江西某低品位难选锂辉石矿直接浮选工艺.pdf

■看么企蠢工程塑里堕￡曼璺璺旦望曼鳖垦坠生璺垦型型里型型鱼 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．2 0 9 5 1 7 4 4 ．2 0 1 2 ．0 5 ．0 0 6 江西某低品位难选锂辉石矿直接浮选工艺 圜罗仙平吕玲芝 江西理工大学 陈晓明周贺鹏 江西赣州 3 4 1 0 0 0 摘要某低品位锂辉石品位1 ．4 6 ％，主要矿物为锂辉石和腐锂辉石，矿石性质复杂，分选难度大。 采用锂辉石直接浮选工艺，以N a O H 作p H 调整剂，N a C O ，作脉石矿物分散剂，C a C l 作活化剂， 7 3 1 油酸作混合捕收剂浮选该锂辉石矿物。实验室小型闭路试验获得锂辉石精矿品位5 ．6 8 ％，L i ，0 回收率为7 6 ．7 2 ％。与现场“预先脱泥一尾矿浮锂辉石”工艺相比，新工艺不仅提高锂辉石精矿品位， 而且显著提高锂的回收率。 关键词锂辉石；浮选；组合药剂；选矿工艺 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 5文献标识码A 文章编号2 0 9 5 1 7 4 4 2 0 1 2 0 5 - 0 0 3 6 ．0 4 锂辉石是重要的化工原料，不仅广泛应用于玻璃、 陶瓷等行业，而且在原子能、宇航等热核反应中也有所 应用，对社会的发展与进步具有重要的作用”】。然而， 近年来随着锂辉石的大量开采，单一的富矿石资源不断 减少，复杂难选锂辉石资源所占比例逐渐增多，导致锂 辉石整体利用水平不高。因此，加强对低品位难选锂辉 石的选矿工艺研究具有重要的意义。 某锂辉石矿含L i O1 ．4 6 ％，是一典型的低品位难选 花岗伟晶岩型锂辉石矿石。原选矿工艺采用硫酸作p H 调整剂，十二胺作捕收剂预先脱泥，然后用N a O H 活 化，采用7 31 作捕收剂浮选锂辉石矿物，获得锂辉石精 矿L i 2 0 品位5 ．2 0 ％，回收率6 2 ．0 0 ％。虽然解决了锂辉 石的回收问题，但脱除的矿泥中不可避免地夹带有锂辉 石矿物，降低了锂辉石的回收率，同时预先脱泥时对矿 石进行酸化处理，锂辉石矿物表面性质发生变化，可浮 性有所下降吲，选矿回收率还有一定的提升空间。为此， 为合理开发该矿产资源，提高锂辉石选矿指标，在充分 了解矿石性质的基础上研究改进选矿工艺。 1 实验方法 1 ．1 矿石性质及特点 矿石结构构造复杂，锂辉石多与石英、云母、长石 等脉石矿物组成致密的块状、团块状、揉皱状和微脉状 等构造，．多以交代假象结构、交代港湾状结构、交代孤 岛状结构、碎裂结构、交代穿孔结构和交代显微文象状 结构产出，形态多样且复杂。 矿石中金属矿物主要有锂辉石、腐锂辉石、绿柱石、 黄铁矿、磁铁矿、铌钽铁矿、闪锌矿、锆石等。脉石矿 物主要为石英、长石、白云母、萤石、电气石、绢云母等。 原矿品位较低，L i O 含量为1 ．4 6 ％。 该锂辉石矿石性质复杂，属低品位难选的锂辉石矿 石，体现在几个方面。 1 矿石中脉石矿物种类繁多，性质复杂，对锂辉石 的分选产生一定的影响。 2 矿石中矿物嵌布特征复杂，其中锂辉石多呈筛孔 状、群岛状被绢云母、石英、黏土矿物等包裹交代，并 与长石、石英、云母等脉石矿物复杂连生，组成致密的 集合体，影响锂辉石的单体解离。 收稿日期2 0 1 2 0 5 0 7 作者简介罗仙平 1 9 7 3 - ，男，湖北仙桃县入，教授，博士， 主要从事有色金属矿选矿理论与工艺等方面的研究。 3 6 工程技术E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y 万方数据 3 矿体遭受到一定构造应力作用而碎裂，后期又发 生热液蚀变，被绢云母交代，导致部分锂辉石虽保留其 原貌，但多呈腐锂辉石的矿物形式存在，影响锂辉石回 收率的提高。 4 锂辉石嵌布粒度以中粒为主，呈中一细粒嵌布， 单体解离较差，需要在较细的磨矿细度下才能实现较充 分的单体解离。 1 ．2 选矿方案 目前，锂辉石的选矿回收主要采用浮选口。4 J ，工艺 流程有正浮选和反浮选两种[ s q o ] 。正浮选工艺是采用合 适的抑制剂抑制矿泥后直接浮选锂辉石矿物。反浮选工 艺是预先对矿石酸化处理，使锂辉石矿物处于被抑制状 态，再采用胺类或羧酸类捕收剂浮选长石、云母等脉石 矿物，待脉石矿物脱除后。