萤石浮选尾矿中锂的分选工艺研究.pdf

萤石浮选尾矿中锂的分选工艺研究 ① 杨尚坤１， 阳天鸣１， 阳子贵１， 田学达２ （１．郴州市中贵科技有限公司，湖南 郴州 ４２４２００； ２．湘潭大学 环境与资源学院，湖南 湘潭 ４１１１０５） 摘 要 对某萤石浮选尾矿中的锂进行了综合回收利用试验研究。 对该矿样进行重选脱泥后，以十二胺为捕收剂、六偏磷酸钠为 抑制剂进行浮选，经一次粗选、二次精选和二次扫选，可获得 Ｌｉ２Ｏ 品位 ３．８９％、回收率 ５６．６９％（作业回收率 ６７．８９％）的锂精矿。 关键词 锂； 萤石尾矿； 重选； 浮选 中图分类号 ＴＤ９８２文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０５．０１４ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０５－００５８－０３ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｒｏｍ Ｆｌｕｏｒｉｔｅ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｔａｉｌｉｎｇｓ ＹＡＮＧ Ｓｈａｎｇ⁃ｋｕｎ１， ＹＡＮＧ Ｔｉａｎ⁃ｍｉｎｇ１， ＹＡＮＧ Ｚｉ⁃ｇｕｉ１， ＴＩＡＮ Ｘｕｅ⁃ｄａ２ （１．Ｃｈｅｎｚｈｏｕ Ｚｈｏｎｇｇｕｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｃｈｅｎｚｈｏｕ ４２４２００， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｘｉａｎｇｔａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１１０５， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｉｔｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ． Ａｆｔｅｒ ａ ｇｒａｖｉｔｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｏｒ ｄｅｓｌｉｍｉｎｇ， ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｗｉｔｈ ｄｏｄｅｃｙｌａｍｉｎｅ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｈｅｘａｍｅｔａｐｈｏｓｐｈａｔｅ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ． Ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ａ ｃｌｏｓｅｄ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ｏｎｅ ｒｏｕｇｈｉｎｇ， ｔｗｏ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｗｏ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ Ｌｉ２Ｏ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ３．８９％ ａｎｄ ５６．６９％ （ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ６７．８９％）， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗａｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｌｉｔｈｉｕｍ； ｆｌｕｏｒｉｔｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇ； ｇｒａｖｉｔｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ； ｆｌｏｔａｔｉｏｎ 锂在玻璃陶瓷、电解铝及制冷等工业领域中有着 较多的应用，随着新能源电池的开发，锂在核能发电、 电化学储能材料、航空航天等方面同样得到广泛应 用［１－２］。 