贛州某鎢尾礦中鋰的浮選回收與浸出試驗

王 威 常學勇 柳 林 劉紅召 曹耀華 張 博 王洪亮 趙恒勤

（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.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，河南鄭州450006；3.河南省黃金資源綜合利用重點實驗室，河南鄭州450006；4.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）

鋰是一種重要的戰略資源和能源金屬，在鋰電池、陶瓷、玻璃、鋁冶煉、醫藥等領域都有廣泛的應用［1-3］。鋰資源的主要存在形式有2種：一是以離子形式存在于鹽湖鹵水等液體礦產資源中，約占鋰資源的70%；二是以金屬氧化物的形式伴生于花崗偉晶巖型礦石中［2］。我國鹽湖鹵水鋰資源非常豐富，但以鹽湖鹵水鋰資源為原料生產碳酸鋰存在生產工藝較復雜，且產品質量受雜質影響難以達到電池級產品的質量要求。因此，固體鋰資源就成了我國生產碳酸鋰的主要原料［4］。鋰云母是我國常見的含鋰固體礦物，通常在采用硫酸焙燒、硫酸鹽焙燒、氯化焙燒、壓煮等［5-11］方法處理的基礎上進行浸出提鋰，其中氯化焙燒—水浸工藝不僅對鋰具有較高的浸出率，對云母礦中的銣等稀有稀散金屬也具有較高的浸出率［12-14］。

贛州某鎢尾礦含鋰、銣等堿金屬元素，主要賦存在云母礦物中，試驗采用浮選工藝對鋰進行回收，并對浮選鋰精礦中鋰的提取工藝進行了研究。

1 試驗原料

試驗原料為贛州某選鎢尾礦，主要礦物組成見表1，主要化學成分分析結果見表2。

?

由表2可以看出，試驗原料Li2O、Rb2O含量分別為0.34%和0.16%，鋰、銣是原料中主要有價元素。

?

工藝礦物學研究表明，鋰主要賦存在云母礦物中，銣的賦存礦物較復雜，本文僅介紹鋰的回收情況，銣的回收利用情況將另文介紹。

2 試驗結果與分析

2.1 鋰浮選回收試驗

由于原料中的鋰主要賦存在云母礦物中，而云母礦物可浮性較好，因此采用浮選工藝回收含鋰云母礦物。根據條件試驗及開路試驗確定的閉路試驗流程見圖1，試驗結果見表3，精礦主要化學成分分析結果見表4，主要礦物組成見表5。

?

?

從表4可以看出，鋰精礦中的主要有用元素有鋰、銣。

?

從表5可以看出，鋰精礦中的主要礦物為云母，是主要含鋰和銣的礦物。

2.2 鋰精礦中鋰的浸出試驗

（1）試驗原理。在高溫條件下，礦石中的鋰等堿金屬氧化物（以Me2O表示）可與氯化劑反應，生成易溶的氯化鹽，其化學反應方程為［15］

（2）試驗方法。將氯化劑與鋰精礦按一定質量比混勻，盛放在坩堝中置于一定溫度的馬弗爐中焙燒一定時間，自然冷卻至室溫后按一定的液固質量比在純凈水中恒溫水浴攪拌浸出一定時間，過濾后烘干濾渣，并分析其鋰含量。

Yan Qunxuan等［15］在用氯化焙燒法從鋰云母中提取鋰的過程中，對比了氯化鈣、氯化鈉、氯化鈣+氯化鈉（質量配合比為1∶1）為氯化劑情況下的提鋰效果，發現以氯化鈣+氯化鈉為氯化劑可以降低物料的熔化溫度、提高鋰浸出率。因此，試驗以氯化鈣+氯化鈉（質量配合比為1∶1）為氯化劑。

2.2.1 焙燒溫度對鋰浸出率的影響

焙燒溫度對鋰浸出率影響試驗固定鋰精礦與氯化劑的質量配合比為1∶0.6、焙燒時間為2 h，焙燒產物浸出試驗的液固質量比為1.5∶1、浸出溫度為50℃、浸出時間為2 h，試驗結果見圖2。

從圖2可以看出，鋰浸出率隨焙燒溫度的升高先顯著升高后趨于穩定，變化趨勢的拐點在900℃時，對應的鋰浸出率達99.20%。因此，確定后續試驗的焙燒溫度為900℃。

2.2.2 氯化劑加入量對鋰浸出率的影響

氯化劑加入量對鋰浸出率影響試驗固定焙燒溫度為900℃、焙燒時間為2 h，焙燒產物浸出試驗的液固質量比為1.5∶1、浸出溫度為50℃、浸出時間為2 h，試驗結果見圖3。

由圖3可以看出，氯化劑的加入量增至60%前鋰浸出率快速上升至99%以上，繼續增大氯化劑的加入量意義不大，因此，確定氯化劑的加入量為60%，即鋰精礦與氯化劑的質量比為1∶0.6。

2.2.3 焙燒時間對鋰浸出率的影響

焙燒時間對鋰浸出率影響試驗固定鋰精礦與氯化劑的質量比為1∶0.6、焙燒溫度為900℃，焙燒產物浸出試驗的液固質量比為1.5∶1、浸出溫度為50℃、浸出時間為2 h，試驗結果見圖4。

由圖4可以看出，焙燒時間為1 h時鋰浸出率為98.80%%，繼續延長焙燒時間，鋰浸出率提高幅度有限。因此，確定焙燒時間為1 h。

3 結論

（1）贛州某選鎢尾礦Li2O品位為0.34%，鋰主要賦存在云母礦物中。

（2）試驗采用1粗3精3掃、中礦順序返回閉路浮選流程處理試驗原料，最終獲得Li2O品位為1.18%、回收率為58.69%的鋰精礦。

（3）浮選鋰精礦與氯化劑（氯化鈣與氯化鈉的質量配合比為1∶1）按質量比1∶0.6混合后在900℃焙燒1 h，焙燒產物在液固質量比為1.5∶1、浸出溫度為50℃、浸出時間為2 h情況下浸出，鋰浸出率達到98.80%。