CN115090410B - 一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，本发明提供该方法包含如下步骤S1、锂矿浮选，所述锂矿中铁锂云母伴生矿的含量超过20％；步骤S2、收集铁锂尾泥，步骤S1浮选后锂矿的剩余部分为锂铁尾泥，收集所述铁锂尾泥；步骤S3、化桨；步骤S4、超导磁选；步骤S5、压滤，对步骤S4磁选后浆料进行压滤处理；压滤后得到的分散剂、水，作为步骤S3中分散剂、水，以做到重复利用；其中，所述步骤S5压滤后还得到陶瓷原料。本申请工艺方法可提取锂矿压榨尾泥中的陶瓷原料，实现废物利用，并产生巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及原材料制备领域，尤其涉及陶瓷原料材料制备领域。
背景技术
随着新能源的飞速发展，对上游原材料的需求越来越高，尤其锂云母的需求，而现有方法中，对含锂矿浮选之后，剩余的低锂含量尾泥几乎很难利用，被舍弃后造成巨大的浪费及污染问题。且高纯度及一致性的陶瓷原料生产成本高。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本申请公开一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，包含如下步骤：
步骤S1、锂矿浮选，
所述锂矿中铁锂云母伴生矿的含量超过20%；
步骤S2、收集铁锂尾泥，
步骤S1浮选后锂矿的剩余部分为锂铁尾泥，收集所述铁锂尾泥；
步骤S3、化桨，
对步骤S2的所述锂铁尾泥中加入分散剂和水，之后进行捣桨过程制备固液混合浆料，对所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料；
步骤S4、超导磁选，
将步骤S3的所述筛后浆料进入超导磁选设备进行超导磁选处理，所述超导磁选设备的磁力大小可根据所述铁锂尾泥的磁性来调整；
步骤S5、压滤，
对步骤S4磁选后浆料进行压滤处理；压滤后得到的分散剂、水，作为步骤S3中分散剂、水，以做到重复利用；
其中，所述步骤S5压滤后还得到陶瓷原料。
所述步骤S1浮选得到高锂含量锂云母，所述高锂含量锂云母中Li2O量为2%-3%；所述步骤S2剩余的所述铁锂尾泥中包括Li2O含量为0.45%-0.5%，Fe2O3含量为0.8%-1.5%，Rb2O含量为0.1%-0.3%。
所述步骤S4包括毛刷段及磁选段，沿进料方向依次设置所述毛刷段及所述磁选段，所述毛刷段及所述磁选段之间通过输料管道连接，待超导磁选的浆料可在所述毛刷段及所述磁选段之间反复筛选。
所述步骤S3还包括：
步骤S30球磨步骤；
步骤S31喂料机步骤；
步骤S32-S3n捣桨机步骤，将所述分散剂、水加入步骤S31、S12-S3n中，与所述铁锂尾泥形成所述固液混合浆料；
步骤S33振料筛步骤，将所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料及筛后上层颗粒；
其中，所述筛后上层颗粒可通过步骤S30球磨后进入所述步骤S31喂料机。
所述筛后浆料的粘度及流速可根据产能要求调整；
在所述步骤S4超导磁选过程中，超导磁选设备会产生磁力吸附所述筛后浆料中的磁性颗粒，经过步骤S4超导磁选过程后，形成有磁浆料和无磁浆料，所述有磁浆料进入步骤S51有磁压滤过程，得到锂云母；所述无磁浆料进入步骤S52无磁压滤过程，得到陶瓷原料；在步骤S52后，还会形成分散剂、水，所述分散剂、水可用于所述步骤S3中。
所述步骤S3n中所述固液混合浆料经过所述振料筛后还得到筛后中层颗粒；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0，所述筛后上层颗粒的中值粒径D1，所述筛后中层颗粒的中值粒径D2；其中D1＞D2＞D0；所述振料筛包含上层筛网段、中层筛网段、下层筛网段，所述中层筛网段位于所述上层筛网段与所述下层筛网段之间；所述上层筛网段与所述中层筛网段之间设置有上层筛网，所述上层筛网的网孔直径为1-10mm；所述中层筛网段与所述下层筛网段之间设置有中层筛网，所述中层筛网的网孔直径为0.1-1mm；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0为0.01-0.05mm。
