提高鐵鋰云母精礦產品質量的試驗研究

呂子虎，衛 敏，吳東印，劉長淼，趙登魁

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術研究中心，河南 鄭州 450006)

鐵鋰云母是提取鋰的礦物原料[1-2]，早在20世紀40年代德國曾用磁選和浮選法從某鎢錫礦中生產鐵鋰云母精礦。我國江西某地已探明的一大型鈉長石化花崗巖型鉭鈮礦床，鉭鈮選別的同時得到了產率10.13%、含Li2O 1.46%的鐵鋰云母副產品。為了提高鐵鋰云母產品的質量以適應市場需求，開展了鐵鋰云母提質降雜的試驗研究，此研究對實現礦產資源的高效綜合利用及增加礦山的經濟效益具有重要的意義。

1 試驗樣品性質

試驗樣品多元素分析結果見表1，粒度分析結果見表2。顯微鏡鏡下觀察試樣中主要礦物有鐵鋰云母、長石、石英及鉭鈮礦。鐵鋰云母(KLiFeAl[AlSi3O10](F,OH)2)是礦石中的含鋰銣礦物，呈鱗片狀，淺褐色或暗灰綠色，珍珠光澤，具弱電磁性，單礦物化學分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

表1 試樣多元素化學分析結果(質量分數)/%

表2 試樣粒度分析結果/%

試樣中+0.074mm級別含量為60.02%，粒度較粗，主要是鐵鋰云母與鉭鈮礦及長石石英的連生體，選礦試驗需要考慮磨礦作業。

2 選礦試驗研究

2.1 磁選

鐵鋰云母具有弱磁性，可用磁選法使其與脈石礦物分離。采用SLon-100脈動高梯度磁選機進行了不同磁場強度的分選試驗，試驗結果見表3。

表3 高梯度磁選試驗結果/%

試驗結果表明，單一強磁選Li2O品位和回收率都不高，分選效果不理想。

2.2 浮選

云母類礦物屬于層狀硅酸鹽礦物，礦物表面的金屬陽離子極易溶于水而使解理面帶較高負電荷[3-4]；在強酸性條件下(pH值=2～3)的陽離子捕收劑浮選體系中，鐵鋰云母礦物表面能夠優先吸附胺類捕收劑，實現與長石石英的分離[5]。在大量探索試驗的基礎上，采用相同的藥劑條件考查四種流程的浮選效果，試驗結果見表4。

表4 浮選流程對比試驗結果/%

試驗結果表明：相比磁選，浮選能明顯提高精礦品位和回收率。磨礦-分級-浮選流程雖能優先得到部分+0.074mm級別的高品位精礦產品，但精礦品位及回收率不如磨礦-浮選流程；浮選-粗精礦再磨-浮選流程雖能將尾礦品位降到含Li2O 0.20%，但浮選效果相比較磨礦-浮選流程差。故選取磨礦-浮選流程為最佳流程方案。

2.3 綜合條件試驗

采用磨礦-浮選流程，進行磨礦細度、藥劑用量等條件的優化試驗，最終確定了最佳工藝條件及試驗流程見圖1，試驗結果見表5。

圖1 綜合條件試驗流程

表5 綜合條件試驗結果/%

通過磨礦-浮選流程可獲得產率36.41%，含Li2O 2.45%，回收率56.08%的鐵鋰云母精礦產品，同時Rb2O的品位富集到0.81%，若精礦和中礦2合并則可得到產率53.98%，含Li2O 2.41%，回收率81.82%的鐵鋰云母精礦產品。

2.4 鐵鋰云母精礦產品分析

鐵鋰云母精礦產品多項化學分析結果見表6，產品粒度分析結果見表7。

表6 鐵鋰云母精礦產品多項分析結果/%

表7 鐵鋰云母精礦產品粒度分析結果/%

3 結論

1)工藝礦物學研究表明鐵鋰云母副產品中主要礦物為鐵鋰云母、長石、石英及少量鉭鈮礦，含Li2O 1.46%。鐵鋰云母是礦石中的含鋰銣礦物，單礦物化學分析含Li2O 2.72%，Rb2O 0.86%。

2)為提高鐵鋰云母精礦產品的品質，對其進行了磁選及浮選流程試驗研究。磁選法有一定的分選效果，但尾礦損失率較高。磨礦-浮選工藝流程，可獲得含Li2O 2.45%、Rb2O 0.81%，回收率56.08%的鐵鋰云母精礦產品，礦物含量為90%；產品中礦2含Li2O 2.33%，回收率25.74%。磨礦-浮選工藝效果好，流程簡單且易于實現。

3)實現鐵鋰云母綜合回收利用不但可以提高礦產資源的利用率，帶來巨大的企業經濟效益，同時也是貫徹落實科學發展觀，倡導節能減排措施，建設資源節約型、環境友好型社會的重大舉措。

[2] E. Siame, R.D. Pascoe. Extraction of lithium from micaceous waste from china clay production[J]. Minerals Engineering, 2011, 24(14):1595-1602.

[3] 孫傳堯,印萬忠. 關于硅酸鹽礦物的可浮性與其晶體結構及表面性質關系的研究[J]. 礦冶, 1998, 7(3):22-28.

[4] 賈木欣,孫傳堯.幾種硅鹽礦物零電點、可浮性及鍵價分析[J]. 有色金屬:選礦部分, 2001(6):1-9.

[5] 孫傳堯,印萬忠. 硅酸鹽礦物浮選原理[M]. 北京:科學出版社, 2001.