江西宁都锂辉石矿浮选工艺及机理研究

摘要

近年来随着锂电池的普及、锂及其化合物在工业中的推广应用,人们对锂的需求量迅速增长,从而使锂矿产资源的开发程度不断加大。锂资源主要赋存在盐湖和花岗伟晶岩矿床中。虽然卤水提锂成本较低,但是我国卤水资源多分布在高原地带,开发条件较为恶劣,同时国内盐湖卤水提锂技术尚未完善,规模尚未工业化。因此,国内锂盐生产以锂辉石为原料的格局短期内难以改变。我国锂辉石矿资源丰富,主要赋存在花岗伟晶岩型稀有金属矿石中,但矿石中常常伴有云母、长石、石英等伟晶岩铝硅酸盐矿物,由于它们天然可浮性相近,化学成分复杂,结构多样,以及“难免离子”的干扰严重等等,给锂辉石回收带来了极大的障碍,造成此类资源的闲置与浪费。为实现锂资源的有效回收,本文以江西西部资源锂业有限公司所属的江西宁都河源锂辉石矿为研究对象,进行了锂辉石矿浮选工艺研究。
　　通过工艺矿物学的研究,查明该矿含Li2O品位在0.70~0.80％之间,矿石中矿物嵌布特征复杂,赋存形式多样,是一典型花岗伟晶岩型锂辉石矿石。锂矿物虽主要以锂辉石的形式存在,但部分锂矿物也因热液蚀变或晶格取代,呈现出腐锂辉石或锂云母的形态分布。矿石中锂矿物分布不均匀,嵌布粒度较细,单体解离较差,本质上属于复杂难选低品位锂辉石矿石。
　　针对该矿石性质实验室进行了详细的浮选试验研究,试验结果表明“优先浮云母-其次浮锂辉石”方案更适合该矿石,该方案采用硫酸作pH调整剂,十二胺作捕收剂优先浮选云母,浮云母后以NaOH作调整剂、CaCl2作活化剂,(氧化石蜡皂+油酸)作捕收剂浮选锂辉石矿物,浮选粗精矿经再磨后以Na2CO3为调整剂,最终获得含Li2O6.04%、回收率76.77%的锂辉石精矿,试验指标良好。与“锂辉石直接浮选”工艺相比,采用“优先浮云母-其次浮锂辉石”,锂辉石精矿Li2O品位提高了0.66%、回收率提高了4.61%。该工艺不仅提高了锂品位,而且显著提高了锂回收率,同时也获得了纯度较高的云母精矿,具有较好的推广应用价值。
　　通过纯矿物试验证实了实际矿物小型试验的结果,同时借助浮选溶液化学和现代测试技术对浮选药剂与锂辉石矿物的作用原理进行了机理研究。结果表明,Ca2+对锂辉石起活化作用的主要成分是CaOH+。红外光谱测试表明:经Ca2+活化后的锂辉石矿物再与捕收剂作用,在2856.10cm-1和2935.17cm-1处出现的捕收剂特征吸收峰明显增强,说明CaOH+有利于捕收剂在锂辉石矿表面的吸附。

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第一章 文献综述

1.1 锂的性质、用途及需求

1.2 锂资源概况及矿物产出品级

1.3 国内外锂辉石选矿研究现状

1.4 锂辉石回收困难的原因

1.5 选题的目的及意义

1.6 课题研究的内容

第二章 试验材料及研究方法

2.1 试样的采取及加工

2.2 试验试剂及主要设备

2.3 试验方法

第三章 宁都河源锂辉石矿矿石工艺矿物学研究

3.1 试样多元素分析

3.2 试样的矿物组成及相对含量

3.3 试样的结构与构造

3.4 矿石矿物嵌布特征及嵌布粒度

3.5 矿石矿物单体解离度测定

3.6 影响江西宁都河源锂辉石矿综合回收的工艺矿物学因素

3.7 矿石性质研究小结

第四章 江西宁都锂辉石矿综合回收工艺小型试验研究

4.1 选矿方案的确定

4.2 磨矿曲线的绘制试验

4.3 “优先浮云母-其次浮锂辉石”工艺方案试验及结果

4.4 “锂辉石直接浮选”工艺方案试验及结果

4.5 开路流程试验

4.6 闭路流程试验

4.7 产品质量分析

4.8 本章小结

第五章 锂辉石纯矿物试验及机理研究

5.1 Ca2+对锂辉石浮选行为的影响

5.2 Ca2+浮选溶液化学

5.3 浮选药剂对锂辉石矿物表面的吸附机理研究

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录A 在校期间发表的论文及专利

附录B 攻读硕士学位期间参加的科研项目