某低品位锂辉石矿石浮选试验研究.pdf

6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 l - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 6 ．0 1 2 某低品位锂辉石矿石浮选试验研究 钱志博，周少珍 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 1 6 0 摘要某低品位锂辉石矿石含I 。i 仅约为o ．9 7 ％，远低于当前工业生产中锂辉石选矿原矿的平均品位，且该矿石中 矿物组成复杂，含锂矿物较多，嵌布关系密切，代换作用强烈，作为主要回收矿物的锂辉石中I 血0 含量最高仅为5 ．8 2 ％，以上 都成为了高效利用该低品位锂辉石矿石的制约因素。为了解决上述问题，同时为处理低品位锂辉石矿石提供可能的技术参 考，针对该矿石开展了详细试验研究。采用新型、高效、选择性好的含锂矿物捕收剂B K 3 1 7 和活化剂T C ，在磨矿细度一7 4 肚m 占7 5 ％的情况下。经一次粗选三次精选一次扫选、中矿顺序返回闭路流程，最终获得含l 。i 2 4 ．4 6 ％、回收率8 0 ．4 0 ％的锂辉石 精矿。 关键词低品位；锂辉石；浮选；活化剂 中图分类号T D 9 5 5 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号16 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 6 一0 0 6 2 一0 7 R e s e a r c ho nt h eF l o t a t i o no faL o wG r a d eS p o d u m e n eO r e Q l A NZ h 面o ，Z H O US h n o z h c n 5 f 口￡已K P yL n 6 0 ，．以f o ，．yD 厂M i 行P ，．n ZP ，| f J f F s s i ”gS ’妇抑[ ’P 口押dT P f 行o 』o g y ，B 氓J M M 丁g f J f 2 行o Z o g yG r o “p ， B P 巧i ”gj 0 D j 6 0 ，C 锄口 A b s t r a c t T h ec o n t e n to fI ，i 2 i nal o wg r a d es p o d u m e n eo r ei so n l ya b o u t0 ．97 ％，w h i c hi sf a rl o w e r t h a nt h ea v e r a g eg r a d eo ft h es p o d u m e n ef e e do r ei nt h ec u r r e n ti n d u s t r i a l p r o d u c t i o n ． T h em i n e r a l c o m p o s ㈧o no ft h eo r ei sc o m p l e x ， w i t hm o r el i t h i u m c o n t a i n i n gm i n e r a l sa n dc l o s e l yr e l a t e di n l a y ．T h e c o n v e r s i o ne f f e c ti ss t r o n g ，a n dt h eh i g h e s tI 。i 2 c o n t e n ti ns p o d u m e n ew h i c hi st h em a i nr e c y c l e dm i n e r a li s o n l y5 ．8 2 ％． A l lt h ea b o v ea r el i m i t i n gf a c t o r sf o rt h ee f f i c i e n tu s eo ft h el o w g r a d es p o d u m e n eo r e ．I n o r d e rt os o l v et h ea b o v ep r o b l e m sa n dp r o v i d eap o s s i b l et e c h n i c a lr e f e r e n c ef o rt h et r e a t m e n to fl o w g r a d e s p 。d u m e n eo r e ，t h i sp a p e rc a r r i e do u td e t a i l e de x p e r i m e n t a lr e s e a r c h ， u s i n gan e w ，e f f i c i e n ta n ds e l e c t i V e l i t h i u m c o n t a i n i n gm i n e r a lc o l l e c t o rB K 3 17a n da c t i v a t o rT C ．