还包括步骤S41第二超导磁选，将所述筛后中层颗粒经过步骤S41第二超导磁选后，得到锂云母及陶瓷原料。
所述筛后中层颗粒包括筛后中层强磁颗粒A、筛后中层中磁颗粒B、筛后中层弱磁颗粒C，所述步骤S41所用的超导设备包括流料段、第三磁力段、第四磁力段，所述步骤S41所用的超导设备还包括履带，所述履带运送所述筛后中层颗粒依次经过所述流料段、所述第三磁力段及所述第四磁力段；
其中，所述第三磁力段包括第三超导磁体，所述第三超导磁体产生第三交变磁场并产生第三磁力，所述第三磁力用于吸附所述筛后中层强磁颗粒A脱离所述履带，所述第三磁力段还包括空心转轮，所述空心转轮包括腔体及外表面，所述第三超导磁体位于所述空心转轮的腔体内，所述第三磁力将所述筛后中层强磁颗粒A吸附在所述外表面，所述第三磁力段还包括第三收集装置，所述第三收集装置用于收集被所述第三磁力吸附的所述筛后中层强磁颗粒A；
其中，所述第四磁力段包括第四超导磁体，所述第四超导磁体产生第四交变磁场并产生第四磁力，所述第四磁力用于吸附所述筛后中层中磁颗粒B脱离所述履带，且所述第四磁力可带动所述中层中磁颗粒B沿所述履带前进方向移动，所述第四磁力段还包括第四收集装置，所述第四收集装置用于收集所述筛后中层弱磁颗粒C；所述履带包括翻板，当所述履带经过所述第四磁力段时，所述翻板翻转将所述筛后中层弱磁颗粒C落入所述第四收集装置，经过所述第四磁力段后，所述中层中磁颗粒B落回所述履带，所述翻板停止翻转并与所述履带保持平面结构用于承载所述中层中磁颗粒B；
所述履带在所述第三磁力段及所述第四磁力段产生振动，且所述履带为多孔结构，在所述第三磁力段，高压气体通过所述气孔吹动所述履带表面颗粒。
步骤S41及所述步骤S52后得到的所述陶瓷原料中Li2O含量为0.1%-0.3%，Fe2O3含量为0.15%-0.18%，Rb2O含量为0.05%-0.15%；。
所述方法回收的所述锂云母为所述铁锂尾泥含量的12%-20%，所述方法回收的所述陶瓷原料为所述铁锂尾泥含量的80%-85%。
本发明公开的方法利用特定锂矿尾泥中包含铁锂云母特性，采用超导磁选提取铁锂云母，实现废物利用并产生巨大经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请整体工艺示意图。
图2是本申请化桨及之后细节工艺示意图。
图3是本申请毛刷工艺示意图。
图4是本申请振料筛示意图。
图5是本申请各类颗粒示意图。
图6是本申请第二超导磁选工艺示意图。
图7是本申请压滤工艺示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述；
如图1-7所示，本申请公开一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，包含如下步骤：
步骤S1、锂矿浮选，
所述锂矿中铁锂云母伴生矿的含量超过20%；并不是所有的锂矿均含有铁锂云母，或铁锂云母的含量超高20%。铁锂云母有磁性，可在磁场中受力，因此可以用磁选来从锂矿中分离铁锂云母，但当铁锂云母含量低于20%时，用磁选设备分离的投入产出比过低。
步骤S2、收集铁锂尾泥，
步骤S1浮选后锂矿的剩余部分为锂铁尾泥，收集所述铁锂尾泥；现有技术中浮选后剩余的尾泥都做丢弃或填满处理。
步骤S3、化桨，
对步骤S2的所述锂铁尾泥中加入分散剂和水，之后进行捣桨过程制备固液混合浆料，对所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料；
步骤S4、超导磁选，
