某锂辉石矿强化浮选及综合利用试验研究

第４０卷第４期　２０１７年７月　非金属矿　

Ｎｏｎ　Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｍｉｎｅｓ　ＶＯ１．４０　Ｎｏ．４　Ｊｕｌｙ，２０１７　

某锂辉石矿强化浮选及综合利用试验研究　徐龙华　，　，　田佳　巫侯琴　邓伟　易发成　董发勤　（１西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳６２１０１０；２中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙　４１００８３；３矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京１０２６２８；４中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川成都６１００４１）　

摘要针对川西某伟晶岩锂辉石矿原矿性质复杂的特点，对其进行了强化浮选分离及综合利用试验研究。通过三种流程方案对比，确定　最优的选别工艺“阶段磨矿一阶段选别．组合捕收荆强化浮选分离技术”，可分别获得产率为５．２６％的云母精矿；Ｌｉ２０品位高达６．２００／ｏ，回收率为　８７．３４％的锂辉石精矿。通过对浮锂尾矿进一步回收长石的选矿工艺流程试验，可以获得Ｋ２０＋Ｎａ２０含量为１１．３３％，作业回收率为８５．７７％，全流程　ＫｚＯ＋Ｎ￣Ｏ回收率达到５Ｏ．５７％，Ｆｅ２Ｏ３含量只有０．２１％的长石精矿，在一定程度上实现了此类难选伟晶岩型锂辉石矿的综合利用。　关键词锂辉石；阶段磨矿；强化浮选；综合利用　中图分类号：ＴＤ９５文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－８０９８（２０１７）０４－００１６－０４　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｅｇｍａｔｉｔｅ　Ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ　Ｏｒｅ　Ｘｕ　Ｌｏｎｇｈｕａ　’　‘　Ｔｉａｎ　Ｊｉａ　Ｗｕ　Ｈｏｕｑｉｎ　Ｄｅｎｇ　Ｗｅｉ　Ｙｉ　Ｆａｃｈｅｎｇ　Ｄｏｎｇ　Ｆａｑｉｎ　（１　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｗａｓｔｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｒｅｃｙｃｌｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｍｉａｎｙａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６２１０１０；２　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，ｈｕ　ｎａｎ　４１００８３；３　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２６２８；４　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，　Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００４１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｐｅｇｍａｔｉｔｅ　ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ　ｏｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｓｉｃｈｕａｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ａｉｍｅｄ　ａｔ　ｓｔｒｅｎｔｈｅｎｉｎｇ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｃａ￣ｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｆｌｏｗｓｈｅｅｔｓ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ“ｓｔａｇｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ—ｓｔａｇｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ—ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓ”ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ，ｔｈｅ　ｍｉｃａ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　５．２６％ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｌｉ２０　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｕｐ　ｔｏ　６．２０％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ｕｐ　ｔｏ　８７．３４％．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ　ｔｏ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｆｅｌｄｓｐａｒ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｌｉｔｈｉｕｍ　ｒａｉｌｉｎｇｓ，ｆｅｌｄｓｐａｒ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｋ２０＋Ｎ％Ｏ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　ｔｏｔａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｓ　１　１．３３％，８５．７７％ａｎｄ　５０．５７％，　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ　ｗｉｔｈ　Ｆｅ２Ｏ３　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　０．２１％ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｏ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｄｅｇｒｅｅ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ　ｐｅｇｍａｔｉｔｅ　ｏｒｅ　ｗａｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ；ｓｔａｇｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　

与伟晶岩有关的稀有金属矿产很多，包括锂、　铍、铌、钽等重要战略稀有金属，所以伟晶岩被称作是　稀有金属之家Ｉ１－２］ｏ在这些稀有金属中，锂以其超强　的电化学活性及超轻的特质被广泛运用于诸多高端　领域，诸如航空航天、核聚变发电和高能电池等［３－４］。　我国的锂资源虽然丰富，但是由于受矿石性质复杂、　开发难度大等因素的制约，锂辉石矿加工成本一直居　高不下，综合经济效益较差，资源优势尚未转化为经　济优势。　川西地区是著名的伟晶岩矿脉，该地区的矿石氧　

收稿日期：２Ｏｌ７—０５—０９　基金项目：国家自然科学基金（５１６７４２０７，５１３０４１６２）；矿物加　工科学与技术国家重点实验室开放研究基金专项（ＢＧＩｕＭＭ．　ＫＪＳＫＬ　２０１６．０３）；中国地调局基础性公益性地质矿产调查项目　（ＤＤ２Ｏ１６ＯＯ７４—６）。　’通信作者，Ｅ・ｍａｉｌ：ｎｅｕｘｕｌｏｎｇｈｕａ＠１６３．ｔｏｍ。　

