鋰輝石礦選礦工藝概述

缐海

（新疆有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司 烏魯木齊 830000）

隨著全球動(dòng)力電池產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，對(duì)相關(guān)的資源的需求也在快速增加，旺盛的市場(chǎng)需求使得與動(dòng)力電池相關(guān)的礦產(chǎn)資源均出現(xiàn)了不同程度的上漲，特別是鋰鹽的需求表現(xiàn)的更加明顯。我國(guó)鋰資源量最大的為鹽湖鹵水和鋰輝石，其中鹵水提鋰成本雖低，但我國(guó)鹽湖鹵水型鋰均分布在青藏高原，開(kāi)發(fā)條件惡劣，且鹽湖鹵水提鋰技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化仍需較長(zhǎng)過(guò)程，所以，鋰輝石作為主要鋰鹽原料的格局短期內(nèi)很難打破。

1 我國(guó)鋰資源分布及硬巖型鋰礦物種類

1.1 鋰資源

中國(guó)鋰資源豐富，礦床多，規(guī)模大，是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)之一。主要分布在青海、西藏、新疆、江西、四川和湖南等省區(qū)。西藏和青海為鹽湖鹵水型；新疆、四川、江西和湖南等為花崗偉晶巖或花崗巖礦物型。其中四川甘孜州和阿壩州鋰輝石資源儲(chǔ)量最大，江西宜春地區(qū)是鋰云母的主要生產(chǎn)基地。

1.2 硬巖型鋰礦物種類

受鹽湖鹵水型鋰的提取技術(shù)及開(kāi)發(fā)條件所限，目前硬巖型鋰仍是鋰的主要來(lái)源，已知的含鋰礦物有150多種，主要以鋰輝石、鋰云母、透鋰長(zhǎng)石、鋰鋁石礦等形式存在。不同鋰礦物的性質(zhì)不同，具體見(jiàn)表1。

表1 鋰的工業(yè)礦物

鋰輝石礦因其分布的廣泛性及較易的可選性在硬巖型鋰礦物中所占比重最大。

2 鋰輝石的選礦工藝現(xiàn)狀

鋰輝石礦物選別受多因素影響，如：礦石類型、礦物共生組合、嵌布特征及礦物品位等，需采用不同的選礦工藝流程。在鋰輝石的選礦實(shí)踐中，目前國(guó)內(nèi)鋰輝石的常見(jiàn)選別方法主要有手選法、浮選法、重介質(zhì)選礦法、磁選法及聯(lián)合選礦法等。

2.1 手選法

手選適合分選原礦中含廢石較多的礦石，用于選別前的預(yù)選作業(yè)[1]，目標(biāo)礦物及脈石具備顏色、外觀及光澤等方面易于認(rèn)別的狀態(tài)，通過(guò)人工揀出廢石來(lái)提高后續(xù)選別作業(yè)目標(biāo)礦物品位。手選一般在礦石粒度25～300mm范圍內(nèi)進(jìn)行，于寬度不大于1200mm，且?guī)僭?.2～0.4m/s的手選皮帶兩側(cè)作業(yè)。手選法是鋰礦生產(chǎn)史上最早使用的選礦方法，美國(guó)100多年前就將此法應(yīng)用于南達(dá)科塔州布萊克山地區(qū)偉晶巖礦床中的鋰輝石選別。

我國(guó)新疆可可托海稀有礦采用過(guò)手選法生產(chǎn)鋰輝石精礦，原礦Li2O品位1.5%～1.8%，手選Li2O精礦品位5%～6%，回收率20%～30%。手選法由于勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、回收率低及指標(biāo)制約因素較多等缺點(diǎn)，已普遍被浮選法取代。目前我國(guó)主要鋰輝石產(chǎn)區(qū)內(nèi)的鋰輝石選礦廠已再無(wú)手選法應(yīng)用實(shí)例。

