CZ309506B6 - Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy - Google Patents

Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy Download PDF

Info

Publication number
CZ309506B6
CZ309506B6 CZ2019-312A CZ2019312A CZ309506B6 CZ 309506 B6 CZ309506 B6 CZ 309506B6 CZ 2019312 A CZ2019312 A CZ 2019312A CZ 309506 B6 CZ309506 B6 CZ 309506B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
lithium
concentrate
mica
magnetic
minerals
Prior art date
Application number
CZ2019-312A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019312A3 (cs
Inventor
František Pticen
František Ing. Pticen
Petr Rambousek
Petr RNDr. Rambousek
Tomáš Magna
Tomáš Dr.sc. nat. Magna
Petr Bohdálek
Petr Ing. Bohdálek
Original Assignee
Česká Geologická Služba
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Česká Geologická Služba filed Critical Česká Geologická Služba
Priority to CZ2019-312A priority Critical patent/CZ309506B6/cs
Publication of CZ2019312A3 publication Critical patent/CZ2019312A3/cs
Publication of CZ309506B6 publication Critical patent/CZ309506B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • C01D15/02Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • C01D15/04Halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • C01D15/08Carbonates; Bicarbonates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy, zejména typu cinvalditu, polylithionitu, lepidolitu, spodumenu, spočívá v tom, že primární hornina s obsahem lithia Li nebo sekundární lithná surovina z odkaliště po výrobě cínu a wolframu nebo koncentrát lithné slídy se podrobí nízkoteplotní aktivaci v rozsahu teplot od 100 do 500 °C po dobu 1 až 30 minut v sušárně se vzduchovým tříděním pro odlučování fluóru a jeho sloučenin a současné třídění podle specifické hmotnosti minerálů, kdy odtažený lehký podíl horniny do specifické hmotnosti 4 g/cm3 obsahující slídový minerál se dále za tepla podrobí suché magnetické separaci v proměnlivém magnetickém poli o síle 0,35 až 1 T pro akumulaci lithia Li, rubidia Rb, prvků vzácných zemin a minerálů v magnetickém podílu, přičemž tento magnetický podíl se dále podrobí mechanické aktivaci mletím v rychlostním mlýně nebo mechanicko-chemické aktivaci mletím v rychlostním mlýně s přídavkem kyseliny vybrané z HF, HCl, H2SO4 nebo s přídavkem aditiva vybraného z NaF, CaCl2, Na2CO3, Na2SiO3, Ca(OH)2 pro delaminaci a zvýšení měrného povrchu částic koncentrátu lithné slídy.

Description

Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy
Oblast techniky
Předmětem vynálezu je způsob získávání koncentrátu anebo aktivovaného koncentrátu lithné slídy s minimální vlhkostí v rozmezí 0 až 5 % hmotn. s možností současného získávání sloučenin cínu Sn (kasiterit) a wolframu W (wolframit, scheelit) za sucha.
Dosavadní stav techniky
V současnosti se získává koncentrát lithné slídy za mokra v suspenzi po sušení, drcení a mletí primární horniny gravitačním tříděním (hydrocyklóny, spirálové třídiče, gravitační splav), při kterém se několikanásobnou přečistkou všech lehkých a těžkých zrnitostních frakcí oddělují těžké minerály typu kasiteritu (Sn), wolframitu (W) či scheelitu (W) od lehkého podílu s obsahem užitného slídového minerálu typu cinvalditu či polylithionitu a balastních minerálů jako je křemen, živce, topaz, fluorit a podobně. Po mokré magnetické separaci lehkého podílu a všech přečistek se získá jako magnetický podíl koncentrát lithné slídy s požadovaným min. obsahem lithia Li 1,0 % hmotn. v množství zpravidla asi 20 až 40 % hmotn. Balastní nemagnetický podíl tvoří asi 60 až 80 % hmotn. Koncentrát lithné slídy se musí jemně semlít pod cca 100 mikronů spolu s vhodnými aditivy a pak se podrobí rozpouštěcím nebo tavicím procesům, kdy se nerozpustná slída převádí do roztoku anebo se získávají tavením s aditivy v teplotním pásmu 900 až 1700 °C ve dvou krocích, po odstranění nebezpečného fluóru a jeho sloučenin, plynné lithné sloučeniny, které se jímají ve vodě a lithium Li přechází do roztoku například jako LiCl, který se postupně vysráží na Li2CO3. Koncentrát se obvykle špatně mele, je pružný a obsahuje ještě poměrně velké množství balastních žáruvzdorných minerálů v krystalické formě, které nevýhodně zvyšují teplotu tvorby taveniny, resp. přechod Li do plynné formy, výrazně snižují koncentraci lithia Li a reaktivitu lithného koncentrátu a tím zpomalují rozpouštění spečenců slídy s aditivem, tj. převedení Li, Rb a jiných prvků do plynné formy, resp. do roztoku. Zároveň je celý technologický proces získávání koncentrátu lithné slídy velmi zdlouhavý, ekonomicky náročný a drahý.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob úpravy rudné horniny pro získávání koncentrátu nebo aktivovaného koncentrátu lithné slídy, zejména typu cinvalditu, polylithionitu, lepidolitu, spodumenu, spočívající v samostatných technologických postupech nebo jejich kombinaci. Podstata vynálezu spočívá v tom, že primární hornina s obsahem lithia Li, nebo sekundární lithná surovina z odkaliště po výrobě cínu a wolframu nebo jen z předem získaného koncentrátu lithné slídy se podrobí nízkoteplotní aktivaci sušením v rozsahu od 100 do 500 °C po dobu 1 až 30 minut při odlučování fluóru a jeho sloučenin a za současného třídění podle specifické hmotnosti minerálů v této primární hornině, nebo akumulací lithia Li, rubidia Rb, vzácných zemin a jiných strategických a vzácných prvků a minerálů a taviv v primární hornině v proměnlivém magnetickém poli, případně v kombinaci s mikrovlnným ohřevem za sucha i v suspenzi nebo chemickou aktivací mletím s HF, HCl, H2SO4, NaF, CaCb, Na2CO3, Na2SiO3, Ca(OH)2 v uzavřeném okruhu s možností vyhřívání na teplotu 20 až 200 °C nebo elektrostatickou separací za sucha podle elektrického náboje v elektrostatickém poli, nebo vzduchovým tříděním bez anebo po nízko teplotním zahřátí koncentrátu lithné slídy.
Pro získávání koncentrátů cínu Sn a wolframu W za sucha v proměnlivém magnetickém poli z cínové rudy, primární horniny lithné slídy anebo z těžkého podílu z gravitačního splavu, popřípadě i sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu se zbytky těchto kovů se nejprve připraví vhodná zrnitostní frakce pro suchou magnetickou separaci, s výhodou u primární rudy frakce 0,1 až 2 mm, resp. 0,1 až 1 mm, a při síle magnetického pole v rozsahu
- 1 CZ 309506 B6
0,5 až 1 T se oddělí nemagnetický podíl s hlavním podílem kasiteritu SnO2 a magnetický podíl s maximálním obsahem lithné slídy cinvalditu a wolframitu, popř. i části scheelitu, kde nemagnetický podíl se následně magnetuje v silném magnetickém poli 1,5 až 5,0 T a získává se tak v magnetickém podílu kasiterit (sloučeniny cínu), přičemž v nemagnetickém podílu zůstává ostatní balast jako křemen, živce, fluorit apod.