１６．　

化锂金属总量近２００万ｔ，占全国锂矿石资源总量的　６０％以上，位居全国第一［５］。但该稀有金属的共伴生　矿石成分复杂，主要有用矿物为锂辉石，主要脉石矿　物有长石、石英和云母等。同时由于原矿风化严重，　含泥量大，锂辉石和其他脉石矿物表面性质相似，浮　选分离困难，浮选指标不理想，而且对于选锂尾矿也　无法得到很好的综合利用【６Ｊ。　本试验以川西甘孜州甲基卡锂辉石矿为研究对　象，对原矿的性质进行了分析。通过对比几种磨矿一　浮选工艺流程，筛选出了最佳选矿方案，并在选锂尾　矿的基础上对长石进行了回收，使得该种锂辉石矿资　源得到一定程度的高效利用。　１原矿　试验样品采自四川甘孜州地区。为了确定矿石　中元素分布情况，在样品破碎、混匀，首先缩分出综合　样，对其进行了化学多元素分析和物相分析，其化学　徐龙华，田佳，巫侯琴，等　某锂辉石矿强化浮选及综合利用试验研究　组成（ｗ／％）为ｌＮｂ２０５，０．０１１５；ＴａｒＯ５，０．００４１；Ｓｎ，０．０２６；　Ｌｉ２ｏ，１．５０；ＢｅＯ，０．０４１；ＳｉＯ２，７０．５０；ＴＦｅ，０．３６；ＣａＯ，　０．４８；Ｋ２Ｏ，２．１６；Ｎａ２Ｏ，３．７４；Ｒｂ，０．１０；Ｃｓ，０．０１；Ｇａ，　０．００２５；Ｐ，０．０９５；ＭｇＯ，０．０３９；Ａ１２Ｏ３，１４．４６。其矿物组　成（　）为：锂辉石，２０．５；石英，３１．０；钠长石，３４．１；钾　长石，ｌ１．０；云母，２．３；其他，１．１。　矿石中可供工业利用的元素主要为锂，可综合回　收的有价值元素为铌、钽、锡等；矿石中主要有用矿物　为锂辉石，脉石矿物以长石类、石英为主。其中长石　包括钠长石、钾长石；云母类包括白云母、黑云母等。　同时矿石中还有少量的绿泥石、角闪石和褐铁矿等。　２试验方法及结果　２．１　选锂的磨矿。浮选工艺流程方案对比试验　２．１．１连续磨矿一脱泥－浮选工艺试验：为了确定脱　泥的合适粒级，在参考大部分同类型锂辉石矿的浮选　实验研究成果，以及矿石工艺矿物学的基础上，进行　了详细的浮选条件试验【６］。这些浮选条件试验主要　包括磨矿细度、脱泥量、Ｎａ．２ＣＯ　和ＮａＯＨ加药点和用　量，搅拌擦洗时间、活化剂种类和用量、选锂捕收剂种　类及用量配比等　捌。　最终研究确定出脱泥粒级为一０．０２　ｍｍ为宜，同　时研究出新型高效浮锂组合捕收剂ＳＸ后，完成了‘链　续磨矿－沉降脱泥一浮选云母一浮选锂辉石”的工艺　流程闭路试验，试验流程及条件见图１。　

图１　连续磨矿．脱泥．浮选工艺闭路试验流程图　其中浮选云母的组合捕收剂ＭＯＤ主要成分为　十二胺和环烷酸皂（质量比约为１：２．５），浮选锂辉石　

．１７．　

的组合捕收剂ＳＸ主要成分为十二胺和氧化石蜡皂　顷量比约为１：１２），试验结果见表１。　表１连续磨矿一脱泥．浮选工艺闭路试验结果／０／０　

从表ｌ可看出，采用沉降脱泥效果较佳，氧化锂　的损失率小，但云母中损失了５．５３％的氧化锂；通过　１粗３精１扫浮选流程可获得Ｌｉ　Ｏ品位５．８１％、回收　率７９．５２％的锂精矿，该工艺流程简单合理，是目前现　场普遍采用的流程。　２．１．２一段磨矿一粗粒浮选云母－尾矿再磨一脱泥－　浮选锂辉石工艺试验：通过上述连续磨浮工艺发现最　终云母精矿中损失的氧化锂较多，而原矿中含有大量　的片状云母等杂质矿物，云母密度小，呈片状结构，在　磨矿过程中较难磨细且分级时易伴随细粒矿物产出　而影响选别效果，设想可在较粗粒级下分离出几何尺　寸相对较粗的云母。本工艺采用一段磨矿－粗粒浮　选云母，然后尾矿再磨一脱泥一浮选锂辉石工艺流程，　试验流程及条件见图２，试验结果见表２。　原矿　

图２　一段磨矿．粗粒浮选云母．尾矿再磨．脱泥一浮选　锂辉石工艺闭路试验流程图