內(nèi)蒙古某鋰云母礦選礦試驗研究

歐陽林莉

（長沙礦山研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

近年來，隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，市場對鋰金屬的需求量也日益增加［1，2］，鋰云母是自然界中比較常見的富鋰礦物之一［3］，如何高效開發(fā)利用鋰云母礦意義重大。目前浮選法是回收鋰云母的一種應(yīng)用最普遍的選礦方法［4］。云母的浮選工藝根據(jù)所用的捕收劑種類不同而存在較大差異，主要分為陽離子捕收劑浮選法［5］、陰離子捕收劑浮選法和陰陽離子組合捕收劑浮選法三種［6～8］。內(nèi)蒙古某鋰礦為含銣的鋰云母型鋰礦，研究采用浮選的方法對該鋰云母礦中的有價組分進(jìn)行了回收。

1 礦石性質(zhì)研究

礦石的多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，主要礦物含量見表2。

表1 礦石的多元素化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 樣品中主要礦物的含量 %

由礦石性質(zhì)可知，樣品中可供選礦回收的元素主要是鋰和銣，Li2O和Rb2O的品位分別為1.29%和0.42%，而銫、鈹、鈮和鉭等元素含量偏低，未能達(dá)到綜合回收指標(biāo)要求。礦石中鋰和銣主要賦存于云母中，鋰礦物為鐵鋰云母和少量絹云母；金屬硫化物有微量磁黃鐵礦、閃鋅礦和毒砂。脈石礦物主要為石英，其次是黃玉和長石，少量螢石、角閃石和綠柱石等。綜合化學(xué)成分特點，可以認(rèn)為礦石為含銣的鋰云母型鋰礦。

圖1～圖4為鐵鋰云母的形態(tài)、粒度和與其它脈石礦物之間的嵌布關(guān)系特征圖。大部分鐵鋰云母晶體呈葉片狀、板片狀或柱狀晶形，集合體多為團(tuán)塊狀或條帶狀，主要與石英等脈石礦物緊密嵌布，少量包裹在石英或黃玉等礦物中。該類型云母粒度相對較粗，可以達(dá)到5 mm以上，一般0.05～0.4 mm。絹云母和少量鐵鋰云母，晶體形態(tài)呈細(xì)小鱗片狀，多為團(tuán)塊狀或不規(guī)則集合體，大部分沿石英、長石和黃玉等脈石礦物粒間充填產(chǎn)出，部分為交代長石的蝕變產(chǎn)物。該類型云母結(jié)晶粒度較微細(xì)，一般小于0.01 mm。少量集合體內(nèi)部包裹微細(xì)粒脈石礦物是影響精礦品質(zhì)的主要因素。

圖1 粗粒片狀鐵鋰云母（B）與石英（Q）和黃玉（T）緊密嵌布

圖2 片狀鐵鋰云母（B）穿插在石英（Q）集合體

圖4 鱗片狀云母（B）沿石英（Q）粒間嵌布

2 浮選試驗研究

2.1 浮選試驗方案選擇

鐵鋰云母是此次選礦試驗回收的主要目的礦物，影響鋰云母浮選的主要是石英和長石。采用不同類型的捕收劑進(jìn)行了浮選試驗方案對比試驗，考察5種不同的捕收劑種類對鋰云母浮選的影響，方案一：十二胺200 g／t；方案二：硫酸1 500 g／t，十二胺200 g／t；方案三：氧化石蠟皂（731）400 g／t；方案四：氧化石蠟皂300 g／t，十二胺100 g／t；方案五：CA400 g／t，其中CA是長沙礦山研究院有限責(zé)任公司自主研發(fā)的云母類氧化礦捕收劑，對云母具有較好的選擇性捕收作用。試驗結(jié)果如圖5所示。方案一、三和四獲得的品位和回收率均較低，方案二在酸性pH值條件下采用陽離子捕收劑十二胺浮選鋰云母可以獲得較好的指標(biāo)，方案五使用CA捕收劑獲得指標(biāo)與方案二相當(dāng)，由于酸性環(huán)境對設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，因此推薦使用CA捕收劑在自然pH條件下浮選鋰云母。

