CN110369153A - 锂辉石浮选方法 - Google Patents

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CN110369153A CN201910654328.8A CN201910654328A CN110369153A CN 110369153 A CN110369153 A CN 110369153A CN 201910654328 A CN201910654328 A CN 201910654328A CN 110369153 A CN110369153 A CN 110369153A
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Abstract

本发明涉及矿石加工技术领域，公开了一种锂辉石浮选方法，所述方法包括以下步骤：(1)将原矿破碎后筛选得到矿料；(2)将上述矿料与可溶性碱以及水混合后研磨得到矿浆Ⅰ；(3)将上述矿浆Ⅰ与水混合稀释得到矿浆Ⅱ；(4)将矿浆Ⅱ和捕收剂混合进行浮选，得到锂辉石精矿和尾矿产物。该浮选方法能够在不添加活化物的情况下有效提高锂辉石的浮选效率，同时也能够提高浮选出的锂辉石Li2O品位；而且能够有效简化工艺流程和降低浮选成本。

Description

锂辉石浮选方法
技术领域
本发明涉及矿石加工技术领域，具体涉及一种锂辉石浮选方法。
背景技术
锂是稀缺性清洁型资源，我国伟晶岩型矿床和盐湖卤水是我国锂资源的重要来源，但从盐湖中提取锂因存在技术通用性差、高镁锂比、成本高等难题而尚未实现大规模工业化，伟晶岩型锂辉石资源仍然是我国未来相当长时期内的重要提锂来源。
我国锂辉石矿物资源储量丰富，但是，由于锂辉石矿中锂金属含量低、锂辉石矿嵌布粒度细、矿物组成复杂等因素，以及相关分选基础理论研究工作不够深入，导致锂辉石矿资源利用效率较低。而且，锂辉石矿中有用矿物锂辉石与主要脉石矿物长石、云母和石英等均为硅酸盐类矿物，这类矿物的固-液界面残余价键特性相似，致使这类矿物表面的物理化学性质极为相似，从而难以实现高效浮选分离。我国锂辉石矿石品位低、嵌布粒度细、容易泥化等一系列特征会导致浮选过程受矿泥干扰严重，从而进一步加大浮选分离难度。针对这一些问题，研究人员研究开发了各种类型的高效捕收剂，这些高效捕收剂虽然在一定程度上提高了锂辉石矿的浮选效率，但在捕收过程中需要使用大量的捕收剂。而且在现有技术的浮选过程中还需要添加活化物，浮选需要经过多个过程，浮选过程复杂，浮选成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的在锂辉石浮选过程中不加活化物时浮选效率低、锂辉石品位低以及加入活化物时浮选过程选择性差、成本高等问题，提供一种锂辉石浮选方法，该浮选方法能够在不添加活化物的情况下有效提高锂辉石的浮选效率，同时也能够提高浮选出的锂辉石Li2O品位；而且能够有效简化工艺流程和降低浮选成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种锂辉石浮选方法，包括以下步骤：
(1)将原矿破碎后筛选得到矿料；
(2)将上述矿料与可溶性碱以及水混合后研磨得到矿浆Ⅰ；
(3)将上述矿浆Ⅰ与水混合稀释得到矿浆Ⅱ；
(4)将矿浆Ⅱ和捕收剂混合进行浮选，得到锂辉石精矿和尾矿产物。
具体地，所述矿料研磨至细度-0.074mm占70％-80％；所述矿浆Ⅰ的质量分数为50％-60％，所述矿浆Ⅱ的质量分数为28％-32％。
优选地，步骤(2)中，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g。
优选地，所述步骤还包括：在步骤(3)之前，将步骤(2)得到的矿浆Ⅰ与可溶性碱混合，然后搅拌。
进一步优选地，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g。
优选地，步骤(3)包括对所述矿浆Ⅰ进行过滤，将滤渣与水混合。
优选地，步骤(4)中，所述浮选包括：a)对矿浆Ⅱ进行粗选得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿产物Ⅰ；b)对锂辉石精矿Ⅰ进行至少两次精选和对尾矿产物Ⅰ进行至少两次扫选得到锂辉石精矿和尾矿产物。
进一步优选地，上述粗选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为400g-500g所述精选为两次，在第一次精选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g；所述扫选为两次，在第一次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g，在第二次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g。