Sloučeniny wolframu jako koncentrát se získávají z wolframové rudy, z těžkého podílu získaného z gravitačního splavu anebo primární lithné horniny, magnetického nebo nemagnetického podílu s koncentrací W pomocí suché magnetické separace ve slabém magnetickém poli v rozsahu 0,35 až 0,8 T, kdy se zmagnetizovatelný wolframit FeMnWO4 dostává do magnetického podílu a méně zmagnetizovatelný scheelit CaWO4 zůstává v nemagnetickém podílu.
Aktivovaný koncentrát lithné slídy je možné získávat přímo z primární lithné horniny anebo sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu anebo jen z předem získaného koncentrátu lithné slídy. Navržený způsob úpravy rudné horniny umožňuje získávat i koncentráty cínu Sn a wolframu W ekologicky čistým způsobem za sucha v proměnlivém magnetickém poli. Z cínové rudy, primární horniny lithné slídy anebo z těžkého podílu z gravitačního splavu, klasicky za mokra, popř. i sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu se zbytky těchto kovů se nejprve připraví vhodná zrnitostní frakce pro suchou magnetickou separaci a při síle pole asi 0,5 až 1 T se oddělí nemagnetický podíl s hlavním podílem kasiteritu SnO2 a magnetický podíl s maximálním obsahem lithné slídy cinvalditu a wolframitu, popř. i části scheelitu. Nemagnetický podíl se pak magnetuje v silném magnetickém poli 1,5 až 5,0 T a získá se tak v magnetickém podílu kasiterit (sloučeniny cínu) a v nemagnetickém podílu je ostatní balast jako křemen, živce, fluorit apod.
Podstatou předloženého vynálezu jsou samostatné technologické postupy anebo jejich kombinace k získávání koncentrátu lithné slídy anebo aktivovaného koncentrátu lithné slídy (AKLS). Předložený vynález definuje aktivovanou formu koncentrátu lithné slídy, kdy se popsanými postupy získává, nejčastěji v amorfní fázi, reaktivnější forma koncentrátu, tak zvaný aktivovaný koncentrát lithné slídy.
Aktivovaná forma koncentrátu lithné slídy představuje aktivnější a reaktivnější stav koncentrátu lithné slídy, zbavený většiny fluóru vázaného v lithné slídě, který má lepší a výhodnější použití v průmyslu a svými mimořádnými vlastnostmi usnadňuje a zrychluje převedení Li do rozpustné formy. AKLS se získává čistým ekologickým postupem, zvláště po nasazení účinných odlučovačů sloučenin fluóru. AKLS může být pucolánově aktivní. Aktivovaný koncentrát lithné slídy je výhodně reaktivnější než koncentrát lithné slídy.
To má zásadní význam pro snadnější zjemňování slídy například mletím, rychlejší a snadnější rozpouštění či tavení koncentrátu lithné slídy. Aktivovaný koncentrát lithné slídy obsahuje více lithia Li než původní, v současné době získávaný koncentrát lithné slídy. Má i nižší obsah balastních minerálů a obsahuje tedy více taviv. Po jemném namletí například pod 100, resp. 63 pm, popř. pod 20 pm a ultra jemném vytřídění vzduchem je mnohem reaktivnější než mletý koncentrát lithné slídy. Aktivovaná forma lithné slídy může být podle způsobu přípravy popisovaným postupem obohacena o agresívní látky, které usnadňují její přechod do rozpustné formy (roztoku či taveniny). Aktivovaný koncentrát lithné slídy snižuje náklady na výrobu lithia Li, resp. Li2CO3 anebo LiF, resp. LiCl, popř. LiOH apod. Tepelně, chemicky, mechanicky a jinak rozrušená mřížka AKLS někdy i po částečné nebo úplné dehydroxylací, zbavená většiny vázaného fluóru, umožňuje snadnější rozkladné reakce i převádění sloučenin Li na chloridy, fluoridy, uhličitany, louhy apod. AKLS může obsahovat méně nežádoucích těžkých kovů typu W, Sn než koncentrát lithné slídy. Při ultra jemném mletí a třídění je AKLS křehčí, měkčí a poréznější, méně se maže a lepí a tím se zkracuje doba mletí a zvyšuje intenzita mletí. Čím je AKLS jemnější, tím je zároveň reaktivnější. Díky nízko teplotní aktivaci primární horniny či sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu v čase se AKLS lépe magneticky separuje, neboť neobsahuje jemné, plastické jílové minerály, které se v případě výskytu v koncentrátu lithné slídy nevýhodně lepí staticky na
- 2 CZ 309506 B6 separační pás a tím snižují účinnost magnetické separace, to je umožňuje získání čisté slídy s vysokým obsahem cinvalditu (například nad 90 % hmotn.). Balastní minerály jsou po delší nízko teplotní aktivaci pucolánově aktivní a mohou snadněji reagovat v jemném stavu například a vápenným hydrátem Ca(OH)2 za tvorby pevných sloučenin nebo s vodním sklem na tak zvané geopolymery a AKLS je tak více aktivní (jako by neměl zbytek balastních minerálů typu krystalického křemene, živců, topazu, fluoritu apod.) a tím se Li, Rb a jiné vzácné a strategické prvky lépe uvolňují z matrice rozrušené mřížky. Předmětem vynálezu je nový, aktivnější a reaktivnější stav koncentrátu lithné slídy zbavený většiny fluóru vázaného v lithné slídě, který má lepší a výhodnější použití v průmyslu a svými mimořádnými vlastnostmi usnadňuje a zrychluje převedení Li do rozpustné formy.
AKLS se získává čistým ekologickým postupem, zvláště po nasazení účinných odlučovačů sloučenin fluóru. Balastní silikátové minerály obsažené ve zbytkové formě v AKLS jsou po nízko teplotní aktivaci v dehydratované formě, často v reaktivní, amorfní formě, a i po úpravě lithné slídy v proměnlivém magnetickém poli je AKLS pucolánově aktivní, se zvýšenou reaktivitou.
