某鋰輝石礦選礦工藝試驗(yàn)研究

莊杜娟

(新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000)

1 前言

近年來(lái)，隨著鋰及其化合物在工業(yè)中的高效應(yīng)用，鋰的需求量越來(lái)越大。鋰資源主要賦存于鹽湖和花崗偉晶巖礦床中，鹵水提鋰法雖然成本低，但在我國(guó)鹵水資源多分布于青海、西藏等高原地帶,鹵水提鋰技術(shù)還不是很完善。因此,目前國(guó)內(nèi)鋰鹽生產(chǎn)仍以鋰輝石礦提取為主。我國(guó)鋰輝石礦產(chǎn)資源豐富,主要賦存在花崗偉晶巖和花崗巖礦物型礦床中，主要分布在四川、江西、新疆、湖南等地。常伴生有長(zhǎng)石、云母、石英等鋁硅酸鹽脈石礦物，有非常相似的天然可浮性，化學(xué)成分較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多樣，使得鋰輝石礦物回收困難。因此，開(kāi)展了對(duì)某鋰輝石礦的選礦工藝試驗(yàn)研究以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰資源的有效回收。

2 礦石性質(zhì)

根據(jù)礦物工藝學(xué)研究，本礦石為花崗偉晶巖型鈮、鉭、鋰多金屬礦床，主要鈮、鉭類礦物為鉭鈮錳礦，并有與鉭鈮錳礦數(shù)量相當(dāng)?shù)暮g錫石，主要鋰礦物為鋰輝石，脈石礦物主要是長(zhǎng)石和石英，其次是云母，少量高嶺土、電氣石、石榴石、方解石、磷灰石、藍(lán)晶石、角閃石等。礦物粒度測(cè)定表明，礦石中鉭鈮鐵礦的嵌布粒度較微細(xì)，主要粒級(jí)范圍在0.005～0.08 mm，粒級(jí)小于0.04mm粒級(jí)的占有率達(dá)67%，對(duì)重選回收十分不利。鋰輝石的嵌布粒度較粗，主要粒度范圍在0.04～1.28mm，鋰輝石的粒度雖然在易重選范疇，但鋰輝石密度小，不適宜重選回收，一般采用浮選法回收。多元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素測(cè)定結(jié)果

多元素分析結(jié)果表明：Li2O含量為1.35%，Ta2O5、Nb2O5含量已達(dá)到鉭鈮礦床工業(yè)品位要求；K2O、Na2O合量為3.43%，含量偏低。

3 選礦試驗(yàn)研究

根據(jù)工藝礦物學(xué)及原礦多元素研究結(jié)果表明，該礦石中主要回收的礦物為鋰輝石，其次是鉭鈮錳礦。鋰輝石是鋰鋁硅酸鹽礦物，主要采用浮選方法進(jìn)行回收。鉭鈮錳礦是比重較大的弱磁性礦物，重選和磁選是較為有效的回收手段。本試驗(yàn)采用“浮-磁-重”的工藝方案對(duì)鋰輝石和鉭、鈮礦物實(shí)現(xiàn)綜合回收。

3.1 主要工藝參數(shù)對(duì)鋰輝石浮選指標(biāo)的影響

鋰輝石的選別方法有浮選法、手選法、磁選法、熱碎解法、重懸浮液選別法、聯(lián)合選礦法等，日常鋰輝石最常用的選別方法是浮選法，鋰輝石的浮選中具有較大影響的工藝參數(shù)是磨礦細(xì)度、調(diào)整劑用量、捕收劑用量等條件。

3.1.1 磨礦細(xì)度

試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 試驗(yàn)流程工藝圖

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

磨礦細(xì)度對(duì)Li2O的回收率影響較大，品位變化不大。隨著磨礦細(xì)度的增加，Li2O回收率逐漸提高，在-0.074mm占75%時(shí)Li2O品位最高，在-0.074mm占85%時(shí)Li2O回收率最高，但僅比磨礦細(xì)度在-0.074mm占75%時(shí)高0.16%，隨著磨礦細(xì)度進(jìn)一步增加，過(guò)磨導(dǎo)致泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，惡化了浮選。因此適宜的磨礦細(xì)度為-0.074mm占75%左右為宜。