更优选地，所述可溶性碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选地，所述捕收剂为油酸和十二胺的组合物或油酸钠。
通过上述技术方案，本发明通过将破碎筛选后的矿料和可溶性碱以及水混合后一起研磨，形成高浓度的矿浆Ⅰ，在研磨过程中可以使其表面结构和组分进行重构，从而增加锂辉石与脉石矿物表面物化性质的差异性以及可浮性差异，有效提高锂辉石的回收效率，同时能够提高锂辉石中Li2O的品位。本发明提供的浮选方法药剂制度和工艺流程简单，无需添加氯化钙等活化物，选矿指标较高。同时，浮选尾矿矿浆pH低于常规浮选工艺(pH>10-11)，有利于尾矿沉降脱水和废水回用。本发明浮选过程中使用的碱液可以重复利用，能够减少浮选过程中的经济成本。本发明提供的浮选方法浮选Li2O回收率高达89.65％，锂辉石Li2O品位高达6.57％。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种伟晶岩型锂辉石浮选方法，包括以下步骤：
(1)将原矿破碎后筛选得到矿料；
(2)将上述矿料与可溶性碱以及水混合后研磨得到矿浆Ⅰ；
(3)将上述矿浆Ⅰ与水混合稀释得到矿浆Ⅱ；
(4)将矿浆Ⅱ和捕收剂混合进行浮选，得到锂辉石精矿和尾矿产物。
在本发明中，所述矿浆的质量分数是指矿浆中固体干重占整个矿浆的总重量的百分比。
本发明中步骤(2)的研磨可以在任意一种可以研磨的工具中进行，优选为球磨机。不同的球磨机对进料的粒径大小要求有所不同，本领域的技术人员完全可以根据球磨机的参数要求选择合适的粒径筛选范围。在本发明的实施例中需要选取粒径小于或等于3mm的矿料进行上述操作步骤。
具体地，所述矿料研磨至细度-0.074mm占70％-80％；所述矿浆Ⅰ的质量分数为50％-60％，所述矿浆Ⅱ的质量分数为28％-32％。所述细度-0.074mm是指粒度小于或等于0.074mm。
具体地，步骤(2)中，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g，每吨矿料中可溶性碱的添加量可以为500g、600g、700g、800g、900g、1000g，以及这些点值中任意两个所构成的范围内的任意值。
优选地，所述步骤还包括：将步骤(2)得到的矿浆Ⅰ与可溶性碱混合，然后搅拌。通过将矿浆Ⅰ与可溶性碱混合后搅拌，可以进一步促进矿料表面组分含量重构，使矿料表面组分含量的差异进一步扩大，从而进一步提高锂辉石的浮选效率及锂辉石的品位。本领域的技术人员完全可以根据实际操作情况选择合适的搅拌速率和搅拌时间。优选地，上述搅拌的搅拌速率为3000rpmrpm，搅拌时间为15min-30min。具体地，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g，每吨矿料中可溶性碱的添加量可以为500g、600g、700g、800g、900g、1000g，以及这些点值中任意两个所构成的范围内的任意值。
为了使碱液能够回收利用，减少整个浮选过程中的浮选成本，同时也为了进一步保证经过浮选后的尾矿矿浆pH低于常规浮选工艺，有利于尾矿的沉降和废水回收，在本发明中，在步骤(3)之前，可以在稀释前先通过过滤的方法过滤出碱液，将过滤后得到的碱液回收到步骤(2)中进行再次利用，将得到的滤渣与水混合，得到质量分数为28％-32％的矿浆Ⅱ。
优选地，步骤(4)中，所述浮选包括：a)对矿浆Ⅱ进行粗选得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿产物Ⅰ；b)对锂辉石精矿Ⅰ进行至少两次精选和对尾矿产物Ⅰ进行至少两次扫选得到锂辉石精矿和尾矿产物。
进一步优选地，上述粗选过程，中相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为400g-500g；所述精选为两次，在第一次精选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g；所述扫选为两次，在第一次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g，在第二次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g。
在浮选前，需要将捕收剂与矿浆作用3min-8min，优选为5min。整个浮选过程中，粗选所用时间为5min，精选所用时间为3min，扫选所用时间为2min。
所述可溶性碱优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾。当所述可溶性碱为氢氧化钠和氢氧化钾的混合物时，氢氧化钠和氢氧化钾可以以任意比例混合，这里不对两者混合比例进行任何限定。
