提高铁锂云母精矿产品质量的试验研究

2012-01-25吕子虎吴东印刘长淼赵登魁

中国矿业 2012年4期

吕子虎，卫敏，吴东印，刘长淼，赵登魁

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南郑州 450006；2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南郑州 450006)

铁锂云母是提取锂的矿物原料[1-2]，早在20世纪40年代德国曾用磁选和浮选法从某钨锡矿中生产铁锂云母精矿。我国江西某地已探明的一大型钠长石化花岗岩型钽铌矿床，钽铌选别的同时得到了产率10.13%、含Li2O 1.46%的铁锂云母副产品。为了提高铁锂云母产品的质量以适应市场需求，开展了铁锂云母提质降杂的试验研究，此研究对实现矿产资源的高效综合利用及增加矿山的经济效益具有重要的意义。

1 试验样品性质

试验样品多元素分析结果见表1，粒度分析结果见表2。显微镜镜下观察试样中主要矿物有铁锂云母、长石、石英及钽铌矿。铁锂云母(KLiFeAl[AlSi3O10](F,OH)2)是矿石中的含锂铷矿物，呈鳞片状，浅褐色或暗灰绿色，珍珠光泽，具弱电磁性，单矿物化学分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

表1 试样多元素化学分析结果(质量分数)/%

表2 试样粒度分析结果/%

试样中+0.074mm级别含量为60.02%，粒度较粗，主要是铁锂云母与钽铌矿及长石石英的连生体，选矿试验需要考虑磨矿作业。

2 选矿试验研究

2.1 磁选

铁锂云母具有弱磁性，可用磁选法使其与脉石矿物分离。采用SLon-100脉动高梯度磁选机进行了不同磁场强度的分选试验，试验结果见表3。

表3 高梯度磁选试验结果/%

试验结果表明，单一强磁选Li2O品位和回收率都不高，分选效果不理想。

2.2 浮选

云母类矿物属于层状硅酸盐矿物，矿物表面的金属阳离子极易溶于水而使解理面带较高负电荷[3-4]；在强酸性条件下(pH值=2～3)的阳离子捕收剂浮选体系中，铁锂云母矿物表面能够优先吸附胺类捕收剂，实现与长石石英的分离[5]。在大量探索试验的基础上，采用相同的药剂条件考查四种流程的浮选效果，试验结果见表4。

表4 浮选流程对比试验结果/%

试验结果表明：相比磁选，浮选能明显提高精矿品位和回收率。磨矿-分级-浮选流程虽能优先得到部分+0.074mm级别的高品位精矿产品，但精矿品位及回收率不如磨矿-浮选流程；浮选-粗精矿再磨-浮选流程虽能将尾矿品位降到含Li2O 0.20%，但浮选效果相比较磨矿-浮选流程差。故选取磨矿-浮选流程为最佳流程方案。

2.3 综合条件试验

采用磨矿-浮选流程，进行磨矿细度、药剂用量等条件的优化试验，最终确定了最佳工艺条件及试验流程见图1，试验结果见表5。

图1 综合条件试验流程

表5 综合条件试验结果/%

通过磨矿-浮选流程可获得产率36.41%，含Li2O 2.45%，回收率56.08%的铁锂云母精矿产品，同时Rb2O的品位富集到0.81%，若精矿和中矿2合并则可得到产率53.98%，含Li2O 2.41%，回收率81.82%的铁锂云母精矿产品。

2.4 铁锂云母精矿产品分析

铁锂云母精矿产品多项化学分析结果见表6，产品粒度分析结果见表7。

表6 铁锂云母精矿产品多项分析结果/%

表7 铁锂云母精矿产品粒度分析结果/%

3 结论

1)工艺矿物学研究表明铁锂云母副产品中主要矿物为铁锂云母、长石、石英及少量钽铌矿，含Li2O 1.46%。铁锂云母是矿石中的含锂铷矿物，单矿物化学分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

2)为提高铁锂云母精矿产品的品质，对其进行了磁选及浮选流程试验研究。磁选法有一定的分选效果，但尾矿损失率较高。磨矿-浮选工艺流程，可获得含Li2O 2.45%、Rb2O 0.81%，回收率56.08%的铁锂云母精矿产品，矿物含量为90%；产品中矿2含Li2O 2.33%，回收率25.74%。磨矿-浮选工艺效果好，流程简单且易于实现。

3)实现铁锂云母综合回收利用不但可以提高矿产资源的利用率，带来巨大的企业经济效益，同时也是贯彻落实科学发展观，倡导节能减排措施，建设资源节约型、环境友好型社会的重大举措。