目前，国内传统提取锂的方法主要为矿石提 锂和盐湖卤水提锂，而高品位锂矿锂资源日益减少，因 此从低品位锂矿中提取锂具有重要意义［３－５］。 湖南郴州市界牌岭矿区的萤石选矿尾矿中，Ｌｉ２Ｏ 品位为 １．１０％，长期以来，该尾矿中锂资源未能得到充 分利用。 本文以该含锂矿物为原料，采用重选⁃浮选联 合工艺流程，得到了锂精矿，实现了锂资源的回收利用。 １ 原矿性质 矿样为界牌岭矿区萤石浮选尾矿（以下简称原 矿），细度为－０．０７４ ｍｍ 粒级占 ９０％，矿样主要化学成 分分析结果如表 １ 所示。 表 １ 原矿主要化学成分分析结果（质量分数） ／ ％ Ｌｉ２ＯＭｇＯＦｅ２Ｏ３ＣａＣＯ３ＣａＦ２ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｋ２Ｏ １．１０２．６８７．５６２．１０５．９２３２．１５２８．６８６．０７ 该矿石中主要矿物组成为萤石、二氧化硅、铁锂云 母、白云母及金云母。 矿样中锂矿物主要分布在铁锂云母、白云母和金 云母中。 铁锂云母主要呈片状、鳞片状集合体产出，多 以单体形式存在，其次与白云母、金云母及萤石等矿物 连生。 白云母连生体主要与金云母、萤石连生，少量与 石英、长石及方解石等矿物连生；金云母大部分以单体 形式存在，少量与白云母、萤石等矿物连生。 通过激光剥蚀等离子质谱分析仪（ＬＡ⁃ＩＣＰ⁃ＭＳ）分 析得知，铁锂云母中 Ｌｉ２Ｏ 含量较高，其次赋存于白云 母及金云母中。 Ｌｉ２Ｏ 在不同矿物中的分布率见表 ２。 ①收稿日期 ２０２０－０４－１２ 作者简介 杨尚坤（１９９４－），男，甘肃会宁人，硕士，主要研究方向为清洁生产与资源化工程。 通讯作者 田学达（１９６４－），男，湖南永州人，博士，教授，主要研究方向为资源综合利用与无害化新工艺。 第 ４０ 卷第 ５ 期 ２０２０ 年 １０ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．４０ №５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０２０ 万方数据 表 ２ Ｌｉ２Ｏ 在不同矿物中的分布率 矿物名称 Ｌｉ２Ｏ 含量／ ％Ｌｉ２Ｏ 分布率／ ％ 铁锂云母０．３４３０．９１ 白云母０．４５４０．９１ 金云母０．３１２８．１８ 合计１．１０１００．００ ２ 锂矿物分选工艺 ２．１ 原则流程 萤石尾矿中锂分选工艺原则流程见图 １。 D B3 AD0 ;0 936 V233 - 1 图 １ 锂分选工艺原则流程 ２．２ 重选脱泥 矿泥是影响锂云母可浮性的重要因素［６］。 矿样 的细度为－０．０７４ ｍｍ 粒级占 ９０％，含较多矿泥，需预先 脱泥。 在实验室小型螺旋溜槽上进行了重选脱泥试 验，结果见表 ３。 表 ３ 重选脱泥试验结果 产品名称产率／ ％Ｌｉ２Ｏ 品位／ ％Ｌｉ２Ｏ 回收率／ ％ 轻细矿泥２５．５６０．７１１６．５０ 重粗砂７４．４４１．２３８３．５０ 原矿１００．００１．１０１００．００ ２．３ 浮 选 经重选脱泥后，重粗砂中 Ｌｉ２Ｏ 品位由 １．１０％提高 至 １．２３％，重粗砂重新调浆进行锂矿浮选试验。 有文 献表明，在弱酸性条件下，阳离子捕收剂对含锂云母矿 有较好的浮选能力［７］。 本文以十二胺为捕收剂、六偏 磷酸钠为抑制剂，加入硫酸调节矿浆 ｐＨ 值，经浮选后 可获得较高品位的锂精矿。 ２．３．１ 十二胺用量对锂浮选效果的影响 矿浆浓度 ３０％、矿浆 ｐＨ 值 ４．５、六偏磷酸钠用量 ５００ ｇ／ ｔ 条件下，十二胺用量与锂云母浮选指标的关系 见图 ２。 由图 ２ 可知，随着十二胺用量增大，锂精矿品 位逐步下降，锂回收率逐步提高。 这是由一些脉石矿 物和杂质的上浮引起的，十二胺用量为 ２００ ｇ／ ｔ 时，回 收率约为 ６０％，锂精矿品位较高。 ;,A4g t-1 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 70 60 50 40 30 50100150200250300 238 /;5             图 ２ 十二胺用量对锂云母浮选效果的影响 ２．３．２ ｐＨ 值对锂浮选效果的影响 十二胺用量 ２００ ｇ／ ｔ，其他条件不变，用硫酸或碳 酸钠调节矿浆 ｐＨ 值，ｐＨ 值与锂云母浮选指标的关系 见图 ３。 由图 ３ 可知，矿浆 ｐＨ 值为 ４．５ 时，锂精矿品 位较高，回收率为 ６３％。 矿浆 ｐＨ 值太低时，对浮选设 备腐蚀较大，且药剂消耗量太多；矿浆 ｐＨ 值太高时， 泡沫产品和尾矿较难过滤，且精矿品位较低。 