新型捕收劑WZ-100在鋰云母浮選中的應(yīng)用研究

張 騫，張 博

（1.宜春市六合物流有限公司，江西 宜春 336000；2.宜春天磨礦業(yè)科技有限公司，江西 宜春 336000；3.中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)，北京 100000；4.北京安泰科信息股份有限公司，北京 100000）

鋰云母是提煉金屬鋰的重要原材料，是一種常見的含鋰礦物，晶體呈板狀，屬云母類礦物，在陶瓷、玻璃、化工等行業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用十分廣泛[1]。在“3060”碳排放、碳中和目標(biāo)指引下，能源領(lǐng)域?qū)l(fā)生巨大變化。新能源、低碳清潔將是未來的工業(yè)發(fā)展主旋律。鋰電池產(chǎn)業(yè)作為新能源技術(shù)的領(lǐng)頭羊，行業(yè)地位顯著。但由于我國(guó)鋰資源大部分位于青藏高原，且國(guó)內(nèi)提鋰技術(shù)不成熟，導(dǎo)致我國(guó)鋰工業(yè)對(duì)外依存較高。因此，我國(guó)大力發(fā)展自身優(yōu)勢(shì)，充分利用豐富的鋰云母資源，加強(qiáng)鋰云母有效利用，不僅能引領(lǐng)清潔能源技術(shù)，也能保衛(wèi)能源安全。

浮選是鋰云母主要的選礦方法，國(guó)內(nèi)選礦工作者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。如陳小愛[2]等針對(duì)鋰云母浮選精礦品位低的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，黃萬撫[3]等對(duì)鋰云母浮選回收率低的問題的思考，艾光華[4]等對(duì)鋰云母浮選藥劑的替換等。雖然這一系列研究對(duì)鋰云母浮選過程中的問題給出了建議，但大多數(shù)的研究沒有把經(jīng)濟(jì)效益核算進(jìn)來，實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題[5]考慮較少。

本文以生產(chǎn)用鋰長(zhǎng)石礦為研究對(duì)象，開發(fā)了一種新型捕收劑WZ-100，進(jìn)行了捕收劑e 型與新型捕收劑WZ-100型在鋰云母浮選過程中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在鋰云母有效提鋰的基礎(chǔ)目標(biāo)上，也期望可以解決一些生產(chǎn)實(shí)踐問題，并為鋰云母浮選流程的改進(jìn)提供一種新的思路和方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 礦石性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)礦樣來自江特礦業(yè)公司，為生產(chǎn)用鋰長(zhǎng)石礦。礦樣取自原礦堆場(chǎng)，礦石中的目的礦物賦存形式多樣。鋰礦物中的主要礦物為鋰云母，但有少量的鋰白云母和鐵鋰云母伴生；鉭鈮礦物中主要礦物為鉭鈮鐵礦，但在細(xì)晶石和燒綠石中也有類質(zhì)同象的鉭鈮分布；長(zhǎng)石礦物主要為鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，部分為斜長(zhǎng)石；磁性礦物的種類復(fù)雜，磁鐵礦、磁黃鐵礦、鐵質(zhì)礦物、鉭鈮鐵礦、軟錳礦及脈石礦物中，晶格鐵是其主要的表現(xiàn)形式。

礦石中礦物嵌布特征與嵌布粒度不一，長(zhǎng)石礦物多呈細(xì)小的板柱狀形態(tài)，長(zhǎng)徑約0.1mm～0.2mm，鉭鈮礦物多呈半透明褐色或深褐色的細(xì)小針柱狀形態(tài)，長(zhǎng)徑在0.1mm以下，嵌布粒度微細(xì)，部分未單體解離。礦石中金屬礦物間無接觸交代關(guān)系，但鐵鋰云母、長(zhǎng)石、石英、粘土礦物相互間的嵌布關(guān)系復(fù)雜。

原礦分析結(jié)果如表1所示。

表1 原礦分析結(jié)果 /%

1.2 實(shí)驗(yàn)藥劑與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所用WZ-100型捕收劑與e型捕收劑均為工業(yè)級(jí)捕收劑，礦漿調(diào)整劑為純度68%的六偏磷酸鈉，實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備為吉林探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XMQ系列錐形球磨機(jī)與XFD系列單槽浮選機(jī)，以及鎮(zhèn)江市科瑞制樣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的KeR-PK系列密封錘式破碎機(jī)。

WZ-100型捕收劑是由甘油、表面活性劑與脂肪酸類捕收劑按一定比例配制的混合物，e型捕收劑的組要成分是氧化石蠟和胺類捕收劑。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

