YOA和Ca2+對(duì)鋰輝石浮選行為的研究

謝貞付 王毓華 于福順 張壘

（①中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院 長(zhǎng)沙 410083）（②中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司 北京 100000）

0 前言

浮選法是實(shí)驗(yàn)室研究最多、工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的選礦方法。浮選時(shí)不但要求礦物單體解離，而且要求有適宜的入選粒度。為了保證鋰輝石礦浮選獲得較高的工藝指標(biāo)，本文以不同粒級(jí)鋰輝石單礦物為研究對(duì)象，系統(tǒng)開展了捕收劑、調(diào)整劑在不同礦漿氛圍條件下對(duì)鋰輝石浮選行為的影響研究。

1 試驗(yàn)礦樣及方法

1.1 試驗(yàn)礦樣

鋰輝石礦樣品采自新疆可可托海稀有金屬礦山，將礦樣篩分分級(jí)成-0.200+0.100 mm、-0.100+0.075 mm、-0.075+0.038 mm和-0.038 mm四個(gè)不同粒級(jí)產(chǎn)品，放入烘箱低溫烘干，移入廣口瓶密封保存。

將制備好的鋰輝石樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析和X射線衍射（XRD）分析，其化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，XRD分析結(jié)果見圖1。檢測(cè)結(jié)果表明，鋰輝石單礦物純度達(dá)到87%，可以作為單礦物用。

表1 鋰輝石樣化學(xué)成分表（%）

1.2 試驗(yàn)方法

單礦物浮選試驗(yàn)在容積為40mL 的XFD 型掛槽式浮選機(jī)上進(jìn)行，浮選溫度為室溫，每次稱取2.0g礦樣放入浮選槽中，加35 mL 蒸餾水，調(diào)漿1 min 后，加入pH 調(diào)整劑攪拌1 min，之后加入或者不加活化劑攪拌1 min，最后加入捕收劑攪拌1 min，浮選4 min，整個(gè)過程采取人工刮泡。泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品分別過濾、烘干，稱重并記錄。

圖1 鋰輝石樣XRD圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 YOA及其用量對(duì)不同粒級(jí)鋰輝石可浮性的影響

在鋰輝石礦捕收劑方面，其發(fā)展方向是由單一用藥朝著混合用藥的方向發(fā)展。近年來，混合捕收劑對(duì)鋰輝石礦有著較高的浮選工藝指標(biāo)，有實(shí)踐表明，利用YOA 作為捕收劑浮選鋰輝石取得了不錯(cuò)的效果，精礦品位和回收率均可達(dá)90%。為此，試驗(yàn)選定了YOA 作為鋰輝石的捕收劑，研究了不同礦漿氛圍對(duì)不同粒級(jí)鋰輝石浮選回收率的影響，見圖2。

圖2 不同礦漿氛圍對(duì)鋰輝石浮選回收率的影響圖（YOA:200mg/L）

圖2表明：以YOA為捕收劑時(shí)，粗、中、細(xì)不同粒級(jí)的鋰輝石在pH 為2、7、12 條件下的回收率均高于其他pH 值時(shí)的回收率，但總體回收率均比較低，可以看出鋰輝石的可浮性較差，如果需要改善其工藝指標(biāo)，需要加入調(diào)整劑的研究。同時(shí)，四種不同粒級(jí)的鋰輝石中，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 兩個(gè)粒級(jí)的回收率高于其他兩個(gè)粒級(jí)，說明粗粒和細(xì)粒級(jí)的鋰輝石均較難浮選。

試驗(yàn)表明，在pH=2、pH=7和pH=12時(shí)，不同粒級(jí)的鋰輝石有較好的回收率，生產(chǎn)實(shí)踐中鋰輝石選礦廠浮選礦漿多為強(qiáng)堿性，為此，選取pH=12進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，見圖3。