将步骤S3的所述筛后浆料进入超导磁选设备进行超导磁选处理，所述超导磁选设备的磁力大小可根据所述铁锂尾泥的磁性来调整；超导磁选的磁力比普通磁选磁力更强，且设备体积更小，耗电量更低。超导磁场又分为恒定磁场与交变磁场，磁性颗粒在交变磁场中受磁力运动。
步骤S5、压滤，
对步骤S4磁选后浆料进行压滤处理；压滤后得到的分散剂、水，作为步骤S3中分散剂、水，以做到重复利用；分散剂可以降低颗粒在浆料中的沉淀作用，利于浆料保持均一状态；同时分散剂也有利于减少颗粒间的聚集，有利于后续振料过程以及后续浆料磁选过程。
其中，所述步骤S5压滤后还得到陶瓷原料。
所述步骤S1浮选得到高锂含量锂云母，所述高锂含量锂云母中Li2O量为2%-3%；所述步骤S2剩余的所述铁锂尾泥中包括Li2O含量为0.45%-0.5%，Fe2O3含量为0.8%-1.5%，Rb2O含量为0.1%-0.3%。浮选为现有方法，此处不再赘述。但不同浮选方法得到的高锂含量锂云母中Li2O含量不同，且浮选后得到的铁锂尾泥不同，当铁锂尾泥中Li2O含量过低，则没有进一步超导磁选的价值，如果铁锂尾泥中Li2O含量过高，则在加深浮选工艺的性价比更高；且Fe2O3含量过低则超导磁选不能得到足够的磁性颗粒，也就没有超导磁选的价值，而Fe2O3含量过高，最终得到的磁性颗粒中Li2O含量也低，所以Li2O及Fe2O3均要在适当的范围内，才能实现本发明的经济价值。
如图3所示，所述步骤S4包括毛刷段及磁选段，沿进料方向依次设置所述毛刷段及所述磁选段，所述毛刷段及所述磁选段之间通过输料管道连接，待超导磁选的浆料可在所述毛刷段及所述磁选段之间反复筛选。
所述步骤S3还包括：
步骤S30球磨步骤；
步骤S31喂料机步骤；
步骤S32-S3n捣桨机步骤，将所述分散剂、水加入步骤S31、S12-S3n中，与所述铁锂尾泥形成所述固液混合浆料；
步骤S33振料筛步骤，将所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料及筛后上层颗粒；
其中，所述筛后上层颗粒可通过步骤S30球磨后进入所述步骤S31喂料机。
在所述步骤S4超导磁选过程中，超导磁选设备会产生磁力吸附所述筛后浆料中的磁性颗粒，经过步骤S4超导磁选过程后，形成有磁浆料和无磁浆料，所述有磁浆料进入步骤S51有磁压滤过程，得到锂云母；所述无磁浆料进入步骤S52无磁压滤过程，得到陶瓷原料；在步骤S52后，还会形成分散剂、水，所述分散剂、水可用于所述步骤S3中。
所述步骤S3n中所述固液混合浆料经过所述振料筛后还得到筛后中层颗粒；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0，所述筛后上层颗粒的中值粒径D1，所述筛后中层颗粒的中值粒径D2；其中D1＞D2＞D0；所述振料筛包含上层筛网段、中层筛网段、下层筛网段，所述中层筛网段位于所述上层筛网段与所述下层筛网段之间；所述上层筛网段与所述中层筛网段之间设置有上层筛网，所述上层筛网的网孔直径为1-10mm；所述中层筛网段与所述下层筛网段之间设置有中层筛网，所述中层筛网的网孔直径为0.1-1mm；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0为0.01-0.05mm。
还包括步骤S41第二超导磁选，将所述筛后中层颗粒经过步骤S41第二超导磁选后，得到锂云母及陶瓷原料。
如图4-6所示，所述筛后中层颗粒包括筛后中层强磁颗粒A、筛后中层中磁颗粒B、筛后中层弱磁颗粒C，所述步骤S41所用的超导设备包括流料段、第三磁力段、第四磁力段，所述步骤S41所用的超导设备还包括履带，所述履带运送所述筛后中层颗粒依次经过所述流料段、所述第三磁力段及所述第四磁力段；
其中，所述第三磁力段包括第三超导磁体501，所述第三超导磁体产生第三交变磁场并产生第三磁力，所述第三磁力用于吸附所述筛后中层强磁颗粒A脱离所述履带，所述第三磁力段还包括空心转轮502，所述空心转轮包括腔体及外表面，所述第三超导磁体位于所述空心转轮的腔体内，所述第三磁力将所述筛后中层强磁颗粒A吸附在所述外表面，所述第三磁力段还包括第三收集装置503，所述第三收集装置用于收集被所述第三磁力吸附的所述筛后中层强磁颗粒A；
