李建偉，張忠偉1，張曉鵬1，程才1，李姍姍1，蓋莉莉1

（1.金建工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 煙臺 264000 2.煙臺建龍礦山設(shè)備檢測有限公司，山東 煙臺 264000）

鋰元素在自然界沒有獨(dú)立礦物，均以類質(zhì)同象混入物的形式存在于云母等硅酸鹽礦物中。礦石中產(chǎn)出的具有工業(yè)利用價(jià)值的鋰礦物，主要有鋰輝石、鋰云母、鐵鋰云母、鋰磷鋁石和透鋰長石。鋰云母又稱“鱗云母”，是含鉀、鎂、鐵、鋰等元素且具有層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，含理論Li2O含量為1.23～5.90%，常含銣、銫等，呈細(xì)鱗片狀集合體[1-2]。其中鋰云母是提取金屬鋰的重要原料之一，鋰作為一種重要的能源金屬，廣泛應(yīng)用于玻璃和陶瓷工業(yè)、潤滑脂、新能源電池等。

內(nèi)蒙古某鋰多金屬礦石中最主要的有價(jià)元素為Li2O和Rb2O，其品位分別為1.71%和0.46%，其它元素均不具有綜合回收利用價(jià)值。礦石礦物組成較為簡單，主要為鋰云母和石英，其次有黃玉和螢石。此外，有少量的黑云母、金紅石、綠柱石、蒙脫石、高嶺石、綠泥石等。鋰云母中理論Li2O品位為3.92%，礦石中的鋰主要分布在云母中，分布率為92.94%，其余部分分布在石英和其他硅酸鹽礦物中，分布率為6.47%。本文主要針對鋰云母回收利用展開浮選試驗(yàn)研究。

1 礦石的化學(xué)多元素分析

礦石中最主要的有價(jià)元素為Li2O和Rb2O，其品位為1.71%和0.46%；Cs2O和BeO品位分別為0.025%和0.017%，均低于綜合回收標(biāo)準(zhǔn)（Cs2O應(yīng)不低于0.05%～0.06%，BeO應(yīng)不低于0.04%～0.06%）；Nb2O5和Ta2O5分別為0.0026%和0.00088%，亦低于伴生鈮鉭綜合回收標(biāo)準(zhǔn)（（Ta，Nb）2O5應(yīng)不低于0.01～0.015%且Ta2O5應(yīng)不低于0.005%）。另外礦石中主要化學(xué)成分為SiO2和Al2O3，此外有較高的K2O、CaO、MgO、Fe和F，而P和S含量很低。根據(jù)ICP光譜分析結(jié)果對原礦進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，其結(jié)果見表1。

2 礦石的礦物組成及相對含量

肉眼及鏡下觀察礦石總體呈白色～淺灰白色，礦石質(zhì)地較為堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)致密，具塊狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)有嵌晶結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)及鱗片狀結(jié)構(gòu)等。經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射分析、掃描電鏡分析和MLA（礦物參數(shù)自動分析系統(tǒng)）分析綜合研究查明，礦石中主要礦物為鐵鋰云母和石英，其次有黃玉和螢石。此外，有少量的黑云母、金紅石、綠柱石、蒙脫石、高嶺石、綠泥石等。微量礦物有長石、白云石、輝石、榍石、磷灰石、赤鐵礦、黃鐵礦、毒砂、輝鉬礦、鋯石等。鑒定中查明，鋰礦物主要為鐵鋰云母，鈮鉭礦物主要為金紅石，鈹?shù)V物主要為綠柱石。礦石的礦物組成及含量列于表2。

3 選礦試驗(yàn)研究

3.1 選礦工藝流程方案的選擇

云母的選礦方法，一般根據(jù)礦石的礦物組成、賦存狀態(tài)和嵌布特征來確定，利用云母與礦石中其它礦物的物理化學(xué)性質(zhì)差異，從而找到一種合適的選礦工藝提純方法，浮選法作為應(yīng)用最廣泛的一種云母選礦方法在云母選礦中占有非常重要的地位。云母的浮選工藝主要分為酸性陽離子浮選法、堿性陰離子浮選法和堿性陰陽離子浮選法三種。本試驗(yàn)探索階段嘗試了堿性陰離子浮選法和堿性陰陽離子浮選法，浮選效果均較差。因此采用酸性陽離子浮選法回收鋰云母，并且從磨礦細(xì)度、礦漿pH值、捕收劑種類以及捕收劑用量等方面進(jìn)行了浮選條件試驗(yàn)，在確定最終浮選條件基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合條件試驗(yàn)。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 /%

表2 礦石的礦物組成及相對含量/%

3.2 鋰云母浮選條件試驗(yàn)

3.2.1 鋰云母浮選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

試驗(yàn)采用試驗(yàn)室XMB200×240型棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦，采用椰油胺作為捕收劑，鹽酸作為pH調(diào)整劑調(diào)整pH為4的條件下進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程圖及試驗(yàn)結(jié)果如圖1和表3所示。

圖1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程圖

表3 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，浮選獲得的精礦產(chǎn)品中Li2O的品位呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而回收率呈逐漸升高趨勢，當(dāng)磨礦細(xì)度為-200目占70%時(shí)，指標(biāo)最佳。

