某锂辉石矿选矿工艺流程改造

陈少学

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽马鞍山243000;2.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽马鞍山243000;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，安徽马鞍山243000)

锂资源是一种重要的能源金属，是各国经济发展重要物质之一［1］。近几年，新能源汽车呈爆炸式增长，相关的产业链环节包括新能源汽车核心部件的电池，并逐步延伸至上游的锂资源开发［2］，从而引起了锂金属消费剧增。国内不同类型的锂矿床及产地不同的锂辉石组分级性质差别大，矿物中Li2O含量低，导致锂辉石分选工艺较为复杂［3-6］。目前锂辉石的选别方法主要有浮选法、重悬浮液与重液选矿法以及磁选法等［7］。江西赣州的某锂辉石矿山，配套建有一座选厂，共有2条生产线，其中有1条在2006年建成，持续生产至2011年停产;企业后来并列新增加了1条生产线，于2010年底建成，由于缺乏选矿试验、工程设计、设备安装错误等原因，前期调试一直未成功，从而未正常生产过，基本处于废置状态。矿山于2011年尾矿库服务年限已至等原因，主管部门临时停电后，企业陷入停产状态。2015年3月某化工企业收购了该矿山，企业希望在充分利用现有的选矿设备基础上，适当添加部分选矿设备，在严控投资额的前提下，完成新工艺流程改造。企业在停产期间委托国内科研院所进行了选矿试验研究，试验取得了较好的指标。

1 选厂现状

选厂前期单线可年处锂辉石原矿约6.6万t。原矿Li2O品位0.81%，可获得精矿Li2O品位4.76%、回收率70.54%的生产指标。老生产线破碎系统为三段开路流程，产品粒度－30 mm;新生产线破碎系统为两段一闭路流程，产品粒度－20 mm。两种破碎产品混合共用一个粉矿仓。两条生产线的球磨机均为MQG2130，老线配沉没式螺旋分级机(2FG－12)进行闭路磨矿，新线配高堰式螺旋分级机(2FG－12)进行闭路磨矿，磨矿粒度控制在－0.076 mm占70%。分级机的溢流进入自制脱泥斗进行脱泥，脱泥后进入搅拌槽添加浮选药剂后进行搅拌，经搅拌后进行云母预选，脱去云母的矿浆经搅拌添加浮选药剂后，进入2粗3精1扫的锂辉石浮选作业，浮选精矿通过浓缩机和外滤式真空过滤机脱水后得到最终的锂辉石精矿。浮选尾矿通过弱磁、强磁除铁得到长石精矿，长石用目前的带式过滤机过滤，长石脱水效果不佳。细泥、云母和弱强磁的精矿为最终的尾矿送至尾矿库堆存。现场选矿工艺原则流程见图1。

图1 现场选矿工艺原则流程Fig.1 M ineral processing principle flow chart of the scene

通过对现场的调研，结合选矿试验，分析得出以下结论:①对于该锂辉石矿磨矿细度是取得良好指标的关键因素，目前的磨矿分级设备是无法满足获得更好选矿指标的磨矿细度(－0.076 m 85%)的要求;②为了取得良好的浮选效果，浮选前脱泥非常重要。而目前现场脱泥设备是类似自制的斜板脱泥斗，脱泥效果不佳;③预先浮选云母设备能力不足，目前单系列仅有3台1.2 m3浮选机用于预先浮选云母，经核算浮选能力不足，因此造成云母浮选效果不佳;④锂辉石浮选流程不合理，目前采用2粗3精1扫的浮选流程，该流程中2次粗选精矿直接给入1次精选作业。该部分精矿品位较低，势必降低1次精选入浮品位，影响精选作业指标，同时3次精选次数偏少。

2 改造方案

针对目前的选厂现状，将原有的2条生产线整合成1条新线。破碎系统将老线的三段开路破碎产品送至新线的筛分机进行预先筛分，筛上(+12 mm)产品返回老线的圆锥破碎机(S75BX)进行二次细碎。改造后的流程为四段一闭路破碎，最终破碎粒度－12 mm。