其中，所述第四磁力段包括第四超导磁体504，所述第四超导磁体产生第四交变磁场并产生第四磁力，所述第四磁力用于吸附所述筛后中层中磁颗粒B脱离所述履带，且所述第四磁力可带动所述中层中磁颗粒B沿所述履带前进方向移动，所述第四磁力段还包括第四收集装置5，所述第四收集装置用于收集所述筛后中层弱磁颗粒C；所述履带包括翻板，当所述履带经过所述第四磁力段时，所述翻板翻转将所述筛后中层弱磁颗粒C落入所述第四收集装置，经过所述第四磁力段后，所述中层中磁颗粒B落回所述履带，所述翻板停止翻转并与所述履带保持平面结构用于承载所述中层中磁颗粒B；
所述履带在所述第三磁力段及所述第四磁力段产生振动，且所述履带为多孔结构，在所述第三磁力段，高压气体通过所述气孔吹动所述履带表面颗粒。
步骤S41及所述步骤S52后得到的所述陶瓷原料中Li2O含量为0.1%-0.3%，Fe2O3含量为0.15%-0.18%，Rb2O含量为0.05%-0.15%。经过超导磁选后，锂云母主要位于磁性颗粒中，陶瓷颗粒主要为弱磁性，但由于磁性颗粒在交变磁场中的运动除了受磁力大小影响，还会受重力、摩擦力、颗粒大小等因素的影响，所以得到的陶瓷原料中也会含有锂云母，但得到的陶瓷原料中Li2O及Fe2O3含量不能过高，否则陶瓷原料中存在大量的Li2O从而浪费掉；含量也不能过低，因为含量过低意味着，有磁压滤后的锂云母中有大量的非锂云母杂质。
所述方法回收的所述锂云母为所述铁锂尾泥含量的12%-20%，所述方法回收的所述陶瓷原料为所述铁锂尾泥含量的80%-85%。
本发明公开的方法利用特定锂矿尾泥中包含铁锂云母特性，采用超导磁选提取铁锂云母，实现废物利用并产生巨大经济价值。
Claims (9)
1.一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤S1、锂矿浮选，
所述锂矿中铁锂云母伴生矿的含量超过20%；
步骤S2、收集铁锂尾泥，
步骤S1浮选后锂矿的剩余部分为锂铁尾泥，收集所述铁锂尾泥；
步骤S3、化桨，
对步骤S2的所述锂铁尾泥中加入分散剂和水，之后进行捣桨过程制备固液混合浆料，对所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料，所述固液混合浆料经过所述振料筛后还得到筛后中层颗粒；
步骤S4、超导磁选，
将步骤S3的所述筛后浆料进入超导磁选设备进行超导磁选处理，所述超导磁选设备的磁力大小可根据所述铁锂尾泥的磁性来调整；
步骤S5、压滤，
对步骤S4磁选后浆料进行压滤处理；压滤后得到的分散剂、水，作为步骤S3中分散剂、水，以做到重复利用；
其中，所述步骤S5压滤后还得到陶瓷原料；所述工艺方法还包括步骤S41第二超导磁选，将所述筛后中层颗粒经过步骤S41第二超导磁选后，得到锂云母及陶瓷原料；所述步骤S41所用的超导设备包括流料段、第三磁力段、第四磁力段，所述步骤S41所用的超导设备还包括履带，所述履带运送所述筛后中层颗粒依次经过所述流料段、所述第三磁力段及所述第四磁力段；所述第三磁力段包括第三超导磁体，所述第三超导磁体产生第三交变磁场并产生第三磁力，所述第三磁力段还包括空心转轮，所述空心转轮包括腔体及外表面，所述第三超导磁体位于所述空心转轮的腔体内，所述第三磁力段还包括第三收集装置；所述第四磁力段包括第四超导磁体，所述第四超导磁体产生第四交变磁场并产生第四磁力，所述第四磁力段还包括第四收集装置；所述履带包括翻板；所述履带在所述第三磁力段及所述第四磁力段产生振动，且所述履带为多孔结构，在所述第三磁力段，高压气体通过所述多孔结构的气孔吹动所述履带表面颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于在，所述步骤S1浮选得到高锂含量锂云母，所述高锂含量锂云母中Li2O量为2%-3%；所述步骤S2剩余的所述铁锂尾泥中包括Li2O含量为0.45%-0.5%，Fe2O3含量为0.8%-1.5%，Rb2O含量为0.1%-0.3%。
