某含铁锂辉石选矿工艺研究

SCI论文（www.lunwensci.com）

　　摘要：锂具有金属活动性强、导电率高等独特的理化性质，与其他碱性元素相比，具有质量轻、熔点高、硬度大等特点。近年来随着锂电池的普及，锂及其化合物在工业中的应用推广，导致锂矿产资源的开发程度不断加大。部分锂辉石矿床中含磁性铁锂云母或含铁的其他杂质，影响选矿工艺过程及精矿质量。某锂辉石含铁较高，TFe的含量是13.59%，为阳起石，对锂辉石的精矿品位有较大影响，可采用弱磁选除铁，增加入浮原矿品位，原矿经一段弱磁除铁后，再用“脱云母—一粗两扫三精”的浮锂流程开路试验可获得锂辉石精矿Li2O品位为5.3%，回收率为61.79%。

　　关键词：锂辉石；弱磁除铁；选矿工艺

　　当前，新能源技术不断革新，特别是以锂电池为代表的能源飞速发展，锂能源需求迅猛递增，金属锂的需求预计以每年30%甚至更高的速度飞速增长，其供不应求的局面必然导致生产规模的不断扩大，锂矿石及锂盐面临着良好的市场机遇［1-2］。

　　1矿样、仪器及实验研究方法

　　1.1矿样及制备

　　试验样品取自某黔西南锂辉石矿，由矿方负责采取。矿样严格按照图1所示流程进行破碎、混匀、缩分，分别获得分析样和试验样，并留有副样［3］。

　　1.2锂辉石化学成分分析

　　试样的多元素分析结果见表1。

　　由表1可知，矿样中铁含量较高的元素为TFe含量13.59%，Li2O含量1.48%，Si含量64%等，TFe的含量较高，可考虑用磁选法预先除铁。

　　2浮选条件试验

　　从上述锂辉石原矿组成矿物的多元素分析得出该物料中的含铁矿物较高，因此在该研究中对含铁矿物做了不同磁场强度分选铁矿物试验，降低含铁矿物对浮选富集锂辉石的影响。

　　该研究的目的是通过探索试验得到合适该矿石的选矿工艺流程，优化浮选操作的药剂制度。按照浮选的顺序先确定上步工序的浮选条件，再以上步确定的条件为固定条件进行下步浮选的条件优化，以期使锂辉石达到最优选矿效率。

　　2.1一段弱磁除铁预富集实验

　　原矿磨矿至-1mm（-0.074mm全部约占70%），在的0.05T~0.08T磁场下进行一次粗选的磁选试验，扫选中矿并入磁性产品，分别得到磁性产品（铁精矿）和非磁性产品（尾矿），试验流程见图2、试验结果见图3。

　　弱磁试验结果表明，在粗磨条件下，磁性产品总回收率为11.21%，非磁性产品的回收率为88.79%。一方面说明弱磁选可以较好地降低浮选前矿样铁含量，另一方面又可将和富集到锂辉石品位，为后续的浮选锂辉石创造了有利条件［4］。

　　综上所述，对比浮选前不加一段弱磁除铁的方法，一段弱磁磁选法，能够在保证锂辉石矿物较好回收的前提下，又有利于除掉部分含铁矿物，有利于后续浮选效率及精矿品位的提高，因此选择一段弱磁-浮选的实验流程；仍约有88%的铁质矿物进入非磁性产品中，由于含铁矿物主要分布在阳起石中，阳起石是弱磁性矿物，一段弱磁不能较完全地除掉铁矿物。阳起石可浮性与锂辉石相近，因此在后续锂辉石的选矿试验中要尽可能地排除铁质矿物对锂辉石精矿产品的影响，达到较高的经济效益。

　　2.2磨矿细度实验

　　工艺矿物学研究表明，矿石在磨矿细度-0.074mm占70%的条件下也具有98%以上的单体解离度，但锂辉石的嵌布粒度较细，在磨矿细度达到-0.074mm占80%的条件下，单体解离度才超过90%，加之比重较大，更需在较细的磨矿细度下磨浮选，鉴于两种矿物的嵌布粒度差异较大，因此首先进行磨矿细度试验。试验流程见图4，试验结果见图5。

　　图5试验结果说明，随着磨矿细度增加，锂辉石的回收率都得到提高，但在细度达到-0.074mm占85%后，锂辉石的回收率能达到73.77%，因此细度为-0.074mm占85%左右即可，考虑磨矿成本等方面的因素，故采用-0.074mm占85%的细度。

　　2.3 Na2CO3用量实验

　　选条件试验均采用单因素法，即每次试验只变动一个因素，其他因素暂且固定在某一适宜水平，以便找到变动因素的最佳水平后再固定，再依此考察其他因素，在浮选条件试验确定各阶段的最佳条件后，再进行开路及闭路试验［5］。

