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经过重选和磁选之后的锆英砂粗精矿，仍然面临最后一道分离难题——金红石。金红石与锆英砂的比重接近（金红石四点二到四点三，锆英砂四点六到四点七），重选无法区分；两者的磁性也有重叠，磁选同样无能为力。但金红石是良导体，而锆英砂是非导体。静电分离正是利用这一导电性差异，在高压电场中将这对“孪生矿物”彻底分开。这是锆英砂提纯的“最后一公里”，也是决定最终精矿品位的核心环节。
静电分离的基础是矿物导电性的差异。在海滨砂矿的典型重矿物组合中，不同矿物的导电性差别显著。
导体矿物包括金红石（TiO₂）、钛铁矿（FeTiO₃）、磁铁矿（Fe₃O₄）等。这些矿物具有良好的导电性，在高压电场中能够快速传导电荷。
非导体矿物包括锆英石（ZrSiO₄）、独居石（(Ce,La)PO₄）、石英（SiO₂）等。这些矿物的导电性极差，在电场中电荷不易传导。
半导体矿物包括部分钛铁矿和受铁质污染的锆英石，导电性介于导体和非导体之间。
关键结论是：金红石是导体，锆英石是非导体。两者之间这条清晰的导电性边界，正是静电分离能够实现高效分离的根本原因。
静电分离的核心设备是高压电选机。以工业上应用最广泛的双辊筒高压电选机为例，分选过程按以下步骤进行。
首先，干燥后的矿粉进入矿仓，加热到四十到六十摄氏度。预热有两个作用：彻底去除颗粒表面的吸附水分，同时提高矿物表面活性，增强导电性差异。
预热后的物料通过给矿槽均匀喂入旋转的辊筒表面。辊筒作为接地极，与高压电极之间形成强电场。物料随辊筒旋转进入电晕区，高压电晕放电使所有矿粒——无论导体还是非导体——都获得负电荷。
电荷的传导速度决定了矿粒的命运。导体矿粒（金红石）与辊筒之间的接触电阻很小，获得的负电荷迅速通过辊筒传导走，在极短时间内恢复电中性。失去电荷吸附后，这些矿粒在离心力、重力和机械力的共同作用下，从辊筒表面抛离，进入导体产品收集斗。
非导体矿粒（锆英石）的情况正好相反。它们与辊筒之间的接触电阻很大，获得的负电荷无法快速传导走。由于电荷的静电引力作用，这些矿粒被牢牢吸附在辊筒表面，随辊筒旋转到后方，被旋转的卸毛刷刷下，落入非导体产品收集斗。
半导体矿粒或未能充分放电的导体矿粒，落入中矿斗。这部分物料通常返回流程再次处理。整个分选过程中，矿粒受到电力、离心力、重力和阻力的综合作用，不同导电性的矿物产生截然不同的运动轨迹，从而实现分离。
静电分离主要有两种设备类型，各自有不同的适用场景。
辊式电选机（双辊或三辊）是应用最广泛的设备。以双辊筒高压电选机为例，分选粒度为零点一到二毫米。金红石和锆英砂都属于这个粒度范围，因此辊式电选机是锆英砂提纯的主力设备。该设备体积小、结构简单、操作维护方便。三辊电选机相当于两台双辊串联，一次给料可完成多次分选，处理能力和分选精度都有提升。
弧板电选机采用多层弧板结构设计。它通过高压静电场实现矿物精准分选，处理能力一到二吨每小时。弧板电选机常用于从大量非导体产品中分选出含量较少的导体矿物，在澳大利亚海滨砂矿中应用广泛。在锆英石粗精矿中分出少量金红石和钛铁矿时，常将多台弧板电选机串联，构成连续分选系列。
静电分离对入料条件极为敏感。以下是电选前必须完成的准备工作。
干燥是电选前最重要的一步。水分会显著影响矿物的表面导电性。入料水分必须控制在百分之一以下。水分超标时，非导体矿物表面形成水膜，导电性大幅提高，表现类似导体，导致大量锆英石被误抛入尾矿。通常采用回转干燥机或气流干燥机，在两百到二百二十摄氏度下将物料烘干至水分不超过百分之零点三。
分级也不可忽视。电选机的最佳处理粒度为零点一到二毫米。入料中过细的颗粒（小于零点零七四毫米）容易产生机械夹带和粉尘干扰；过粗的颗粒（大于二毫米）则可能损伤电极和辊筒表面。因此，电选前应通过筛分或气流分级，将物料控制在零点一到零点五毫米的均匀区间。
预热到四十到六十摄氏度。预热进一步去除颗粒表面吸附的极微量水分，同时提高矿物表面活性，增强导电性差异。预热温度不宜过高，超过八十摄氏度可能导致矿物表面氧化，反而影响分选效果。
静电分离从来不是孤立作业，而是“重选-磁选-电选”联合流程中的最后一环。典型的锆英砂精选流程如下。
