新闻摘要:摘要:刚果(金)某锂辉石Li2O品位0.86 %,属于低品位难选锂矿石。为实现该锂辉石高效综合利用,对其开展浮-磁联合试验研究。研究结果表明:在磨矿细度-0.074 mm占比75.0 %,碳酸钠用量500 g/t,氯化钙用量140 g/t,氢氧化钠球磨机内用量700 g/t、浮选槽内用量200 g/t,捕收剂组合A(氧化石蜡皂与油酸质量比为1∶3)用量1 650 g/t条件下进行一粗两扫三精一磁闭路试验,可获得Li2O品位为5.67 %、Li2O回收率为77.71 %的脱磁产品,Li2O品位为4.51 %

锂作为一种关键战略资源,在新兴科技领域如新材料、高效能源和航空航天应用较为广泛[1-3]。锂辉石是锂主要来源之一,其高效利用一直备受关注。然而,随着采矿的不断深入,优质易选锂辉石日益稀缺,如何提高低品位难选锂辉石资源综合利用率逐渐成为研究热点[4-7]。
目前,浮选法是回收锂辉石中锂的主要方法,其药剂制度通常为油酸类及其组合药剂作捕收剂,碳酸钠或氢氧化钠等作pH调整剂,氯化钙或氯化镁等作活化剂[8-9]。然而,锂辉石通常与硅酸盐类脉石矿物(云母、长石、石英等)紧密共生。由于这两类矿物具有相似可浮性[4-6],且矿浆中“难免离子”会对浮选过程产生干扰[7],导致锂辉石资源综合利用较为困难。为实现锂辉石高效综合利用,本文以刚果(金)某Li2O品位0.86 %的低品位难选锂辉石为原料,对其开展选矿试验研究,以期为锂辉石资源综合利用提供参考依据。
1 试验原料、设备与药剂
1.1 试验原料
以刚果(金)某锂辉石为试验原料。为确保试验所用矿样具有代表性,采用如下制备方法:采用颚式破碎机对矿石进行粗碎,而后细碎筛分获得-3 mm合格粒级产品,采用堆锥法混匀后再割环缩分。
1.2 试验设备
试验所用设备如表1所示。
1.3 试验药剂
试验所用药剂如表2所示。
2 浮选条件试验
每次取矿样500 g,在矿浆浓度32 %、浮选机单槽体积1.5 L、叶轮转速1 992 r/min固定条件下,以碳酸钠、氢氧化钠为pH调整剂,氯化钙为活化剂,氧化石蜡皂或油酸为捕收剂的药剂制度下开展浮选条件试验,考察药剂制度对浮选指标的影响。
2.1 捕收剂条件试验
2.1.1 捕收剂种类
在捕收剂用量1 200 g/t,碳酸钠用量500 g/t,氢氧化钠用量700 g/t,氯化钙用量100 g/t药剂制度下开展一次粗选试验,考察捕收剂种类对浮选指标的影响。试验流程如图1所示(组合A为氧化石蜡皂+油酸,组合B为氧化石蜡皂+环烷酸,
组合C为油酸+环烷酸;药剂质量比均为1∶1),试验结果如图2所示。

由图2可知:当捕收剂用量为1 200 g/t时,综合考虑粗精矿中Li2O品位与Li2O回收率,组合A为捕收剂的回收效果最好。捕收剂油酸经一次粗选同样可以获得较好浮选指标,但经多次验证试验发现,油酸为捕收剂时所得浮选指标缺乏稳定性。究其原因,虽然油酸类捕收剂选择性强,但存在捕收能力弱、分散性较差、温度适应能力较低等问题。此外,对矿浆pH较为敏感,无论是过高的碱性条件还是偏低的酸性条件,均会导致油酸捕收能力的显著下降。而捕收剂组合A成功解决了油酸单独使用时存在的诸多问题,氧化石蜡皂的存在有效弥补了油酸在低温和矿浆pH波动情况下的捕收缺陷,增强了整个体系的适应性,使得浮选过程更加稳定[10-11]。因此,选用捕收剂组合A为本次试验捕收剂。
2.1.2 捕收剂药剂配比
在捕收剂组合A用量1 200 g/t,碳酸钠用量500 g/t,氢氧化钠用量700 g/t,氯化钙用量100 g/t药剂制度下开展一次粗选试验,考察捕收剂组合A中氧化石蜡皂与油酸配比对浮选指标的影响。试验流程如图1所示,试验结果如图3所示。
可知:随着氧化石蜡皂添加比例逐渐增加,所得粗精矿中Li2O品位与Li2O回收率均呈现曲折变化趋势。在氧化石蜡皂与油酸质量比为1∶3时,所得浮选指标最为优异,故后续均采用氧化石蜡皂与油酸质量比为1∶3进行试验。
2.1.3 捕收剂用量
在碳酸钠用量500 g/t,氢氧化钠用量700 g/t,氯化钙用量100 g/t,氧化石蜡皂与油酸质量比为1∶3的药剂制度下开展一次粗选试验,考察捕收剂用量对浮选指标的影响。试验流程如图1所示,试验结果如图4所示。
由图4可知:随着捕收剂用量增加,粗精矿中Li2O品位呈现曲折变化趋势,而Li2O回收率呈先升高后降低趋势。综合考虑,捕收剂用量以1 000 g/t为宜。

2.2 氢氧化钠条件试验
2.2.1 氢氧化钠用量
矿浆pH对于油酸类药剂捕收性能影响较为明显,该类药剂通常在碱性条件下对锂辉石中锂的浮选效果较好[12-13]。故在碳酸钠用量500 g/t,氯化钙用量100 g/t,捕收剂组合A用量1 000 g/t 药剂制度下,考察氢氧化钠用量对浮选指标的影响。试验流程如图1所示,试验结果如图5所示。
由图5可知:随着氢氧化钠用量增加,粗精矿中Li2O品位与Li2O回收率均呈现先升高后降低趋势。Li2O品位在氢氧化钠用量900 g/t时达到最高点,而Li2O回收率在氢氧化钠用量700 g/t时达到最高点。综合考虑浮选指标与经济效益,氢氧化钠用量以700 g/t为宜。