提高鐵鋰云母精礦產(chǎn)品質(zhì)量的試驗(yàn)研究

呂子虎，衛(wèi) 敏，吳東印，劉長淼，趙登魁

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450006)

鐵鋰云母是提取鋰的礦物原料[1-2]，早在20世紀(jì)40年代德國曾用磁選和浮選法從某鎢錫礦中生產(chǎn)鐵鋰云母精礦。我國江西某地已探明的一大型鈉長石化花崗巖型鉭鈮礦床，鉭鈮選別的同時得到了產(chǎn)率10.13%、含Li2O 1.46%的鐵鋰云母副產(chǎn)品。為了提高鐵鋰云母產(chǎn)品的質(zhì)量以適應(yīng)市場需求，開展了鐵鋰云母提質(zhì)降雜的試驗(yàn)研究，此研究對實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效綜合利用及增加礦山的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。

1 試驗(yàn)樣品性質(zhì)

試驗(yàn)樣品多元素分析結(jié)果見表1，粒度分析結(jié)果見表2。顯微鏡鏡下觀察試樣中主要礦物有鐵鋰云母、長石、石英及鉭鈮礦。鐵鋰云母(KLiFeAl[AlSi3O10](F,OH)2)是礦石中的含鋰銣礦物，呈鱗片狀，淺褐色或暗灰綠色，珍珠光澤，具弱電磁性，單礦物化學(xué)分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

表1 試樣多元素化學(xué)分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

表2 試樣粒度分析結(jié)果/%

試樣中+0.074mm級別含量為60.02%，粒度較粗，主要是鐵鋰云母與鉭鈮礦及長石石英的連生體，選礦試驗(yàn)需要考慮磨礦作業(yè)。

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 磁選

鐵鋰云母具有弱磁性，可用磁選法使其與脈石礦物分離。采用SLon-100脈動高梯度磁選機(jī)進(jìn)行了不同磁場強(qiáng)度的分選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 高梯度磁選試驗(yàn)結(jié)果/%

試驗(yàn)結(jié)果表明，單一強(qiáng)磁選Li2O品位和回收率都不高，分選效果不理想。

2.2 浮選

云母類礦物屬于層狀硅酸鹽礦物，礦物表面的金屬陽離子極易溶于水而使解理面帶較高負(fù)電荷[3-4]；在強(qiáng)酸性條件下(pH值=2～3)的陽離子捕收劑浮選體系中，鐵鋰云母礦物表面能夠優(yōu)先吸附胺類捕收劑，實(shí)現(xiàn)與長石石英的分離[5]。在大量探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用相同的藥劑條件考查四種流程的浮選效果，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 浮選流程對比試驗(yàn)結(jié)果/%

試驗(yàn)結(jié)果表明：相比磁選，浮選能明顯提高精礦品位和回收率。磨礦-分級-浮選流程雖能優(yōu)先得到部分+0.074mm級別的高品位精礦產(chǎn)品，但精礦品位及回收率不如磨礦-浮選流程；浮選-粗精礦再磨-浮選流程雖能將尾礦品位降到含Li2O 0.20%，但浮選效果相比較磨礦-浮選流程差。故選取磨礦-浮選流程為最佳流程方案。

2.3 綜合條件試驗(yàn)

采用磨礦-浮選流程，進(jìn)行磨礦細(xì)度、藥劑用量等條件的優(yōu)化試驗(yàn)，最終確定了最佳工藝條件及試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖1 綜合條件試驗(yàn)流程

表5 綜合條件試驗(yàn)結(jié)果/%

通過磨礦-浮選流程可獲得產(chǎn)率36.41%，含Li2O 2.45%，回收率56.08%的鐵鋰云母精礦產(chǎn)品，同時Rb2O的品位富集到0.81%，若精礦和中礦2合并則可得到產(chǎn)率53.98%，含Li2O 2.41%，回收率81.82%的鐵鋰云母精礦產(chǎn)品。

2.4 鐵鋰云母精礦產(chǎn)品分析

鐵鋰云母精礦產(chǎn)品多項(xiàng)化學(xué)分析結(jié)果見表6，產(chǎn)品粒度分析結(jié)果見表7。

表6 鐵鋰云母精礦產(chǎn)品多項(xiàng)分析結(jié)果/%

表7 鐵鋰云母精礦產(chǎn)品粒度分析結(jié)果/%

3 結(jié)論

1)工藝礦物學(xué)研究表明鐵鋰云母副產(chǎn)品中主要礦物為鐵鋰云母、長石、石英及少量鉭鈮礦，含Li2O 1.46%。鐵鋰云母是礦石中的含鋰銣礦物，單礦物化學(xué)分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

2)為提高鐵鋰云母精礦產(chǎn)品的品質(zhì)，對其進(jìn)行了磁選及浮選流程試驗(yàn)研究。磁選法有一定的分選效果，但尾礦損失率較高。磨礦-浮選工藝流程，可獲得含Li2O 2.45%、Rb2O 0.81%，回收率56.08%的鐵鋰云母精礦產(chǎn)品，礦物含量為90%；產(chǎn)品中礦2含Li2O 2.33%，回收率25.74%。磨礦-浮選工藝效果好，流程簡單且易于實(shí)現(xiàn)。

3)實(shí)現(xiàn)鐵鋰云母綜合回收利用不但可以提高礦產(chǎn)資源的利用率，帶來巨大的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時也是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，倡導(dǎo)節(jié)能減排措施，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重大舉措。

[2] E. Siame, R.D. Pascoe. Extraction of lithium from micaceous waste from china clay production[J]. Minerals Engineering, 2011, 24(14):1595-1602.

[3] 孫傳堯,印萬忠. 關(guān)于硅酸鹽礦物的可浮性與其晶體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)關(guān)系的研究[J]. 礦冶, 1998, 7(3):22-28.

[4] 賈木欣,孫傳堯.幾種硅鹽礦物零電點(diǎn)、可浮性及鍵價分析[J]. 有色金屬:選礦部分, 2001(6):1-9.

[5] 孫傳堯,印萬忠. 硅酸鹽礦物浮選原理[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2001.