尾矿再活化浮选锂辉石矿物。 由于该矿脉石矿物组成复杂，种类繁多，若不预先 脱除将对锂辉石矿物的浮选产生一定的影响。然而，若 预先脱除脉石矿物，由于锂辉石嵌布粒度较细，单体解 离较差，且多与长石、云母等脉石矿物连生致密，因此 反浮选脱除脉石时势必有部分锂辉石矿物连带浮出，影 响回收率。探索性试验表明反浮选脱除的脉石中损失有 近7 ％的锂辉石矿物。同时，反浮选工艺需预先对矿石 酸化处理，而锂辉石矿物酸化处理后表面性质发生一定 的变化，可浮性下降，而矿石中的腐锂辉石酸化处理后 可浮性更差，即使活化后浮选回收率也受到影响。 据此，决定采用正浮选工艺回收锂辉石，并在浮选 过程中采用强化措施1 选择合适有效的脉石矿物分散 剂或抑制剂；2 选择适宜的锂辉石矿物活化剂；3 选择 捕收能力与选择性都较好的锂辉石矿物捕收剂；4 选择 合适的磨矿细度。 1 ．3 试样制备与试验步骤 试验矿样由矿山采取，根据矿石性质、结构构造和 岩型特征按一定比例刻槽取样，保证试样的代表性。根 据试验需要，将矿石破碎至一2m i l l ，并混匀、缩分、装 袋、贮存。 试验使用X M Q - 2 4 0 X9 0 锥型球磨机磨矿，X F G 系 列挂槽和X F D 系列单槽浮选机浮选。试验用水均为自 来水，试验所用试剂除捕收剂和起泡剂为工业产品外， 其他均为分析纯试剂。单元试验样量为10 0 0g 。 2 试验结果及分析 2 ．1 捕收剂种类的影响 捕收剂种类试验考察了7 3 1 、油酸、塔尔油、椰油 胺、7 3 1 油酸等多种捕收剂对锂辉石浮选的影响，试 验流程见图1 。结果表明，各种捕收剂都对锂矿物有一 定的捕收作用，其中7 3 1 捕收能力最强，但选择性较差。 油酸选择性较好，但捕收剂能力较弱。塔尔油、椰油胺 的捕收能力和选择性都较差。混合捕收剂 7 3 1 油酸 对锂矿物不论捕收能力还是选择性都较好，获得的锂粗 精矿品位和回收率均较高。因此，选取混合捕收剂 7 3 1 油酸 作锂辉石浮选的捕收剂。 锂 酸 矿 图1 锂浮选试验流程 2 ．2 7 3 1 与油酸用量的影响 选取7 3 1 油酸作锂辉石浮选的捕收剂，固定其配 比为1 1 ，考察其总用量对锂辉石浮选的影响。试验流 程同图1 ，试验结果见图2 。由图2 可见，随混合捕收 剂 7 3 1 油酸 用量的增加，L i o 回收率逐渐升高。当 捕收剂总用量为10 0 0g ／t 时，分选指标最好，此后若继 续增大捕收剂用量，L i 。0 回收率升高不明显而品位降幅 较大。因此，选择混合捕收剂 7 3 l 油酸 总用量为1 0 0 0g ／t 较为合适。 r 鋈 趔 鹾 7 3 1 油酸用量／ g t ’1 图27 3 1 与油酸用量对锂辉石浮选的影响 摹 糌 擎 回 2 ．37 3 1 与油酸配比的影响 试验固定混合捕收剂7 3 1 与油酸总用量为10 0 0e d t ， 考察其配比对锂辉石浮选的影响，试验结果见图3 。由 图3 可见，随7 3 1 用量的增加，L i O 回收率逐渐升高， 当7 3 1 与油酸配比为3 2 时，锂辉石分选指标最好。因此， 选取7 3 1 与油酸配比为3 2 ，即7 3 1 用量为6 0 0g ／t 、油 酸用量为4 0 0g ／t 。 2 ．4C a C l ，用量的影响 矿石中锂辉石矿物受到严重风化侵蚀，表面活性显 著变差，加入C a C l 可使锂辉石矿物表面活性增强，增 有色金属工程2 0 1 2 年第5 期3 7 万方数据 | _ 企蠢妇 N O N F E R R O U SM E T A L SE N G l N E E R l N G 大捕收剂在矿物表面的吸附量，并可增强其牢固程度州。 因此采用C a C l 作锂辉石浮选的活化剂，考察其用量对 锂辉石浮选的影响，试验结果见图4 。 装 趟 唾 7 3 1 与油酸配比 图37 3 1 与植物油酸配比对锂辉石浮选的影响 器 褂 擎 回 由图4 可见，随C a C l 用量的增加，L i 0 回收率逐 渐升高。当C a C l 用量为2 0 0g ／t 时，锂辉石的分选指标 最好，因此选取C a C l 用量为2 0 0g ／t 。 C a C l 2 用量／ g t 一1 图4C a C l 用量对锂辉石浮选的影响 装 僻 擎 回 2 ．5 N a 2 C O ，用量的影响 N a z C O ，具有分散矿泥，改善矿浆浮选环境，消 除c 矿、M g ”、F e ”等杂质离子的作用口1 。