表4 pH值條件試驗(yàn)結(jié)果

表5 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果

3.2.2 鋰云母浮選pH值條件試驗(yàn)

礦漿pH值是影響云母浮選的重要因素，云母和長石及石英浮選受pH值影響較大，pH值過低會降低云母精礦回收率，而過高的pH值會使云母精礦品位降低而影響分離效果[3-4]。試驗(yàn)采用椰油胺作為捕收劑，鹽酸作為pH調(diào)整劑的條件下進(jìn)行了pH值浮選條件試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程圖及試驗(yàn)結(jié)果如圖2和表4所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著pH值的降低，浮選精礦品位有升高的趨勢，而回收率略有下降，當(dāng)pH值達(dá)到4時(shí)，選礦指標(biāo)較好。

3.2.3 鋰云母浮選捕收劑種類條件試驗(yàn)

試驗(yàn)采用鹽酸作為pH值調(diào)整劑調(diào)整pH值為4的條件下進(jìn)行了捕收劑種類浮選條件試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程圖及試驗(yàn)結(jié)果如圖3和表5所示。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出椰油胺對鋰云母選擇性優(yōu)于十二胺和十八胺，且具有一定的捕收能力，綜合來看，椰油胺獲得的選礦指標(biāo)最佳，因此在后續(xù)試驗(yàn)中采用椰油胺作為捕收劑。

3.2.4 鋰云母浮選捕收劑用量條件試驗(yàn)

試驗(yàn)采用椰油胺作為捕收劑，鹽酸作為pH值調(diào)整劑調(diào)整pH值為4的條件下進(jìn)行了捕收劑用量條件試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程圖及試驗(yàn)結(jié)果如圖4和表6所示。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著捕收劑用量的增加，鋰云母精礦的品位逐漸降低，而回收率逐漸升高，當(dāng)捕收劑用量為500g/t時(shí)，選礦指標(biāo)較好，因此在后續(xù)試驗(yàn)采用的捕收劑用量為500g/t。

圖5 推薦的工藝流程圖

表6 捕收劑用量條件試驗(yàn)結(jié)果

表7 推薦工藝流程指標(biāo)表

3.3 綜合條件閉路試驗(yàn)

據(jù)選礦試驗(yàn)結(jié)果最終推薦酸性陽離子浮選工藝方案，工藝流程指標(biāo)見表5-1；最終工藝流程及數(shù)質(zhì)量流程分別見圖5和表7。

4 結(jié)論

（1）工藝礦物學(xué)研究表明，礦石中最主要的有價(jià)元素為Li2O和Rb2O，其品位為1.71%和0.46%；Cs2O和BeO品位分別為0.025%和0.017%，均低于綜合回收標(biāo)準(zhǔn)。礦石質(zhì)地較為堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)致密，具塊狀構(gòu)造，嵌晶結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)及鱗片狀結(jié)構(gòu)等。主要礦物為鐵鋰云母和石英，其次有黃玉和螢石，此外還含有少量金紅石、綠柱石、蒙脫石、高嶺石、綠泥石等。

（2）根據(jù)該礦石的特性，并根據(jù)選礦試驗(yàn)結(jié)果最終推薦一粗三精一掃+第1段精選尾礦和掃選精礦混合精選工藝流程，最終實(shí)驗(yàn)室獲得的試驗(yàn)指標(biāo)如下：鋰銣精礦1：Li2O品位3.51%，回收率39.17%；Rb2O品位0.92%，回收率36.21%；鋰銣精礦2：Li2O品位2.56%，回收率55.68%；Rb2O品位0.74%，回收率56.75%；綜合回收率為94.85%。

（3）銣主要賦存在載體礦物鋰云母中，鋰云母中Rb2O的平均含量為0.81%，分布率達(dá)84.78%。通過選別鐵鋰云母可使銣大部分富集在鐵鋰云母精礦中。

（4）綠柱石含量很低，零星分布，與鐵鋰云母、石英、螢石嵌布均十分緊密。由于礦石中BeO含量很低，且綠柱石含量很少，沒有實(shí)際選別意義。鉭鈮主要分散在鈮鉭金紅石中，而金紅石礦物中Nb2O5和Ta2O5含量僅為0.84%和0.28%左右，因此理論上不能獲得較高品位的精礦。加之金紅石粒度十分微細(xì)，與云母、石英等礦物嵌布緊密，難以解離和富集，因此沒有實(shí)際選別意義。

[1]朱文龍，黃萬撫. 國內(nèi)外鋰礦物資源概況及其選礦工藝綜述[J]. 現(xiàn)代礦業(yè)，2010（7）：1-4.

[2]戴宗維.某礦區(qū)鋰云母的選礦[J]. 金屬材料與冶金工程，1983（5）：9-13.

[3]龍運(yùn)波，朱昌洛，楊磊. 甘肅某銣多金屬礦浮選鋰云母選礦試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2016（4）：74-77.

[4]劉勇，黃霞光，陳果. 鋰云母浮選藥劑研究現(xiàn)狀與思考[J]. 中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2015（5）：11-12.