I nt h ec a s eo fg r i n d i n gf i n e n e s s一7 4 肛m a c c o u n t i n gf o r7 5 ％，a f t e r1r o u g h i n g ，3c l e a n i n g sa n d1s c a V e n g i n g ，t h em i d d l e sr e t u r nt ot h ec l o s e dc i r c u i t p r o c e s ss e q u e n t i a l l y ，f i n a l l yo b t a i n i n gas p o d u m e n ec o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gI 。i 2O4 ．4 6 ％a n dar e c o V e r yr a t e o f8 0 ．4 0 ％． K e yw o r d s l o wg r a d e ；s p o d u m e n e ；f l o a t i o n ；a c t i V a t o r 进入2 1 世纪，锂元素以其独特的物理化学性质 广泛应用于原子能、航空航天、陶瓷、玻璃以及医疗 制药等领域，它的提取和利用逐渐成为国际社会日 益关注和研究的热点u 一。随着对锂需求量的不断 增加，我国近些年来也愈发重视锂资源市场。然而， 我国的锂矿资源绝大部分赋存于利用难度极大、尚 未形成工业化生产的卤水盐湖中o 。⋯，因此，开发利 用好锂辉石矿物是目前满足锂需求的最为现实的途 径，尤其是对低品位锂辉石矿石的回收利用在短期 内更具有现实意义。 当前，对锂辉石的选别工艺仍是以浮选法为主， 包括正浮选和反浮选。2 0 世纪5 0 年代常采用反浮 选，但反浮选采用的药剂 如氢氟酸 对环境有污染， 同时锂辉石的回收率低于正浮选 如美国金丝山生 产指标 。目前锂辉石选矿厂均采用正浮选流程，包 括脱泥一浮选和碱法不脱泥浮选，同时后者因流程 收稿日期2 0 190 4 2 0修回日期2 0 1 9 1 01 l 作者简介钱志博 】9 9 1 一 ，男，河北丰润人．硕士，助理_ 丁程师，从事矿物加丁药剂与T 艺研究。 万方数据 2 0 1 9 年第6 期钱志博等某低品位锂辉石矿石浮选试验研究 6 3 简单、工艺成熟而应用广泛[ 8 。10 。。 近些年来，国内外选矿研究人员对锂辉石浮选 的药剂制度有较全面的研究，常采用N a 。C 0 。和 N a O H 作为调整剂调节矿浆，以脂肪酸或皂类药剂 作为捕收剂进行选别[ 1 卜] 。但由于此类捕收剂捕收 性强而选择性弱，加之锂辉石选矿实践中存在细粒 易泥化的问题，经常加入一些矿泥分散剂或者引入 一些金属离子作为调整剂以增强选择性[ 1 } ] ，提高 精矿品位和回收率。 本文针对该低品位复杂锂辉石矿石，在传统药 剂制度的基础上，介绍一种新型、高效、选择性好的 表1 T a b l e1 含锂矿物捕收剂B K 3 1 7 改性脂肪酸类混合药剂 和 活化剂T C 大分子有机物 ，以提高锂精矿的质量， 结果表明达到了预期效果。 1 原矿性质 为了了解和预估选矿产品所能达到的指标，需 要对原矿性质有尽可能详细的把握。对该低品位锂 辉石矿石，本文进行了化学成分分析 见表1 、I C P 分析 见表2 以及矿物组成及含量测定 见表3 ，特 别对锂元素在各重要类别矿物中的分配进行了详实 地计算 见表4 。 矿石的主要化学成分分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fm a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o no ft h eo r e 注“其它”包括绿帘石、钽铌矿物、金红石、榍石、锆英石、磷灰石、锡石等。 表4锂元素在不同矿物中的赋存含量 T a b l e4 T h ec o n t e n to fl i t h i u mi n d i f f e r e n tm i n e r a l so ft h eo r e 从表1 ～4 中可以看出，本矿石的主要矿物为石 英、长石、锂辉石、云母类矿物，另见少量电气石、锰 红磷铁矿、绿帘石和很少量的钽铌矿物、金红石、榍 石、锆英石、磷灰石等；主要回收对象锂辉石及含锂 云母占量约2 0 ％，而石英、长石两种矿物占脉石总量 的9 5 ％以上。 锂辉石是矿石中锂的最主要载体，分布在云母 类矿物中的I ，i 0 很有限；由于云母类矿物含I 。i z 0 不高，所以其进入精矿将明显降低L i 0 品位而对回 收率的影响相对有限；若将所有锂辉石及云母类矿 物回收，最高回收率为8 7 ％左右，精矿品位约 4 ．