3.根据权利要求2所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，所述步骤S4包括毛刷段及磁选段，沿进料方向依次设置所述毛刷段及所述磁选段，所述毛刷段及所述磁选段之间通过输料管道连接，待超导磁选的浆料可在所述毛刷段及所述磁选段之间反复筛选。
4.根据权利要求3所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
步骤S30球磨步骤；
步骤S31喂料机步骤；
步骤S32-S3n捣桨机步骤，将所述分散剂、水加入步骤S31、S12-S3n中，与所述铁锂尾泥形成所述固液混合浆料；
步骤S33振料筛步骤，将所述固液混合浆料经过振料筛后得到筛后浆料及筛后上层颗粒；
其中，所述筛后上层颗粒通过步骤S30球磨后进入所述步骤S31喂料机。
5.根据权利要求4所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，所述筛后浆料的粘度及流速可根据产能要求调整；
在所述步骤S4超导磁选过程中，超导磁选设备会产生磁力吸附所述筛后浆料中的磁性颗粒，经过步骤S4超导磁选过程后，形成有磁浆料和无磁浆料，所述有磁浆料进入步骤S51有磁压滤过程，得到锂云母；所述无磁浆料进入步骤S52无磁压滤过程，得到陶瓷原料；在步骤S52后，还会形成分散剂、水，所述分散剂、水用于所述步骤S3中。
6.根据权利要求5所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，所述步骤S3n中所述固液混合浆料经过所述振料筛后还得到筛后中层颗粒；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0，所述筛后上层颗粒的中值粒径D1，所述筛后中层颗粒的中值粒径D2；其中D1＞D2＞D0；所述振料筛包含上层筛网段、中层筛网段、下层筛网段，所述中层筛网段位于所述上层筛网段与所述下层筛网段之间；所述上层筛网段与所述中层筛网段之间设置有上层筛网，所述上层筛网的网孔直径为1-10mm；所述中层筛网段与所述下层筛网段之间设置有中层筛网，所述中层筛网的网孔直径为0.1-1mm；所述筛后浆料中颗粒的中值粒径D0为0.01-0.05mm。
7.根据权利要求6所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于，所述筛后中层颗粒包括筛后中层强磁颗粒A、筛后中层中磁颗粒B、筛后中层弱磁颗粒C
其中，所述第三磁力用于吸附所述筛后中层强磁颗粒A脱离所述履带，所述第三磁力将所述筛后中层强磁颗粒A吸附在所述外表面，所述第三收集装置用于收集被所述第三磁力吸附的所述筛后中层强磁颗粒A；
其中，所述第四磁力用于吸附所述筛后中层中磁颗粒B脱离所述履带，且所述第四磁力可带动所述中层中磁颗粒B沿所述履带前进方向移动，所述第四收集装置用于收集所述筛后中层弱磁颗粒C；当所述履带经过所述第四磁力段时，所述翻板翻转将所述筛后中层弱磁颗粒C落入所述第四收集装置，经过所述第四磁力段后，所述中层中磁颗粒B落回所述履带，所述翻板停止翻转并与所述履带保持平面结构用于承载所述中层中磁颗粒B。
8.根据权利要求7所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于在，步骤S41及所述步骤S52后得到的所述陶瓷原料中Li2O含量为0.1%-0.3%，Fe2O3含量为0.15%-0.18%，Rb2O含量为0.05%-0.15%。
9.根据权利要求8所述的一种锂矿压榨尾泥提纯陶瓷原料的工艺方法，其特征在于在，所述方法回收的所述锂云母为所述铁锂尾泥含量的12%-20%，所述方法回收的所述陶瓷原料为所述铁锂尾泥含量的80%-85%。
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