某锂辉石矿选矿工艺试验研究

庄杜娟

(新疆有色金属研究所 乌鲁木齐 830000)

1 前言

近年来，随着锂及其化合物在工业中的高效应用，锂的需求量越来越大。锂资源主要赋存于盐湖和花岗伟晶岩矿床中，卤水提锂法虽然成本低，但在我国卤水资源多分布于青海、西藏等高原地带,卤水提锂技术还不是很完善。因此,目前国内锂盐生产仍以锂辉石矿提取为主。我国锂辉石矿产资源丰富,主要赋存在花岗伟晶岩和花岗岩矿物型矿床中，主要分布在四川、江西、新疆、湖南等地。常伴生有长石、云母、石英等铝硅酸盐脉石矿物，有非常相似的天然可浮性，化学成分较复杂，结构多样，使得锂辉石矿物回收困难。因此，开展了对某锂辉石矿的选矿工艺试验研究以实现对锂资源的有效回收。

2 矿石性质

根据矿物工艺学研究，本矿石为花岗伟晶岩型铌、钽、锂多金属矿床，主要铌、钽类矿物为钽铌锰矿，并有与钽铌锰矿数量相当的含钽锡石，主要锂矿物为锂辉石，脉石矿物主要是长石和石英，其次是云母，少量高岭土、电气石、石榴石、方解石、磷灰石、蓝晶石、角闪石等。矿物粒度测定表明，矿石中钽铌铁矿的嵌布粒度较微细，主要粒级范围在0.005～0.08 mm，粒级小于0.04mm粒级的占有率达67%，对重选回收十分不利。锂辉石的嵌布粒度较粗，主要粒度范围在0.04～1.28mm，锂辉石的粒度虽然在易重选范畴，但锂辉石密度小，不适宜重选回收，一般采用浮选法回收。多元素化学分析结果见表1。

表1 原矿多元素测定结果

多元素分析结果表明：Li2O含量为1.35%，Ta2O5、Nb2O5含量已达到钽铌矿床工业品位要求；K2O、Na2O合量为3.43%，含量偏低。

3 选矿试验研究

根据工艺矿物学及原矿多元素研究结果表明，该矿石中主要回收的矿物为锂辉石，其次是钽铌锰矿。锂辉石是锂铝硅酸盐矿物，主要采用浮选方法进行回收。钽铌锰矿是比重较大的弱磁性矿物，重选和磁选是较为有效的回收手段。本试验采用“浮-磁-重”的工艺方案对锂辉石和钽、铌矿物实现综合回收。

3.1 主要工艺参数对锂辉石浮选指标的影响

锂辉石的选别方法有浮选法、手选法、磁选法、热碎解法、重悬浮液选别法、联合选矿法等，日常锂辉石最常用的选别方法是浮选法，锂辉石的浮选中具有较大影响的工艺参数是磨矿细度、调整剂用量、捕收剂用量等条件。

3.1.1 磨矿细度

试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 试验流程工艺图

图2 磨矿细度试验结果

磨矿细度对Li2O的回收率影响较大，品位变化不大。随着磨矿细度的增加，Li2O回收率逐渐提高，在-0.074mm占75%时Li2O品位最高，在-0.074mm占85%时Li2O回收率最高，但仅比磨矿细度在-0.074mm占75%时高0.16%，随着磨矿细度进一步增加，过磨导致泥化现象严重，恶化了浮选。因此适宜的磨矿细度为-0.074mm占75%左右为宜。

3.1.2 调整剂用量

试验选用碳酸钠、氢氧化钠作为调整剂，两者均可调节矿浆pH值，氢氧化钠有擦洗矿物表面的效果，对锂辉石、长石、石英等具有活化作用。而碳酸钠起分散、抑制作用，可抑制氢氧化钠对脉石矿物的活化。合理的配比用量才能使药剂的协同作用发挥最佳效果。条件试验表示该矿石浮选的碳酸钠最佳用量为1000g/t，固定碳酸钠用量，对氢氧化钠的用量进行条件试验，试验结果显示随着氢氧化钠用量增加，锂精矿产率及Li2O回收率在不断提高，精矿品位逐步降低。氢氧化钠用量在1000g/t左右较为合适。

3.1.3 捕收剂用量

捕收剂TQ-1是新型自主研制药剂，对锂辉石捕收具有用量小，抗低温，适用性广，选择性优的特点。试验对捕收剂用量300g/t、400g/t、500g/t、600g/t进行了条件试验，试验结果显示随着捕收剂用量的增加，Li2O品位先增加后降低，回收率逐渐增加，但是增长幅度逐渐减小，因此，该矿石选别捕收剂用量以500g/t为宜。

3.1.4 闭路试验

试验流程见图3，试验结果见表2。

图3 闭路试验工艺流程

表2 锂辉石浮选闭路试验结果

3.2 磁选试验

通过浮选将钽铌矿物富集到锂精矿中，再通过强磁选实现钽铌矿物与锂辉石的分离，从而对钽铌矿物进行进一步的精选。在强磁选之前，浮选精矿需要消泡，试验对比了硫酸、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左右时搅拌5min左右可消掉大部分泡沫。钽铌锰矿属弱磁性矿物，磁场强度越高，回收率越高，采用最高磁场强度1000mT，流程为一次粗选一次精选，试验结果见表3。

表3 磁选试验结果

3.3 重选试验

图4 重选工艺流程图

表4 重选试验结果

通过重选，钽铌获得进一步富集，可获得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的钽铌精矿。

4 结论

⑴由浮选实验结果可知，该锂辉石样具有较好的可浮性，以TQ-1为捕收剂，工艺流程简单，回收效果较好，原矿Li2O1.36%，可获得Li2O品位5.69%，回收率为80.3%的锂精矿。

⑵通过对锂精矿进行磁选可富集钽铌精矿，同时磁选可进一步提高锂精矿的品位，针对原矿，可获得含Li2O5.95%，69.78%的锂精矿，磁选精矿通过进一步重选可获得含Ta2O512.12%，含Nb2O516.8%的钽铌精矿，但对原矿来说钽铌精矿回收率较低。从经济效益上看，目前锂辉石价格较好，不建议对锂精矿进行磁选和重选来综合回收钽铌精矿。