2.2 浮選法

浮選法是目前鋰輝石礦物選別的主要方法，當(dāng)前常見(jiàn)浮選流程由預(yù)浮→粗選→掃選→精選組成，其中預(yù)浮主要用于脫泥和脫云母，為后續(xù)浮選作業(yè)創(chuàng)造適宜條件。我國(guó)四川阿壩州金川縣、四川甘孜州甲基卡鋰輝石礦區(qū)、新疆和田大紅柳灘及新疆可可托海稀有礦等鋰輝石選礦廠均采用此工藝作為主線工藝。

鋰輝石浮選是通過(guò)添加“三堿、兩皂”來(lái)完成對(duì)目標(biāo)礦物選別過(guò)程的。其中，“三堿”是指NaOH、Na2CO3和Na2S，用作鋰輝石浮選的調(diào)整劑。“兩皂”是指氧化石蠟皂和環(huán)烷酸皂，用作鋰輝石浮選的捕收劑同時(shí)帶有起泡性。在鋰輝石的浮選過(guò)程中抑制劑的添加并不是必須的，是因?yàn)樘砑拥臍溲趸c和礦漿中硅酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成了Na2O·nSiO2—“自生水玻璃”，其本質(zhì)為無(wú)機(jī)抑制劑，能對(duì)硅酸鹽類脈石礦物起到良好抑制作用。而在鋰輝石浮選流程中添加的柴油起到穩(wěn)定泡沫的作用。

在鋰輝石浮選過(guò)程中水的硬度、浮選機(jī)的攪拌強(qiáng)度及礦漿中云母及含泥量等均對(duì)目的礦物的浮選回收率有較大影響。水的硬度對(duì)鋰輝石浮選指標(biāo)的影響主要體現(xiàn)在礦漿中碳酸根、氫氧根、鈣離子的濃度比例上，調(diào)整劑用量隨所用水的軟硬不同而有所針對(duì)性方能為礦物的捕收提供有利條件。鋰輝石浮選流程中預(yù)先脫泥及強(qiáng)攪拌擦洗均能有效的提高礦物表面純凈度從而提升礦物捕收劑效果，因此在磨礦作業(yè)時(shí)也應(yīng)盡量減少過(guò)磨泥化現(xiàn)象。在弱堿性的礦漿環(huán)境中，采用油酸及其皂類就能很容易浮起表面純凈的鋰輝石。

新疆有色金屬研究所的孫蔚等人、四川省有色金屬研究院的周怡玫等人、西南科技大學(xué)的王維清等人分別針對(duì)四川省阿壩州某鋰輝石礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，試驗(yàn)推薦流程均是采用了浮選流程，達(dá)到的指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)指標(biāo)表 %

上述試驗(yàn)通過(guò)浮選流程取得的試驗(yàn)指標(biāo)均較為理想，產(chǎn)品滿足銷售要求。

2.3 重介質(zhì)選礦法

重介質(zhì)選礦法是用密度介于有用礦物與脈石礦物之間的重液或重懸浮液作為介質(zhì)，使密度小于介質(zhì)的礦粒上浮，密度大于介質(zhì)的礦粒下沉，以阿基米德浮力原理達(dá)到分選目的的選礦方法。重介質(zhì)選礦法應(yīng)用在鋰輝石選別方面，主要是利用鋰輝石礦物與脈石礦物的密度不同的現(xiàn)象對(duì)其進(jìn)行選別。

鋰輝石單礦物密度約為3.10～3.20g/cm3，而其脈石礦物的密度約為2.6g/cm3，就是利用上述兩者密度差，采用密度介于兩者之間的重介質(zhì)來(lái)完成礦物及脈石的分選。重介質(zhì)有重液和重懸浮液兩類，由于重液的價(jià)格昂貴且常有毒，生產(chǎn)中幾乎沒(méi)有應(yīng)用，多數(shù)應(yīng)用在試驗(yàn)分析中。工業(yè)上應(yīng)用的重介質(zhì)都是重懸浮液。重懸浮液是由細(xì)粉碎的高密度固體顆粒（起到增加介質(zhì)密度的作用被稱作加重質(zhì)）與水構(gòu)成的懸浮體。