圖5 浮選試驗方案結(jié)果

2.2 浮選條件試驗研究

對磨礦細(xì)度、捕收劑用量和精選調(diào)整劑種類進(jìn)行了浮選條件試驗研究，結(jié)果分別如圖6、圖7所示。試驗結(jié)果表明，該礦石合適的磨礦細(xì)度為－0.075 mm占60%，粗選CA用量為400 g／t合適。

圖6 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

圖7 捕收劑用量試驗結(jié)果

2.3 精選條件試驗

在確定以CA作為鋰云母捕收劑，用量為400 g／t的條件下，研究了抑制劑六偏磷酸鈉、草酸、水玻璃、碳酸鈉和羧甲基纖維素對精選品位的影響，試驗結(jié)果如圖8所示。從圖8試驗結(jié)果看出，在使用草酸作為精選的抑制劑時，精礦中Li2O品位較高，對脈石的抑制效果明顯，精選使用草酸能提高精礦品位。

圖8 抑制劑種類試驗結(jié)果

2.4 浮選閉路試驗研究

當(dāng)原礦中Li2O和Rb2O品位分別為1.29%和0.42%時，在粗選自然pH條件下（pH＝7左右），使用自主研發(fā)的高效氧化礦捕收劑CA，最終獲得了鋰云母精礦Li2O品位3.57%，Rb2O品位1.06%，Li2O回收率80.88%，Rb2O回收率為73.31%的選礦指標(biāo)。具體的選礦工藝流程及藥劑制度如圖9所示，試驗結(jié)果見表3。

表3 閉路試驗結(jié)果 %

圖9 閉路試驗工藝流程圖

2.5 CA捕收劑對鋰云母浮選行為影響的機(jī)理研究

CA捕收劑在自然pH條件下浮選鋰云母能獲得較好的浮選效果，在純礦物體系下，使用紫外分光光度計測定了捕收劑在鋰云母表面的吸附量［9，10］，通過吸附量測試來分析捕收劑在礦物表面的吸附機(jī)理，主要研究了pH值對鋰云母吸附的影響。在固定捕收劑用量為2 mg／L的條件下，研究了鋰云母礦物表面吸附量與pH值的關(guān)系，試驗結(jié)果如圖10所示。當(dāng)pH值從2增加到7時，鋰云母純礦物的吸附量隨pH值升高而增加；當(dāng)pH值增加到堿性后，鋰云母的吸附量隨之下降。證明整個pH值區(qū)間，鋰云母pH值在6～8的范圍內(nèi)吸附量均較高，吸附量測試結(jié)果與浮選試驗結(jié)果相對應(yīng)，在自然pH值條件下，CA捕收劑對鋰云母的浮選效果較好。

圖10 pH值對CA在鋰云母表面吸附量的影響

3 結(jié) 論

1.根據(jù)工藝礦物學(xué)研究分析可知，試驗礦石為含銣的鋰云母型鋰礦，礦石中的鋰和銣主要賦存于鐵鋰云母中，脈石礦物主要為石英，其次是黃玉和長石，影響浮選的主要是石英和長石，少量云母集合體內(nèi)部包裹微細(xì)粒脈石礦物可能影響精礦品位。

2.使用長沙礦山研究院有限責(zé)任公司自主研發(fā)的高效氧化礦捕收劑CA浮選鋰云母時，在中性條件下可以獲得較高品位和回收率的產(chǎn)品，避免了酸性環(huán)境對設(shè)備造成腐蝕性較強(qiáng)，安全環(huán)保。

3.在粗選自然pH條件下（pH＝7左右），使用自主研發(fā)的高效捕收劑CA，最終獲得的鋰云母精礦Li2O品位為3.57%，Rb2O品位1.06%，Li2O回收率為80.88%，Rb2O回收率為73.31%，使該鋰云母礦中的鋰和銣均得到了有效綜合回收。

4.CA捕收劑在pH值為6～8的范圍內(nèi)在鋰云母純礦物表面的吸附量較大，因此在中性環(huán)境下CA捕收劑對鋰云母具有較好的捕收效果。