为了能够更好地捕收锂辉石，本发明中，所述捕收剂为油酸和十二胺的组合物或油酸钠，通过油酸根离子与锂辉石上的三价铝离子作用，从而在矿浆中有效捕收锂辉石并将其分离出来。当所述捕收剂为油酸和十二胺的组合物时，油酸与十二胺的质量比为8-12:1，优选为10：1。
本发明所提供的方法详细流程如图1所示。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，细度通过湿式筛分的方法测得；原矿取自四川甘孜甲基卡锂辉石矿区，是一种含泥质锂辉石矿，属于难选锂辉石矿。NaOH、KOH均是购于国药集团的分析纯药品；油酸钠购于国药集团化学试剂有限公司，产品编号为30168527；油酸购于天门市诚鑫化工有限公司，产品编号为CX101、CX103；十二胺购于阿拉丁化学试剂公司，产品编号为N159397。
实施例1
本实施例所选的原矿中的矿物组成如表1所示，原矿中的化学成分组成如表2所示：
表1：四川甲基卡锂辉石矿样中的矿物组成
表2：四川甲基卡锂辉石矿样中的化学成分分析
(1)将原矿放入破碎机中破碎，筛选粒径-3mm的矿粒作为矿料，并装入袋中备用。
(2)取500g上述矿料放入球磨机中，加入0.25g的NaOH以及500mL的水，通过球磨机研磨10min，得到磨矿产品粒度-0.074mm占75％的矿浆Ⅰ。
(3)将上述矿浆Ⅰ倒入搅拌器中并加入0.25g的NaOH，然后设置搅拌速率为3000rpm，搅拌30min。
(4)将步骤(3)得到的搅拌产品过滤，然后将过滤得到的滤液保存用于下次浮选过程中的步骤(2)，并在过滤得到的固体产物中加入1286mL水使其质量分数为28％。
(5)粗选：将步骤(4)得到的矿浆倒入浮选机进行浮选，加入0.2g的油酸钠，作用5min后浮选5min，得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿Ⅰ。
(6)精选：在锂辉石精矿Ⅰ中加入0.025g的油酸钠，作用5min后浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅱ和尾矿Ⅱ(返回至粗选)；再对锂辉石精矿Ⅱ浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅲ和尾矿Ⅲ(返回至第一次精选)。
(7)扫选：在尾矿Ⅰ中加入0.05g的油酸钠，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅳ(返回至粗选)和尾矿Ⅳ；在尾矿Ⅳ中加入0.05g的油酸钠，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅴ(返回至第一次扫选)和尾矿Ⅴ。
将上述锂辉石精矿Ⅲ过滤脱水得到锂辉石精矿，将上述尾矿Ⅴ过滤脱水得到尾矿产物。对本实施例获得的锂辉石精矿以及尾矿产物进行分析，具体试验结果如表3所示，其中锂辉石精矿含Li2O为5.59％、回收率为85.24％。
表3为未脱泥的含泥质锂辉石矿样试验结果
实施例2
本实施例所选的原矿中的Li2O含量为1.53％。
(1)将原矿放入破碎机中破碎，筛选粒径-3mm的矿粒作为矿料，并装入袋中备用。
(2)取500g上述矿料放入球磨机中，加入0.25g的NaOH以及333mL的水，通过球磨机研磨12min，得到磨矿产品粒度-0.074mm占75％的矿浆Ⅰ。
(3)将上述矿浆Ⅰ倒入搅拌器中并加入0.25g的NaOH，然后设置搅拌速率为3000rpm，搅拌15min。
(4)将步骤(3)得到的搅拌产品过滤，然后将过滤得到的滤液保存用于下次浮选过程中的步骤(2)，并在过滤得到的固体产物中加入1063mL水使其质量分数为32％。
(5)粗选：将步骤(4)得到的矿浆倒入浮选机进行浮选，加入0.25g的油酸和十二胺的组合捕收剂(油酸与十二胺的质量比为10：1)，作用5min后浮选5min，得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿Ⅰ。
(6)精选：在锂辉石精矿Ⅰ中加入0.04g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅱ和尾矿Ⅱ(返回至粗选)；再对锂辉石精矿Ⅱ浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅲ和尾矿Ⅲ(返回至第一次精选)。
(7)扫选：在尾矿Ⅰ中加入0.05g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅳ(返回至粗选)和尾矿Ⅳ；在尾矿Ⅳ中加入0.05g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅴ和尾矿Ⅴ(返回至第一次扫选)。
