内蒙古某锂多金属矿石选矿试验研究.pdf

世界有色金属 2018年 4月下158 矿产资源 Mineral resources 锂元素在自然界没有独立矿物， 均以类质同象混入物的 形式存在于云母等硅酸盐矿物中。矿石中产出的具有工业 利用价值的锂矿物，主要有锂辉石、锂云母、铁锂云母、锂 磷铝石和透锂长石。 锂云母又称 “鳞云母” ， 是含钾、 镁、 铁、 锂等元素且具有层状结构的铝硅酸盐矿物，含理论Li2O含 量为1.235.90，常含铷、铯等，呈细鳞片状集合体 [1-2]。 其中锂云母是提取金属锂的重要原料之一， 锂作为一种重要 的能源金属， 广泛应用于玻璃和陶瓷工业、 润滑脂、 新能源 电池等。 内蒙古某锂多金属矿石中最主要的有价元素为Li2O和 Rb2O，其品位分别为1.71和0.46，其它元素均不具有 综合回收利用价值。矿石矿物组成较为简单，主要为锂云 母和石英，其次有黄玉和萤石。此外，有少量的黑云母、金 红石、绿柱石、蒙脱石、高岭石、绿泥石等。锂云母中理论 Li2O品位为3.92， 矿石中的锂主要分布在云母中， 分布率 为92.94，其余部分分布在石英和其他硅酸盐矿物中，分 布率为6.47。 本文主要针对锂云母回收利用展开浮选试验 研究。 1 矿石的化学多元素分析 矿石中最主要的有价元素为Li2O和Rb2O，其品位 为 1.71 和 0.46 ； Cs2O 和 BeO 品 位 分 别 为 0.025 和 0.017，均 低 于 综 合 回 收 标 准 （Cs2O 应 不 低 于 0.050.06， BeO 应 不 低 于 0.040.06） ； Nb2O5和 Ta2O5分别为0.0026和0.00088，亦低于伴生铌钽综合 回收标准 （ （Ta， Nb）2O5应不低于 0.010.015 且 Ta2O5 应不低于0.005） 。另外矿石中主要化学成分为SiO2和 Al2O3，此外有较高的K2O、 CaO、 MgO、 Fe和F，而P和S 含量很低。 根据ICP光谱分析结果对原矿进行了化学多元素 分析， 其结果见表1。 2 矿石的矿物组成及相对含量 肉眼及镜下观察矿石总体呈白色～浅灰白色， 矿石质地 较为坚硬，结构致密，具块状构造，矿石结构有嵌晶结构、 片状结构及鳞片状结构等。经镜下鉴定、 X射线衍射分析、 扫描电镜分析和MLA （矿物参数自动分析系统） 分析综合 研究查明， 矿石中主要矿物为铁锂云母和石英， 其次有黄玉 和萤石。 此外， 有少量的黑云母、 金红石、 绿柱石、 蒙脱石、 高岭石、 绿泥石等。 微量矿物有长石、 白云石、 辉石、 榍石、 磷灰石、 赤铁矿、 黄铁矿、 毒砂、 辉钼矿、 锆石等。 鉴定中查 明， 锂矿物主要为铁锂云母， 铌钽矿物主要为金红石， 铍矿 物主要为绿柱石。 矿石的矿物组成及含量列于表2。 3 选矿试验研究 3.1 选矿工艺流程方案的选择 云母的选矿方法， 一般根据矿石的矿物组成、 赋存状态 和嵌布特征来确定， 利用云母与矿石中其它矿物的物理化学 性质差异， 从而找到一种合适的选矿工艺提纯方法， 浮选法 作为应用最广泛的一种云母选矿方法在云母选矿中占有非 常重要的地位。云母的浮选工艺主要分为酸性阳离子浮选 法、 碱性阴离子浮选法和碱性阴阳离子浮选法三种。 本试验 探索阶段尝试了碱性阴离子浮选法和碱性阴阳离子浮选法， 浮选效果均较差。 因此采用酸性阳离子浮选法回收锂云母， 内蒙古某锂多金属矿石选矿试验研究 李建伟2，张忠伟12，张晓鹏12，程才12，李姗姗12，盖莉莉12 （1 . 金建工程设计有限公司， 山东 烟台 2 6 4 0 0 0 2 . 烟台建龙矿山设备检测有限公司， 山东 烟台 2 6 4 0 0 0 ） 摘 要 内蒙古某锂多金属矿石中矿物组成较为简单， 主要为锂云母和石英， 其次有黄玉和萤石。 矿石中的锂主要分布 在云母中， 分布率为9 2 . 9 4 ， 其余部分分布在石英和其他硅酸盐矿物中， 分布率为6 . 4 7 。 根据该矿石的特性， 并根据 选矿试验结果最终推荐一粗三精一扫第1 段精选尾矿和扫选精矿混合精选工艺流程回收矿石中的锂云母矿物可获得 L i 2O含量分别为3 . 5 1 和2 . 5 6 、 综合回收率为9 4 . 8 5 的锂云母精矿。 