YOA和Ca2+對鋰輝石浮選行為的研究

謝貞付 王毓華 于福順 張壘

（①中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院 長沙 410083）（②中國有色金屬建設(shè)股份有限公司 北京 100000）

0 前言

浮選法是實驗室研究最多、工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的選礦方法。浮選時不但要求礦物單體解離，而且要求有適宜的入選粒度。為了保證鋰輝石礦浮選獲得較高的工藝指標，本文以不同粒級鋰輝石單礦物為研究對象，系統(tǒng)開展了捕收劑、調(diào)整劑在不同礦漿氛圍條件下對鋰輝石浮選行為的影響研究。

1 試驗礦樣及方法

1.1 試驗礦樣

鋰輝石礦樣品采自新疆可可托海稀有金屬礦山，將礦樣篩分分級成-0.200+0.100 mm、-0.100+0.075 mm、-0.075+0.038 mm和-0.038 mm四個不同粒級產(chǎn)品，放入烘箱低溫烘干，移入廣口瓶密封保存。

將制備好的鋰輝石樣品進行化學(xué)成分分析和X射線衍射（XRD）分析，其化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，XRD分析結(jié)果見圖1。檢測結(jié)果表明，鋰輝石單礦物純度達到87%，可以作為單礦物用。

表1 鋰輝石樣化學(xué)成分表（%）

1.2 試驗方法

單礦物浮選試驗在容積為40mL 的XFD 型掛槽式浮選機上進行，浮選溫度為室溫，每次稱取2.0g礦樣放入浮選槽中，加35 mL 蒸餾水，調(diào)漿1 min 后，加入pH 調(diào)整劑攪拌1 min，之后加入或者不加活化劑攪拌1 min，最后加入捕收劑攪拌1 min，浮選4 min，整個過程采取人工刮泡。泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品分別過濾、烘干，稱重并記錄。

圖1 鋰輝石樣XRD圖

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 YOA及其用量對不同粒級鋰輝石可浮性的影響

在鋰輝石礦捕收劑方面，其發(fā)展方向是由單一用藥朝著混合用藥的方向發(fā)展。近年來，混合捕收劑對鋰輝石礦有著較高的浮選工藝指標，有實踐表明，利用YOA 作為捕收劑浮選鋰輝石取得了不錯的效果，精礦品位和回收率均可達90%。為此，試驗選定了YOA 作為鋰輝石的捕收劑，研究了不同礦漿氛圍對不同粒級鋰輝石浮選回收率的影響，見圖2。

圖2 不同礦漿氛圍對鋰輝石浮選回收率的影響圖（YOA:200mg/L）

圖2表明：以YOA為捕收劑時，粗、中、細不同粒級的鋰輝石在pH 為2、7、12 條件下的回收率均高于其他pH 值時的回收率，但總體回收率均比較低，可以看出鋰輝石的可浮性較差，如果需要改善其工藝指標，需要加入調(diào)整劑的研究。同時，四種不同粒級的鋰輝石中，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 兩個粒級的回收率高于其他兩個粒級，說明粗粒和細粒級的鋰輝石均較難浮選。

試驗表明，在pH=2、pH=7和pH=12時，不同粒級的鋰輝石有較好的回收率，生產(chǎn)實踐中鋰輝石選礦廠浮選礦漿多為強堿性，為此，選取pH=12進行捕收劑用量試驗，見圖3。

圖3 YOA用量對鋰輝石浮選回收率的影響圖

圖3 表明：在pH=12 的條件下，鋰輝石的回收率均隨YOA 用量的增加而不斷升高，但總體回收率仍較低，不同粒級鋰輝石回收率趨勢相同。當(dāng)YOA＜150mg/L 時，不同粒級鋰輝石的浮選回收率相近；當(dāng)YOA＞150mg/L 后，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 中間兩個粒級鋰輝石的浮選回收率明顯高于另外兩個粒級鋰輝石的浮選回收率，也進一步說明粗、細粒級鋰輝石的可浮性相對較差，YOA最合適的用量應(yīng)為250mg/L。

2.2 Ca2+對不同粒級鋰輝石可浮性的影響

鋰輝石屬硅酸鹽礦物，很多研究表明，金屬陽離子（Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Zn2+等）可以活化鋰輝石的浮選，從而提高其回收率。為提高不同粒級的鋰輝石浮選回收率，后續(xù)需要進行活化劑試驗。結(jié)合生產(chǎn)實踐，試驗選定CaCl2作為活化劑，試驗中YOA=250mg/L、CaCl2=100mg/L，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 表明：Ca2+可以活化鋰輝石的浮選，隨著pH的升高，鋰輝石回收率逐漸升高，在pH＞10后，回收率迅速增加，在pH=12 時，鋰輝石的回收率可達90%。原因在于：強堿性條件下，鋰輝石表面發(fā)生溶蝕，暴露出金屬陽離子，便于Ca2+和YOA 的吸附，從而提高其浮選回收率。當(dāng)pH＞10時，Ca2+對-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm 中間兩個粒級鋰輝石活化效果明顯優(yōu)于其他兩個粒級的，表明在Ca2+活化條件下，仍然是中間粒級鋰輝石可浮性較好。

圖4 Ca2+活化條件下鋰輝石浮選pH-回收率變化圖

圖5表明：在pH=12的條件下，-0.200+0.100 mm粗粒級鋰輝石的浮選回收率隨著Ca2+用量的增加反而下降，這是粗粒級鋰輝石表面Ca2+吸附少，導(dǎo)致剩余的Ca2+消耗了部分捕收劑所致。-0.100+0.075mm、-0.075+0.038mm 和-0.038mm 三個粒級鋰輝石的浮選回收率則隨著Ca2+用量的增加逐步升高，其中，0.100+0.075mm和-0.075+0.038mm中間兩個粒級的鋰輝石浮選回收率明顯高于其他兩個粒級，當(dāng)Ca2+=150mg/L時，這兩個粒級鋰輝石的回收率均達到了最高值。

為此，基于以上試驗結(jié)果，可確定鋰輝石單礦物的浮選最佳粒級為-0.100+0.038mm，浮選條件為pH=12，Ca2+用量為150mg/L，YOA用量為250mg/L。

圖5 Ca2+用量對鋰輝石浮選回收率影響圖

3 結(jié)論

不同粒級鋰輝石單礦物浮選試驗結(jié)果表明，-0.100+0.075 mm和-0.075+0.038 mm兩個粒級的鋰輝石可浮性明顯優(yōu)于-0.200+0.100 mm和-0.038 mm兩個粒級，-0.100+0.038 mm粒級鋰輝石可浮性較好。

在強堿性條件下，-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm中間兩個粒級鋰輝石回收率均達到了最高值，分別為92.3%和86.6%；YOA和Ca2+的混合用藥對鋰輝石的浮選最有利，其用量分別為YOA=250 mg/L，Ca2+=150 mg/L。