氯化焙烧-水浸法从富铷锂云母矿中提取Li、Rb

由于低铷锂云母中的Rb赋存形态差异较大,且含量低,提Rb工艺参数稳定性差,难以实现工业化生产。本文以澳大利亚富铷锂云母矿为原料,采用NaCl-CaCl_(2)焙烧-水浸法进行了提取Li、Rb的试验研究,考察焙烧温度、配料比、时间和浸出液固质量比、时间、温度对Li、Rb提取的影响。结果表明,在富铷锂云母矿:NaCl:CaCl_(2)的质量比为1:0.6:0.4、焙烧温度为800℃、焙烧时间为1.5 h、水浸温度为25℃、液固比4:1、浸出时间15 min的条件下,Li、Rb浸出效果最佳,Li、Rb浸出率分别达87.8%和94.9%。焙砂及浸出渣的X射线衍射(XRD)分析表明,氯化焙烧后,锂云母中的Li和Rb矿相转化为可溶性的LiCl和RbCl相,同时生成KCl和难溶物CaAl_(2)Si_(2)O_(8)、NaAlSi_(3)O_(8)、CaF_(2)。△GΘT-T和△HΘT-T关系图表明,NaCl-CaCl_(2)与碱金属氧化物的反应顺序为Rb>K>Li;矿石中的SiO_(2)与Al_(2)O_(3)参与对碱金属的氯化反应有促进作用。

锂云母硫酸-硫酸盐混合焙烧提锂工艺设计

通过分析锂云母矿石物料成分与提锂工艺技术现状,创新提出一种锂云母硫酸-硫酸盐混合焙烧提锂技术。从工艺流程、主要设备、技术指标、生产过程污染控制等方面,对所设计的利用该新技术从锂云母中提锂的工艺进行系统分析。采用该工艺技术可实现锂云母中Li、Rb和Cs的高效提取,三者的总回收率分别达到80.3%、54%和61%。

在锂云母浮选中新型阴阳离子组合捕收剂的泡沫性能研究

矿物浮选过程中泡沫性能直接影响浮选指标及产品加工。以实验室自主研发的新型高效锂云母组合捕收剂(DDA+SY)为研究对象,依托锂云母浮选体系,通过与常规阴阳离子组合捕收剂十二胺+油酸钠(DDA+NaOL)进行对比,系统研究了添加新型组合捕收剂对泡沫性能及浮选行为的影响。研究结果表明,在中性矿浆条件(pH=6.9)下,药剂配比为1∶1时,DDA+SY的泡沫性能最佳,明显优于DDA+NaOL,这与浮选试验结果呼应。表面张力分析结果表明,与DDA+NaOL相比,DDA+SY降低溶液表面张力效果更显著,更有利于降低气泡索特平均直径、提高泡沫碰撞概率,也可有效减少液上泡沫内外压强差,提高泡沫稳定性。研究对于锂云母高效组合捕收剂的研发及锂云母浮选过程中泡沫问题改善具有借鉴和指导意义。

花岗岩类锂矿床中锂辉石和锂云母共生性的实验模拟研究

锂是一种稀有金属元素,锂辉石和锂云母是最重要的硬岩型锂矿矿石矿物,探究二者的共生性及条件,对揭示锂元素在不同锂矿石矿物中的赋存机制以及花岗岩类锂矿床的形成机制具有重要意义。本文应用热液金刚石压腔开展了锂辉石-锂云母-H_(2)O体系的原位观测结晶实验,10组实验产物均为锂辉石和白云母,锂辉石结晶集中在500~780℃、350~1300MPa的温压条件下,白云母结晶集中在440~710℃、180~1100MPa的温压条件下。结合前人实验得到的锂云母结晶条件(500~650℃、100~450MPa),以及实验产物云母的激光拉曼线扫结果,可以得到以下认识:锂辉石与白云母结晶温压条件具有较高的重叠度,与二者可在伟晶岩中广泛共生的现象一致;锂辉石和锂云母的结晶主要受到压力影响,温度和体系F含量的影响居于次要地位;透锂长石和锂云母形成于相似的温压条件,但体系F含量的高低分别促进锂云母和透锂长石的产出;在富Li体系中,随着压力的降低可以发生白云母到锂云母的转化,指示出自然界中白云母的锂云母边可能形成于熔体或热液结晶过程中,不一定是热液蚀变的结果。