在较宽 的 ｐＨ 值范围内，锂云母矿物表面呈电负性，且其零电 点较长石、石英低［８］，因此锂云母通常在酸性条件下 采用阳离子捕收剂进行浮选回收。 综合考虑，确定矿 浆 ｐＨ 值为 ４．５，此时精矿品位和回收率都较高。 pHD 4.0 3.5 3.0 2.5 65 60 264810 238  /;5              55 图 ３ ｐＨ 值对锂云母浮选效果的影响 ２．３．３ 六偏磷酸钠用量对锂浮选效果的影响 矿浆 ｐＨ 值为 ４．５，其他条件不变，六偏磷酸钠用 量与锂云母浮选指标的关系见图 ４。 图 ４ 表明，六偏磷 酸钠用量 ５００ ｇ／ ｔ 时，浮选指标最佳。 六偏磷酸钠用量 太少时，锂精矿品位较低，随着抑制剂用量加大，锂回收 率下降明显。 综合考虑，六偏磷酸钠用量为 ５００ ｇ／ ｔ。 ２．４ 闭路试验 在条件试验的基础上进行了闭路试验。 为了提高 锂精矿品位和回收率，亦增加了精选和扫选作业。 闭 路试验流程见图 ５，结果如表 ４ 所示。 ９５第 ５ 期杨尚坤等 萤石浮选尾矿中锂的分选工艺研究 万方数据 484 /;5           图 ４ 六偏磷酸钠用量对锂云母浮选效果的影响 D B3 936 V233 *  pH 4.5 4846 ;, pH 4.5 4846 ;, pH 4.5 484675 pH 4.5 484g/t 21 22 2 500 150 200 50 图 ５ 闭路试验流程 表 ４ 闭路试验结果 产品名称产率／ ％ Ｌｉ２Ｏ 品位／ ％ 回收率／ ％ 轻细矿泥２５．５６０．７１１６．５０ 锂精矿１６．０３３．８９５６．６９ 尾矿５８．４１０．５０２６．８１ 原矿１００．００１．１０１００．００ 经一次粗选、二次精选和二次扫选闭路试验，获得 了 Ｌｉ２Ｏ 品位３．８９％、回收率５６．６９％（作业回收率 ６７．８９％） 的锂精矿。 ３ 结 论 某萤石浮选尾矿中的锂主要赋存于铁锂云母、白 云母及金云母中，对矿样进行重选脱泥后，以十二胺为 捕收剂、六偏磷酸钠为抑制剂，经过“一粗二扫两精” 闭路浮选，可获得 Ｌｉ２Ｏ 品位 ３．８９％、回收率 ５６．６９％ （作业回收率 ６７．８９％）的锂精矿。 参考文献 ［１］ 邢佳韵，彭 浩，张艳飞． 世界锂资源供需形势展望［Ｊ］． 资源科 学， ２０１５，３７（５）９８８－９９７． ［２］ 田学达，邓超翰，张小云，等． 一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中 提取锂铍的方法中国， ＣＮ２０１８１０１６５４２５．６［Ｐ］． ２０１８－０７－０６． ［３］ 田千秋． 锂辉石矿提取碳酸锂工艺研究［Ｄ］． 湖南中南大学冶金 科学与工程学院， ２０１２． ［４］ Ｄｅｎｇ Ｗ， Ｓｕｎ Ｗ， Ｘｕ Ｌ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｎｏｖｅｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｒｅｃｏｖ⁃ ｅｒｙ ｏｆ ｓｐｏｄｕｍ⁃ｅｎｅ， ｍｉｃａ ａｎｄ ｆｅｌｄｓｐａｒ ｆｒｏｍ ａ ｌｉｔｈｉｕｍ ｐｅｇｍａｔｉｔｅ ｏｒｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｌｅａｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ２０１８，１７４（２）６２５－６３３． ［５］ 赵悦豪，王毓华，郑海涛，等． 四川某锂辉石矿磨矿产品粒级优化 试验研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１９，３９（１）４９－５３． ［６］ 郭 德． 细泥对浮选的影响及解决方案［Ｊ］． 煤炭工程， ２００３ （１）１１－１２． ［７］ 王林林，朱灵燕，刘跃龙，等． 阴阳离子混合捕收剂用于中低品位 锂云母的浮选试验研究［Ｊ］． 有色金属（选矿部分）， ２０１９（１）８６ －９２． ［８］ 石天宇，张 覃． 晶体结构和表面性质对石英浮选行为影响研究［Ｊ］． 矿物学报， ２０１７，３７（３）３３３－３４１． 引用本文 杨尚坤，阳天鸣，阳子贵，等． 萤石浮选尾矿中锂的分选工艺 研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（５）５８－６０． ０６矿 冶 工 程第 ４０ 卷 万方数据