Koncentrát lithné slídy anebo aktivovaný koncentrát lithné slídy (AKLS) se podle tohoto vynálezu získává suchý s vlhkostí maximálně 5 % hmotn.:
a) nízkoteplotní aktivací primární horniny a sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu anebo přímo koncentrátu lithné slídy jejich dlouhodobějším zahříváním v teplotní oblasti 100 až 500 °C po dobu 1 až 30 minut ve vznosu (fluidní vrstvě) nebo v rotační sušárně s odtahem, třípasové sušárně, pásové sušárně nebo v jiné sušárně se vzduchovým tříděním a odlučovačem k zachycení unikajícího fluóru nebo jeho sloučenin, kdy se slídový koncentrát částečně nebo úplně dehydratuje a přechází dehydroxylací na reaktivní, amorfní formu s pucolánovou aktivitou. Zároveň s aktivací, to je s rozrušením struktury mřížky slídy dochází v některých případech k odtažení lehčí slídy typu cinvalditu, polylithionitu, lepidolitu, spodumenu apod. vzduchem a ke gravitační separaci těžkých minerálů typu kasiteritu (SnO2), wolframitu ((Fe,Mn)WO4), scheelitu (CaWO4), magnetitu (Fe3O4) a částečně i fluoritu (CaF2), které se vynáší spolu se zbytky lithné slídy z aktivačního zařízení (třídicí sušárny). Tímto novým a ekologicky čistým postupem je možné oddělovat těžké minerály bohaté na W a Sn od lehkého podílu obsahujícího ve vzdušném loži především lithnou slídu, křemen, topaz, živce, část fluoritu apod. Tím se získá aktivovaný koncentrát lithné slídy (AKLS) s minimální vlhkostí, který je reaktivnější než běžně získávaný koncentrát lithné slídy. Výhodou navrženého postupu úpravy je skutečnost, že současně probíhá několik dějů najednou: sušení, separace těžkého a lehkého podílu a zároveň i aktivace lehkého podílu, resp. lithné slídy. Aktivovaný koncentrát lithné slídy, zbavený většiny sloučenin Sn a W a většiny vázaného fluóru v lithné slídě se dále čistí suchou magnetickou separací s dosažením obsahu Li v rozmezí asi 1,0 až 1,5 % hmotn. AKLS je křehčí, poréznější a měkčí, nejčastěji v žádané, ve velmi reaktivní, amorfní fázi;
b) suchou magnetickou separací v proměnlivém magnetickém poli 0,35 až 5 T je umožněno akumulovat hmotnostní podíl lithia Li v získaném koncentrátu lithné slídy anebo v aktivovaném koncentrátu lithné slídy. Základní koncentrát lithné slídy se získá při indukci magnetického pole asi 0,8 až 1 T. V magnetickém podílu je maximální množství lithné slídy typu cinvalditu a jiných lithných slíd, ale i koncentrace výborně zmagnetizovatelného wolframitu ((Fe,Mn)WO4) a v nemagnetickém podílu se akumulují těžké minerály typu kasiteritu (SnO2) a scheelitu (CaWO4), fluoritu (CaF2) a lehké minerály typu křemene, živců, topazu apod. Opakovanou suchou magnetickou separací koncentrátu lithné slídy při nízké indukci magnetického pole asi 0,35 až 0,8 T se v magnetickém podílu (slída více zmagnetizovatelná) koncentruje lithium Li a rubidium Rb, vzácné zeminy, Fe a Mn minerály, Zn, Bi apod., včetně W z wolframitu. Naopak, v nemagnetickém poli (slída méně zmagnetizovatelná) se více koncentrují minerály typu křemene, živců, topazu, fluoritu, ale i zbytkového kasiteritu (Sn) apod. V silném
- 3 CZ 309506 B6 magnetickém poli, např. 1,7 až 5 T, se čištěním nemagnetického podílu více koncentruje v magnetickém podílu například scheelit (W), kasiterit (Sn), ale i zbytky cinvalditu, naopak v nemagnetickém podílu z nemagnetického podílu je to především křemen, topaz, živce, fluorit apod. Kasiterit (SnO2), resp. sloučeniny cínu jsou tedy prokazatelně zmagnetizovatelné ve velmi silném magnetickém poli. Magneticky aktivovaný koncentrát lithné slídy má nejvyšší koncentrace taviv, a proto se projevuje velmi účinně hlavně při zpracování převáděním lithia a dalších vzácných prvků, včetně rubidia do taveniny, ze které potom vytěkají Li a příslušné kovy jako chloridy, fluoridy apod. AKLS je tedy jiný než v případě, kdy ad a) není tepelně upravený, ale má minimální obsah žáruvzdorných minerálů, a naopak maximální obsah tavících, feromagnetických a ferimagnetických složek, včetně Li a Rb. Při kombinaci technologického postupu úpravy podle bodu ad a) a posléze získaného koncentrátu nebo aktivovaného koncentrátu dle bodu ad b) získává AKLS významné vlastnosti obou úprav,
c) aktivací koncentrátu lithné slídy mikrovlnným ohřevem. To způsobí, že lithná slída s vlhkostí max. 2 % hmotn. měkne, podléhá částečné nebo úplné dehydroxylaci s rozrušením krystalické mřížky slídy. Tato aktivace může probíhat za sucha nebo v suspenzi a nejčastěji předchází jemnému mletí AKLS nebo slídového koncentrátu za současného rozpouštění a převedení Li sloučenin do roztoku,
d) chemickou aktivací koncentrátu lithné slídy spočívající v současném mletí slídy a vybraných chemikálií v uzavřeném okruhu za mokra v suspenzi za studena nebo ve vyhřívaném bubnovém mlýně s porcelánovou nebo korundovou vyzdívkou za přídavku silných kyselin HF nebo HCl nebo H2SO4 při teplotách až 200 °C anebo silnými louhy za sucha i v suspenzi (např. NaOH, KOH atd.), anebo za sucha ve speciálních mlýnech s odlučovačem fluóru jeho sloučenin, s přídavkem pevných aditiv ze skupiny NaF, CaCl2, CaO, Ca(OH)2, Na2CO3, Na2SiO3 apod., které při ultra jemném mletí způsobují účinnou mechanicko-chemickou delaminaci s příznivým navyšováním měrného povrchu částic slídy a narušují chemicky strukturu mřížky lithné slídy. Takový aktivovaný produkt (AKLS) se hodí nejspíše jako aktivovaná forma vstupu do tavicího procesu, kdy lépe přecházejí do plynné formy sloučeniny Li, Rb a jiných vzácných prvků. Touto metodou lze převádět do roztoku i spečence lithného koncentrátu vzniklými s vhodnými a vybranými aditivy (viz výše), ale například i s kaolinem, jílem, jílovcem, bentonitem či zeolitem (teplota kalcinace cca 800 až 1000 °C) a tím se urychluje rozpouštění a převádění Li, Rb a dalších kovů do roztoku. V silikátovém zbytku po loužení lithia Li a dalších kovů jsou aktivní pucolány typu metakaolinitu nebo ultra jemné kopolymery. U silikátových aditiv typu aktivovaného bentonitu či zeolitu je přitom možné využít jejich vysoké sorpční schopnosti na vázání těžkých kovů, které je třeba po přechodu lithia Li a Rb oddělit od ostatních kovů (například sloučenin Fe, Mn apod.) před jeho vysrážením například jako Li2CO3 anebo LiOH.
e) nábojovou aktivací lithného koncentrátu, která probíhá v elektrostatickém poli za velmi vysokých hodnot napětí na nabíjecí a vybíjecí elektrodě. Při elektrostatické separaci dochází k oddělení balastních minerálů typu křemene, topazu, fluoritu, živců apod. na jedné elektrodě od aktivní části lithného slídového koncentrátu (AKLS) hromadící se na druhé elektrodě.