　　碳酸钠是选矿常用的矿浆调整剂，具有调节矿浆，分散矿浆，降低矿浆中钙、镁离子含量，清洗矿物表面等多重作用，因此需进行碳酸钠用量试验。试验流程见图4，试验结果见图6。综合考虑锂精矿的品位与回收率，碳酸钠用量为1000g/t能取得良好的经济指标。

　　2.4 NaOH用量实验

　　NaOH也是选矿常用的矿浆调整剂，它可以辅助碳酸钠对矿物表面进行作用，提高精矿品位，因此需进行NaOH用量试验。试验流程见图4，试验结果见图7。试验结果表明，添加适当的NaOH可以有效地改善锂精矿的品位及回收率，适宜的NaOH用量为200g/t。

　　2.5预浮选工艺流程实验

　　矿物含云母与绿泥石易泥化，考虑浮选前加入预先浮云母或脱泥流程。试验流程见图8，试验结果见表2。

　　对比以上流程，可以发现在脱云母-浮锂的条件下，锂精矿的回收率为63.89%，对比预先脱泥与预先脱泥-云母结合的情况，回收率增加4%左右，品位相差不大，综合考虑采用脱云母—浮锂的工艺流程。

　　2.6捕收剂选型实验

　　锂辉石浮选常采用脂肪酸类、烷基磺酸类或螯合类捕收剂。以下采用药剂均为改性脂肪酸类捕收剂，分别对其进行试验研究，试验流程见图8，试验结果见图9。

　　对比以上捕收剂，可发现在用量相同的条件下，捕收能力的顺序依次为T＞10#+6#＞10#＞OZ+YBZ，相对来说，OZ+YBZ的捕收效果比较T捕收性和选择性要差一些，综合考虑粗精矿品位和回收率，选择T作捕收剂。

　　2.7捕收剂用量实验

　　捕收剂选型试验结果采用T作为捕收剂对该锂辉石的浮锂指标较好，捕收剂的用量对整个工艺的经济成本及经济效益影响较大，因此捕收剂的用量试验尤为重要。对它的用量进行试验研究。试验流程见图8，试验结果见图10。

　　2.8调整剂Fc用量实验

　　由于浮选给矿中含有大量的石英、长石，等脉石矿物，此外还存在具有活化脉石作用的等难免离子，因此有效抑制脉石矿物，是提高锂精矿品位的关键，更是高效获得精矿产品的前提，故进行调整剂Fc用量试验，试验流程见图8，试验结果见图11。

　　以上实验数据，可以发现在用量200g/t的条件下，能选择性抑制脉石矿物，提高粗精矿品位。继续增加调整剂Fc的用量，对精矿的品位及回收率的影响较小，故选择调整剂Fc，用量为200g/t。

　　2.9开路试验

　　在上述条件试验的基础上，进行锂辉石浮选开路流程试验，试验流程和药剂制度见图12，结果见表3。

　　Na2CO3+NaOH为pH调整剂与分散剂，T捕收剂浮选锂辉石，Fc作调整剂，原矿经一段弱磁除铁后，再用“脱云母—一粗两扫三精”的浮锂流程开路试验可获得锂辉石精矿Li2O品位为5.3%，回收率为61.79%。铁精矿与云母中损失锂不多，分别1.4%和3.8%，进一步说明增加入浮原矿预除铁与脱云母有利于提高后续浮锂的回收锂元素效率。

　　3实验结论

　　（1）某锂辉石含铁较高，为阳起石，对锂辉石的精矿品位有较大影响，可采用弱磁选除铁，增加入浮原矿品位。

　　（2）某锂辉含云母且易泥化，采用预先脱云母-浮锂的工艺流程可提高精矿品位，增加回收率，入浮原矿预除铁与脱云母有利于提高后续浮锂的效率。

　　（3）原矿经一段弱磁除铁后，再用“脱云母—一粗两扫三精”的浮锂流程开路试验可获得锂辉石精矿Li2O品位为5.3%，回收率为61.79%。铁精矿与云母中损失锂不多，分别1.4%和3.8%。

　　参考文献

　　［1］饶魁元，李承栋.地拉秋锂辉伟晶岩空间产出特征及剥蚀深度研究［J］.四川有色金属，2016（2）：51-54.

　　［2］马哲，李建武.中国锂资源供应体系研究：现状、问题与建议［J］.中国矿业，2018，27（10）：1-7.

　　［3］程仁举，李成秀，刘星，等.四川某锂多金属矿石选矿试验［J］.金属矿山，2017（9）：111-114.

　　［4］刘人辅.从低铁锂辉石的应用现状谈四川锂工业的发展［J］.矿产综合利用，1989（4）：22-27.

　　［5］李沛伦.稀土矿中伴生萤石和重晶石的综合回收试验研究及机理初探［D］.昆明：昆明理工大学，2014.

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