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宜丰矿区锂矿资源综合利用选矿技术的探讨

 来源:本站原创 作者:李善辉 发表日期:2016/11/14

  摘要   通过研究分析长沙矿冶研究院有限责任公司、广州有色金属研究院、中南大学对宜丰矿区锂矿资源选矿试验,探讨出采用slon高梯度强磁选机分选弱磁性矿物、非磁性矿物,分别对弱磁性矿物、非磁性矿物进行浮选,产出铁锂云母、锂云母、锂白云母、云母,再重选产出钽铌、锡。
  关键词   高梯度强磁选    浮选   铁锂云母   锂白云母
地质勘查资料表明高安市~宜丰县~奉新县一带的锂矿资源成矿背景、矿石成分、原矿性质相似,以宜丰县锂矿资源储量为最多,故统称宜丰矿区。
  该矿区锂矿资源储量很丰富,已查明的十六个矿山矿石储量为3138万吨,大部分矿山氧化锂原矿品位大于1%,最高达1.60%。原矿富含钽、铌、铷、铯、锡 等多种稀有金属,原矿中的钾钠长石是优质的陶瓷、玻璃原料,综合开发利用价值很高。由于宜丰矿区锂矿资源中锂云母等矿物粒度细小,且以铁锂云母居多,致使锂云母等有用矿物选矿回收率、精矿品位偏低,因此必须进一步开展对锂云母等有用矿物的选矿术的研究和探讨。
  为了科学地开发利用这种矿产资源,宜丰县花桥矿业有限公司、江西省特种电机股份有限公司、宜春市矿业有限责任公司先后分别委托长沙矿冶研究院有限责任公司、广州有色金属研究院、中南大学进行了选别锂云母、钽铌、锡、钾钠长石的选矿试验。
  三个单位的选矿试验工作根据原矿性质、目的矿物的物理化学性质、粒度嵌布特性、原矿品位等进行了科学的全面的细致的多种条件的选矿试验,取得的成果各有千秋,但选矿回收率、精矿品位都偏低。
  一、三单位选矿试验主要成果及采用的流程。
  1、长沙矿冶研究院2012年3月完成了选矿试验,主要成果:确定了大部分锂云母为铁锂云母,且具弱磁性;矿石中除铁锂云母外,还有锂云母、锂白云母、云母;浮选磨矿细度-200目占70%;十八胺为捕收剂,用量120克/吨;硫酸调整矿浆PH,用量2000克/吨;水玻璃抑制长石,用量1000克/吨;2#油为起泡剂,用量120克/吨。采用的选矿工艺流程:二次粗选、二次精选,获品位2.27%锂云母精矿,回收率41.64%;再闭路精选三次,获品位2.46%锂云母精矿。
  2、广州有色金属研究院2013年9月13日完成了选矿试验报告,以铌、钽、锂、铷、锡为综合回收对象,采用“磁—重—浮”流程:强磁回收钽、铌、锂,强磁精矿重选回收钽、铌,重选尾矿浮选回收锂,强磁尾矿重选回收锡石,重选尾矿为长石产品。
  全流程试验结果:钽铌精矿品位(Ta2O5+Nb2O5)19.13%,产率0.018%,回收率65.54%;锂云母精矿品位(Li2O)3.11%,产率10.59%,回收率52.59%;锡精矿品位(SnO)20.60%,产率0.09%,回收率34.98%。
浮选锂云母药剂:氢氧化钠调整矿浆PH值,用量2000g/t;混合胺为捕收剂,用量150g/t。
  3、中南大学2015年10月16日完成了研究报告,以研究浮选锂云母为主,选矿试验流程为单一浮选。浮选药剂:椰油胺+新型捕收剂Y-1,用量(200+400)g/t;氢氧化钠调整矿浆PH,用量1500g/t;水玻璃抑制长石,用量500g/t;磨矿细度-200目占70%。浮选效果:锂云母精矿品位(Li2O)3.09%,产率27.09%,回收率41.10%。
  三、选矿试验分析
  三个单位对宜丰矿区锂矿石进行了不同程度的选矿试验,现对三个试验成果进行分析与研究。
  (一)从长沙矿冶研究院的选矿试验报告可知成功之处有:
  1、 确定了原矿中含锂云母、铁锂云母、锂白云母、云母四种云母矿物,大部分为铁锂云母,为后续研究回收锂矿物奠定了良好的基础。
     2、开路浮选试验的效果较好,锂云母精矿产率30.25%,精矿品位2.46%,对原矿的回收率13.65%。
     3、磨矿细度-200目占70%,基本上能使云母矿物单体解离。
     4、进行强磁选试验,富集弱磁性铁锂云母。
  不妥之处:
  1、用硫酸调试整矿浆PH値,用量2000g/t,矿浆呈强酸性,于浮选锂云母不利,而且在实际生产中,会对设备造成严重的强酸腐蚀,缩短使用寿命,增加生产成本。