3.1.2 調(diào)整劑用量

試驗(yàn)選用碳酸鈉、氫氧化鈉作為調(diào)整劑，兩者均可調(diào)節(jié)礦漿pH值，氫氧化鈉有擦洗礦物表面的效果，對(duì)鋰輝石、長(zhǎng)石、石英等具有活化作用。而碳酸鈉起分散、抑制作用，可抑制氫氧化鈉對(duì)脈石礦物的活化。合理的配比用量才能使藥劑的協(xié)同作用發(fā)揮最佳效果。條件試驗(yàn)表示該礦石浮選的碳酸鈉最佳用量為1000g/t，固定碳酸鈉用量，對(duì)氫氧化鈉的用量進(jìn)行條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示隨著氫氧化鈉用量增加，鋰精礦產(chǎn)率及Li2O回收率在不斷提高，精礦品位逐步降低。氫氧化鈉用量在1000g/t左右較為合適。

3.1.3 捕收劑用量

捕收劑TQ-1是新型自主研制藥劑，對(duì)鋰輝石捕收具有用量小，抗低溫，適用性廣，選擇性優(yōu)的特點(diǎn)。試驗(yàn)對(duì)捕收劑用量300g/t、400g/t、500g/t、600g/t進(jìn)行了條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示隨著捕收劑用量的增加，Li2O品位先增加后降低，回收率逐漸增加，但是增長(zhǎng)幅度逐漸減小，因此，該礦石選別捕收劑用量以500g/t為宜。

3.1.4 閉路試驗(yàn)

試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖3 閉路試驗(yàn)工藝流程

表2 鋰輝石浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

3.2 磁選試驗(yàn)

通過(guò)浮選將鉭鈮礦物富集到鋰精礦中，再通過(guò)強(qiáng)磁選實(shí)現(xiàn)鉭鈮礦物與鋰輝石的分離，從而對(duì)鉭鈮礦物進(jìn)行進(jìn)一步的精選。在強(qiáng)磁選之前，浮選精礦需要消泡，試驗(yàn)對(duì)比了硫酸、石灰、活性炭等的消泡效果，其中硫酸最佳，用量在200g/t、pH值在5左右時(shí)攪拌5min左右可消掉大部分泡沫。鉭鈮錳礦屬弱磁性礦物，磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，回收率越高，采用最高磁場(chǎng)強(qiáng)度1000mT，流程為一次粗選一次精選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 磁選試驗(yàn)結(jié)果

3.3 重選試驗(yàn)

圖4 重選工藝流程圖

表4 重選試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)重選，鉭鈮獲得進(jìn)一步富集，可獲得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的鉭鈮精礦。

4 結(jié)論

⑴由浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該鋰輝石樣具有較好的可浮性，以TQ-1為捕收劑，工藝流程簡(jiǎn)單，回收效果較好，原礦Li2O1.36%，可獲得Li2O品位5.69%，回收率為80.3%的鋰精礦。

⑵通過(guò)對(duì)鋰精礦進(jìn)行磁選可富集鉭鈮精礦，同時(shí)磁選可進(jìn)一步提高鋰精礦的品位，針對(duì)原礦，可獲得含Li2O5.95%，69.78%的鋰精礦，磁選精礦通過(guò)進(jìn)一步重選可獲得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的鉭鈮精礦，但對(duì)原礦來(lái)說(shuō)鉭鈮精礦回收率較低。從經(jīng)濟(jì)效益上看，目前鋰輝石價(jià)格較好，不建議對(duì)鋰精礦進(jìn)行磁選和重選來(lái)綜合回收鉭鈮精礦。