西澳某鋰輝石礦石浮選試驗

朱加乾 徐寶金 宋學文 陳 波

（福州大學紫金礦業學院，福建福州350108）

鋰作為自然界最輕的金屬，其性質優良，在冶金、化工、醫藥、核能、航天等諸多領域都有廣泛的應用，被譽為“推動世界進步的重要能源元素”［1］。近年來，隨著鋰應用領域的不斷擴大，國內鋰產業發展迅猛，生產能力快速提升，國內鋰礦開采量和鋰礦石進口量持續增長［2］。

世界鋰礦資源主要集中在南美洲的“鋰三角”地區以及中國和澳大利亞，主要可分為固體型鋰礦資源和鹵水型鋰礦資源［3］，其中，固體鋰資源以鋰輝石、鋰云母為主。我國的鋰礦資源儲量豐富，居世界第4位［4］，青藏高原是主要集中區，主要分布省區為青海、西藏、四川、湖南和江西，以鹵水型鋰礦為主。盡管鹽湖提鋰成本較低，但開發條件惡劣，尚未形成大規模工業化開采［5］。雖然國內鋰輝石儲量也較豐富，但品位較低，嵌布粒度較細，礦石易泥化，且鋰礦石選礦基礎理論研究較薄弱，導致我國鋰礦資源利用率整體較低，為了滿足國內鋰礦產業的發展，我國每年需從澳大利亞進口約5萬t鋰精礦［6］。

目前，國內有多家選礦廠處理澳大利亞鋰輝石礦石，但由于礦石性質復雜等原因，浮選指標不甚理想。試驗以西澳某鋰輝石礦石為對象，進行了選礦試驗研究。

1 礦石性質

礦石中的有用礦物為鋰輝石和鋰云母，以鋰輝石為主，脈石礦物主要為石英、長石等。礦石以細粒結構為主，偶見粗粒結構、包晶結構；構造為塊狀構造和浸染狀構造。鋰輝石呈他形粒狀晶體產出，與石英、長石等脈石礦物共生緊密，相互交錯，鋰輝石最大粒度為0.5 mm，最小為0.03 mm。礦石主要化學成分分析結果見表1。

從表1可以看出，礦石中有回收價值的元素為Li、Ta、Nb，其他元素沒有回收利用價值。

2 試驗結果與討論

2.1 條件試驗

條件試驗流程見圖1。

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗的NaOH用量為1 200 g/t，Ty為1 600 g/t，CaCl2為300 g/t，試驗結果見表2。

表2表明：隨著磨礦細度的提高，脫泥量增大，鋰粗精礦Li2O品位下降，Li2O回收率先升后降；當磨礦細度為-0.105 mm占70%時，鋰粗精礦Li2O品位和回收率最高。因此，確定后續條件試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%。

2.1.2 不脫泥對浮選指標的影響

不脫泥對浮選指標影響試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%，NaOH用量為1 200 g/t，Ty為1 600 g/t，CaCl2為300 g/t，試驗結果見表3。

比較表2、表3可看出：脫泥后的浮選鋰粗精礦Li2O品位和回收率相對不脫泥情況下的鋰粗精礦Li2O品位和回收率都較好，可見脫泥有利于鋰輝石的回收。

2.1.3 Ty用量試驗

捕收劑Ty用量試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%，NaOH用量為1 200 g/t，CaCl2為300 g/t，試驗結果見表4。

表4表明：隨著Ty用量的增大，鋰粗精礦Li2O品位先維持在高位后明顯下降，Li2O回收率先升高后降低。綜合考慮，確定鋰粗選的Ty用量為1 600 g/t。

2.1.4 CaCl2用量試驗

CaCl2用量對鋰輝石的浮選指標有較大的影響，因為Ca2+不但可以活化鋰輝石而且也能夠活化石英等脈石礦物［7］。因此，確定CaCl2的用量具有較大的意義。CaCl2用量試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%，Ty用量為1 600 g/t，NaOH為1 200 g/t，試驗結果見表5。

表5表明：隨著CaCl2用量的增大，鋰粗精礦Li2O品位和回收率均先上升后下降，品位和回收率指標的高點在CaCl2用量為200 g/t時。因此，確定鋰粗選的 CaCl2用量為 200 g/t。

2.1.5 油酸鈉用量試驗

為了獲得更好的鋰精礦指標，在確定了Ty用量為1 600 g/t的情況下，研究了輔助捕收劑油酸鈉用量對鋰輝石浮選的影響。油酸鈉用量試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%，Ty用量為1 600 g/t，CaCl2為200 g/t，NaOH為1 200 g/t，試驗結果見表6。

表6表明：隨著油酸鈉用量的增加，鋰粗精礦Li2O品位和回收率均先升高后降低，品位和回收率指標的高點在油酸鈉用量為400 g/t時。因此，確定鋰粗選的油酸鈉用量為400 g/t。

2.1.6 NaOH用量試驗

NaOH作為礦漿pH調整劑，對鋰輝石的表面有擦洗作用。有研究表明，添加NaOH有利于鋰輝石的回收［8］。NaOH用量試驗的磨礦細度為-0.105 mm占70%，Ty用量為1 600 g/t，CaCl2為200 g/t，油酸鈉為400 g/t，試驗結果見表7。

表7表明：隨著NaOH用量的增大，鋰粗精礦Li2O品位和回收率先升高后降低，品位和回收率指標的高點在NaOH用量為1 200 g/t時。因此，確定NaOH的用量為1 200 g/t。

2.2 開路試驗

在條件試驗及前期探索試驗基礎上進行了開路試驗，試驗流程見圖2，結果見表8。

表8表明：礦石采用圖2所示的流程處理，可獲得Li2O品位為5.13%、回收率為58.11%的鋰精礦。

2.3 閉路試驗

在開路試驗基礎上進行了閉路試驗，試驗流程見圖3，結果見表9。

表9表明：采用圖3所示的閉路流程處理鋰礦石，獲得了Li2O品位為5.52%、回收率達70.90%的鋰精礦。

3 結論

（1）西澳某鋰輝石礦石Li2O品位為1.22%，有用礦物為鋰輝石和鋰云母，以鋰輝石為主，脈石礦物主要為石英、長石等。礦石以細粒結構為主，偶見粗粒結構、包晶結構；構造為塊狀構造和浸染狀構造。鋰輝石呈他形粒狀晶體產出，與石英、長石等脈石礦物共生緊密，相互交錯，鋰輝石最大粒度為0.5 mm，最小為0.03 mm。

（2）礦石在磨礦細度為-0.105 mm占70%的情況下，機械脫泥后以Ty+油酸鈉為組合捕收劑，Na2CO3和NaOH為調整劑，CaCl2為鋰輝石的活化劑，采用1粗2精2掃、中礦順序返回流程處理，可獲得Li2O品位為5.52%、回收率達70.90%的鋰精礦，較好地實現了鋰輝石的回收。