f1) vzduchovým tříděním bez zahřátí v zařízení, které umožňuje oddělit, na základě specifické hmotnosti (hustotě), v proudu vzduchu těžký a lehký podíl podrcené či hrubě namleté primární horniny či sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu anebo koncentrátu lithné slídy anebo magnetického nebo nemagnetického podílu po suché nebo mokré magnetické separaci, kde je třeba „odfouknout“ lehkou lithnou slídu a lehké balastní minerály typu křemene, živců, topazu, fluoritu apod. s hustotou do cca 3,6 g/cm3 od těžkých minerálů typu wolframitu (Fe,Mn)WO4 (hustota 7,1 až 7,5 g/cm3), scheelitu CaWO4 (hustota 7,1 až 7,5 g/cm3), kasiteritu SnO2
- 4 CZ 309506 B6 (hustota 6,8 až 7,0 g/cm3), magnetitu Fe3O4 (h = 5 g/cm3) apod. Získaný koncentrát lithné slídy vyniká po provedení suché magnetické separace v magnetickém podílu vysokým obsahem Li, Rb a dalších strategických prvků a vzácných zemin a lze ho pokládat i za AKLS neboť dochází vlastně ke koncentrování (aktivaci) aktivní složky lithné slídy typu cinvalditu, polylithionitu, lepidolitu, spodumenu apod., f2) vzduchovým tříděním bez zahřátí v zařízení se vzduchovou turbínou a s cyklónem, které umožňuje rozdělit, na základě velikosti částic, v proudu vzduchu větší a menší částice namleté primární horniny či sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu anebo koncentrátu lithné slídy anebo magnetického nebo nemagnetického podílu po suché nebo mokré magnetické separaci. V hrubší části se získá koncentrát např. kasiteritu, hrubého křemene, scheelitu, živců, topazu, ale i wolframitu a větších lupínků lithné slídy apod., v jemnější části jílové částice, např. kaolinitu, illitu, jemného křemene, jemné lithné slídy apod. Odstraněním například nejjemnějších jílových a jiných znečišťujících částic ze sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu lze získat v hrubších částicích více slídového minerálu typu cinvalditu apod. a tím usnadnit suchou magnetickou separaci bez jílových částic, které by se jinak lepily na separační pás a snižovaly by účinnost suché magnetické separace. Po provedení magnetické separace v proměnlivém magnetickém poli lze tak obohatit (aktivovat) zrnitostní frakci, která bude obsahovat více lithné slídy (magnetický podíl) a v jiné se bude koncentrovat například kasiterit (SnO2) /nemagnetický podíl/,
g) zvýšením měrného povrchu částic koncentrátu lithné slídy anebo AKLS mletím v rychlostním mlýně s vysokými otáčkami (tříštivý, vibrační, tyčový, úderový, planetový, turbomixér aj.) bez anebo s jinými chemikáliemi vybranými z kyselin HF, HCl, H2SO4 anebo chemikálií typu NaF, CaCh, Ca(OH)2, NaOH, KOH, Na2CO3, Na2SiO3 apod.
Jak je zřejmé z uvedených příkladů získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy (AKLS), jsou všechny významné, ale liší se podle dalšího postupu zpracování, to je převádění Li, Rb a dalších vzácných prvků do roztoku anebo taveniny, ze které vytěkají v plynných sloučeninách a převádějí se do roztoku a po vysrážení se získává například Li2CO3 nebo LiF, LiCl, LiOH apod. V některých případech je možná a žádaná kombinace technologických postupů aktivace koncentrátu lithné slídy. Aktivace lithné horniny, sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu, resp. koncentrátu lithné slídy může být mechanická, mechanicko-chemická, chemická, mikrovlnným ohřevem, nízko tepelným způsobem zahřívání s delší dobou sušení anebo magnetická po vložení do proměnlivého magnetického pole nebo se aktivovaný koncentrát lithné slídy může získávat v elektrostatickém poli po nabití elektrodou s velmi vysokým napětím. Koncentrát lithné slídy nebo AKLS lze získat i po větrném (vzduchovém) třídění podle rozdílné specifické hmotnosti (hustoty) separovaných lehkých a těžkých minerálů anebo podle velikosti částic. Výhodou navržených technologických postupů přípravy koncentrátu lithné slídy anebo aktivovaného koncentrátu lithné slídy je nezávadný ekologický způsob.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Koncentrát lithné slídy Cínovec s vlhkostí přibližně 0,5 % hmotn., získaný v množství 32,2 % hmotn. z primární horniny vrtu CS-1, metráž 35,3 m, s obsahem cca 0,20 % hmotn. Rb a 0,24 % hmotn. Li po suché magnetické separaci při síle magnetického pole (magnetické indukci) asi 1 T obsahoval v zrnitostní frakci 0,1 až 2 mm magnetického podílu po stanovení difrakční mineralogické analýzy pouze asi 51 % hmotn. užitného minerálu cinvalditu a asi 43 % hmotn. balastního křemene a z chemické analýzy 0,87 % hmotn. lithia Li, 0,74 % hmotn. Rb a dalších vzácných a strategických prvků (III. kvalitativní třída koncentrátu lithné slídy).
- 5 CZ 309506 B6
Jeho úpravou podle předloženého postupu suchou magnetickou separací v proměnlivém magnetickém poli, v našem případě o síle asi 1,9 T, bylo umožněno akumulovat hmotnostní podíl lithia Li v získaném magneticky aktivovaném koncentrátu lithné slídy (AKLS) na obsah cinvalditu 83,5 % hmotn., to je zvýšení o 32,5 % hmotn. cinvalditu a zároveň došlo ke snížení balastního křemene na asi 13 % hmotn. a množství lithia Li v AKLS příznivě narostlo na 1,40 % hmotn., to je zvýšení o 0,53 % hmotn. Li (I. kvalitativní třída koncentrátu lithné slídy). Po jemném namletí koncentrátu lithné slídy a AKLS se výrazné navýšení užitné složky (lithia Li) příznivě projevilo ve větším obsahu taviv a snadnějším a rychlejším převáděním lithia a dalších vzácných prvků a zemin do taveniny i do roztoku po loužení. Magneticky aktivovaný koncentrát lithné slídy AKLS obsahoval navíc výrazně větší množství Li než původně získaný, neaktivovaný koncentrát lithné slídy.
