YOA和Ca2+对锂辉石浮选行为的研究
2020-06-08谢贞付王毓华于福顺张垒
谢贞付 王毓华 于福顺 张垒
（①中南大学资源加工与生物工程学院 长沙 410083）（②中国有色金属建设股份有限公司 北京 100000）
0 前言
浮选法是实验室研究最多、工业上应用最广泛的选矿方法。浮选时不但要求矿物单体解离，而且要求有适宜的入选粒度。为了保证锂辉石矿浮选获得较高的工艺指标，本文以不同粒级锂辉石单矿物为研究对象，系统开展了捕收剂、调整剂在不同矿浆氛围条件下对锂辉石浮选行为的影响研究。
1 试验矿样及方法
1.1 试验矿样
锂辉石矿样品采自新疆可可托海稀有金属矿山，将矿样筛分分级成-0.200+0.100 mm、-0.100+0.075 mm、-0.075+0.038 mm和-0.038 mm四个不同粒级产品，放入烘箱低温烘干，移入广口瓶密封保存。
将制备好的锂辉石样品进行化学成分分析和X射线衍射（XRD）分析，其化学成分分析结果见表1，XRD分析结果见图1。检测结果表明，锂辉石单矿物纯度达到87%，可以作为单矿物用。
表1 锂辉石样化学成分表（%）
1.2 试验方法
单矿物浮选试验在容积为40mL 的XFD 型挂槽式浮选机上进行，浮选温度为室温，每次称取2.0g矿样放入浮选槽中，加35 mL 蒸馏水，调浆1 min 后，加入pH 调整剂搅拌1 min，之后加入或者不加活化剂搅拌1 min，最后加入捕收剂搅拌1 min，浮选4 min，整个过程采取人工刮泡。泡沫产品和槽内产品分别过滤、烘干，称重并记录。
图1 锂辉石样XRD图
2 试验结果与讨论
2.1 YOA及其用量对不同粒级锂辉石可浮性的影响
在锂辉石矿捕收剂方面，其发展方向是由单一用药朝着混合用药的方向发展。近年来，混合捕收剂对锂辉石矿有着较高的浮选工艺指标，有实践表明，利用YOA 作为捕收剂浮选锂辉石取得了不错的效果，精矿品位和回收率均可达90%。为此，试验选定了YOA 作为锂辉石的捕收剂，研究了不同矿浆氛围对不同粒级锂辉石浮选回收率的影响，见图2。
图2 不同矿浆氛围对锂辉石浮选回收率的影响图（YOA:200mg/L）
图2表明：以YOA为捕收剂时，粗、中、细不同粒级的锂辉石在pH 为2、7、12 条件下的回收率均高于其他pH 值时的回收率，但总体回收率均比较低，可以看出锂辉石的可浮性较差，如果需要改善其工艺指标，需要加入调整剂的研究。同时，四种不同粒级的锂辉石中，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 两个粒级的回收率高于其他两个粒级，说明粗粒和细粒级的锂辉石均较难浮选。
试验表明，在pH=2、pH=7和pH=12时，不同粒级的锂辉石有较好的回收率，生产实践中锂辉石选矿厂浮选矿浆多为强碱性，为此，选取pH=12进行捕收剂用量试验，见图3。
图3 YOA用量对锂辉石浮选回收率的影响图
图3 表明：在pH=12 的条件下，锂辉石的回收率均随YOA 用量的增加而不断升高，但总体回收率仍较低，不同粒级锂辉石回收率趋势相同。当YOA＜150mg/L 时，不同粒级锂辉石的浮选回收率相近；当YOA＞150mg/L 后，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 中间两个粒级锂辉石的浮选回收率明显高于另外两个粒级锂辉石的浮选回收率，也进一步说明粗、细粒级锂辉石的可浮性相对较差，YOA最合适的用量应为250mg/L。
2.2 Ca2+对不同粒级锂辉石可浮性的影响
锂辉石属硅酸盐矿物，很多研究表明，金属阳离子（Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Zn2+等）可以活化锂辉石的浮选，从而提高其回收率。为提高不同粒级的锂辉石浮选回收率，后续需要进行活化剂试验。结合生产实践，试验选定CaCl2作为活化剂，试验中YOA=250mg/L、CaCl2=100mg/L，试验结果见图4。
图4 表明：Ca2+可以活化锂辉石的浮选，随着pH的升高，锂辉石回收率逐渐升高，在pH＞10后，回收率迅速增加，在pH=12 时，锂辉石的回收率可达90%。原因在于：强碱性条件下，锂辉石表面发生溶蚀，暴露出金属阳离子，便于Ca2+和YOA 的吸附，从而提高其浮选回收率。当pH＞10时，Ca2+对-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm 中间两个粒级锂辉石活化效果明显优于其他两个粒级的，表明在Ca2+活化条件下，仍然是中间粒级锂辉石可浮性较好。
图4 Ca2+活化条件下锂辉石浮选pH-回收率变化图
图5表明：在pH=12的条件下，-0.200+0.100 mm粗粒级锂辉石的浮选回收率随着Ca2+用量的增加反而下降，这是粗粒级锂辉石表面Ca2+吸附少，导致剩余的Ca2+消耗了部分捕收剂所致。-0.100+0.075mm、-0.075+0.038mm 和-0.038mm 三个粒级锂辉石的浮选回收率则随着Ca2+用量的增加逐步升高，其中，0.100+0.075mm和-0.075+0.038mm中间两个粒级的锂辉石浮选回收率明显高于其他两个粒级，当Ca2+=150mg/L时，这两个粒级锂辉石的回收率均达到了最高值。
为此，基于以上试验结果，可确定锂辉石单矿物的浮选最佳粒级为-0.100+0.038mm，浮选条件为pH=12，Ca2+用量为150mg/L，YOA用量为250mg/L。
图5 Ca2+用量对锂辉石浮选回收率影响图
3 结论
不同粒级锂辉石单矿物浮选试验结果表明，-0.100+0.075 mm和-0.075+0.038 mm两个粒级的锂辉石可浮性明显优于-0.200+0.100 mm和-0.038 mm两个粒级，-0.100+0.038 mm粒级锂辉石可浮性较好。
在强碱性条件下，-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm中间两个粒级锂辉石回收率均达到了最高值，分别为92.3%和86.6%；YOA和Ca2+的混合用药对锂辉石的浮选最有利，其用量分别为YOA=250 mg/L，Ca2+=150 mg/L。
