鋰礦選礦工藝

文章來源:河南宏科重工機械 發布時間:2020-03-24 15:26:27         瀏覽次數:18      
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鋰礦選礦方法中鋰礦的浮選方法及藥劑介紹

    固體鋰礦選礦方法,有手選法、浮選法、化學或化學-浮選聯合法、熱裂選法、放射性選法、粒浮選礦法等,而鋰礦的浮選方法是目前鋰礦選礦方法中比較常用的方法,鋰太浮選方法中的選礦藥劑如下所示:

    鋰輝石的正浮選可舉美國布列克-西爾斯選礦廠為例。該廠采用油酸作捕收劑,直接浮選鋰輝石,流程見圖5-23。原礦含Li20 1.26%,磨礦時加0.3kg/t氫氧化鈉,磨礦后先脫泥。脫泥后的濃漿(60%~70%固體)中加入1kg/t氫氧化鈉進行攪拌、擦洗。粗選前加入200g/t油酸和250g/t環烷酸及起泡劑。精選I和精選Ⅱ中,均加入水玻璃、栲膠或起泡劑及乳酸,并加入適量的油酸。通過二次精選,得含Li20 4.92%鋰精礦,回收率為63.59%。


1、鋰礦選礦工藝手選法

   手選法在五六十年代曾經是國內外鋰精礦、綠柱石精礦生產中的主要選礦方法之一。如我國1959年新疆、湖南等省區手選生產的綠柱石精礦達2800噸以上,1962年世界綠柱石精礦產量為7400噸,其中手選精礦占91%。這主要是由于鋰礦多數來自偉晶巖礦床,選別的主要工業礦物鋰輝石、綠柱石等晶體大、易手選。但應看到,手選勞動強度大、生產效率低、資源浪費大、選別指標低,因而后來逐漸為機械選礦方法所代替。然而,目前在勞動力便宜的發展中國家里,手選仍是生產鋰精礦的主要方法。

2、鋰礦選礦工藝浮選方法

   浮選方法的研究和應用較早,國外在30年代已將浮選法用于鋰輝石精礦的工業生產。鋰輝石浮選有的采用反浮選,也有的用正浮選;鋰云母易浮,常用正浮選。我國50年代末開始鋰輝石、綠柱石的浮選研究,隨后又進行了鋰云母浮選、鋰鈹分離和其他鋰鈹礦的研究,制定出鋰輝石、綠柱石、鋰云母的浮選工藝流程,并在新建廠的鋰鈹選礦過程中得到應用。鋰礦的浮選方法是:鋰輝石的選礦方法中的浮選有正浮選和反浮選兩種方案。正浮選是在酸性介質中進行,所以又稱“酸法”。它用油酸及其皂類作捕收劑,將鋰輝石浮入泡沫產品中;反浮選是在堿性介質中進行,所以又稱“堿法”。它用陽離子作捕收劑,浮出脈石礦物,槽內產品就是鋰輝石精礦。

3、鋰礦選礦工藝化學或化學--浮選聯合法

   適用于鹽湖鋰礦,用此法從中提取鋰鹽。該方法是通過鹵水在曬場上蒸發,使得鈉鹽和鉀鹽沉淀析出,將氯化鋰濃度提高到6%左右,然后將其送入工廠,用蘇打法將氯化鋰轉變成碳酸鋰固體產品。鹵水型鋰資源主要有碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型三種,目前主要開發的是碳酸鹽型和硫酸鹽型。開發的技術也比較復雜,目前尚處于生產試驗階段。

 

4、鋰礦的正浮選的方法是,開始就向礦漿中加氫氧化鈉進行攪拌、擦洗以除去表面的污染物,脫泥和洗礦后,然后按下面三種方法處理:

    先浮云母,后浮鋰輝石,最后浮長石。其步驟是:
    (1)在弱酸性介質中,用陽離子浮云母。
    (2)將浮選尾礦濃縮至50%固體,用油酸類捕收劑及醇類起泡劑調和后,稀釋至17%固體,浮鋰輝石。
    (3)將浮完鋰輝石的尾礦用氟氫酸處理后,再加陽離子捕收劑浮選長石。

    先浮鋰輝石,后浮云母,再浮長石。其步驟是:

   (1)將礦漿濃縮至64%固體,加油酸、硫酸和起泡劑攪拌后,稀釋至21%固體,浮鋰輝石。
   (2)鋰輝石浮選尾礦中的云母,用陽離子捕收劑浮出。
   (3)云母浮選尾礦加氟氫酸活化長石,并加陽離子捕收劑浮長石。

    鋰輝石和云母混合浮選,最后浮長石。其步驟是:

   (1)在濃漿中加硫酸調和,然后加陰離子捕收劑,浮選云母和鋰輝石。
   (2)混合精礦在酸性介質中攪拌,將云母和含鐵礦物浮出,槽中產物便是鋰輝石。
   (3)混合浮選后的尾礦,加氟氫酸處理后,用陽離子捕收劑浮長石。

    鋰輝石的反浮選在堿性礦漿中進行,以糊精、淀粉等作為鋰輝石的抑制劑,松醇油作起泡劑,用胺類陽離子捕收劑浮選石英、長石和云母等脈石礦物,槽內產品去鐵之后,就是鋰輝石。

5、鋰礦的浮選調整劑

    影響鋰輝石浮選的關鍵因素在于調漿作業的攪拌強度及溫度、調整劑的配比。目前國內鋰輝石的選別過程中一般采用三堿兩皂的浮選方法。

    鋰輝石浮選調整劑主要為:三堿 ,即:Na2CO3、Na2S和NaOH,其用量、加藥地點以及所用水中鈣離子含量的多少等因素對浮選的影響很大。浮選礦漿中CO2-3 、OH-、Ca2+ 的離子濃度比,是影響浮選指標的關鍵因素之一,所用水的軟硬不同,調整劑的用量也有所不同。表面純凈的鋰輝石很容易用油酸及其皂類浮起,浮選區為pH=4.0--9.0,最佳pH為弱堿性。

    鋰輝石浮選的常用捕收劑為兩皂 ,即環烷酸皂及氧化石蠟皂,其用量也隨著水的軟硬變化而增減。在較軟的水質條件下,環烷酸皂的使用可明顯增加回收率,而較硬的水質條件下,環烷酸皂的加入有時反而不利于浮選。由于鋰輝石礦石表面常受風化污染以及在礦漿中受礦泥污染,其可浮性變壞,且礦漿中的一些溶鹽離子(Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ )不僅能活化鋰輝石,同時也活化脈石礦物,使鋰輝石浮游性差異不大。所以,針對不同鋰輝石,應先對其物理化學性質進行分析,然后選擇合適的捕收劑和選礦工藝。

    在一定程度上攪拌強度的提高,不僅使回收率提高,精礦的品位也有一定的提升。在調整劑試驗中,隨著碳酸鈉用量的增加,精礦品位明顯上升,但用量過大時,其回收率有所下降。氫氧化鈉的用量試驗表明,水中鈣離子較大時,氫氧化鈉不宜加入磨礦機中,并且攪拌作業氫氧化鈉用量也不宜多;但在水質較軟時,加入氫氧化鈉有明顯的活化作用。

    四川某鋰多金屬礦礦石中主要有用礦物為鋰輝石、鈮鉭鐵礦和錫石,該礦石應以回收鋰輝石為主,并綜合回收鉭鈮鐵礦及錫石。國內某研究所采用重選、磁選、浮選聯合流程,通過重選分離鉭鈮鐵礦、錫石、鋰輝石礦;重選精礦中主要礦物有磁鐵礦、鉭鈮鐵礦、錫石,采用先弱磁選去除磁鐵礦后強磁選分離鉭鈮礦和錫石。重選尾礦采用浮選回收鋰輝石,在原礦含Li2O0.90%、Ta2O50.005%、Nb2O50.009%、Sn0.064%的條件下,最終獲得了Ta2O5品位17.00%、Nb2O5品位32.55%、Ta2O5回收率59.02%、Nb2O5回收率65.54%的鉭鈮精礦,和品位52.16%、回收率80.04%的錫精礦,以及品位5.53%、回收率72.68%的鋰精礦。 針對新疆某鋰輝石選廠建成后鋰輝石難于選出的現象,通過添加CaCl2、改變捕收劑、強化選鋰前攪拌擦洗等措施,使鋰輝石的浮選性能得到根本改變,獲得了較為理想的技術指標。在鋰輝石平均含量16%的情況下,小型試驗采用混合皂(油酸蠟:氧化石蠟皂=7:3)做捕收劑,碳酸鈉、氫氧化鈉做調整劑,用柴油穩定泡沫,在磨礦細度-0.074mm含量80%的條件下浮選鋰輝石,獲得鋰輝石精礦含鋰輝石72.66%,鋰輝石回收率76%的較好技術經濟指標。

