回收率78%，鋯英石精礦品位66-68%，回收率85%。
對含泥量較高的南方某海濱砂礦，電選段給礦中細泥含量偏高導致電選效果不穩定。經優化后增加“擦洗-脫泥-干燥”預處理工序，并將給礦嚴格分成0.1-0.2mm和0.2-0.4mm兩個粒級分別進入不同參數設置的電選機，最終鋯英石回收率從72%提升至85%，金紅石品位從88%提升至93%。
電選的分離效果受多個參數控制，需要根據給礦特性進行精確調節。
電壓：電壓越高，電場力越強，導體與非導體的分離越徹底，但過高電壓會導致火花放電。粗粒給礦需要較高電壓（40-45kV）以產生足夠的電場力驅動粗顆粒；細粒給礦電壓可稍低（35-40kV），防止微細顆粒過度吸附。工業電選機通常采用20-60kV連續可調電源。
輥筒轉速：轉速影響顆粒在電場中的停留時間和受到的離心力。轉速過快，導體礦物來不及充分放電就被拋出，可能混入非導體產品；轉速過慢則處理量下降。粗粒給礦建議低轉速（60-100r/min），延長分選時間；細粒給礦可適當提高轉速（120-180r/min）。
極距：電極與輥筒表面的間距影響電場強度和電暈電流分布。極距過小易產生火花放電，過大會削弱電場力。一般調整在50-80mm范圍，具體值根據給礦粒度和電壓設定現場確定。
電極結構：電暈極與靜電極的配合是分選精度的關鍵。電暈極產生離子流使礦粒荷電，靜電極維持電場使非導體礦物吸附在輥筒表面。電暈極通常采用直徑0.2-0.5mm的鉬絲或鎢絲，靜電極采用直徑5-15mm的圓管或異形管。
環境因素：電選對空氣濕度敏感。環境濕度過大（>70%）時礦物表面形成水膜，非導體礦物的表面電阻下降，在電場中表現出導體行為，導致分帶混亂。因此電選車間應保持干燥通風，或配置除濕系統。環境溫度一般控制在15-40℃，過低時礦物表面可能結露，過高時設備絕緣性能下降。
電極磨損和清潔：電暈電極在長期使用中會因離子轟擊而損耗，一般每3-6個月檢查更換。輥筒表面的磨損會影響電場分布和礦物附著力，嚴重磨損后需重新打磨或更換。礦物粉塵在電極表面的積聚會降低電暈放電效率，應定期停機用壓縮空氣吹掃電極和輥筒表面。
給礦條件直接決定電選機能達到的上限。良好的預處理是電選成功的前提。
干燥：電選前物料含水率必須低于1%。含水率超過1%時鋯英砂表面形成導電水膜，分選失效。干燥設備通常采用回轉干燥機或流化床干燥機，出料水分用在線紅外水分儀監控。
分級：不同粒級的礦物在電選機中需要不同的電壓和極距。工業實踐中通常分為0.1-0.2mm和0.2-0.4mm兩個主流粒級分別電選。若粗粒級（>0.4mm）含量過高，應預先篩除并用重選或磁選進一步處理。
加熱：電選機自帶的加熱裝置不僅僅是除水，40-60℃的加熱還能讓礦物表面附著的有機膜和鐵質薄膜部分分解，恢復礦物本征的導電性。加熱溫度不宜超過80℃，否則金紅石表面可能氧化變色，影響其導電性能。
電選中礦是生產中的常見問題。當金紅石和鋯英石的表面污染或晶格替代導致導電性差異縮小時，部分顆粒無法被有效分選，落入中礦槽。
中礦的處理策略包括三種方式。一是返回再選：將中礦返回電選機給礦端，與新鮮給礦混合后重新分選。這種方式操作簡單，但當中礦量積累過多時會擠占主流程處理能力。二是單獨處理：將積累到一定量的中礦集中起來，在更嚴格的參數條件下（如提高電壓、降低輥速）重新電選，可獲得部分合格精礦。三是浮選補充：當電選中礦的TiO?品位約35%、ZrO?品位約31%時，研究表明可以通過浮選進一步分離——采用烷基胺膦酸（TF112）作為捕收劑，在pH=7的中性條件下，配合Pb(NO?)?活化金紅石、Na?SiF?抑制鋯英石，可獲得TiO?品位90.24%的金紅石精礦。
在鋯英砂/金紅石分離領域，存在多種技術路線，但高壓電選是工業規模上最成熟、應用最廣的方法。
其他技術路線包括：浮選（適用于細粒級和表面污染嚴重的物料，但需要藥劑、廢水處理成本高）、重液分離（適用于實驗室級別，工業規模成本過高）、選擇性絮凝（尚處于實驗室階段，工業應用極少）。
高壓電選在工業規模上的綜合優勢明顯：處理量大（單臺2-5t/h）、運營成本低（主要消耗為電力，無藥劑成本）、分選效率穩定（85-90%）、設備成熟可靠。其局限性在于對給礦水分敏感、對細粒級物料（<0.04mm）效率下降、需要配套干燥和分級預處理。
近年電選設備有幾個技術方向值得關注。
智能化控制：通過在線檢測精礦品位和尾礦品位，自動調節電壓、輥筒轉速和電極位置，減少人工干預，提高分選穩定性。
新型電極材料：探索更耐磨、更耐腐蝕的電極材料和輥筒表面涂層，延長設備壽命，降低維護頻率。
高效干燥-電選一體化：將干燥、加熱、分級、電選集成在同一設備或緊湊流程中，減少中間環節的物料轉運和熱損失。
高壓電源技術：采用高頻高壓開關電源替代傳統的工頻高壓變壓器，電源效率和輸出電壓穩定性顯著提升，設備體積和重量明顯減小。
鋯英砂和金紅石的電選分離，原理清晰——導體的金紅石拋離，非導體的鋯英砂吸附。工業設備的選型也相對成熟——雙輥筒電選機是主流，弧板電選機用于高純度要求，板式電選機用于小型補充。
但設備只提供“上限”。真正決定電選效果的，是給礦的干燥、分級、加熱和表面清潔程度。含水量超標，分帶混亂；粒度混合，效率下降；表面膜未清除，導電性失真。所有針對鋯英砂/金紅石電選流程的優化案例都指向同一個結論——把80%的精力花在電選前的預處理上，剩下的20%留給設備調節，效果最好。預處理的投入，決定了電選機的上限。