因此，采用 N a 2 C O 。作矿泥分散剂，考察其用量对锃辉石浮选的影 响，试验结果见图5 。由图5 可知，随N a 2 C 0 ，用量的增加， 锂粗精矿中L i 0 品位逐渐升高。当N a 2 C O ，用量为8 0 0 卧时，分选指标最好，继续增大N a C O ，用量，L i O 品 位升高不明显而回收率降幅较大。因此，选取N a C O ， 用量为8 0 0g ／t 较为合适。 2 ．6N a O H 用量的影响 锂辉石在强碱介质中搅拌擦洗，可消除矿物表面 的有害杂质，溶蚀矿物表面的硅酸盐矿物，增大捕收 剂在矿物表面的吸附，增强矿物的可浮性脚。因此，采 用N a O H 作p H 调整剂，考察其用量对锂辉石浮选的影 N a 2 C 0 3 用量／ g t - 1 图5N a 2 C o ，用量对锂辉石浮选的影响 响，试验结果见图6 。图6 表明，随N a O H 用量的增加， L i O 回收率逐渐升高。当N a O H 用量为7 0 0g ／t ，即矿 浆p H 为1 1 时，锂辉石分选指标最佳。因此选取锂辉石 粗选N a O H 用量为7 0 0g ／t 。 摹 趟 Ⅱ暑 N a O H 用量／ g t - 1 ’图6N a O H 用量对锂辉石浮选的影响 摹 僻 擎 回 2 ．7 磨矿细度的影响 磨矿细度的选择决定锂辉石与脉石矿物是否充分单 体解离。为此进行磨矿细度条件试验，试验结果见图7 。 由图7 可见，随磨矿细度 - 7 4I x m 含量 的增加，锂粗 精矿中L i O 回收率逐渐升高。当磨矿细度一7 4I x m 含量 为7 5 ％时，锂辉石的分选指标最好。因此选取锂辉石 粗选磨矿细度为一7 4u m 含量7 5 ％。 2 ．8 精选条件对锂辉石选矿指标的影响 为强化锂辉石精选时脉石矿物的抑制，加入适量的 N a 2 c O ，稳定矿浆p H ，同时分散矿泥，提高锂辉石精矿 的质量归1 。试验结果表明，经过四次精选后，锂辉石精 矿L i o 品位为5 ．9 6 ％，回收率为5 8 ．7 1 ％。 2 ．9 全闭路流程试验结果 在条件试验及开路流程试验的基础上，进行锂辉石 浮选全闭路流程试验。试验流程和药剂制度见图8 ，试 3 8 工程技术E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y 万方数据 7 4p m 含量／％ 图7 磨矿细度对锂辉石浮选的影响 药剂用量单位虮 N a 2 C 0 3 N a 2 C N a 2 鼍垒主 ．R 重面口 I I 选I 原矿 O 一7 4p m7 5 ％ N a 2 C 0 38 0 0 N a O H7 0 0 C a C h2 0 0 7 3 l6 0 0 油酸4 0 0 锂粗选 N a 2 C 0 34 0 0 N a O H3 5 0 C a C l ，5 0 7 3 13 0 0 油酸2 摹 斟 g 回 N a 2 C 0 32 0 0 N a O H l 5 0 C a C l ，2 0 7 3 11 5 0 4 , , 由酸1 0 0 锂精矿尾矿 图8 锂辉石浮选全闭路试验流程 验结果见表1 。 表1 锂辉石浮选闭路试验指标 肠 由表1 可见，锂辉石浮选闭路流程试验获得锂辉石 精矿L i 2 0 品位5 ．6 8 ％，回收率7 6 ．7 2 ％。 3 结论 江西某锂辉石矿矿物组成复杂，种类繁多，矿物 嵌布特征复杂，赋存形式多样。锂辉石多被长石、云母 等脉石矿物连生交代，部分锂辉石矿物还因热液蚀变、 晶格取代等原因呈腐锂辉石、锂云母等形式存在。矿石 L i O 品位为1 ．4 6 ％，属低品位难选锂辉石矿类型。 采用锂辉石直接浮选新工艺，以N a O H 作p H 调整 剂，N a 2 C 0 3 作分散剂，C a C l 作活化剂，7 3 1 油酸作 混合捕收剂，实验室小型闭路试验获得锂辉石精矿L i ，O 品位为5 ．6 8 ％，回收率7 6 ．7 2 ％。与现场“预先脱泥一尾 矿浮锂辉石”工艺相比，新工艺不仅提高了锂辉石精矿 品位，而且显著提高了锂的回收率。 参考文献 【l 】于福顺．锂辉石与绿柱石浮选分离工艺及机理的研究[ D 】．长 沙中南大学，2 0 0 5 1 - 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