 

鋰礦的化學特點

    鋰為稀堿元素之一,在自然界分布比較廣泛,在地殼中平均含量為20×10-6(泰勒,1964),在主要類型巖漿巖和主要類型沉積巖中均有不同程度的分布,其中在花崗巖中含量較高,平均含量達40×10-6(維諾格拉多夫,1962)。在自然界中目前已發現鋰礦物和含鋰礦有150多種,其中鋰的獨立礦物有30多種,大部分是硅酸鹽(占67%)及磷酸鹽(占21.2%),其他則很少。作為制取鋰的礦物原料主要是鋰輝石(含Li2O5.8%~8.1%)、鋰云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷鋰鋁石(含Li2O7.1%~10.1%)、透鋰長石(含Li2O2.9%~4.8%)及鐵鋰云母(含Li2O1.1%~5%),其中前3個礦物最為重要。

    鋰(Li)是自然界中最輕的金屬。銀白色,比重0.534,熔點180℃,沸點1347℃。鋰是由瑞典化學家貝齊里烏斯(J.J.Berzelius)的學生瑞典人阿爾費德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研究從攸桃島(Uto¨)采得透鋰長石時首次發現的,貝齊里烏斯把這種新金屬稱為Lithium。1818年英國人戴維(H.Davy)通過電解碳酸鋰制得小量金屬鋰。1855年德國人本生(R.W.Bunsen)和馬提生(A.Matthiessen)通過電解熔融氯化鋰制得較大量的金屬鋰,并較詳細地研究了它的性質。1923年德國開始鋰的工業生產。
 

鋰礦的用途

    鋰是活潑金屬,很柔軟,在氧和空氣中能自燃。鋰也是一種重要的能源金屬,它在高能鋰電池、受控熱核反應中的應用使鋰成為解決人類長期能源供給的重要原料。鋰工業的發展和軍事工業的發展密切相關。50年代,由于研制氫彈需要提取核聚變用同位素6Li,因而鋰工業得到了迅速發展,鋰則成為生產氫彈、中子彈、質子彈的重要原料。鋰的化合物還廣泛用于玻璃陶瓷工業、煉鋁工業、鋰基潤滑脂以及空調、醫藥、有機合成等工業。鋰系列產品廣泛應用于冶煉、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、潤滑脂、橡膠、焊接、醫藥、電池等行業。全世界有鋰礦資源的國家不足十家,亞洲中國獨有。
 

全球鋰礦分布

    智利、中國、阿根廷都有較多的鋰礦儲量,但它們都在南美洲國家玻利維亞的烏尤尼鹽沼(Salar de Uyuni)面前黯然失色。據美國地質勘探局的匯報說烏尤尼鹽沼下的鋰儲量大得驚人,幾乎占有全世界鋰的一半。如果把鋰礦資源完全開發出來,南美窮國玻利維亞將富可匹敵中東巨頭沙特阿拉伯。
中國鋰礦資源按基礎儲量計,占全世界的13.7%;按儲量計,占全世界的25.7%。

    值得指出的是,應用最廣泛因而更重要的碳酸鋰,是生產二次鋰鹽和金屬鋰的基礎材料,因而是鋰工業中最關鍵的產品,其它工業鋰產品則基本上都是碳酸鋰的下游產品。截至2007年底,全球碳酸鋰需求量約為9.3萬噸,比上年增長7.4%。近10年來年平均年增長率達7%以上。智利、中國和阿根廷是碳酸鋰產能最大的3個國家,2007年,該3國滿足了全球94%的碳酸鋰需求。2009-2013中國年碳酸鋰市場深度調研與投資前景分析報告碳酸鋰的提取從來源可分為礦石提取和鹽湖鹵水提取兩種。中國生產的碳酸鋰80%以上為礦石提取,而全球80%為鹽湖鹵水提取。目前,全球碳酸鋰市場的產業集中度很高,前三大公司(CR3)共計占有65%的市場份額。這樣的行業格局增強了對下的議價能力,有利于價格保持高位。

 

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