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        螢石浮選尾礦中鋰的分選工藝研究①

        2020-11-18 11:36:18楊尚坤陽天鳴陽子貴田學(xué)達
        礦冶工程 2020年5期
        關(guān)鍵詞:閉路磷酸鈉云母

        楊尚坤, 陽天鳴, 陽子貴, 田學(xué)達

        (1.郴州市中貴科技有限公司,湖南 郴州424200; 2.湘潭大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,湖南 湘潭411105)

        鋰在玻璃陶瓷、電解鋁及制冷等工業(yè)領(lǐng)域中有著較多的應(yīng)用,隨著新能源電池的開發(fā),鋰在核能發(fā)電、電化學(xué)儲能材料、航空航天等方面同樣得到廣泛應(yīng)用[1-2]。 目前,國內(nèi)傳統(tǒng)提取鋰的方法主要為礦石提鋰和鹽湖鹵水提鋰,而高品位鋰礦鋰資源日益減少,因此從低品位鋰礦中提取鋰具有重要意義[3-5]。

        湖南郴州市界牌嶺礦區(qū)的螢石選礦尾礦中,Li2O品位為1.10%,長期以來,該尾礦中鋰資源未能得到充分利用。 本文以該含鋰礦物為原料,采用重選?浮選聯(lián)合工藝流程,得到了鋰精礦,實現(xiàn)了鋰資源的回收利用。

        1 原礦性質(zhì)

        礦樣為界牌嶺礦區(qū)螢石浮選尾礦(以下簡稱原礦),細度為-0.074 mm 粒級占90%,礦樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果如表1 所示。

        表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

        該礦石中主要礦物組成為螢石、二氧化硅、鐵鋰云母、白云母及金云母。

        礦樣中鋰礦物主要分布在鐵鋰云母、白云母和金云母中。 鐵鋰云母主要呈片狀、鱗片狀集合體產(chǎn)出,多以單體形式存在,其次與白云母、金云母及螢石等礦物連生。 白云母連生體主要與金云母、螢石連生,少量與石英、長石及方解石等礦物連生;金云母大部分以單體形式存在,少量與白云母、螢石等礦物連生。

        通過激光剝蝕等離子質(zhì)譜分析儀(LA?ICP?MS)分析得知,鐵鋰云母中Li2O 含量較高,其次賦存于白云母及金云母中。 Li2O 在不同礦物中的分布率見表2。

        表2 Li2O 在不同礦物中的分布率

        2 鋰礦物分選工藝

        2.1 原則流程

        螢石尾礦中鋰分選工藝原則流程見圖1。

        圖1 鋰分選工藝原則流程

        2.2 重選脫泥

        礦泥是影響鋰云母可浮性的重要因素[6]。 礦樣的細度為-0.074 mm 粒級占90%,含較多礦泥,需預(yù)先脫泥。 在實驗室小型螺旋溜槽上進行了重選脫泥試驗,結(jié)果見表3。

        表3 重選脫泥試驗結(jié)果

        2.3 浮 選

        經(jīng)重選脫泥后,重粗砂中Li2O 品位由1.10%提高至1.23%,重粗砂重新調(diào)漿進行鋰礦浮選試驗。 有文獻表明,在弱酸性條件下,陽離子捕收劑對含鋰云母礦有較好的浮選能力[7]。 本文以十二胺為捕收劑、六偏磷酸鈉為抑制劑,加入硫酸調(diào)節(jié)礦漿pH 值,經(jīng)浮選后可獲得較高品位的鋰精礦。

        2.3.1 十二胺用量對鋰浮選效果的影響

        礦漿濃度30%、礦漿pH 值4.5、六偏磷酸鈉用量500 g/t 條件下,十二胺用量與鋰云母浮選指標(biāo)的關(guān)系見圖2。 由圖2 可知,隨著十二胺用量增大,鋰精礦品位逐步下降,鋰回收率逐步提高。 這是由一些脈石礦物和雜質(zhì)的上浮引起的,十二胺用量為200 g/t 時,回收率約為60%,鋰精礦品位較高。

        圖2 十二胺用量對鋰云母浮選效果的影響

        2.3.2 pH 值對鋰浮選效果的影響

        十二胺用量200 g/t,其他條件不變,用硫酸或碳酸鈉調(diào)節(jié)礦漿pH 值,pH 值與鋰云母浮選指標(biāo)的關(guān)系見圖3。 由圖3 可知,礦漿pH 值為4.5 時,鋰精礦品位較高,回收率為63%。 礦漿pH 值太低時,對浮選設(shè)備腐蝕較大,且藥劑消耗量太多;礦漿pH 值太高時,泡沫產(chǎn)品和尾礦較難過濾,且精礦品位較低。 在較寬的pH 值范圍內(nèi),鋰云母礦物表面呈電負性,且其零電點較長石、石英低[8],因此鋰云母通常在酸性條件下采用陽離子捕收劑進行浮選回收。 綜合考慮,確定礦漿pH 值為4.5,此時精礦品位和回收率都較高。

        圖3 pH 值對鋰云母浮選效果的影響

        2.3.3 六偏磷酸鈉用量對鋰浮選效果的影響

        礦漿pH 值為4.5,其他條件不變,六偏磷酸鈉用量與鋰云母浮選指標(biāo)的關(guān)系見圖4。 圖4 表明,六偏磷酸鈉用量500 g/t 時,浮選指標(biāo)最佳。 六偏磷酸鈉用量太少時,鋰精礦品位較低,隨著抑制劑用量加大,鋰回收率下降明顯。 綜合考慮,六偏磷酸鈉用量為500 g/t。

        2.4 閉路試驗

        在條件試驗的基礎(chǔ)上進行了閉路試驗。 為了提高鋰精礦品位和回收率,亦增加了精選和掃選作業(yè)。 閉路試驗流程見圖5,結(jié)果如表4 所示。

        圖4 六偏磷酸鈉用量對鋰云母浮選效果的影響

        圖5 閉路試驗流程

        表4 閉路試驗結(jié)果

        經(jīng)一次粗選、二次精選和二次掃選閉路試驗,獲得了Li2O 品位3.89%、回收率56.69%(作業(yè)回收率67.89%)的鋰精礦。

        3 結(jié) 論

        某螢石浮選尾礦中的鋰主要賦存于鐵鋰云母、白云母及金云母中,對礦樣進行重選脫泥后,以十二胺為捕收劑、六偏磷酸鈉為抑制劑,經(jīng)過“一粗二掃兩精”閉路浮選,可獲得Li2O 品位3.89%、回收率56.69%(作業(yè)回收率67.89%)的鋰精礦。

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