西澳某锂辉石矿石浮选试验

朱加乾 徐宝金 宋学文 陈 波

（福州大学紫金矿业学院，福建福州350108）

锂作为自然界最轻的金属，其性质优良，在冶金、化工、医药、核能、航天等诸多领域都有广泛的应用，被誉为“推动世界进步的重要能源元素”［1］。近年来，随着锂应用领域的不断扩大，国内锂产业发展迅猛，生产能力快速提升，国内锂矿开采量和锂矿石进口量持续增长［2］。

世界锂矿资源主要集中在南美洲的“锂三角”地区以及中国和澳大利亚，主要可分为固体型锂矿资源和卤水型锂矿资源［3］，其中，固体锂资源以锂辉石、锂云母为主。我国的锂矿资源储量丰富，居世界第4位［4］，青藏高原是主要集中区，主要分布省区为青海、西藏、四川、湖南和江西，以卤水型锂矿为主。尽管盐湖提锂成本较低，但开发条件恶劣，尚未形成大规模工业化开采［5］。虽然国内锂辉石储量也较丰富，但品位较低，嵌布粒度较细，矿石易泥化，且锂矿石选矿基础理论研究较薄弱，导致我国锂矿资源利用率整体较低，为了满足国内锂矿产业的发展，我国每年需从澳大利亚进口约5万t锂精矿［6］。

目前，国内有多家选矿厂处理澳大利亚锂辉石矿石，但由于矿石性质复杂等原因，浮选指标不甚理想。试验以西澳某锂辉石矿石为对象，进行了选矿试验研究。

1 矿石性质

矿石中的有用矿物为锂辉石和锂云母，以锂辉石为主，脉石矿物主要为石英、长石等。矿石以细粒结构为主，偶见粗粒结构、包晶结构；构造为块状构造和浸染状构造。锂辉石呈他形粒状晶体产出，与石英、长石等脉石矿物共生紧密，相互交错，锂辉石最大粒度为0.5 mm，最小为0.03 mm。矿石主要化学成分分析结果见表1。

从表1可以看出，矿石中有回收价值的元素为Li、Ta、Nb，其他元素没有回收利用价值。

2 试验结果与讨论

2.1 条件试验

条件试验流程见图1。

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验的NaOH用量为1 200 g/t，Ty为1 600 g/t，CaCl2为300 g/t，试验结果见表2。

表2表明：随着磨矿细度的提高，脱泥量增大，锂粗精矿Li2O品位下降，Li2O回收率先升后降；当磨矿细度为-0.105 mm占70%时，锂粗精矿Li2O品位和回收率最高。因此，确定后续条件试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%。

2.1.2 不脱泥对浮选指标的影响

不脱泥对浮选指标影响试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%，NaOH用量为1 200 g/t，Ty为1 600 g/t，CaCl2为300 g/t，试验结果见表3。

比较表2、表3可看出：脱泥后的浮选锂粗精矿Li2O品位和回收率相对不脱泥情况下的锂粗精矿Li2O品位和回收率都较好，可见脱泥有利于锂辉石的回收。

2.1.3 Ty用量试验

捕收剂Ty用量试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%，NaOH用量为1 200 g/t，CaCl2为300 g/t，试验结果见表4。

表4表明：随着Ty用量的增大，锂粗精矿Li2O品位先维持在高位后明显下降，Li2O回收率先升高后降低。综合考虑，确定锂粗选的Ty用量为1 600 g/t。

2.1.4 CaCl2用量试验

CaCl2用量对锂辉石的浮选指标有较大的影响，因为Ca2+不但可以活化锂辉石而且也能够活化石英等脉石矿物［7］。因此，确定CaCl2的用量具有较大的意义。CaCl2用量试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%，Ty用量为1 600 g/t，NaOH为1 200 g/t，试验结果见表5。

表5表明：随着CaCl2用量的增大，锂粗精矿Li2O品位和回收率均先上升后下降，品位和回收率指标的高点在CaCl2用量为200 g/t时。因此，确定锂粗选的 CaCl2用量为 200 g/t。

2.1.5 油酸钠用量试验

为了获得更好的锂精矿指标，在确定了Ty用量为1 600 g/t的情况下，研究了辅助捕收剂油酸钠用量对锂辉石浮选的影响。油酸钠用量试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%，Ty用量为1 600 g/t，CaCl2为200 g/t，NaOH为1 200 g/t，试验结果见表6。

表6表明：随着油酸钠用量的增加，锂粗精矿Li2O品位和回收率均先升高后降低，品位和回收率指标的高点在油酸钠用量为400 g/t时。因此，确定锂粗选的油酸钠用量为400 g/t。

2.1.6 NaOH用量试验

NaOH作为矿浆pH调整剂，对锂辉石的表面有擦洗作用。有研究表明，添加NaOH有利于锂辉石的回收［8］。NaOH用量试验的磨矿细度为-0.105 mm占70%，Ty用量为1 600 g/t，CaCl2为200 g/t，油酸钠为400 g/t，试验结果见表7。

表7表明：随着NaOH用量的增大，锂粗精矿Li2O品位和回收率先升高后降低，品位和回收率指标的高点在NaOH用量为1 200 g/t时。因此，确定NaOH的用量为1 200 g/t。

2.2 开路试验

在条件试验及前期探索试验基础上进行了开路试验，试验流程见图2，结果见表8。

表8表明：矿石采用图2所示的流程处理，可获得Li2O品位为5.13%、回收率为58.11%的锂精矿。

2.3 闭路试验

在开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图3，结果见表9。

表9表明：采用图3所示的闭路流程处理锂矿石，获得了Li2O品位为5.52%、回收率达70.90%的锂精矿。

3 结论

（1）西澳某锂辉石矿石Li2O品位为1.22%，有用矿物为锂辉石和锂云母，以锂辉石为主，脉石矿物主要为石英、长石等。矿石以细粒结构为主，偶见粗粒结构、包晶结构；构造为块状构造和浸染状构造。锂辉石呈他形粒状晶体产出，与石英、长石等脉石矿物共生紧密，相互交错，锂辉石最大粒度为0.5 mm，最小为0.03 mm。

（2）矿石在磨矿细度为-0.105 mm占70%的情况下，机械脱泥后以Ty+油酸钠为组合捕收剂，Na2CO3和NaOH为调整剂，CaCl2为锂辉石的活化剂，采用1粗2精2扫、中矿顺序返回流程处理，可获得Li2O品位为5.52%、回收率达70.90%的锂精矿，较好地实现了锂辉石的回收。