将上述锂辉石精矿Ⅲ过滤脱水得到锂辉石精矿，将上述尾矿Ⅴ过滤脱水得到尾矿产物。对本实施例获得的锂辉石精矿以及尾矿产物进行分析，具体试验结果如表4所示，其中锂辉石精矿含Li2O为6.57％、回收率为89.65％。
表4为块状锂辉石试验结果
实施例3
本实施例所选的原矿中的Li2O含量为1.42％。
(1)将原矿放入破碎机中破碎，筛选粒径-3mm的矿粒作为矿料，并装入袋中备用。
(2)取500g上述矿料放入球磨机中，加入0.4g的可溶性碱(NaOH和KOH的质量比为1:1)以及400mL的水，通过球磨机研磨10min，得到磨矿产品粒度-0.074mm占80％的矿浆Ⅰ。
(3)将上述矿浆Ⅰ倒入搅拌器中并加入0.3g的可溶性碱(NaOH和KOH的质量比为1:1)，然后设置搅拌速率为3000rpm，搅拌20min。
(4)将步骤(3)得到的搅拌产品过滤，然后将过滤得到的滤液保存用于下次浮选过程中的步骤(2)，并在过滤得到的固体产物中加入1167mL水使其质量分数为30％。
(5)粗选：将步骤(4)得到的矿浆倒入浮选机进行浮选，加入0.23g的油酸钠，作用5min后浮选5min，得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿Ⅰ。
(6)精选：在锂辉石精矿Ⅰ中加入0.035g的油酸钠，作用5min后浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅱ和尾矿Ⅱ(返回粗选)；再对锂辉石精矿Ⅱ浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅲ和尾矿Ⅲ(返回第一次精选)。
(7)扫选：在尾矿Ⅰ中加入0.025g的油酸钠，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅳ(返回粗选)和尾矿Ⅳ；在尾矿Ⅳ中加入0.025g的油酸钠，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅴ(返回第二次扫选)和尾矿Ⅴ。
将上述锂辉石精矿Ⅲ过滤脱水得到锂辉石精矿，将上述尾矿Ⅴ过滤脱水得到尾矿产物。对本实施例获得的锂辉石精矿以及尾矿产物进行分析，具体试验结果如表5所示，其中锂辉石精矿含Li2O为6.22％、回收率为87.87％。
表5为块状锂辉石试验结果
实施例4
本实施例所选的原矿中的Li2O含量为1.37％。
(1)将原矿放入破碎机中破碎，筛选粒径-3mm的矿粒作为矿料，并装入袋中备用。
(2)取500g上述矿料放入球磨机中，加入0.5g的KOH以及500mL的水，通过球磨机研磨10min，得到磨矿产品粒度-0.074mm占70％的矿浆Ⅰ。
(3)将上述矿浆Ⅰ倒入搅拌器中并加入0.5g的KOH，然后设置搅拌速率为3000rpm，搅拌25min。
(4)在步骤(3)得到的搅拌产品中加入563mL水使其质量分数为32％。
(5)粗选：将步骤(4)得到的矿浆倒入浮选机进行浮选，加入0.25g的油酸和十二胺的组合捕收剂(油酸与十二胺的质量比为10:1)，作用5min后浮选5min，得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿Ⅰ。
(6)精选：在锂辉石精矿Ⅰ中加入0.03g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅱ和尾矿Ⅱ(返回粗选)；再对锂辉石精矿Ⅱ浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅲ和尾矿Ⅲ(返回第一次精选)。
(7)扫选：在尾矿Ⅰ中加入0.04g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅳ(返回粗选)和尾矿Ⅳ；在尾矿Ⅳ中加入0.04g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅴ(返回第一次扫选)和尾矿Ⅴ。
将上述锂辉石精矿Ⅲ过滤脱水得到锂辉石精矿，将上述尾矿Ⅴ过滤脱水得到尾矿产物。对本实施例获得的锂辉石精矿以及尾矿产物进行分析，具体试验结果如表6所示，其中锂辉石精矿含Li2O为5.45％、回收率为84.06％。
表6为未脱泥含泥质锂辉石试验结果
对比例1
本实施例所选的原矿中的Li2O含量为1.53％。
(1)将原矿放入破碎机中破碎，筛选粒径-3mm的矿粒作为矿料，并装入袋中备用。
(2)取500g上述矿料放入球磨机中并加入333mL的水，通过球磨机研磨12min，得到磨矿产品粒度-0.074mm占75％的矿浆。
(3)将上述矿浆倒入搅拌器中并加入0.25g的NaOH，然后设置搅拌速率为3000rpm，搅拌15min。
(4)将步骤(3)得到的搅拌产品过滤，然后将过滤得到的滤液保存用于下次浮选过程中的步骤(2)，并在过滤得到的固体产物中加入1063mL水使其质量分数为32％。