6 ％；若只考虑追求高品位，则只能单独选出锂辉 石，精矿最高品位5 ．6 8 ％，最高回收率为8 2 ．9 4 ％； 综合脉石含L i 。0o ．1 5 ％，该数据可视为尾矿品位的 下限。由于分选存在效率的问题，故上述数据都不 可能完全达到。以上数据对于后续的试验指标起到 了一定标杆的作用。 2试验结果与讨论 本次试验矿样含L i 。O 约O ．9 7 ％，锂品位较低， 适合采用正浮选。对矿石进行了直接浮选选锂和磁 选脱磁性矿物一浮选选锂的试验流程对比，结果表 明，后者效果更好。以下试验给矿均为原矿脱除磁 性物质的尾矿。 2 ．1 预选探索试验 预选试验采用锂辉石碱法不脱泥正浮选简化工 艺[ 16 。。8 ] 。磨细矿石 一7 4 弘m 占8 0 ％ 在N a O H 和 N a 。C 0 。形成的碱性介质中，高浓度、强搅拌后，添加 万方数据 6 4 有色全属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 皂类捕收剂，经一次粗选两次精选一次扫选流程直 接浮选锂辉石，结果见表5 。 表5预选探索试验结果 T a b l e5R e s u l t so fp r e s e l e c t i o ne x p l o r a t i o nt e s t 从表5 结果看，两次精选后锂精矿品位较低，同 时尾矿中损失的I 。i 。0 达o ．3 7 ％，试验结果不理想。 通过对锂精矿、锂尾矿的工艺矿物学检查发现，锂精 矿中混有长石、石英等脉石矿物，同时还有一定量的 呈絮团状的矿泥；尾矿中可见较粗粒级的单体锂辉 石，说明氧化石蜡皂对矿石中的锂矿物捕收能力有 限。为了加强对锂辉石的选择性捕收、降低尾矿中 的锂含量，以下试验拟采用其他捕收剂。 2 ．2 可浮性试验 试验矿石中的目的矿物及其它相关矿物的可浮 性是影响目的矿物浮选的重要因素，为了解含锂矿 物的可浮性进行了矿物浮选动力学试验，采用油酸 替代氧化石蜡皂作为捕收剂，试验结果见表6 。 表6矿物浮选动力学试验结果 T a b l e6R e s u l t so fn l i n e r a lf l o t a t i o nk i n e t i c st e s t ／％ 由表6 可以看出，锂精矿1 和锂精矿2 的I 也O 品位较高，分别为3 ．2 0 ％和2 ．7 5 ％，约6 6 ％的锂矿 物在前4m i n 上浮，但还有2 9 ．3 0 ％的锂矿物损失在 尾矿中，说明这部分锂矿物较难浮，今后试验需强化 对其浮选。 2 ．3 磨矿细度试验 磨矿环节主要需要解决锂辉石在矿石中的解离 问题，只有使其达到较好的解离才能保证它有最大 的回收率。试验过程中，采用N a H 和N a 2 C O 。调 节矿浆为碱性，加入2 0 0g ／t 矿泥分散剂，采用油酸 作为捕收剂，用量为15 0 0g ／t ，经一次浮选，精矿的 L i 0 品位和回收率走势如图1 所示。 零 魁 Ⅱ基 o ．■ 一 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 由图1 磨矿细度试验结果可知，随着磨矿细度 一7 4 弘m 含量 的增加，浮选精矿中I 。i O 品位先增 加后降低，L i 。0 回收率逐渐升高。综合考虑L i 。O 的品位和回收率以及磨矿成本等因素，当磨矿细度 为7 5 ％时，锂辉石精矿的浮选指标较好。 2 ．4 捕收剂种类及用量试验 2 ．4 ．1 捕收剂种类试验 从该矿石的工艺矿物学分析可知，含锂矿物除 大部分是锂辉石之外，还有含锂白云母、锂电气石和 磷锂铝石等。为了有效地回收这些含锂矿物，考虑 含有多种有效药剂成分的集合体作为该矿石的捕收 剂。试验在磨矿细度为一7 4 且m 占7 5 ％，矿泥分散 剂2 0 0g ／t 的条件下，分别做6 种备选捕收剂的浮选 试验，试验结果见图2 。 莲 趔 咯 q j 2 ．5 2 ．O I ．0 0 ．5 0 ．0 8 0 7 0 6 0 蔷 擎 5 0 兽 4 0 3 0 捕收剂名称 图2 捕收剂种类试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fc o l l e c t o rt y p et e s t 从图2 可以看出，B K 3 1 7 对锂矿物的捕收性和 选择性均优于其它药剂。 万方数据 2 0 1 9 年第6 期钱志博等某低品位锂辉石矿石浮选试验研究 6 5 2 ．4 ．2B K 3 1 7 用量试验 为确定B K 3 1 7 的最佳用量，进行了B K 3 1 7 的用 量试验，试验流程与捕收剂种类试验相同，试验结果 如图3 所示。 I0 0 0I2 0 0I4 0 0I6 0 0l8 0 0 2 0 0 0 22 0 0 2 4 0 0 2 6 0 0 28 0 0 B K 3 1 7 用量， g ∽ 图3B K 3 1 7 用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fB K 317d o s a g et e s t 从图3 的结果可知，随着B K 3 1 7 用量的增加， 锂精矿中L i 。