Příklad 2
Primární hornina (ruda) Cínovec CNJ-2 s obsahem 0,42 % hmotn. Li, 0,47 % hmotn. Rb a několika hmotnostních procent cínu byla rozdrcena v čelisťovém drtiči, hrubě namleta na frakci 0 až 2 mm, resp. 0 až 1 mm a podrobena fluidní separaci ve vznosu (vzduchovém loži) ve speciální sušárně s odlučovačem plynného fluóru a jeho sloučenin při teplotě spalin přibližně 400 °C po dobu cca 15 minut. Lehký podíl horniny obsahující hlavně slídový minerál cinvaldit zbavený většiny vázaného fluóru, ale i křemen, topaz, fluorit, muskovit a další minerály do specifické hmotnosti (hustoty) cca 4 g/cm3 byl vzduchově odtažen a dále za tepla zpracován suchou magnetickou separací (SMS) při indukci magnetického pole 0,8-1 T. Po opakované SMS magnetického podílu se v magnetickém podílu získal kvalitní aktivovaný koncentrát lithné slídy (AKLS) s vlhkostí asi 0,35 % hmotn., s částečnou nebo úplnou dehydroxylací, to je s rozrušenou strukturou mřížky, a navíc zbavený většiny vázaného fluóru z cinvalditové slídy. Takto dlouhodobě, nízko tepelně upravená, aktivovaná, cinvalditová slída s minimem sloučenin fluóru byla reaktivnější než klasicky získaná slída a obsahovala asi 63 % hmotn. cinvalditu (III. kvalitativní třída) a 24 % hmotn. křemene a dalších balastních minerálů. Chemicky obsahoval aktivovaný koncentrát asi 1,1 % hmotn. Li a 0,79 % hmotn. Rb. Těžký podíl po třídění ve fluidní sušárně obsahující hlavně těžké minerály jako wolframit, scheelit, kasiterit, magnetit a částečně i fluorit, ale někdy i hrubý křemen apod. byl ze sušárny vynesen šnekem. Tím došlo k oddělení sloučenin W a Sn od aktivovaného koncentrátu lithné slídy a dalších lehkých minerálů. V těžkém podílu ze sušárny se rovněž koncentroval kasiterit (SnO2) ve frakci 0 až 2 mm, resp. 0 až 1 mm a po provedení jeho suché magnetické separace v proměnlivém magnetickém poli se získal postupně koncentrát kasiteritu v magnetickém podílu (z nemagnetického podílu se získal Sn (kasiterit) ve vysokém magnetickém poli s magnetickou indukcí asi 2 Tesla). AKLS je povrchově aktivní, více v amorfní, v reaktivní části než klasický koncentrát lithné slídy. Kombinací úpravy s metodou magnetické aktivace lze získat AKLS s rozrušenou strukturou mřížky, a navíc s vyšší koncentrací užitného minerálu cinvalditu asi až 84 % hmotn. (I. kvalitativní třída) a s obsahem Li 1,2 až 1,3 % hmotn.
Příklad 3
Aktivovaný koncentrát lithné slídy Cínovec (AKLS) s vlhkostí pouze přibližně 0,1 % hmotn. získaný nízkoteplotní, dlouhodobou aktivací koncentrátu lithné slídy při teplotě spalin asi 450 °C a době působení 15 minut v rotační sušárně s odlučovačem plynných sloučenin fluóru měl po provedení opakované suché magnetické separace magnetického podílu slídy rozrušenou strukturu mřížky a ve srovnání s klasicky získaným koncentrátem lithné slídy (gravitační splav, magnetická separace za mokra) proto probíhalo jeho rozpouštění v HF i HCl v čase rychleji (podle zvolených podmínek asi cca 1,2 až 3 x rychleji) oproti standardnímu koncentrátu lithné slídy. Úplně nebo částečně dehydratovaný AKLS je výhodně ve více amorfní, reaktivnější formě a obsahuje minimum nebezpečného fluóru.
- 6 CZ 309506 B6
Příklad 4
Aktivovaný koncentrát lithné slídy (AKLS) byl získán z běžného koncentrátu lithné slídy za sucha po magnetické separaci při indukci 1 Tesla na pasovém separátoru (vzorek Cínovec CNJ-1) s obsahem 1,17 % hmotn. lithia Li a 0,83 % hmotn. Rb. Po provedení aktivace mikrovlnným ohřevem s odlučovačem plynného fluóru a jeho sloučenin v suchém stavu po dobu 5 minut (vlhkost cca 1 % hmotn.) (viz ad c)) slída změkla, byla křehčí a poréznější a stala se aktivnější pro mletí za sucha spolu s aditivem CaCL, resp. se zvýšila intenzita mletí a AKLS se mlel pod 63 mikronů rychleji než běžný koncentrát lithné slídy (asi 1,1 až 2 x podle podmínek mletí). Takto upravený AKLS byl použit jako vstup do kalcinační pece s teplotou (1. fáze 900 až 1100 °C) a po 2. fázi kalcinace na teplotu 1400 °C až 1700 °C byly vytěkané plynné chloridy Li a jiných prvků jímány do vody a postupně srážením získán Li2CO3. Po srovnání s běžným mletím a kalcinací koncentrátu lithné slídy bylo prokázáno, že protavení AKLS bylo rychlejší a ve stejném čase se do rozpustné formy dostalo více lithia Li a dalších prvků a vzácných zemin než při zpracování běžného koncentrátu lithné slídy. V tomto případě tedy došlo po aktivaci mikrovlnným ohřevem ke zlepšení ultra jemného mletí AKLS pod 63 pm a zároveň k rychlejšímu a většímu výnosu Li, Rb apod. než při zpracování běžného koncentrátu lithné slídy tavením spojeným s vytěkáním LiCl a dalších chloridů do roztoku.
Příklad 5
Koncentrát lithné slídy Cínovec byl získán vzduchovým tříděním jemněji nadrcené a mleté lithné suroviny s vyšším obsahem wolframitu a scheelitu v zrnitostní frakci 0 až 0,5 mm, resp. 0 až 1 mm na zařízení firmy HOSOKAWA-ALPINE. Vzduch proudící protisměrně zespodu vynášel lehčí podíly lithné slídy a dalších lehkých minerálů typu křemene, živců, topazu, částečně i fluoritu a těžké minerály jako wolframit a scheelit klesaly gravitačně dolů po kaskádě (schůdcích) a koncentrovaly se za sucha podobně jako například za mokra v suspenzi na gravitačním splavu (suchý gravitační splav). Tím došlo k oddělení lehkého a těžkého podílu lithné horniny. Po provedení suché magnetické separace lehkého podílu s vysokým obsahem cinvalditové slídy při síle magnetického pole 0,8 až 1,0 Tesla došlo k odstranění jemného křemene a dalších balastních minerálů a po opakované magnetické separaci magnetického podílu byl získán koncentrát lithné slídy, který je možné dále aktivovat. Úpravou těžkého podílu v proměnlivém magnetickém poli byl získán postupně koncentrát sloučenin wolframu a SMS nemagnetického podílu ve vysokém magnetickém poli asi 2 Tesla byl získán koncentrát kasiteritu (sloučenin cínu).
Příklad 6
Aktivovaný koncentrát lithné slídy získaný z vrtu Cínovec CS-1, metráž 193,1 m chemickou aktivací mletím v suspenzi v bubnovém mlýně s kyselinou HCl při teplotě asi 40 °C po dobu asi 1 hodiny je zcela mimořádný. Podobně se AKLS s vlhkostí jen 0,8 % hmotn. připravoval mletím v bubnovém mlýně s odlučovačem plynného fluóru a jeho sloučenin za sucha s CaCl2 po dobu asi 1 hodiny. Původní koncentrát této lithné slídy získaný z rudné horniny s obsahem asi 0,56 % hmotn. lithia Li a 0,64 % hmotn. rubidia Rb po vysoko intenzívní magnetické separaci v suspenzi při síle pole asi 1,9 Tesla byl zcela excelentní a obsahoval až 1,4 % hmotn. lithia Li a až 90 % hmotn. cinvalditu. Jednoduchou zkouškou rozpouštění koncentrátu lithné slídy a dvou AKLS v kyselině HF v čase bylo zjištěno, že se nejlépe (nejrychleji) rozpouštěl v čase AKLS po mletí s HCl, potom s CaCl2 a nejpomaleji přecházelo lithium Li v čase z koncentrátu lithné slídy.