(5)粗选：将步骤(4)得到的矿浆倒入浮选机进行浮选，加入0.25g的油酸和十二胺的组合捕收剂(油酸与十二胺的质量比为10：1)，作用5min后浮选5min，得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿Ⅰ。
(6)精选：在锂辉石精矿Ⅰ中加入0.04g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅱ和尾矿Ⅱ(返回粗选)；再对锂辉石精矿Ⅱ浮选3min，得到锂辉石精矿Ⅲ和尾矿Ⅲ(返回第一次精选)。
(7)扫选：在尾矿Ⅰ中加入0.05g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅳ(返回粗选)和尾矿Ⅳ；在尾矿Ⅳ中加入0.05g的上述组合捕收剂，作用5min后浮选2min，得到锂辉石精矿Ⅴ(返回第一次扫选)和尾矿Ⅴ。
将上述锂辉石精矿Ⅲ过滤脱水得到锂辉石精矿，将上述尾矿Ⅴ过滤脱水得到尾矿产物。对本实施例获得的锂辉石精矿以及尾矿产物进行分析，具体试验结果如表7所示，其中锂辉石精矿含Li2O为5.51％、回收率为84.65％。
表7为块状锂辉石试验结果
由对比例1和实施例1-2可知，在矿料中加入可溶性碱，并在高浓度的条件下对矿料进行研磨，可以使矿料中锂辉石精矿Li2O的回收效率提高5％，同时也能将锂辉石中Li2O品位提高1.06％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂辉石浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原矿破碎后筛选得到矿料；
(2)将上述矿料与可溶性碱以及水混合后研磨得到矿浆Ⅰ；
(3)将上述矿浆Ⅰ与水混合稀释得到矿浆Ⅱ；
(4)将矿浆Ⅱ和捕收剂混合进行浮选，得到锂辉石精矿和尾矿产物。
2.根据权利要求1所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，所述矿料研磨至细度-0.074mm占70％-80％；
所述矿浆Ⅰ的质量分数为50％-60％，所述矿浆Ⅱ的质量分数为28％-32％。
3.根据权利要求1所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，步骤(2)中，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g。
4.根据权利要求1所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，所述步骤还包括：在步骤(3)之前，将步骤(2)得到的矿浆Ⅰ与可溶性碱混合，然后搅拌。
5.根据权利要求4所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，相当于每吨矿料，可溶性碱的添加量为500g-1000g。
6.根据权利要求1所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，步骤(3)包括对所述矿浆Ⅰ进行过滤，将滤渣与水混合。
7.根据权利要求1所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，步骤(4)中，所述浮选包括：a)对矿浆Ⅱ进行粗选得到锂辉石精矿Ⅰ和尾矿产物Ⅰ；b)对锂辉石精矿Ⅰ进行至少两次精选和对尾矿产物Ⅰ进行至少两次扫选得到锂辉石精矿和尾矿产物。
8.根据权利要求7所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，上述粗选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为400g-500g；
所述精选为两次，在第一次精选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g；
所述扫选为两次，在第一次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g，在第二次扫选过程中，相当于每吨矿料，捕收剂的添加量为50g-100g。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，所述可溶性碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
10.根据权利要求9所述的锂辉石浮选方法，其特征在于，所述捕收剂为油酸和十二胺的组合物或油酸钠。
CN201910654328.8A 2019-07-19 2019-07-19 锂辉石浮选方法 Pending CN110369153A (zh)

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