全球能源结构正逐步转为低碳型,锂资源作为“白色石油”在这个过程中起着不可忽视的作用,特别是在电动汽车、储能系统、3C电子等领域,成为核心原材料。锂辉石因为锂含量高、规模大,成为生产锂精矿的重要矿石。锂辉石经过选矿加工成锂精矿,方可进入冶炼环节。那么,锂辉石是如何加工成锂精矿?本文将做详细介绍。
锂辉石分类
1.α-锂辉石和β-锂辉石
锂辉石分为α-锂辉石和β-锂辉石两种。
α-锂辉石是单斜晶系,致密稳定,惰性较强,很难与酸/碱反应。直接酸浸率极低,必须通过高温焙烧破坏晶体结构,转化为β相。
β-锂辉石是六方晶系,结构疏松多孔,活性高。采用硫酸法浸出率可达90%以上。高温焙烧后能够降低硬度,磨矿能耗减少约40%。
2.高品位锂辉石和低品位锂辉石
Li₂O≥1.5%被定义为高品位锂辉石,Li₂O<1.0%被定义为低品位锂辉石。
高品位锂辉石矿物组成简单,与脉石矿物界限清晰,少量捕收剂即可使精矿品位达标。高品位锂辉石的分选难点在于细磨阶段易产生微细颗粒,对浮选造成干扰。若含铁矿物较多,需增加磁选环节,流程复杂度上升。
低品位锂辉石嵌布粒度细,脉石矿物相似性强,分选困难。因此,低品位锂辉石选矿需经过多次扫选、精选,才能使精矿品位达标。
锂辉石加工工艺流程
1. 原矿预处理
破碎与筛分:将锂辉石原矿通过颚式破碎机进行粗碎,再送入圆锥破碎机进行中碎和细碎,然后送入振动筛进行筛分,筛上物返回破碎机重新破碎,筛下物进入下一步磨矿分级环节。
磨矿分级:破碎后的锂辉石进入球磨机磨矿,结合水力旋流器进行分级。细粒级矿浆直接进入浮选作业,粗粒级返回球磨机继续磨矿。
2. 选矿工艺
浮选法(主流工艺):采用浮选法将锂辉石与脉石矿物分离,浮选过程中首先进行脱泥处理,然后加入调整剂和捕收剂,在浮选槽内,通过搅拌和充气使锂辉石附着在气泡上上浮,刮出泡沫产品,就是锂精矿。
药剂体系:调整剂采用氢氧化钠、碳酸钠等调节pH值;捕收剂脂肪酸类油酸或阳离子型的氧化石蜡皂等;抑制剂可选择淀粉、糊精来抑制脉石矿物。
浮选流程:粗选→扫选→精选(多段浮选提高回收率)。
重选与磁选(辅助工艺):当铁矿物细泥较多时,在浮选前加入磁选去除铁矿物,避免对后续浮选造成干扰。脉石矿物中如果含有重矿物杂质(如重晶石)可在浮选前增加重选工艺,去除重矿物杂质。
3. 浓缩与脱水
浮选后的锂精矿需要进一步浓缩、脱水和干燥。首先将锂矿浆送入高效深锥浓密机,利用其絮凝沉淀的原理,提高矿浆的浓度。接下来,利用板框压滤机或真空过滤机进一步降低矿浆含水量,将含水量控制在20%以下。最后,利用回转窑等设备对精矿进行烘干处理,制备成锂精矿成品。
锂辉石加工技术难点
1.浮选药剂
浮选是锂辉石加工的核心工艺,浮选药剂的优劣直接影响锂精矿的品位和回收率,但面临着低温环境适应性差、脉石难抑制等问题。采用复合型低温捕收剂,结合纳米乳化技术,可提升低温下矿物表面的吸附效率。
2.β-锂辉石活化技术
天然α-锂辉石惰性较强,需要活化技术将其转化为β相,以释放锂离子,传统的高温焙烧能耗高、成本大。微波焙烧技术和机械化学活化技术是近年来出现的新型技术,比高温焙烧能耗更低。
3.尾矿综合利用
锂辉石常伴生长石、石英等脉石矿物,合理利用尾矿资源,综合回收有价物质成为我们面临的问题。新疆某锂辉石尾矿,利用磁选-浮选联合工艺回收长石和石英,年产值增加1.2亿元。
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