程仁举，李成秀，刘星，邓伟，周雄

（中国地质科学院矿产综合利用研究所，中国地质调查局金属矿产资源综合利用技术研究中心，中国地质调查局稀土资源应用技术创新中心，四川 成都 610041）

锂及其化合物在国民经济和国防建设中具有重要的战略意义，广泛用于各个行业，被誉为二十一世纪的“能源金属”和“推动世界前进的元素”。此外，锂及其化合物还用于核反应堆的冷却剂、化学工业催化剂、空调制冷剂、玻璃陶瓷工业的添加剂等，因此锂及其化合物又有“工业味精”的美誉[1-5]。

目前锂辉石矿主流回收方法有三种，分别为重介质选矿法、浮选法和联合选矿法，其中单一浮选工艺和联合工艺是目前现场采取的主流工艺，也是国内外不同研究机构的主流研究方向[6-10]。本研究采用浮选法进行川西某伟晶岩型锂辉石矿试验研究，取得了比较理想的分选指标。

1 试验原料与方法

1.1 试验样品

试验矿石样品取自川西某锂矿矿区，经破碎、筛分、混匀、缩分等制样处理，将矿石制备成-3 mm试验样备用。

矿样化学多元素分析结果见表1。

表1 矿样化学多元素分析结果/%Table 1 Main chemical components analysis of the ore samples

矿样化学多元素分析结果可知，该矿为锂多金属矿，其中Li2O 品位为1.18%，伴生有价元素主要为铌和钽，其中Nb2O5+Ta2O5品位为0.015%，可考虑综合回收；Rb2O 的品位为0.105%，刚达到综合回收标准，是否能有效综合利用还需通过进一步的工艺矿物学和选矿试验研究确定。SnO 品位为0.007%，BeO 品位为0.019%，Cs2O 品位为0.015%，均未达到综合回收利用标准。

工艺矿物学研究表明，该矿石为伟晶岩型矿石，含锂矿物主要为锂辉石，含量为14.84%。铌钽矿物类型为铌钽铁矿，含量极微，仅为0.01%。主要脉石矿物为长石，石英和云母类矿物。矿石中锂辉石、长石、石英、云母等矿物粒度普遍粗大，易解离。矿样X 射线衍射分析结果见图1。

图1 矿样X 射线衍射分析图谱Fig. 1 Results of X-ray diffraction analysis of ore samples

1.2 试验药剂与设备

试验使用的NaOH 和Na2CO3均为分析纯，捕收剂EM-PN10 为成都综合所自主开发的新型高效锂矿捕收剂。试验用浮选机为XFD 型单槽式浮选机，规格为3 L。磨机为XMQ-Φ(240×90) mm锥形球磨机。

2 试验结果与分析

2.1 磨矿细度试验

工艺矿物学研究可知，该矿石以回收锂辉石矿为主，锂辉石与脉石矿物之间易解离，因此，在磨矿细度选择时不宜过度细磨。磨矿细度试验流程及条件见图2，试验结果见图3。

图2 磨矿细度试验流程Fig. 2 Flowsheet of grinding f ineness test

图3 磨矿细度试验结果Fig. 3 Results of grinding f ineness test

由图3 试验结果可知，随着磨矿细度的增加，精矿的产率和Li2O 回收率逐渐增加，而Li2O 品位却呈递减趋势。当磨矿细度-0.074 mm 72%时，精矿Li2O 的回收率为93.49%，继续增加磨矿细度，精矿Li2O 的回收率增加幅度不大，Li2O 品位却由4.69%降至4.05%，且细磨导致矿 浆泥化严重，浮选现象恶化。因此，确定适宜的磨矿细度为-0.074 mm 72%，此时，粗精矿Li2O 品位为4.69%，回收率为93.49%。

2.2 粗选Na2CO3 用量试验

碳酸钠作为锂辉石浮选常用的调整剂，主要用于擦洗锂辉石表面的杂质污染及对石英、长石类矿物的选择性抑制。为了保证足够的擦洗强度和作用时间，将其加入磨机是一种常用的处理手段。相对于浮选过程中的长时间搅拌，将其加入磨机，往往可起到更好的试验效果。

