某伟晶岩型锂辉石矿石浮选试验_李云.pdf

某伟晶岩型锂辉石矿石浮选试验 李云 1 李茂林 1， 2 崔瑞 1 姜兴科 1 （1. 武汉科技大学资源与环境工程学院， 湖北 武汉430081； 2. 长沙矿冶研究院有限责任公司， 湖南 长沙410012） 摘要某锂辉石矿石Li2O品位为1.46， 矿物组成复杂， 主要有用矿物为锂辉石， 主要脉石矿物为石英、 长石、 云母等， 锂辉石与石英、 长石的嵌布关系密切， 多呈聚粒状分布， 局部分散， 有的呈针状被云母、 石英包裹， 或呈片状、 粒状等形态分布于云母裂隙中， 属于复杂难选伟晶岩型锂辉石矿石。为确定该矿石的开发利用工艺， 进行了选矿试 验研究。结果表明， 矿石在磨矿细度-0.074 mm占72.2的情况下， 采用磁选 （636.94 kA/m） 脱铁、 浮选锂辉石工艺回 收锂辉石， 其中浮选以Na2CO3NaOH作pH调整剂和脉石矿物分散剂， CaCl2作锂辉石的活化剂， TSY-15作捕收剂， 经1粗2精3扫、 中矿顺序返回流程处理， 最终获得Li2O品位为6.02、 Li2O回收率为80.65、 Fe2O3含量为0.67的锂 辉石精矿， 达到陶瓷级锂辉石精矿质量标准。 关键词伟晶岩型锂辉石矿石磁选脱铁浮选 中图分类号TD923.7文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -01-087-05 DOI10.19614/ki.jsks.201901016 Study on Flotation Test of a Pegmatite Spodumene Ore Li Yun1Li Maolin1， 2Cui Rui1Jiang Xingke1 （1. School of Resourse and Environmental Engineering， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， China； 2. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co.， Ltd.， Changsha 410012， China） AbstractThe spodumene ore contains 1.46 Li2O， and the mineral composition is complicated. The main useful min⁃ erals are spodumene and gangue minerals are quartz，feldspar and glimmer. The spodumene is closely related to quartz and feldspar. Most of them are polygranular distributed，partly decentralized. It is acicular in mica and quartz，or in the of flakes， granules， etc.， distributed in mica fissures. It is a complex and refractory pegmatite spodumene ore. In order to deter⁃ mine the development and utilization process of the ore，beneficiation experiment was conducted. The results showed at the grinding fineness of 72.2 passing 0.074 mm， via magnetic separation（636.94 kA/m）to removal iron and spodumene recov⁃ ered by flotation process，in which uses Na2CO3NaOH as pH regulator and gangue mineral dispersant，CaCl2as activator， and TSY-15 as collector. Through one roughing，two cleaning，three scavenging and middlings bach to the flowsheet in turn process， the spodumene concentrate with Li2O grade of 6.02， recovery of 80.65 and Fe2O3content of 0.67 is obtained. KeywordsPegmatite spodumene ore， Iron removal by magnetic separation， Flotation 收稿日期2018-06-06 作者简介李云 （1991） ， 女， 硕士研究生。