锂是自然界中较轻的金属元素,具有极强的电化学活性,广泛应用于高能电池、航空航天、核聚变发电等领域。锂资源主要赋存在花岗伟晶岩型矿床和盐湖卤水矿床中,其中锂辉石(LiAl[Si2O6])是锂的主要来源之一,通常产于白云母型和锂云母型花岗伟晶岩中,针对锂辉石的选矿,多种方法并行,包括锂辉石预先脱泥、浮选法、重介质法、磁选法及联合选矿法,旨在提高选矿效率和精矿质量。
预先脱泥适用于浮选法和重介质选法之前的锂辉石预处理。浮选体系中,矿泥大量存在会降低矿物分散性,浪费药剂,甚至增强脉石矿物的活化作用,影响锂辉石的浮选效果。因此,选别前的脱泥作业至关重要。若锂辉石矿石中含有大量云母类脉石矿物,可将磨矿细度调整至-0.074 mm占75%,并使用十二胺或椰油胺作为脉石矿物的捕收剂,同时用硫酸调节矿浆pH至3。这样处理能够有效改善浮选矿浆环境,显著提高锂辉石精矿品位。
浮选法是锂辉石选矿中常用的方法,利用矿物表面物理化学性质的差异,通过浮选药剂分离锂辉石与脉石矿物。浮选可分为正浮选和反浮选两种方法。
1、锂辉石正浮选法
锂辉石的正浮选法是在碱性介质中进行的,通常在锂辉石磨细后,加入强碱进行浮选。在高浓度、强搅拌和多次擦洗脱泥的过程中,加入油酸及其皂类盐作为捕收剂,直接浮选出锂辉石,同时将脉石矿物留在槽内。此过程无需添加抑制剂。氢氧化钠与矿浆中的硅酸盐矿物反应生成硅酸钠(水玻璃),起到抑制作用,有效抑制脉石矿物的浮选,使锂辉石浮选出来。通过这种方法,锂辉石在碱性环境中被优先浮选,脉石矿物因表面活化阳离子(如铁、钙、铜等)而生成难溶化合物,进而被抑制,达到了分离的目的。
2、锂辉石反浮选法
锂辉石的反浮选法利用石灰创造碱性环境(pH值10.5~11.0),加入淀粉、糊精等抑制剂,抑制锂辉石的上浮,同时采用阳离子捕收剂浮选硅酸盐类脉石矿物,如石英、长石和云母等。若锂辉石中含有铁矿物,可加入起泡剂(如HF树脂酸盐)进一步去除铁矿物等杂质,反浮选法主要在碱性介质中进行,通过抑制和选择性浮选,成功分离锂辉石和脉石矿物。
锂辉石的重介质选法适用于结晶粒度较粗的矿石,其基本原理是利用锂辉石与脉石矿物之间的比重差异,通过重介质旋流器进行分选。将脱泥后的锂辉石与重介质(主要为重悬浮液)混合,并在0.05~0.20MPa的压力下,进入重介质旋流器进行选别。得到重产物和轻产物。重产物通过脱介筛处理后成为锂辉精矿,轻产物则成为尾矿。该方法能有效分离锂辉石与脉石矿物。
锂辉石属于弱磁性矿物,因此磁选法可作为提高锂精矿质量的辅助措施。磁选法主要用于去除锂辉石精矿中的铁杂质,通常采用高梯度磁选机等强磁选设备去除矿石中的弱磁性矿物,获得低铁锂辉石精矿。该方法操作简单,便于控制且适应性强。当单一磁选无法有效除铁时,可通过联合工艺进一步完成除铁作业,从而有效提高锂辉石的品质。
联合选矿法主要用于伴生组分复杂的锂辉石矿石,单一选矿方法难以有效回收锂精矿矿物。通过结合多种选矿工艺,联合选矿法能更有效地进行选别。常见的联合选矿法包括浮选-磁选工艺和浮选-重选-磁选工艺。
1、浮选-磁选工艺
先进行浮选,得到锂辉石精矿后,采用强磁选除去铁杂质,从而获得高纯度的锂辉石精矿。
2、浮选-重选-磁选工艺
先通过磨矿调浆,再进行重选去除钽、铌等杂质,重选尾矿经浓缩脱泥后进入浮选阶段,之后通过磁选进一步提纯锂辉石。这些联合选矿方法能够有效应对锂矿伴生组分复杂的问题,提升锂辉石精矿的品质。
在选别投产前,建议进行锂辉石选矿试验,并结合矿石性质、投资预算等综合指标定制科学的选矿方案,以避免不恰当的选别工艺造成资源浪费。通过这些方法的综合应用,可以有效提高锂辉石的选矿效率和精矿质量。