北京礦業(yè)研究總院的周少珍及礦主方的呂寶華等人合作完成的四川省阿壩州某鋰輝石礦的重液選礦探索性試驗(yàn)研究，試驗(yàn)礦樣粒度在0.5～6mm時(shí)，采用2.83比重的重液進(jìn)行分選時(shí)，鋰輝石精礦Li2O品位6.36%，回收率57.09%，可以獲得合格鋰輝石精礦。采用2.68比重的重液進(jìn)行分選時(shí)，尾礦Li2O品位0.17%，回收率4.56%，尾礦作業(yè)產(chǎn)率達(dá)到50%，說(shuō)明該粒級(jí)物料具有預(yù)處理拋廢從而提高后續(xù)作業(yè)礦物品位的可能性。

目前此工藝在四川省阿壩州及新疆福海縣的鋰輝石礦山已有應(yīng)用。

2.4 聯(lián)合選礦法

聯(lián)合選礦法是指為得到高質(zhì)量鋰輝石精礦、低鐵鋰輝石精礦或選別伴生礦物時(shí)采用非單一的選別方式聯(lián)合作業(yè)。采用何種選別方法相互配合以完成目標(biāo)礦物的選別，并使產(chǎn)品滿足銷售品級(jí)要求，需要根據(jù)礦物的嵌布特性、礦物組成及可選性等進(jìn)行選擇。

四川省阿壩州某鋰輝石礦的選礦試驗(yàn)就是通過(guò)采用重+磁+浮+磁聯(lián)合法獲取多種精礦產(chǎn)品。一部分采用重選回收鉭鈮礦物，一部分采用浮選回收鋰輝石，并進(jìn)行了低鐵鋰輝石探索試驗(yàn)。試驗(yàn)通過(guò)重+磁得到精礦品位為19.66%的Ta2O5、品位為38.52%的Nb2O5和品位為67.56%的錫石。重+磁的尾礦通過(guò)浮選得到品位6.04%的鋰輝石精礦；最后將浮選鋰輝石精礦通過(guò)強(qiáng)磁選可以獲得品位為6.20%的低鐵鋰精礦，試驗(yàn)指標(biāo)理想。

新疆可可托海稀有礦同樣采用浮選鋰輝石精礦強(qiáng)磁選作業(yè)得到低鐵鋰輝石精礦，大大的提高的產(chǎn)品價(jià)值。四川阿壩州部分在產(chǎn)鋰輝石礦山因受市場(chǎng)價(jià)格的制約，暫無(wú)企業(yè)進(jìn)行鋰輝石伴生礦物的回收。

上述選礦法為目前應(yīng)用最為廣泛的鋰輝石選別方法，還有熱裂法及揀選法等是否能適用于鋰輝石的工業(yè)生產(chǎn)仍需進(jìn)一步探究。

3 鋰輝石產(chǎn)品要求

通過(guò)選礦作業(yè)獲得的鋰輝石精礦其Li2O品位及雜質(zhì)含量是決定鋰輝石產(chǎn)品價(jià)值的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，具體各品級(jí)鋰輝石產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 鋰輝石精礦標(biāo)準(zhǔn)

除表3列出的各類鋰輝石精礦標(biāo)準(zhǔn)外，白度等也是衡量精礦價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)之一。同時(shí)，也可以根據(jù)鋰輝石精礦采購(gòu)企業(yè)的具體需求協(xié)商確定產(chǎn)品的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及價(jià)格。

4 結(jié)論

綜上所述，鋰輝石的選礦技術(shù)的不斷發(fā)展是工礦業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)鋰輝石常用選礦方法技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行分析，有助于更好地選用更為適用的鋰輝石選礦技術(shù)，從而推動(dòng)工業(yè)和礦業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)的不斷進(jìn)步。