Příklad 7
Kombinací nízko teplotní aktivace koncentrátu lithné slídy Cínovec vrt CS-1, metráž 193,1 m s obsahem Li asi 1,40 % hmotn. a cinvalditu asi 90 % hmotn. při teplotě 250 °C po dobu 30 minut v třípasové sušárně s odlučovačem plynného fluóru a jeho sloučenin byl získán AKLS s minimální vlhkostí asi 0,45 % hmotn., s rozrušenou strukturou mřížky, který byl následně podroben aktivaci
- 7 CZ 309506 B6 zvýšením měrného povrchu částic mletím v planetovém achátovém mlýně bez přídavku chemikálií po dobu asi 15 min., 30 minut a 45 minut se stanovením jemnosti částic a získáním ultra jemných zrnitostních frakcí 0 až 20 μm, 0 až 50 μm a 0 až 100 mikronů. Podobně byly připraveny i vzorky neaktivovaného koncentrátu lithné slídy. Mletá lithná slída i mletá aktivovaná lithná slída (AKLS) 5 byla potom rozpouštěna v kyselině HCl při teplotě 100 °C v autoklávu (v sušárně s oběhem) v čase a zjišťován obsah lithia Li v roztoku po naředění na moderním analyzátoru chemického složení AAS nebo ICP. Bylo zjištěno, že rychlost rozpouštění je výrazně vyšší u AKLS.
Příklad 8
Kombinací nízko teplotní aktivace koncentrátu lithné slídy Cínovec vrt CS-1, metráž 193,1 m s obsahem Li asi 1,40 % hmotn. a cinvalditu asi 90 % hmotn. při teplotě 250 °C po dobu 30 minut v sušicím zařízení s odlučovačem fluóru a jeho sloučenin a po aktivaci mletím v planetovém achátovém mlýně bez přídavku chemikálií po dobu asi 45 min. byl získán ultra jemný koncentrát 15 lithné slídy a AKLS vlhkostí asi 1,1 % hmotn., který byl podroben vzduchovému třídění v oblasti 0 až 100 mikrometrů na ASP ALPINE-HOSOKAWA a získány ultra jemné frakce 0 až 20 μm a 20 až 100 mikronů, resp. 0 až 40 μm a 40 až 100 mikrometrů, resp. 0 až 60 μm a 60 až 100 μm apod. Tyto ultra jemné zrnitostní frakce byly potom podrobeny rozpouštěcím zkouškám v kyselině HF v čase. Bylo prokázáno, že zvýšením měrného povrchu částic aktivované 20 slídy (AKLS) a tedy jemností zrnitostní frakce AKLS se výrazně zvyšuje rychlost převádění Li a Rb do rozpustné formy, která je vyšší než u neaktivovaného koncentrátu lithné slídy o stejné zrnitostní skladbě.
Příklad 9
V přečištěném těžkém podílu po gravitační úpravě rudné horniny Cínovec v suspenzi na gravitačním splavu byly koncentrovány minerály cínu /kasiterit SnO2/ a wolframu /wolframit (Fe, Mn)WO4 a scheelit CaWO4/ v množství těžkého podílu asi 10,5 % hmotn. s obsahem Sn asi 1,8 % hmotn. a W asi 0,35 % hmotn. Po provedení suché magnetické separace těžkého podílu 30 z gravitačního splavu při indukci magnetického pole 0,35 až 0,8 Tesla byl oddělen magneticky kasiterit (Sn) a scheelit (W) od minerálů wolframitu (W). V nemagnetickém podílu je koncentrován kasiterit (sloučeniny Sn) a část scheelitu (W) a fluoritu apod. a v magnetickém podílu se získá wolframit (W) a část scheelitu (W), popř. i zbytky cinvalditu, magnetit apod. Přečištěním nemagnetického podílu v silném magnetickém poli o síle asi 2 Tesla se získá koncentrát kasiteritu 35 (SnO2), který se oddělí od zbytků scheelitu (W).
Příklad 10
Wolframová ruda obsahuje 35 % hmotn. minerálu wolframitu ((Fe, Mn)WO4) a asi 12 % hmotn. 40 minerálu scheelitu (CaWO4), které je třeba oddělit od hlušiny. Po nadrcení rudy se připraví zrnitostní frakce rudy (pro mokrou magnetickou separaci 0 až 0,5 mm, pro suchou magnetickou separaci frakce 0,1 až 1 mm, resp. 0,1 až 2 mm), která se podrobí magnetické separaci při slabé síle pole 0,35 až 0,8 Tesla. V magnetickém podílu se koncentruje výborně zmagnetizovatelný wolframit a nemagnetickém podílu zůstává hůře zmagnetizovatelný scheelit a balastní hlušina. 45 Pokud se nemagnetický podíl vložil do silného magnetického pole s indukcí (1 až 2 Tesla) oddělil se v magnetickém podílu scheelit (W) a v nemagnetickém podílu zůstala hlušina. Opakovanou magnetickou separací se tak získal koncentrát wolframitu až s 95 % hmotn. (Fe, Mn)WO4 a koncentrát scheelitu (CaWO4) s téměř 85 % hmotn. užitného minerálu. Dalším čištěním lze získat téměř 100 % minerály wolframit a scheelit.
Příklad 11
Vzorek sekundární lithné suroviny z odkaliště po výrobě cínu a wolframu Cínovec ODK-1 v zrnitostní frakci cca 0 až 2 mm obsahoval pouze asi 0,17 % hmotn. lithia Li a 0,28 % hmotn. Rb, 55 0,008 % hmotn. Sn a 0,060 % hmotn. W a hodně jíloviny, která při mokré magnetické separaci při
- 8 CZ 309506 B6 síle pole 1,9 T snížila její účinnost (obsah Li v magnetickém podílu jen 0,38 % hmotn. Li a 0,35 % hmotn. Rb) i když hmotnostní bilance magnetického podílu činila až 78 % hmotn. Po vysušení a odstranění většiny jílových minerálů typu kaolinitu po vzduchovém třídění bez zahřátí podle velikosti částic na hranici třídění 40 pm (ASP ALPINE-HOSOKAWA) ve frakci 0 až 40 mikrometrů byla získána hrubší frakce 40 až 2000 pm, která se lépe separovala suchou magnetickou separací při intenzitě magnetického pole 0,8 až 1 T. V magnetickém podílu byl získán koncentrát lithné slídy s obsahem Li asi 0,80 % hmotn. a v nemagnetickém podílu balastní minerály typu křemene, topazu, fluoritu apod. Odstraněním jemných částic jíloviny studeným vzduchovým tříděním ve frakci 0 až 40 pm a provedením suché magnetické separace ve frakci 40 až 2000 pm byl tak získán aktivovaný koncentrát lithné slídy (AKLS).