关键词 锂云母浮选 ； 酸性阳离子浮选法 ； 椰油胺 中图分类号 T D 9 2 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 8 ） 0 8 - 0 1 5 8 - 3 Research on the mineral processing tests of an Inner Mongolia multi-metal lithium ore LI Jian-wei12， ZHANG Zhong-wei12， ZHANG Xiao-peng12， CHENG Cai12， LI Shan-shan12， GE Li-li12 （1 . G OC OM E n g i n e e r D e s i g n C o . ， L t d . Y a n T a i 2 6 4 0 0 0 2 . Y a n t a i J i a n l o n g mi n i n g e q u i p me n t t e s t C o . ， L t d Y a n T a i 2 6 4 0 0 0 ） Abstract T h e mi n e r a l c o mp o s i t i o n o f t h e mu l t i - me t a l l i t h i u m o r e i s r e l a t i v e l y s i mp l e ， t h e ma i n mi n e r a l s a r e l i t h i o n i t e a n d q u a r t z ， f o l l o w e d b y t o p a z a n d f l u o r i t e . L i t h i u m i n t h e o r e ma i n l y o c c u r s i n mi c a ， w h i c h a c c o u n t s 9 2 . 9 4 o f t h e t o t a l l i t h i u m i n t h e o r e ， t h e r e s t l i t h i u m o c c u r s i n q u a r t z a n d o t h e r s i l i c a t e mi n e r a l s ， a c c o u n t i n g 6 . 4 7 . A c c o r d i n g t o t h e f e a t u r e s o f t h e o r e a n d t h e r e s u l t s o f t h e mi n e r a l p r o c e s s i n g t e s t s ，t h e f i n a l p r o c e s s i s d e t e r mi n e d t o b e o n e - s t a g e r o u g h i n g ，t h r e e - s t a g e c l e a n i n g a n d o n e - s t a g e s c a v e n g i n g o n e - s t a g e c l e a n i n g o f t h e c o mp l e x p r o d u c t o f t h e f i r s t - s t a g e c l e a n i n g t a i l i n g s a n d t h e s c a v e n g i n g c o n c e n t r a t e . F r o m t h i s p r o c e s s ， t h e r e w i l l b e t w o c o n c e n t r a t e p r o d u c t s ， o f w h i c h t h e g r a d e s a r e 3 . 5 1 a n d 2 . 5 6 . T h e c o mp r e h e n s i v e l i t h i u m r e c o v e r y o f t h e t w o p r o d u c t s c a n r e a c h 9 4 . 8 5 . Keywords L i t h i o n i t e f l o t a t i o n ， A c i d c a t i o n i c c o l l e c t o r f l o t a t i o n ， c o c o n u t o i l a mi n e 收稿日期 2 0 1 8 - 0 4 作者简介 李建伟， 生于1 9 8 7 年， 汉族， 山东潍坊人， 硕士研究生， 工程师， 研究方向 矿物加工理论与工艺。 