生產(chǎn)中采用的流程為脫泥浮選流程，即重選尾礦經(jīng)過兩段旋流器脫泥，后進(jìn)入浮選，浮選采用一粗、一掃、兩精的工藝流程，其工藝流程如圖1所示。

圖1 實(shí)際生產(chǎn)流程圖

本次試驗(yàn)擬采用脫泥后一次粗選的浮選流程，單次實(shí)驗(yàn)用礦樣400g，磨礦至-200目含量40%，使用400目的標(biāo)準(zhǔn)篩脫泥后入浮，流程圖如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)流程圖

通過對(duì)比e、WZ-100型捕收劑在浮選試驗(yàn)的主要指標(biāo)，即：鋰云母精礦品位、鋰云母精礦產(chǎn)率、尾礦品位、鋰金屬回收率、藥耗等，確定捕收劑用量，并進(jìn)行工業(yè)試用。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

表2 是對(duì)同一用量的e、WZ-100型捕收劑，以及不同用量的e型捕收劑實(shí)驗(yàn)對(duì)比的結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在合適的藥劑用量下兩種捕收劑都能取得品位4.0%以上的鋰云母精礦，在精礦品位相近的情況下，同樣的用量，WZ-100型捕收劑精礦產(chǎn)率比e型捕收劑高出0.68%，同時(shí)藥耗降低了49.3%，且WZ-100型捕收劑回收率及尾礦品位明顯優(yōu)于e型捕收劑。當(dāng)WZ-100型捕收劑用量為380g/t，e型捕收劑用量約是WZ-100型的二倍750g/t時(shí)，相關(guān)指標(biāo)才能達(dá)到一致。說明WZ-100型捕收劑要比e型捕收劑浮選效果好，對(duì)鋰云母有較強(qiáng)的選擇捕收作用。

表2 2種捕收劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比匯總表

2.2 工業(yè)試驗(yàn)應(yīng)用效果

泰昌礦業(yè)有限公司從2019年2月開始，對(duì)比e、WZ-100型捕收劑在鋰云母浮選中的主要指標(biāo)，即：鋰云母精礦品位、鋰云母精礦產(chǎn)率、尾礦品位、鋰金屬回收率、藥耗等，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果具體如表3和圖3所示。

圖3 捕收劑成本變化圖

表3 生產(chǎn)中實(shí)際回收率及藥劑用量

由表3可以看出，采用WZ-100型350 g/t時(shí)，鋰云母回收率就達(dá)到66.5%超過750 g/t e型捕收劑的回收率63.4%，相比e型捕收劑精礦品位提高了近1.5%。同時(shí)，精礦品位的提升，鋰云母精礦價(jià)格增加，也給企業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 是江特礦業(yè)泰昌礦業(yè)有限公司e、WZ-100型捕收劑使用過程中成本變化圖。由圖3可以明顯看出，從2019年2開始使用WZ-100型藥劑后，鋰云母浮選藥劑成本明顯下降，由以往12~14元/噸下降到5~6元/噸，捕收劑成本降低了55.9%，企業(yè)生產(chǎn)成本大幅下降。

3 結(jié)論

（1）本次實(shí)驗(yàn)鋰云母有少量的鋰白云母和鐵鋰云母伴生；鉭鈮礦物中主要為鉭鈮鐵礦；長(zhǎng)石礦物主要為鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，部分為斜長(zhǎng)石；磁性礦物包括磁鐵礦、磁黃鐵礦、鐵質(zhì)礦物、鉭鈮鐵礦、軟錳礦及脈石礦物。

（2）通過對(duì)WZ-100、e兩種捕收劑在鋰云母浮選試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)于e型捕收劑，WZ-100型捕劑擁有更大的優(yōu)勢(shì)。在要求相同的精礦品位條件下，精礦的產(chǎn)率提高了0.68%，同時(shí)藥耗降低了49.3%。

（3）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，采用WZ-100型350 g/t時(shí)，鋰云母回收率就達(dá)到66.5%超過750 g/t e型捕收劑的回收率63.4%，且精礦品位提高了近1.5%，取得了較好的技術(shù)指標(biāo)。此外，WZ-100型捕劑在提高產(chǎn)率的同時(shí)也降低了藥耗。在2018年與2019年兩年間江特礦業(yè)通過對(duì)WZ-100型捕收劑作為工業(yè)生產(chǎn)的試用，捕收劑成本降低了55.9%，確定了WZ-100型藥劑在生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性及其帶來的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)試驗(yàn)的結(jié)果表明WZ-100型捕收劑十分適合在相同類型鋰云母選廠中使用。