0 回收率逐渐增加，尾矿中的L i 。0 品 位逐渐降低，最低降至o ．2 8 ％，此时锂精矿L i 。0 品 位为2 ．3 0 ％，回收率为8 0 ．0 5 ％。．因此，B K 3 1 7 的用 量选26 0 0g ／t 为好。 2 ．5 调整剂种类及用量试验 2 ．5 ．1 调整剂种类试验 从前面试验结果的分析来看，当尾矿产率为 7 0 ％左右时，还有约2 0 ％的锂损失在尾矿中。为了 活化这一部分锂矿物，本研究进行了调整剂种类试 验。试验过程中采用N a H 和N a C 。调节矿浆为 碱性，加入2 0 0g ／t 矿泥分散剂，随后添加不同种类 的调整剂，之后添加B K 3 1 7 作为捕收剂，用量为 15 0 0g ／t ，经一次浮选，精矿的L i 。O 品位和回收率 走势如图4 所示。 从调整剂种类试验结果可知，较未加调整剂而 言，T C 、P b N 。 。均能很好地活化锂矿物，但 P b N 0 。 。也使部分脉石受到活化。经T C 活化后 锂辉石粗选尾矿I 屯 品位降低至0 ．1 8 ％。因此， T C 是锂辉石浮选有效的活化剂。 2 ．5 ．2T C 用量试验 鉴于T C 有良好的辅助分选效果，在上述最佳 条件下开展了T C 用量试验研究，结果如图5 所示。 邃 趔 Ⅱ暑 q j 图4 调整剂种类试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fa d ju s t e r t y p et e s t T c 用量， g t 一 图5T C 用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fT Cd o s a g et e s t 从图5 可知，T C 用量为10 0 0g ／t 时为宜。 对I 。i 。 品位为O ．1 5 ％、0 1 6 ％的尾矿产品检查 结果表明，样品中可见少量细鳞片状云母类矿物 连 生体为主 ，偶见个别锂辉石单体，其余为石英及长 石类矿物。考虑综合脉石分析含I 。i 。 品位为 o ．1 4 ％，所以继续降低l 。i 。 含量的潜力已很小。 2 ．6 锂辉石开路试验 为考察锂辉石浮选条件是否合理，进行了锂辉 石浮选开路试验。试验流程及试验条件见图6 ，试验 结果列于表7 。 由表7 可以看出，锂辉石浮选开路试验结果有 一定的规律，说明锂辉石浮选条件原则上符合试验 矿石性质。但该矿样锂精矿品位较难提高，经过四 次精选锂精矿L i 。0 品位仅为5 ．2 5 ％，回收率只有 2 7 ．5 0 ％；尾矿锂品位也较难降低，经过一次扫选 I 。i 。O 品位仍有0 ．1 6 ％，尾矿中的损失率还 有1 0 ．5 7 ％。 万方数据 6 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 药剂用量单位∥t ； 搅拌、浮选时间单位m i n ，下同 给矿 N a 0 H8 0 0 ，N a 2 C 0 34 0 0 一7 4 斗m 占7 5 ％ ＼／ 2 0 I N a 2 c 0 1 10 0 0 3 l I T C10 0 0 6 I | T C2 0 0 5 | N a 2 c o ，3 0 0 3 | B K 3 1 75 0 0 锂精l 选I 3 | T C1 0 0 锂精I 选m 锂精矿 中矿2 中矿3 I 中矿5 锂尾矿 中矿4 中矿l 图6锂辉石浮选开路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fo p e n e d c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t 表7锂辉石浮选开路试验结果 T a b l e7R e s u l t so fo p e n e d c i r c u i tt e s t 对精矿及各中矿进行了产品检查，其结果表明 精矿中锂辉石矿物比中矿1 多，锂云母矿物在精矿 中比在中矿1 中明显减少，说明精矿I ．i 。O 品位的大 幅提高将不利于锂云母类矿物的回收。结合之前对 该矿物的研究结果，锂精矿的最佳品位为4 ．6 ％，闭 路试验时为了同时有利于锂辉石与锂云母的回收将 锂辉石精矿L i O 品位控制在4 ．2 ％～4 ．5 ％。 2 ．7 锂辉石闭路试验 在锂辉石条件试验、开路试验的基础上，进行锂 辉石浮选闭路试验。锂辉石闭路试验流程见图7 ，试 验结果见表8 ，数质量流程见图8 。 表8锂辉石浮选闭路试验结果 T a b l e8R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t 由于锂辉石精矿L i 。