万方数据 2018年 4月下 世界有色金属 159 矿产资源 Mineral resources 表1 矿石化学多元素分析结果 / 组分Li2ORb2OCs2OBeONb2O5Ta2O5TREOTFe 含量1.710.460.0250.0170.00260.000880.0123.21 组分FeOMnSnSiO2TiO2Al2O3CaOMgO 含量3.720.200.0160.520.5017.122.651.94 组分K2ONa2OCPSF烧失 含量5.440.730.0610.0240.0976.332.61 表2 矿石的矿物组成及相对含量/ 矿 物锂云母石 英金红石绿柱石黄 玉萤 石蒙脱石高岭石绿泥石其 他 含 量45.737.40.50.111.33.70.20.11.0 图1 磨矿细度条件试验流程图 表3 磨矿细度条件试验结果 -200目含量 （） 产品产率 （） Li2O品位 （） Li2O回收率 （） 60 精矿26.313.1648.69 扫精11.553.1221.10 尾矿62.140.8330.21 原矿100.001.71100.00 65 精矿27.663.1550.39 扫精13.693.0123.83 尾矿58.650.7625.78 原矿100.001.73100.00 70 精矿29.023.1452.85 扫精14.332.9424.45 尾矿56.660.6922.70 原矿100.001.72100.00 75 精矿29.713.0252.93 扫精18.482.5828.13 尾矿51.810.6218.95 原矿100.001.70100.00 表4 pH值条件试验结果 pH值产品产率 （）Li2O品位 （）Li2O回收率 （） 7 精矿31.612.9153.11 扫精14.672.5721.77 尾矿53.720.8125.12 原矿100.001.73100.00 5 精矿30.272.9752.93 扫精14.242.7723.22 尾矿55.490.7323.85 原矿100.001.70100.00 4 精矿29.023.1452.85 扫精14.332.9424.45 尾矿56.660.6922.70 原矿100.001.72100.00 3 精矿27.963.1551.69 扫精13.662.9523.65 尾矿58.380.7224.67 原矿100.001.70100.00 表5 捕收剂种类条件试验结果 捕收剂种类产品产率 （） Li2O品位 （） Li2O回收率 （） 椰油胺 （300g/ t150g/t） 精矿29.023.1452.85 扫精14.332.9424.45 尾矿56.660.6922.70 原矿100.001.72100.00 十二胺 （300g/ t150g/t） 精矿63.542.2382.23 扫精23.831.1115.35 尾矿12.630.332.42 原矿100.001.72100.00 十八胺 （300g/ t150g/t） 精矿3.702.765.93 扫精3.242.885.42 尾矿93.071.6488.65 原矿100.001.72100.00 并且从磨矿细度、 矿浆pH值、 捕收剂种类以及捕收剂用量 等方面进行了浮选条件试验， 在确定最终浮选条件基础上， 进行综合条件试验。 3.2 锂云母浮选条件试验 3.2.1 锂云母浮选磨矿细度条件试验 试验采用试验室XMB200240型棒磨机进行磨矿， 采用椰油胺作为捕收剂，盐酸作为pH调整剂调整pH为4 的条件下进行了磨矿细度条件试验。 试验工艺流程图及试验 结果如图1和表3所示。 从试验结果可以看出， 随着磨矿细度的增加， 浮选获得 的精矿产品中Li2O的品位呈现先升高后降低的趋势，而回 收率呈逐渐升高趋势， 当磨矿细度为-200目占70时， 指 标最佳。 3.2.2 锂云母浮选pH值条件试验 矿浆pH值是影响云母浮选的重要因素， 云母和长石及 石英浮选受pH值影响较大， pH值过低会降低云母精矿回 收率， 而过高的pH值会使云母精矿品位降低而影响分离效 果 [3-4]。