通讯作者李茂林 （1963） ， 男， 教授， 博士， 博士研究生导师。 锂被喻为21世纪的新能源金属， 广泛应用于原 子能、 航空航天、 玻璃、 陶瓷、 石油化工和医疗制药等 行业。2010年以来， 世界锂需求量平均每年以30 的速度增长 ［1-6］。我国锂资源以盐湖卤水锂为主， 与 锂矿石并存。受自然地理条件和卤水提锂技术的制 约， 我国卤水提锂技术发展缓慢。因此， 以锂辉石为 原料生产锂的格局短期内难以改变 ［7-8］。 国内常见的锂矿石资源有锂辉石、 透锂长石、 锂 云母等， 其中开采利用最多的为锂辉石， 主要选别工 艺是浮选法， 包括脱泥浮选和碱法不脱泥浮选， 后 者因流程简单、 工艺成熟而得到广泛的应用。 目前， 国内外学者针对锂辉石浮选药剂制度、 工 艺流程、 选矿理论等开展了一系列的研究， 尤其在药 剂制度方面， 形成了 “两碱两皂” 的典型组合。“两碱” 指 Na2CO3和 NaOH，“两皂” 指氧化石蜡皂和环烷酸 皂。传统单一捕收剂由于捕收性能和选择性能不能 同时兼顾， 难以满足锂辉石与脉石矿物的浮选分 离。因此， 新型捕收剂的研制或不同捕收剂的复配 使用将是今后研究的重要方向。此外， 有研究表明， 某些金属阳离子 （如Ca2、 Fe3、 Mg2、 Al3等） 的可溶盐 总第 511 期 2019 年第 1 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 511 January 2019 87 ChaoXing 是锂辉石浮选的有效活化剂， 能有效提高锂辉石精 矿的指标 ［9-15］。 某锂辉石矿石是一种典型的难分离、 难选别花 岗伟晶岩型锂辉石矿石。试验采用磁选除铁浮选 提锂工艺研究了磨矿细度、 磁场强度、 药剂制度对锂 辉石浮选的影响。 1矿石性质 矿石主要化学成分分析结果见表1， 主要矿物组 成见表2。 由表1可知， 矿石中具有回收价值的元素主要为Li。 由表2可知， 矿石中的锂主要赋存于锂辉石中。 工艺矿物学研究表明， 锂辉石嵌布粒度粗细不 均， 与矿石中的石英、 长石、 云母等脉石矿物紧密镶 嵌， 相互交错， 多呈聚粒状分布， 局部分散， 有的呈针 状小晶体分布于长石、 石英间， 其中包裹态锂辉石占 13.06， 粒间态锂辉石占86.94。矿石中的铁主要 为磁性铁， 占总铁的66.00， 其次为赤褐铁， 占总铁 的20.63。 2试验药剂及主要设备 （1） 试验药剂。试验用捕收剂 TSY-15 为工业 品， 调整剂 NaOH、 Na2CO3均为分析纯试剂， 活化剂 CaCl2也为分析纯试剂。 （2） 主要设备。磁选设备为XCSQ-5070型磁 选机， 浮选设备为XFD系列浮选机。 3试验结果与讨论 为了获得陶瓷级锂辉石精矿 ［16］， 对矿石进行了 直接浮选选锂与磁选脱铁浮选选锂工艺效果对比 试验。结果表明， 适宜的工艺流程为磁选脱铁浮 选选锂工艺流程。 3. 1条件试验 3. 1. 1磨矿细度试验 磨矿细度决定了锂辉石与脉石矿物的单体解离 程度。为探索最佳选别粒度， 在磁选磁场强度为 477.71 kA/m， 浮选粗选Na2CO3NaOH用量为1 000 600 g/t、 CaCl2用量为150 g/t、 TSY-15用量为1 000 g/t 的情况下进行了磨矿细度试验， 试验采用1次磁选脱 铁、 1次浮选选锂流程， 结果见图1。 由图3可知， 随着-0.074 mm含量的增加， 粗精矿 Li2O回收率升高， Li2O品位降低， -0.074 mm含量超过 72.2后， Li2O品位大幅下降。当-0.074 mm占72.2 时， 锂辉石的分选指标较好， 因此确定磨矿细度为- 0.074 mm占72.2。 3. 1. 2磁场强度试验 为了达到陶瓷用锂精矿标准， 优先考虑采用磁 选法降低锂辉石中铁的含量， 在-0.074 mm占72.2 的条件下， 考察了不同磁场强度对脱铁效果的影响， 试验采用1次磁选流程， 结果见表3。 由表 3 可知， 随着磁场强度的提高， 非磁性物 Li2O品位和回收率均小幅下降， Fe2O3品位和回收率 显著下降。综合考虑， 确定磁选脱铁磁场强度为 636.94 kA/m。 3. 1. 3Na2CO3用量试验 Na2CO3作为锂辉石浮选的调整剂和脉石矿物分 散剂， 可在减少矿泥对锂辉石罩盖的同时稳定矿浆 的pH值。