O 品位不到5 ％，为得到一个 较高品位的锂辉石精矿，按照图7 试验流程对锂辉石 精矿增加一次脱药反浮选，获得试验指标见表9 。 由表9 结果可见，对锂辉石精矿进行反浮选可 以得到较高质量的锂精矿和锂中矿，但锂辉石回收 率有一定程度降低。 3结论 1 该低品位锂辉石矿石含L i O 仅约为0 ．9 7 ％， 远远低于当前工业生产中锂辉石选矿原矿的平均品 位，且该矿石中矿物组成复杂，含锂矿物较多，嵌布 关系密切，代换作用强烈，作为主要回收矿物的锂辉 石I 。i O 含量最高仅为5 ．8 2 ％，以上都将限制该低品 啪瑚D ” 球b Ⅱ N B 篷黧锂 万方数据 2 0 1 9 年第6 期钱志博等某低品位锂辉石矿石浮选试验研究 6 7 位锂辉石矿石的高效利用，该矿石属于复杂难选锂辉石矿石。 给矿 锂精矿 图7 锂辉石浮选闭路试验流程 F i g ．7 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tf l o t a t i 。nt e s t 给矿 锂精矿 图8 锂辉石浮选闭路试验数质量流程 F i g ．8Q u a l i t yp r o c e s so fc l o s e d c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t 万方数据 6 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 表9锂辉石精矿反浮选试验结果 T a b l e9R e s u l t so fr e v e r s e f l o t a t i o n t e s to ns p o d u m e n ec o n c e n t r a t e 2 采用药剂T C 能够有效促进含锂矿物与脉石 矿物的分离，说明其在一定条件下可以作为含锂矿 物活化剂进行添加；B K 3 1 7 具有捕收能力强、选择性 好的优点，加快有用矿物浮游速度，能够使泡沫层稳 定、黏度适中，减少脉石矿物的夹杂。 3 采用新型、高效、选择性好的含锂矿物捕收剂 B K 3 1 7 和活化剂T C ，在磨矿细度一7 4 肚m 占7 5 ％ 的情况下，经一次粗选三次精选一次扫选、中矿顺序 返回闭路流程，最终可获得含I 。i O4 ．4 6 ％，回收率 8 0 ．4 0 ％的锂辉石精矿。对该锂辉石精矿进行一次 反浮选，能够获得含I 。i 2 5 ．2 2 ％，回收率6 1 ．0 4 ％的 锂辉石精矿。 参考文献 [ 1 ] 朱加乾，黄丽亚，陈波．澳洲某锂辉石选矿试验研究及生 产实践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ．2 0 1 8 6 5 3 5 6 ，8 1 ． [ 2 ] 张垒，王毓华，于福顺，等．四川某低品位难选锂辉石矿选 矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 6 5 0 一5 3 ． [ 3 ] 朱一民，谢瑞琦，张猛．锂辉石浮选捕收剂及调整剂研究 综述[ J ] ．金属矿山．2 0 1 9 2 152 1 ． [ 4 ] 冯木，孙伟，刘若华，等．组合捕收剂在锂辉石浮选中协同 作用的研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 2 9 6 1 0 0 ． [ 5 ] 刘若华，孙伟．冯木，等．新型捕收剂浮选锂辉石的作用机 理研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 8 2 8 79 0 ，9 8 ． [ 6 ] 程仁举，李成秀，刘星，等．川西某低品位锂辉石矿分选试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 5 4 2 4 5 ，5 0 ． [ 7 ] 雪晶，胡山鹰．我国锂T 业现状及前景分析[ J ] ．化工进 展．2 0 1 1 4 7 8 2 7 8 7 ． [ 8 ] Z E N GX ．I ．1J ．I m p l i c a t i o n sf o rt h ec a r r y i n gc a p a c i t yo f l i t h i u mr e s e r v ei nC h i n a [ J ] ．R e s o u r c e sC o n s e r v a t i o n8 ‘ R e c y c l c i n g 。2 0 1 3 4 5 8 6 3 ． [ 9 ] w A N GYH ．E f f e c t so fm e t a l l i c i o n so nt h ef l o t a t i o no f s p o d u m e n ea n db e r y l [ J ] ．J 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