试验采用椰油胺作为捕收剂，盐酸作为pH调整剂 万方数据 世界有色金属 2018年 4月下160 矿产资源 Mineral resources 表6 捕收剂用量条件试验结果 捕收剂用量 （g/t） 产品产率 （） Li2O品位 （） Li2O回收率 （） 300150 精矿29.023.1452.85 扫精14.332.9424.45 尾矿56.660.6922.70 原矿100.001.72100.00 400200 精矿38.803.0467.99 扫精26.891.9029.36 尾矿34.300.132.65 原矿100.001.74100.00 500250 精矿44.173.0178.13 扫精30.131.1720.66 尾矿25.700.081.21 原矿100.001.70100.00 600300 精矿52.382.7986.13 扫精33.570.6813.45 尾矿14.050.050.41 原矿1001.70100.00 图5 推荐的工艺流程图 表7 推荐工艺流程指标表 产品产率 Li2O品位 （） Rb2O品 位 （） Li2O回收 率 （） Rb2O回 收率 （） 精矿119.28 3.51 0.92 39.17 36.21 精矿237.57 2.56 0.74 55.68 56.75 尾矿43.15 0.21 0.08 5.15 7.04 原矿100.00 1.73 0.49 100.00 100.00 的条件下进行了pH值浮选条件试验。 试验工艺流程图及试 验结果如图2和表4所示。 试验结果表明，随着pH值的降低，浮选精矿品位有升 高的趋势，而回收率略有下降，当pH值达到4时，选矿指 标较好。 3.2.3 锂云母浮选捕收剂种类条件试验 试验采用盐酸作为pH值调整剂调整pH值为4的条件 下进行了捕收剂种类浮选条件试验。 试验工艺流程图及试验 结果如图3和表5所示。 从试验结果可以看出椰油胺对锂云母选择性优于十二 胺和十八胺， 且具有一定的捕收能力， 综合来看， 椰油胺获 得的选矿指标最佳， 因此在后续试验中采用椰油胺作为捕收 剂。 3.2.4 锂云母浮选捕收剂用量条件试验 试验采用椰油胺作为捕收剂， 盐酸作为pH值调整剂调 整pH值为4的条件下进行了捕收剂用量条件试验。 试验工 艺流程图及试验结果如图4和表6所示。 从试验结果可以看出， 随着捕收剂用量的增加， 锂云母 精矿的品位逐渐降低， 而回收率逐渐升高， 当捕收剂用量为 500g/t时， 选矿指标较好， 因此在后续试验采用的捕收剂用 量为500g/t。 3.3 综合条件闭路试验 据选矿试验结果最终推荐酸性阳离子浮选工艺方案， 工 艺流程指标见表5-1 ；最终工艺流程及数质量流程分别见 图5和表7。 4 结论 （1） 工艺矿物学研究表明， 矿石中最主要的有价元素为 Li2O和Rb2O，其品位为1.71和0.46 ； Cs2O和BeO品 位分别为0.025和0.017， 均低于综合回收标准。 矿石质 地较为坚硬，结构致密，具块状构造，嵌晶结构、片状结构 及鳞片状结构等。 主要矿物为铁锂云母和石英， 其次有黄玉 和萤石， 此外还含有少量金红石、 绿柱石、 蒙脱石、 高岭石、 绿泥石等。 （2） 根据该矿石的特性，并根据选矿试验结果最终推 荐一粗三精一扫第1段精选尾矿和扫选精矿混合精选工 艺流程，最终实验室获得的试验指标如下 锂铷精矿 1 Li2O 品 位 3.51，回 收 率 39.17 ； Rb2O 品 位 0.92， 回收率 36.21 ；锂铷精矿 2 Li2O 品位 2.56，回收率 55.68 ； Rb2O品位0.74，回收率56.75 ；综合回收率 为94.85。 （3） 铷主要赋存在载体矿物锂云母中，锂云母中Rb2O 的平均含量为0.81， 分布率达84.78。 通过选别铁锂云母 可使铷大部分富集在铁锂云母精矿中。 （4） 绿柱石含量很低， 零星分布， 与铁锂云母、 石英、 萤 石嵌布均十分紧密。由于矿石中BeO含量很低，且绿柱石 含量很少，没有实际选别意义。钽铌主要分散在铌钽金红 石中，而金红石矿物中Nb2O5和Ta2O5含量仅为0.84和 0.28左右， 因此理论上不能获得较高品位的精矿。 加之金 红石粒度十分微细， 与云母、 石英等矿物嵌布紧密， 难以解 离和富集， 因此没有实际选别意义。 [1] 朱文龙， 黄万抚. 国内外锂矿物资源概况及其选矿工艺综述[J]. 现代矿 业， 2010 （7） 1-4. 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