经重选和磁选后得到的混合物料（主要为锆英石和金红石），首先进入弱磁选，分出残留的强磁性矿物（钛铁矿等）。非磁性产品进入强磁选，去除石榴石、独居石等弱磁性矿物。经过这两段磁选后，物料中的磁性杂质已基本清除，剩下的是锆英石和金红石的混合物。
这两种矿物的比重和磁性都很接近，但导电性差异显著。静电分离正是利用这一差异，在高压电场中将金红石（导体）与锆英石（非导体）彻底分开。
静电分离通常不是一次完成。工业实践中，常采用多段电选配置——粗选加一到两段精选。粗选以较高电压（二十二到二十五kV）大量抛除金红石；精选以稍低电压进一步提纯锆英石，同时回收粗选尾矿中的锆损失。澳大利亚海滨砂矿常将多台电选机串联构成连续分选系列。
莫桑比克某海滨砂矿的实践数据，展示了静电分离在实际生产中的效果。该矿采用磁选-电选联合精选流程，获得一级锆英石精矿ZrO₂品位百分之六十五点五六，回收率百分之四十一点八六；三级锆英石精矿ZrO₂品位百分之六十四点六五，回收率百分之三十四点二二。两级精矿的ZrO₂综合回收率达到百分之七十六点零八。
这一案例说明，静电分离在磁选配合下，能够将锆英砂品位稳定提升到百分之六十五以上的一级品标准。虽然单级电选的回收率有限（一级精矿约百分之四十二），但通过多级产品组合（一级加三级），综合回收率可达百分之七十六。
长沙矿冶研究院自主研发的高压电选机系列，代表了国内电选设备的技术水平。经过数代改良，分选效率和分选精度得到大幅提升。目前已广泛应用于海滨砂矿中锆英石提纯、钛铁矿和金红石精选、石榴石和独居石分选以及高纯石英除杂等工艺流程。该院还集成了前端原砂抛尾预富集及后端钛、锆提纯的全流程成套技术，包含搅拌、分级、电选、磁选、重选等矿物加工技术及装备，已形成“核心技术-关键装备-工程设计-工程承包”一体化业务链。
入料水分必须控制在百分之零点三以下，超过此限度时锆英石表面导电性提高，大量进入导体产品造成损失。入料粒度应保持在零点一到零点五毫米之间，过细会产生机械夹带，过粗则会损伤电极。预热温度宜控制在四十到六十摄氏度，过低分选效果差，过高则矿物表面氧化。粗选电压通常设定在二十到二十五kV，电压不足时金红石分离不彻底。精选电压略低，为十八到二十二kV，过高会导致锆英石误抛。辊筒转速应控制在每分钟一百二十到一百六十转，过快时导电矿物来不及吸附，过慢则处理量下降。环境湿度应保持在百分之五十以下，高湿度下矿粉吸潮会导致电选失效。电选机的电极需要定期清洁和更换，以确保电场稳定。毛刷与辊筒的接触压力直接影响非导体矿物的卸料效果——压力不足时锆英石无法从辊筒表面刷下，压力过大则加速毛刷磨损。
电选后锆精矿品位上不去，通常因为入料水分超标或电压设置不当。应检查干燥机出口水分是否不超过百分之零点三；粗选电压是否在二十到二十五kV区间；环境湿度是否过高，超过百分之七十时需开启除湿设备。
大量锆英石进入导体产品，即锆损失过高。可能原因是入料水分超标导致非导体表现类似导体；辊筒转速过快使非导体未充分吸附就被甩出；毛刷磨损严重无法有效卸料。对策是严格控制入料水分，适当降低辊筒转速，更换毛刷并调整接触压力。
金红石分离不彻底、残留于锆精矿，通常因为电压偏低或电极间距过大。应提升电压至二十二到二十五kV，检查电极是否磨损、间距是否在规定范围内，必要时增加精选段数。
电选机打火频繁，常见原因是入料中含有导电细粉或电极表面积尘。对策是加强电选前筛分去除-0.074mm细粉，停机后清洁电极和辊筒表面，检查高压电缆绝缘是否完好。
静电分离是锆英砂提纯的“最后一公里”。金红石与锆英石在比重和磁性上高度重叠，唯独导电性截然不同——金红石是导体，锆英石是非导体。高压电选机正是利用这一差异，在电场中将这对“孪生矿物”彻底分开。入料水分控制在百分之零点三以下、粒度控制在零点一到零点五毫米、电压精确设定在二十到二十五kV——这三项做到位，静电分离就能稳定地产出ZrO₂百分之六十五以上的锆精矿。在重选和磁选完成了百分之九十的工作之后，这最后一关决定了最终产品能否跨入一级品的门槛。
锆英砂与非导体矿物的静电分离
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