Příklad 12
Po nadrcení rudné, lithné, primární horniny Cínovec C-85 č. vzorku 8 s vlhkostí asi 1,2 % hmotn. se sloučeniny cínu jako kasiterit (SnO2) koncentrovaly ve frakci 0 až 100 pm (5,1 % hmotn. Sn). Po provedení vzduchového třídění na třídiči ASP ALPINE-HOSOKAWA byla získána hrubší frakce 40 až 100 pm s koncentrovaným obsahem kasiteritu (Sn 7,6 % hmotn.), křemene, topazu atd., ale i lithné slídy a jemnější zrnitostní frakce 0 až 40 mikronů s nepatrným obsahem Sn, vysokým obsahem Rb a Li, W a dalších vzácných prvků. Suchou magnetickou separací frakce 40 až 2000 pm při síle pole asi 0,8 až 1 Tesla byl získán koncentrát kasiteritu (SnO2) v nemagnetickém podílu včetně velkého množství křemene, topazu, scheelitu apod. V magnetickém podílu se koncentrovala větší lithná slída v zrnitosti 40 až 2000 mikronů s obsahem Li asi 0,62 % hmotn. v množství asi 25 % hmotn. Lithná slída typu cinvalditu byly získána za mokra v suspenzi i z frakce 0 až 40 pm (asi 10 % hmotn.) s obsahem Li asi 0,85 % hmotn. Aktivace lithné slídy (AKLS) tedy spočívala v odstranění těžkého cínového minerálu kasiteritu z nemagnetického podílu 40 až 2000 mikronů po suché magnetickém separaci v magnetickém poli 1 až 5 T, kdy byl postupně v magnetickém podílu nejprve asi při 1,7 až 2 T získán kasiterit, tzn. sloučeniny cínu Sn a ve vyšším magnetickém poli potom i scheelit (sloučeniny W).
Příklad 13
Aktivovaný koncentrát lithné slídy s vlhkostí asi 0,5 % hmotn. byl získán ze vzorku vrtu horniny Krupka Preisselberg P-10, metráž 308,0 m obsahující asi 0,47 % hmotn. Li a 0,39 % hmotn. Rb suchou magnetickou separací horniny při indukci magnetického pole 0,8 až 1 T v zrnitostní frakci 0,1 až 2 mm po opakované suché magnetické separaci magnetického podílu se získáním koncentrátu lithné slídy s obsahem 0,83 % hmotn. Li a 0,57 % hmotn. Rb chemickou aktivací mletím za sucha v rychlostním mlýně a kontrolně i v suspenzi v bubnovém mlýně s keramickou vyzdívkou (porcelán) s mlecími koulemi alkalickým leptáním tabulek delaminované lithné slídy se žíravinou NaOH při teplotě asi 40 °C (při mletí se samovolně zahřívá) po dobu 15 min. až 1 hodiny. Podobně se AKLS získal i po mletí s KOH. Chemickou aktivací silným louhem, ale i slabším Ca(OH)2 došlo k naleptání a rozrušení struktury mřížky koncentrátu lithné slídy probíhající v čase i po uskladnění mleté slídy v igelitovém obalu a tento aktivovaný stav se projevil zvýšenou reaktivitou při alkalickém loužení lithia Li v roztoku na LiOH. Hydroxidy lithia a Rb se následně lépe izolovaly od ostatních těžkých kovů. Lithium Li přecházelo z AKLS do formy LiOH mnohem rychleji než stejný vzorek koncentrátu lithné slídy bez chemické aktivace. Podobně se za sucha chemicky aktivovaný koncentrát lithné slídy po relativně krátkodobém mletí se silnými louhy typu NaOH a KOH, resp. i se slabším Ca(OH)2 choval při následném tavení, to je převádění Li v AKLS do spečenců při relativně snížené teplotě kalcinace (cca 500 až 1000 °C), kdy se lithium snadněji ze spečence lépe izolovalo, tj. koncentrace Li v roztoku ve srovnatelném čase byly mnohem vyšší než z neaktivovaného koncentrátu lithné slídy.
Příklad 14
Suchý aktivovaný koncentrát lithné slídy Cínovec z vrtu CS-1, metráž 184,2 m s vlhkostí 0,5 % hmotn., získaný po opakované suché magnetické separaci magnetického podílu s obsahem
- 9 CZ 309506 B6
Li 0,95 % hmotn. a Rb 0,75 % hmotn. byl ve frakci 0,1 až 2 mm umlet v rychlostním mlýně s nudličkovaným, plaveným kaolinem s vysokým obsahem ALO3 v poměru 80 % hmotn. AKLS a 20 % hmotn. kaolinu a mletá směs v prášku byla kalcinována (vypálena) v práškovém stavu na teplotu 800 až 1000 °C za vzniku spečenců, které byly po ultra jemném namletí pod 100 pm, resp. i 20 mikrometrů rozpouštěny, tj. lithium a další vzácné prvky byly louženy, resp. převáděny do roztoku. Bylo zjištěno, že ve srovnání s neaktivovaným koncentrátem lithné slídy po výpalu v podobě spečenců se spečence s AKLS a kaolinem po jemném namletí rychleji rozpouštějí, resp. po kyselém anebo zásaditém loužení za studena anebo lépe po zahřátí na teplotu 20 až 100 °C, resp. při tlakovém rozpouštění v autoklávu s ohřevem přechází lithium a rubidium do rozpustné formy rychleji. Spečence s kaolinem se také tolik nelepí a výborně se ultra jemně melou. Čím jemnější je umletý spečenec (např. frakce 0 až 20 mikronů, resp. frakce 0 až 100 pm), tím lépe a rychleji se lithium převádí do rozpustné formy (například jako LiCl, LiF anebo LiOH apod.). V silikátovém zbytku po loužení lithia Li a dalších kovů byly získány aktivní pucolány typu metakaolinitu, který se zahustil do metakaolinové aktivní suspenze anebo se odvodnil lisováním v kalolisu, vysušil a ve formě prášku byl použit jako velmi cenný pucolán s PA asi 1250 mg Ca(OH)2/na gram vzorku. Tímto naznačeným technologickým postupem byly získány v podstatě dva produkty: rozpuštěný lithný koncentrát určený k dalším čisticím a srážecím postupům a pucolánově aktivní, vysoce kvalitní a jemné plnidlo typu metakaolinitu. Míchací poměry AKLS+kaolin je možné měnit v rozmezí cca 20 až 50 % hmotn. kaolinu ku 80 až 50 % hmotn. lithné slídy.