粗选Na2CO3用量试验流程见图4，其中NaOH 用量700 g/t，EM-PN10 用量1500 g/t。试验结果见图4。

图4 粗选条件试验流程Fig. 4 Flowsheet for condition test of roughing

图5 Na2CO3 用量试验结果Fig. 5 Results of Na2CO3 dosage test

由图5 试验结果可知，当Na2CO3用量从0 g/t增 加 到2000 g/t，粗 精 矿Li2O 品 位 从1.73% 增加到了5.39%，Li2O 回收率由84.35%先增加至95.89%，然后逐渐降低至90.66%。综合考虑精矿Li2O 品位及回收率指标，确定适宜的Na2CO3用量为1000 ～ 1200 g/t，此时，精矿的Li2O 品位为4.79%，回收率为93.48%。

2.3 粗选NaOH 用量试验

NaOH 是锂辉石浮选常用的调整剂，除了调节矿浆的pH 值作用外，还可以与矿浆中的硅酸盐矿泥生成一定量的“自生水玻璃”，这些自生水玻璃本身就是一种无机调整剂，可提高锂辉石的选择性[11]。

固 定Na2CO3用 量1200 g/t，EM-PN10 用 量1500 g/t。粗选NaOH 用量试验流程见图4，试验结果见图6。

图6 NaOH 用量试验结果Fig. 6 Results of NaOH dosage test

由 图6 试 验 结 果 可 知，NaOH 用 量 由0 g/t 增加到1000 g/t，精矿Li2O 的品位由5.23%逐渐降低至3.98%，Li2O 回收率由83.43%增加至93.89%。当NaOH 用量为700 g/t 时，精矿Li2O 品位为4.80%，回收率为93.41%，分选指标相对较理想，故选定粗选适宜的NaOH 用量为700 g/t。

2.4 捕收剂EM-PN10 用量试验

适当用量的捕收剂除了可以取得较优的分选指标，还可最大程度节约生产成本。为此，针对捕收剂EM-PN10 进行了粗选用量条件试验。其中Na2CO3用量1200 g/t，NaOH 用量700 g/t。试验结果见图7。

图7 EM-PN10 用量试验结果Fig . 7 Results of EM-PN10 dosage test

由图7 可知，随着捕收剂的用量由500 g/t增 加 至2000 g/t， 精 矿Li2O 回 收 率 由75.43%增加到94.28%。捕收剂用量由800 g/t 增加到2000 g/t时，精矿Li2O品位先增加后降低。综合考虑，确定适宜的粗选捕收剂EM-PN10 用量为1500 g/t，此时，精矿Li2O 品位为4.82%，Li2O 回收率为93.45%。

2.5 闭路试验及指标

在条件试验和开路试验基础上，进行了试验样品的浮选闭路试验，闭路试验流程及条件见图8，试验结果见表2。

图8 浮选闭路试验流程Fig .8 Flowsheet of closed-circuit f lotation test

表2 闭路试验结果Table 2 Results of closed-circuit f lotation test

闭路试验结果表明，针对原矿Li2O品位1.18%，含Nb2O5109 g/t，含Ta2O544 g/t 的锂多金属矿，在磨矿细度-0.074 mm 72%的条件下，采用自主开发的锂辉石捕收剂EM-PN10，经一粗一扫三精的浮选闭路流程，最终获得Li2O 品位5.80%、Nb2O5含量530 g/t、Ta2O5含量215 g/t 的含铌钽锂精矿，Li2O 回收率为91.76%，Nb2O5回收率为91.05%、Ta2O5回收率为90.83%，实现了锂铌钽的混合浮选。

3 结 论

（1）川西某伟晶岩型锂多金属矿主要含锂矿物为锂辉石，铌钽矿物类型为铌钽铁矿，含量极微。脉石矿物主要为长石、石英和云母类矿物。

（2）在条件试验和开路试验的基础上，将试验样品磨细至-0.074 mm 72%，采用一粗一扫三精的浮选闭路流程，配以自主开发的锂辉石捕收剂EM-PN10，可获得Li2O 品位5.80%、Nb2O5530 g/t、Ta2O5215 g/t 的含铌钽锂精矿，Li2O 回收率为91.76%，Nb2O5回收率为91.05%、Ta2O5回收率为90.83%，分选效果较好，实现了锂铌钽的混合浮选。