因此， 在磨矿细度为-0.074 mm占72.2， 磁场强度为636.94 kA/m， NaOH、 CaCl2、 TSY-15用量 分别为600、 150、 1 000 g/t的情况下， 考察了Na2CO3用 2019年第1期总第511期金属矿山 88 ChaoXing 量对锂辉石浮选指标的影响， 试验采用1次磁选脱 铁、 1次浮选选锂流程， 试验结果见图2。 由图2可知， Na2CO3用量对锂粗精矿指标的影响 较大， 随着Na2CO3用量的增加， 锂粗精矿Li2O品位升 高、 回收率降低。综合考虑， 确定锂粗选的Na2CO3用 量为1 500 g/t。 3. 1. 4NaOH用量试验 在NaOH形成的高碱度环境下擦洗， 一方面可减 少矿物表面的污染， 另一方面发生SiO2选择性溶蚀， 使金属阳离子富集， 从而利于捕收剂与锂辉石矿物 作用 ［17］。在磨矿细度为-0.074 mm占72.2， 磁场强 度为636.94 kA/m， Na2CO3、 CaCl2、 TSY-15用量分别为 1 500、 150、 1 000 g/t的情况下， 考察NaOH用量对锂 辉石浮选指标的影响， 试验采用1次磁选脱铁、 1次浮 选选锂流程， 试验结果见图3。 由图3可知， 随着NaOH用量的增大， 锂粗精矿 Li2O回收率升高、 品位先升高后下降。综合考虑， 确 定锂粗选的NaOH用量为800 g/t。 3. 1. 5CaCl2用量试验 CaCl2是锂辉石的有效活化剂。在高碱度条件下， 钙离子以羟基络合物的形式吸附在矿物表面， 与捕收 剂相互作用， 从而实现锂辉石的活化 ［18］。在磨矿细度 为-0.074 mm 占 72.2， 磁场强度为 636.94 kA/m， NaOH、 Na2CO3、 TSY-15用量分别为800、 1 500、 1 000 g/t的情况下， 考察了CaCl2用量对锂辉石浮选指标的 影响， 试验采用1次磁选脱铁、 1次浮选选锂流程， 试 验结果见图4。 由图4可知， 随着CaCl2用量的增大， 锂粗精矿 Li2O品位下降、 回收率先升后降， Li2O回收率的高点 在CaCl2用量为150 g/t时。因此， 确定锂粗选的CaCl2 用量为150 g/t。 3. 1. 6TSY-15用量试验 TSY-15是不同捕收剂通过复配而得到的新型捕 收剂， 具有捕收性强、 选择性好等诸多优点。试验在 磨矿细度为-0.074 mm占72.2， 磁场强度为636.94 kA/m， NaOH、 Na2CO3、 CaCl2用量分别为 800、 1 500、 150 g/t情况下， 考察了TSY-15用量对锂辉石浮选指 标的影响， 试验采用1次磁选脱铁、 1次浮选选锂流 程， 试验结果见图5。 由图5可知， 随着TSY-15用量的增加， 浮选粗精 矿Li2O品位先降低后升高、 回收率先升高后降低， 当 TSY-15用量为2 000 g/t时， 粗精矿Li2O回收率最高。 综合考虑， 确定锂粗选的TSY-15用量为2 000 g/t。 3. 2开路试验 在条件试验基础上进行了开路试验， 流程见图 6， 结果见表4。 由表4可见， 采用图6所示的流程处理矿石， 可 获得Li2O品位为6.21、 回收率为60.98、 Fe2O3含量 为0.59的锂辉石精矿。 李云等 某伟晶岩型锂辉石矿石浮选试验2019年第1期 89 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ 3. 3闭路试验 在开路试验基础上进行了闭路试验， 试验流程 见图7， 结果见表5。 由表5可见， 采用图7所示的流程处理矿石， 可 获得Li2O品位为6.02、 回收率为80.65、 Fe2O3含量 为0.67的锂辉石精矿。 4结论 （1） 某锂辉石矿石矿物组成复杂， 主要有用矿物 为锂辉石， 主要脉石矿物为石英、 长石、 云母等。矿 石Li2O品位为1.46， 锂矿物嵌布特征复杂， 分布不 均匀， 与石英、 长石的关系密切， 多呈聚粒状分布， 局 部分散， 有的呈针状包裹于云母、 石英中， 或呈片状、 粒状等形态分布于云母裂隙中， 属于复杂难选的伟 晶岩型锂辉石矿石。 （2） 矿石在磨矿细度为-0.074 mm占72.2的情 况下， 采用磁选 （636.94 kA/m） 脱铁、 浮选锂辉石工艺 回收锂辉石， 其中浮选试验以Na2CO3NaOH作pH调 整剂和脉石矿物分散剂， CaCl2作锂辉石的活化剂， TSY-15作捕收剂， 经1粗2精3扫、 中矿顺序返回流 程处理， 最终获得Li2O品位为6.02、 Li2O回收率为 80.65、 Fe2O3含量为0.67的锂辉石精矿。 参 考 文 献 纪志永， 焦朋朋， 袁俊生， 等.锂资源的开发利用现状与发展分析 ［J］ .轻金属， 2013 （5） 1-5. 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