圖3 YOA用量對(duì)鋰輝石浮選回收率的影響圖

圖3 表明：在pH=12 的條件下，鋰輝石的回收率均隨YOA 用量的增加而不斷升高，但總體回收率仍較低，不同粒級(jí)鋰輝石回收率趨勢(shì)相同。當(dāng)YOA＜150mg/L 時(shí)，不同粒級(jí)鋰輝石的浮選回收率相近；當(dāng)YOA＞150mg/L 后，-0.100+0.075mm 和-0.075+0.038mm 中間兩個(gè)粒級(jí)鋰輝石的浮選回收率明顯高于另外兩個(gè)粒級(jí)鋰輝石的浮選回收率，也進(jìn)一步說明粗、細(xì)粒級(jí)鋰輝石的可浮性相對(duì)較差，YOA最合適的用量應(yīng)為250mg/L。

2.2 Ca2+對(duì)不同粒級(jí)鋰輝石可浮性的影響

鋰輝石屬硅酸鹽礦物，很多研究表明，金屬陽離子（Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Zn2+等）可以活化鋰輝石的浮選，從而提高其回收率。為提高不同粒級(jí)的鋰輝石浮選回收率，后續(xù)需要進(jìn)行活化劑試驗(yàn)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，試驗(yàn)選定CaCl2作為活化劑，試驗(yàn)中YOA=250mg/L、CaCl2=100mg/L，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 表明：Ca2+可以活化鋰輝石的浮選，隨著pH的升高，鋰輝石回收率逐漸升高，在pH＞10后，回收率迅速增加，在pH=12 時(shí)，鋰輝石的回收率可達(dá)90%。原因在于：強(qiáng)堿性條件下，鋰輝石表面發(fā)生溶蝕，暴露出金屬陽離子，便于Ca2+和YOA 的吸附，從而提高其浮選回收率。當(dāng)pH＞10時(shí)，Ca2+對(duì)-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm 中間兩個(gè)粒級(jí)鋰輝石活化效果明顯優(yōu)于其他兩個(gè)粒級(jí)的，表明在Ca2+活化條件下，仍然是中間粒級(jí)鋰輝石可浮性較好。

圖4 Ca2+活化條件下鋰輝石浮選pH-回收率變化圖

圖5表明：在pH=12的條件下，-0.200+0.100 mm粗粒級(jí)鋰輝石的浮選回收率隨著Ca2+用量的增加反而下降，這是粗粒級(jí)鋰輝石表面Ca2+吸附少，導(dǎo)致剩余的Ca2+消耗了部分捕收劑所致。-0.100+0.075mm、-0.075+0.038mm 和-0.038mm 三個(gè)粒級(jí)鋰輝石的浮選回收率則隨著Ca2+用量的增加逐步升高，其中，0.100+0.075mm和-0.075+0.038mm中間兩個(gè)粒級(jí)的鋰輝石浮選回收率明顯高于其他兩個(gè)粒級(jí)，當(dāng)Ca2+=150mg/L時(shí)，這兩個(gè)粒級(jí)鋰輝石的回收率均達(dá)到了最高值。

為此，基于以上試驗(yàn)結(jié)果，可確定鋰輝石單礦物的浮選最佳粒級(jí)為-0.100+0.038mm，浮選條件為pH=12，Ca2+用量為150mg/L，YOA用量為250mg/L。

圖5 Ca2+用量對(duì)鋰輝石浮選回收率影響圖

3 結(jié)論

不同粒級(jí)鋰輝石單礦物浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，-0.100+0.075 mm和-0.075+0.038 mm兩個(gè)粒級(jí)的鋰輝石可浮性明顯優(yōu)于-0.200+0.100 mm和-0.038 mm兩個(gè)粒級(jí)，-0.100+0.038 mm粒級(jí)鋰輝石可浮性較好。

在強(qiáng)堿性條件下，-0.100+0.075 mm 和-0.075+0.038 mm中間兩個(gè)粒級(jí)鋰輝石回收率均達(dá)到了最高值，分別為92.3%和86.6%；YOA和Ca2+的混合用藥對(duì)鋰輝石的浮選最有利，其用量分別為YOA=250 mg/L，Ca2+=150 mg/L。