某鋰輝石礦選礦工藝試驗研究

莊杜娟

(新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000)

1 前言

近年來，隨著鋰及其化合物在工業中的高效應用，鋰的需求量越來越大。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，但在我國鹵水資源多分布于青海、西藏等高原地帶,鹵水提鋰技術還不是很完善。因此,目前國內鋰鹽生產仍以鋰輝石礦提取為主。我國鋰輝石礦產資源豐富,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，化學成分較復雜，結構多樣，使得鋰輝石礦物回收困難。因此，開展了對某鋰輝石礦的選礦工藝試驗研究以實現對鋰資源的有效回收。

2 礦石性質

根據礦物工藝學研究，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，并有與鉭鈮錳礦數量相當的含鉭錫石，主要鋰礦物為鋰輝石，脈石礦物主要是長石和石英，其次是云母，少量高嶺土、電氣石、石榴石、方解石、磷灰石、藍晶石、角閃石等。礦物粒度測定表明，礦石中鉭鈮鐵礦的嵌布粒度較微細，主要粒級范圍在0.005～0.08 mm，粒級小于0.04mm粒級的占有率達67%，對重選回收十分不利。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。多元素化學分析結果見表1。

表1 原礦多元素測定結果

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

3 選礦試驗研究

根據工藝礦物學及原礦多元素研究結果表明，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。本試驗采用“浮-磁-重”的工藝方案對鋰輝石和鉭、鈮礦物實現綜合回收。

3.1 主要工藝參數對鋰輝石浮選指標的影響

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是磨礦細度、調整劑用量、捕收劑用量等條件。

3.1.1 磨礦細度

試驗流程見圖1，試驗結果見圖2。

圖1 試驗流程工藝圖

圖2 磨礦細度試驗結果

磨礦細度對Li2O的回收率影響較大，品位變化不大。隨著磨礦細度的增加，Li2O回收率逐漸提高，在-0.074mm占75%時Li2O品位最高，在-0.074mm占85%時Li2O回收率最高，但僅比磨礦細度在-0.074mm占75%時高0.16%，隨著磨礦細度進一步增加，過磨導致泥化現象嚴重，惡化了浮選。因此適宜的磨礦細度為-0.074mm占75%左右為宜。

3.1.2 調整劑用量

試驗選用碳酸鈉、氫氧化鈉作為調整劑，兩者均可調節礦漿pH值，氫氧化鈉有擦洗礦物表面的效果，對鋰輝石、長石、石英等具有活化作用。而碳酸鈉起分散、抑制作用，可抑制氫氧化鈉對脈石礦物的活化。合理的配比用量才能使藥劑的協同作用發揮最佳效果。條件試驗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，對氫氧化鈉的用量進行條件試驗，試驗結果顯示隨著氫氧化鈉用量增加，鋰精礦產率及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，對鋰輝石捕收具有用量小，抗低溫，適用性廣，選擇性優的特點。試驗對捕收劑用量300g/t、400g/t、500g/t、600g/t進行了條件試驗，試驗結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

試驗流程見圖3，試驗結果見表2。

圖3 閉路試驗工藝流程

表2 鋰輝石浮選閉路試驗結果

3.2 磁選試驗

通過浮選將鉭鈮礦物富集到鋰精礦中，再通過強磁選實現鉭鈮礦物與鋰輝石的分離，從而對鉭鈮礦物進行進一步的精選。在強磁選之前，浮選精礦需要消泡，試驗對比了硫酸、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，磁場強度越高，回收率越高，采用最高磁場強度1000mT，流程為一次粗選一次精選，試驗結果見表3。

表3 磁選試驗結果

3.3 重選試驗

圖4 重選工藝流程圖

表4 重選試驗結果

通過重選，鉭鈮獲得進一步富集，可獲得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的鉭鈮精礦。

4 結論

⑴由浮選實驗結果可知，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通過對鋰精礦進行磁選可富集鉭鈮精礦，同時磁選可進一步提高鋰精礦的品位，針對原礦，可獲得含Li2O5.95%，69.78%的鋰精礦，磁選精礦通過進一步重選可獲得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的鉭鈮精礦，但對原礦來說鉭鈮精礦回收率較低。從經濟效益上看，目前鋰輝石價格較好，不建議對鋰精礦進行磁選和重選來綜合回收鉭鈮精礦。