内蒙古某锂云母矿选矿试验研究

欧阳林莉

（长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012）

近年来，随着新能源行业的快速发展，市场对锂金属的需求量也日益增加［1，2］，锂云母是自然界中比较常见的富锂矿物之一［3］，如何高效开发利用锂云母矿意义重大。目前浮选法是回收锂云母的一种应用最普遍的选矿方法［4］。云母的浮选工艺根据所用的捕收剂种类不同而存在较大差异，主要分为阳离子捕收剂浮选法［5］、阴离子捕收剂浮选法和阴阳离子组合捕收剂浮选法三种［6～8］。内蒙古某锂矿为含铷的锂云母型锂矿，研究采用浮选的方法对该锂云母矿中的有价组分进行了回收。

1 矿石性质研究

矿石的多元素化学分析结果见表1，主要矿物含量见表2。

表1 矿石的多元素化学成分分析结果 %

表2 样品中主要矿物的含量 %

由矿石性质可知，样品中可供选矿回收的元素主要是锂和铷，Li2O和Rb2O的品位分别为1.29%和0.42%，而铯、铍、铌和钽等元素含量偏低，未能达到综合回收指标要求。矿石中锂和铷主要赋存于云母中，锂矿物为铁锂云母和少量绢云母；金属硫化物有微量磁黄铁矿、闪锌矿和毒砂。脉石矿物主要为石英，其次是黄玉和长石，少量萤石、角闪石和绿柱石等。综合化学成分特点，可以认为矿石为含铷的锂云母型锂矿。

图1～图4为铁锂云母的形态、粒度和与其它脉石矿物之间的嵌布关系特征图。大部分铁锂云母晶体呈叶片状、板片状或柱状晶形，集合体多为团块状或条带状，主要与石英等脉石矿物紧密嵌布，少量包裹在石英或黄玉等矿物中。该类型云母粒度相对较粗，可以达到5 mm以上，一般0.05～0.4 mm。绢云母和少量铁锂云母，晶体形态呈细小鳞片状，多为团块状或不规则集合体，大部分沿石英、长石和黄玉等脉石矿物粒间充填产出，部分为交代长石的蚀变产物。该类型云母结晶粒度较微细，一般小于0.01 mm。少量集合体内部包裹微细粒脉石矿物是影响精矿品质的主要因素。

图1 粗粒片状铁锂云母（B）与石英（Q）和黄玉（T）紧密嵌布

图2 片状铁锂云母（B）穿插在石英（Q）集合体

图4 鳞片状云母（B）沿石英（Q）粒间嵌布

2 浮选试验研究

2.1 浮选试验方案选择

铁锂云母是此次选矿试验回收的主要目的矿物，影响锂云母浮选的主要是石英和长石。采用不同类型的捕收剂进行了浮选试验方案对比试验，考察5种不同的捕收剂种类对锂云母浮选的影响，方案一：十二胺200 g／t；方案二：硫酸1 500 g／t，十二胺200 g／t；方案三：氧化石蜡皂（731）400 g／t；方案四：氧化石蜡皂300 g／t，十二胺100 g／t；方案五：CA400 g／t，其中CA是长沙矿山研究院有限责任公司自主研发的云母类氧化矿捕收剂，对云母具有较好的选择性捕收作用。试验结果如图5所示。方案一、三和四获得的品位和回收率均较低，方案二在酸性pH值条件下采用阳离子捕收剂十二胺浮选锂云母可以获得较好的指标，方案五使用CA捕收剂获得指标与方案二相当，由于酸性环境对设备的腐蚀性较强，因此推荐使用CA捕收剂在自然pH条件下浮选锂云母。

图5 浮选试验方案结果

2.2 浮选条件试验研究

对磨矿细度、捕收剂用量和精选调整剂种类进行了浮选条件试验研究，结果分别如图6、图7所示。试验结果表明，该矿石合适的磨矿细度为－0.075 mm占60%，粗选CA用量为400 g／t合适。

图6 磨矿细度试验结果

图7 捕收剂用量试验结果

2.3 精选条件试验

在确定以CA作为锂云母捕收剂，用量为400 g／t的条件下，研究了抑制剂六偏磷酸钠、草酸、水玻璃、碳酸钠和羧甲基纤维素对精选品位的影响，试验结果如图8所示。从图8试验结果看出，在使用草酸作为精选的抑制剂时，精矿中Li2O品位较高，对脉石的抑制效果明显，精选使用草酸能提高精矿品位。

图8 抑制剂种类试验结果

2.4 浮选闭路试验研究

当原矿中Li2O和Rb2O品位分别为1.29%和0.42%时，在粗选自然pH条件下（pH＝7左右），使用自主研发的高效氧化矿捕收剂CA，最终获得了锂云母精矿Li2O品位3.57%，Rb2O品位1.06%，Li2O回收率80.88%，Rb2O回收率为73.31%的选矿指标。具体的选矿工艺流程及药剂制度如图9所示，试验结果见表3。

表3 闭路试验结果 %

图9 闭路试验工艺流程图

2.5 CA捕收剂对锂云母浮选行为影响的机理研究

CA捕收剂在自然pH条件下浮选锂云母能获得较好的浮选效果，在纯矿物体系下，使用紫外分光光度计测定了捕收剂在锂云母表面的吸附量［9，10］，通过吸附量测试来分析捕收剂在矿物表面的吸附机理，主要研究了pH值对锂云母吸附的影响。在固定捕收剂用量为2 mg／L的条件下，研究了锂云母矿物表面吸附量与pH值的关系，试验结果如图10所示。当pH值从2增加到7时，锂云母纯矿物的吸附量随pH值升高而增加；当pH值增加到碱性后，锂云母的吸附量随之下降。证明整个pH值区间，锂云母pH值在6～8的范围内吸附量均较高，吸附量测试结果与浮选试验结果相对应，在自然pH值条件下，CA捕收剂对锂云母的浮选效果较好。

图10 pH值对CA在锂云母表面吸附量的影响

3 结 论

1.根据工艺矿物学研究分析可知，试验矿石为含铷的锂云母型锂矿，矿石中的锂和铷主要赋存于铁锂云母中，脉石矿物主要为石英，其次是黄玉和长石，影响浮选的主要是石英和长石，少量云母集合体内部包裹微细粒脉石矿物可能影响精矿品位。

2.使用长沙矿山研究院有限责任公司自主研发的高效氧化矿捕收剂CA浮选锂云母时，在中性条件下可以获得较高品位和回收率的产品，避免了酸性环境对设备造成腐蚀性较强，安全环保。

3.在粗选自然pH条件下（pH＝7左右），使用自主研发的高效捕收剂CA，最终获得的锂云母精矿Li2O品位为3.57%，Rb2O品位1.06%，Li2O回收率为80.88%，Rb2O回收率为73.31%，使该锂云母矿中的锂和铷均得到了有效综合回收。

4.CA捕收剂在pH值为6～8的范围内在锂云母纯矿物表面的吸附量较大，因此在中性环境下CA捕收剂对锂云母具有较好的捕收效果。