Příklad 15
AKLS Cínovec (vrt CS-1, metráž 193,1 m) s obsahem Li asi 1,4 až 1,5 % hmotn., Rb asi 0,96 % hmotn., ale také s obsahem Fe 6,5 až 7,0 % hmotn., Mn 0,8 až 1 % hmotn. apod. byl zamíchán v poměru 90 % hmotn. AKLS a 10 % hmotn. aktivovaného, těstovitého bentonitu (Na-forma s Na2CO3) v rychlomísidle Eirich a po vysušení umlet v úderovém mlýně spolu s citlivě vysušeným aktivovaným bentonitem s vysokou sorpční aktivitou (adsorpce MM cca 400 mg/g vzorku). Tato jemná směs byla posléze mleta v rychlostním, vysoko rychlostním, kontinuálním mlýně při otáčkách cca 1000 ot./min. a posléze pálena (kalcinována) v teplotním pásmu cca 500 až 800 °C. Po vytvoření spečenců a jejich ultra jemném namletí a vytřídění pod 25 mikronů proběhlo jejich rozpouštění v kyselém anebo alkalickém prostředí za zvýšené teploty asi 50 °C. Těžké kovy typu železa, manganu, niklu, zinku atd. se více sorbovaly na aktivní částice pevného metabentonitu, lithium Li a rubidium Rb zůstaly v roztoku. Odfiltrováním pevných a jemných částic „přežíhnutého“ metabentonitu s nadsorbovanými ionty Fe, Mn, Co, Ni, Zn apod. byly z větší části tak odstraněny a získané LiCl z kyselého loužení s kyselinou HCl bylo snadněji možné vysrážet jako LÍ2CO3 anebo získat po alkalickém loužení LiOH, který se lépe průmyslově převádí na kovové lithium Li. Průmyslově jsou možné i jiné míchací poměry AKLS anebo koncentrát lithné slídy a aktivovaný anebo neaktivovaný bentonit, nejčastěji v poměru 10 až 30 % hmotn. bentonitu, resp. 90 až 70 % hmotn. lithné slídy. Uvedeným postupem se tedy získá čistější forma roztoku koncentrátu lithia Li, popř. i rubidia Rb a nerozpustný zbytek částic metabentonitu s nadsorbovanými ionty těžkých kovů tvoří pucolánově aktivní barevné plnidlo.

Claims (1)

1. Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy, zejména typu cinvalditu, polylithionitu, lepidolitu, spodumenu, vyznačující se tím, že primární hornina s obsahem lithia Li nebo sekundární lithná surovina z odkaliště po výrobě cínu a wolframu nebo koncentrát lithné slídy se podrobí nízkoteplotní aktivaci v rozsahu teplot od 100 do 500 °C po dobu 1 až 30 minut v sušárně se vzduchovým tříděním pro odlučování fluóru a jeho sloučenin a současné třídění podle specifické hmotnosti minerálů, kdy odtažený lehký podíl horniny do specifické hmotnosti 4 g/cm3 obsahující slídový minerál se dále za tepla podrobí suché magnetické separaci v proměnlivém magnetickém poli o síle 0,35 až 1 T pro akumulaci lithia Li, rubidia Rb, prvků vzácných zemin a minerálů v magnetickém podílu, přičemž tento magnetický podíl se dále podrobí mechanické aktivaci mletím v rychlostním mlýně nebo mechanicko-chemické aktivaci mletím v rychlostním mlýně s přídavkem kyseliny vybrané z HF, HCl, H2SO4 nebo s přídavkem aditiva vybraného z NaF, CaCh, Na2CO3, Na2SiO3, Ca(OH)2 pro delaminaci a zvýšení měrného povrchu částic koncentrátu lithné slídy.
CZ2019-312A 2019-05-20 2019-05-20 Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy CZ309506B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-312A CZ309506B6 (cs) 2019-05-20 2019-05-20 Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-312A CZ309506B6 (cs) 2019-05-20 2019-05-20 Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019312A3 CZ2019312A3 (cs) 2020-12-02
CZ309506B6 true CZ309506B6 (cs) 2023-03-08

Family

ID=73548758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-312A CZ309506B6 (cs) 2019-05-20 2019-05-20 Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309506B6 (cs)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2016464A3 (cs) * 2016-08-01 2017-05-10 Sedlecký kaolin a.s. Způsob získávání koncentrátů vzácných a strategických prvků, oxidů a minerálů selektivní magnetickou separací

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2016464A3 (cs) * 2016-08-01 2017-05-10 Sedlecký kaolin a.s. Způsob získávání koncentrátů vzácných a strategických prvků, oxidů a minerálů selektivní magnetickou separací

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. BOTULA, P. RUCKÝ, V. ŘEPKA. EXTRACTION OF ZINNWALDITE FROM MINING AND PROCESSING WASTES. Sborník vědeckých prací VŠB-TUO, Řada hornicko-geologická, 2005, No. 2, p. 9-16, ISSN 0474-8476 *
J. JANDOVÁ, HONG N. VU, T. BĚLKOVÁ a PETR DVOŘÁK. Využití cinvalditových odpadů pro získávání sloučenin lithia a rubidia. Chem. Listy, 2008, Vol. 102, p. 447−452 *
KRATOCHVÍL, Michal. Možnosti získávání lithných slíd z nerostných surovin v České republice, 2017 [online] [retrieved on 17.10.2022]. Retrieved from <http://hdl.handle.net/10084/120132. Disertační práce. VŠB-TUO> *
Vieceli N., Nogueira C.A., Pereira M.F.C, Paula Soares Dias A., et.al. Effects of mechanical activation on lithium extraction from a lepidolite ore concentrate. Miner. Eng., 2017, Vol. 102, p. 1-14 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019312A3 (cs) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Holm et al. Innovative treatment trains of bottom ash (BA) from municipal solid waste incineration (MSWI) in Germany
CA2309611C (en) Method for upgrading iron ore utilizing multiple magnetic separators
Alimon et al. Malaysian feldspar: Evaluation and processing of selected deposits
JP7017855B2 (ja) 焼却主灰の処理装置及び処理方法
Bunge Recovery of metals from waste incinerator bottom ash
JP5923039B2 (ja) 土壌の浄化方法
WO2016127235A1 (pt) Sistema e processo para recuperação a seco de finos de óxido de ferro a partir de rochas compactas e semicompactas portadoras de ferro
CN102189037A (zh) 石英砂除杂工艺
US20080148902A1 (en) Processing of steel making slags
CN104245144A (zh) 用于加工炉渣材料的方法和系统
CZ309557B6 (cs) Způsob úpravy lithné suroviny
CN110624686A (zh) 一种充分释放磨机能力的磁铁矿选矿工艺
JP2012522127A (ja) 粉末状廃棄物からの白金族金属の回収
JP5206662B2 (ja) 乾電池からのマンガン酸化物回収方法
CN120457225A (zh) 用于锂回收的锂辉石富集
WO2018061545A1 (ja) 焼却灰の処理装置及び処理方法
CN116474932A (zh) 一种高碳酸盐混合铁矿“磁-电-浮”联合选别工艺
Bouabdallah et al. Removal of iron from sandstone by magnetic separation and leaching: case of El-Aouana deposit (Algeria)
WO2010032513A1 (ja) サプロライト鉱のニッケル濃縮処理方法
JP5163387B2 (ja) サプロライト鉱のニッケル濃縮処理方法
CZ309506B6 (cs) Způsob úpravy rudné horniny pro získávání aktivovaného koncentrátu lithné slídy
CN110582672B (zh) 用于操作流化床锅炉的方法
WO2017045041A1 (pt) Sistema e processo para recuperação a seco de finos de óxido de ferro a partir de rochas compactas portadoras de ferro
CZ2020407A3 (cs) Způsob úpravy primární rudné horniny s obsahem lithia a sekundární lithné suroviny z odkališť po výrobě minerálů Sn a W pro získávání koncenrátu nebo aktivovaného koncentrátu lithné slídy
BR102014012541A2 (pt) sistema e processo para recuperação a seco de finos de óxido de ferro a partir de rochas compactas porta-doras de ferro