粉矿通过皮带机给入旧线的球磨机(MQG2130)进行磨矿，与螺旋分级机(2FG－12)形成闭路磨矿，溢流产品控制在－0.076 mm占70%。溢流产品利用新增的水力旋流器脱泥，主要脱去－0.02 mm的尾泥。经过脱泥的矿浆自流至搅拌槽添加药剂后进入云母预选作业，云母预选作业由原来的一次粗选改成1次粗选(SF1.2 4台)和1次精选作业(SF1.2 2台)，由于云母易浮，增加一次精选作业有利于降低云母预选带走的Li2O回收率。云母粗选与精选的尾矿合并一起进入高频细筛(HGZS－22－1807ZII)进行控制分级，筛上产品返回至球磨进行再磨作业，筛下粒度控制在－0.076 mm 85%。筛下自流至现有的自制浓缩斗进行二次脱泥，脱泥斗的底流自流至搅拌槽添加药剂后进入锂辉石浮选作业，锂辉石浮选作业由原来的2粗3精1扫作业改成1粗4精1扫流程。经过浮选后的锂辉石精矿利用原有的浓缩机和外滤式真空过滤机过滤得到最终的锂辉石精矿。浮选的尾矿进入搅拌槽添加药剂后进行长石浮选，浮选尾矿再送至现有的弱磁和强磁除铁得到长石粉。增加长石浮选主要是为了除去微细粒含铁云母以及部分弱磁性矿物，确保长石中Fe2O3含量低于0.2%。长石利用现场闲置的浓缩机和外滤式真空过滤机脱水后得到最终的长石精矿。旋流器脱泥、浓缩斗脱泥、云母精矿、长石浮选精矿和弱强磁的精矿合并一起形成最终的尾矿，尾矿通过泵送至300 m外的现场一台闲置15 m周边齿轮浓缩机进行浓缩作业，经过浓缩的底流通过隔膜压滤机进行压滤作业得到最终尾矿，可通过汽车外运堆存。改造后选矿工艺原则流程见图2。

3 效果分析

(1)利用现有的破碎设备，在不进行大的改造前提下，只需改变一条皮带即可实现四段一闭路的破碎流程。虽然流程结构相对较长，但是破碎最终粒度由原来的－30 mm降至－12 mm，有利于降低磨矿能耗。

(2)由于现场条件场地和投资的限制，没有条件增加二段磨机，在这种情况下，利用高频细筛进行控制分级能够有效的控制锂辉石入磨粒度，提高浮选效果，对于提高锂辉石浮选指标具有重要的意义。

(3)新增一段水力旋流器脱泥作业，能够高效的脱除原矿中的原生泥和磨矿中产生的次生泥，可以弥补现场自制脱泥斗效果不佳的状况，给浮选创造良好的条件。

图2 改造后选矿工艺原则流程Fig.2 M ineral processing principle flow chart after reformation

(4)通过本次选厂恢复生产及技术改造，精矿品位可从原来Li2O品位4.76%提高至5.0%以上，回收率由原来的70.54%提高至73%以上，提高了锂辉石选矿指标，并能够有效保证长石的质量。

［1］ 鹿其.奇异的金属［J］.金属世界，1998(3):13.

Lu Qi.Strangemetal［J］.MetalWorld，1998(3):13.

［2］ 胡磊鑫.新能源汽车产业链分析［J］.新经济，2004(9):20-22.

Hu Leixin.New energy automotive industry chain analysis［J］.New Economy.2004(9):20-22.

［3］ 严更生.锂辉石浮选生产实践［J］.新疆有色金属，2007(1):27-30.

Yan Gengsheng.Spodumene flotation practice［J］.Xinjiang Nonferrous Metals，2007(1):27-30.

［4］ 陶家荣.锂辉石矿重介质选矿工业试验与研究［J］.有色金属:选矿部分，2002(2):13-16.

Tao Jiarong.Spodumene quarry heavy media beneficiation industry testing and research［J］.Nonferrous Metals:Mineral Processing Section，2002(2):13-16.

［5］ 廖明和，许温复，王学平.锂辉石重液分选试验［J］.非金属矿，2003，26(6):40-41.

Liao Minghe，Xu Wenfu，Wang Xueping.Spodumene heavy liquid separation test［J］.Non-metallic Minerals，2003，26(6):40-41.

［6］ 刘厚明，李成秀，王昌良，等.四川壤塘锂多金属矿石选矿试验研究［J］.金属矿山，2010(4):72-77.

Liu Houming，Li Chengxiu，Wang Changliang，et al.Experimental study on comprehensive recovery of Rangtang lithium contained complex ore of Sichuan［J］.Metal Mine，2010(4):72-77.

［7］ 陈胜虎，罗仙平，杨 备，等.锂辉石的选矿工艺研究现状及展望［J］.现代矿业，2010(7):5-7.

Chen Shenghu，Luo Xianping，Yang Bei，et al.Spodumenemineral processing study situation and prospects［J］.Modern Mining，2010 (7):5-7.