  2、对强磁选的弱磁性产物(铁锂云母等)未进行浮选研究,致使部分铁锂云母未得到有效回收。
  3、锂云母精矿品位2.46%,锂盐生产企业要求Li2O品位≥3.5%,只能用于玻璃、陶瓷行业;回收率低至13.65%,锂矿资源未得到充分回收。
  (二)、广州有色金属研究院的选矿试验工艺流程相对比较合理,效果比较好,采用磁、重、浮相结合的选矿方法,能回收钽、铌、锂、锡等有价金属矿物,钽铌精矿品位(Ta2O5+Nb2O5)19.13%,产率0.018%,回收率65.54%;锂云母精矿品位(Li2O)3.11%,产率10.59%,回收率52.59%;锡精矿品位(SnO)20.60%,产率0.09%,回收率34.98%。
     不妥之处:
  1、强磁尾矿--非磁性产物(锂云母、锂白云母等)仅重选回收锡,未浮选回收锂云母、锂白云母。
  2、试验中用强碱—氢氧化钠调整矿浆PH值,用量2000g/t,PH=10.5,矿浆呈强碱性。实际生产中,设备在强碱性矿浆中受到严重腐蚀,缩短使用寿命,大幅度增加生产成本。
 (三)中南大学的研究报告进行了较为详细的矿物工艺学的研究,指出锂云母大部以微细鳞片状嵌镶在石英、长石的晶粒间隙或裂隙中,分散程度高,选别富集难度较大。选矿试验成果:磨矿粒度-200目65%,药剂椰油胺200g/t,Y-1 400g/t,水玻璃800g/t,氢氧化钠1500g/t,锂云母精矿品位3.09%,产率27.09%,回收率41.10%。
  中南大学的选矿试验不足之处:
  1、单一浮选流程,不能综合回收原矿中钽、铌、锡等有价金属。
  2、捕收剂使用了两种椰油胺、Y-1,且用量大,成本高。
  3、用强碱氢氧化钠调整矿浆呈强碱性,对设备腐蚀性强,缩短了使用寿命,大幅度增加了选矿成本。
  4、水玻璃既可抑制长石,也可抑制锂云母,防碍了锂云母的浮选。
综上所述,三单位的选矿试验各有千秋,锂云母精矿品位都未达到3.5%,与锂盐企业的要求有较大的差距。
  四、宜丰矿区锂矿资源综合开发利用的探讨。
  1、根据锂云母以细小鳞片状嵌布于长石、石英中,磨矿细度-200目70~75%,增加锂云母矿物单体解离度。
  2、浮选药剂
  ①捕收剂—椰油胺,150~200g/t;
  ②盐酸作用有二:溶解椰油胺,使之充分分散在矿浆中,增加与锂云母矿物接触机会;调整矿浆呈弱酸性,PH=5~6,符合浮选锂云母一般应在弱酸性介质中进行的普遍规律,也可避免设备受强酸或强碱腐蚀。盐酸∶椰油胺配比为2∶1。
  ③起泡剂:2#油,用量20g/t,增强捕收剂捕收能力。
  3、根据长沙矿冶研究院:原矿中云母有锂云母、铁锂云母、锂白云母、云母四种矿物,须分别采用强磁选、浮选方法回收铁锂云母和锂云母、锂白云母。
  4、根据广州有色金属研究院提出的原矿共生锂、钽、铌、锡等有价金属,可采用强磁选先富集弱磁性矿物:铁锂云母、钽铌。强磁精矿重选回收钽铌后浮选回收铁锂云母。强磁尾矿(非磁性产物)浮选回收锂云母、锂白云母后重选回收锡。
  5、强磁选机选用赣州金环slon高梯度强选机。该机具世界先进水平,是目前选别细小粒度的弱磁性矿物先进设备,可有效回收铁锂云母。江西春友锂业有限公司春荣选矿厂使用了这种高梯度强选机,选出的弱磁性产物(主要是铁锂云母)Li2O品位2.6%。该厂如果进一步对弱磁性产物、非磁性产物分别进行浮选,就可选出铁锂云母、锂云母、锂白云母、云母,Li2O品位将进一步提高。
     探讨性选矿工艺流程、工艺参数、浮选药剂见下图:


   
五、结语
    本文对三单位对宜丰矿区的锂矿选矿试验进行了较为详细的分析研究,取长补短,并参考生产企业的浮选锂云母的药剂制度,拟出上述生产工艺流程、工艺参数、浮选药剂。预计通过多次浮选铁锂云母、锂云母、锂白云母,此混合精矿的Li2O的品位可达3.5%左右,基本符合锂盐生产企业的要求,钽铌、锡也可综合回收利用。如果要运用到新选矿厂设计、建设中,还要按上述工艺流程进行小型工业试验,进一步完善工艺流程、工艺参数、浮选药剂制度。

[责任编辑:张重阳] 
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