选矿法回收钽铌锂云母多金属矿中的钽铌锂

锂云母矿石组成复杂,同时伴生的钽、铌易碎过磨,使得该类资源综合回收难度较大。在开展某含钽铌锂云母多金属矿工艺矿物学研究的基础上,采用重选-浮选联合工艺对矿石中有价组分进行综合回收试验。结果表明:在原矿Li_(2)O品位0.65%,(Ta、Nb)_(2)O_(5)品位0.016%的条件下,通过螺旋溜槽粗选-摇床粗选-摇床精选的重选工艺,然后对重选尾矿进行浮选,以碳酸钠作为pH调整剂、六偏磷酸钠作为抑制剂、BK426作为锂云母捕收剂,浮选精矿中锂云母大部分单体解离,微细粒云母部分浸染在长石、石英、含黏土的氧化铁粉砂中,较难在磨矿过程中单体解离,最终可获得(Ta、Nb)_(2)O_(5)品位30.44%,回收率为36.15%的钽铌精矿产品,Li_(2)O品位4.63%、回收率为93.29%的锂云母精矿产品,较好地实现了该多金属矿有价组分的综合回收。

玻璃微珠强化黑曲霉浸出低品位锂云母

以黑曲霉作为浸矿菌株,添加不同直径、浓度的玻璃微珠对低品位锂云母进行浸出,研究玻璃微珠强化真菌浸矿的机理。将浸出率最高的T_(1-40)与浸出率最低的T_(5-60)进行比较。研究结果表明:小粒径玻璃微珠能提高黑曲霉生物量,促进有机酸分泌,同时对矿石造成机械损伤,进而强化锂的浸出。含菌对照组30 d锂的浸出率为2.53%,而添加玻璃微珠后锂浸出率可达3.19%,使浸出率提高了26%。T_(1-40)的草酸、柠檬酸和葡萄糖酸的质量分数分别增加了62%、11%和25%,而T_(5-60)中柠檬酸质量分数减少了34%。玻璃微珠会对矿石表面进行物理撞击而形成机械损伤。XRD和XPS表明玻璃微珠会加重黑曲霉对矿物结构的破坏。在有机酸作用下金属离子键发生了断裂。本研究有助于理解宏观颗粒与黑曲霉的相互作用,以及玻璃微珠对低品位锂矿浸出的影响。

锂云母选矿及提锂进展综述

锂云母提锂对全球锂盐供应具有重要的作用。文中综述了锂云母的物理选矿富集以及从锂云母精矿化学提取碳酸锂的方法。锂云母选矿以浮选法为主,常规阳离子捕收剂对捕收条件要求严格,需研究新型阳离子捕收剂、不同阴离子捕收剂的组合捕收以提高捕收效率。锂云母化学提锂中硫酸盐焙烧法是目前提锂最成熟的方法,石灰石焙烧法由于其耗能大、成本高被市场淘汰;硫酸法浸出率高,但处理废液需大量碱中和;氯化焙烧法和压煮法对设备要求高,工艺操作性差。展望未来,下一步锂云母提锂技术应着重于强化有价金属提取,生产高附加值产品,锂渣的高值消纳以及伴生资源综合利用。

新型季铵盐捕收剂对锂云母与石英和钠长石分离的影响及其机理

双癸基二甲基氯化铵作为新型阳离子双链季铵盐表面活性剂,具有良好的起泡性能且对环境较为友好。为研究新型季铵盐捕收剂对锂云母的捕收作用,通过浮选试验探究了双癸基二甲基氯化铵(DDAC)体系下p H值、捕收剂用量、抑制剂用量等对锂云母浮选行为及其与脉石矿物浮选分离效果的影响,通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等检测手段和量子力学模拟研究了捕收剂在锂云母表面的吸附机理。浮选试验结果表明,在p H=5.0、DDAC用量75mg/L、六偏磷酸钠用量6000mg/L时,浮选精矿产率为35.79%,Li_(2)O品位为5.08%,Li_(2)O回收率为80.78%,尾矿中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)回收率均大于98%,说明在DDAC体系下,六偏磷酸钠对钠长石和石英具有良好的选择性抑制能力;红外分析结果表明,DDAC通过静电和氢键作用吸附在锂云母表面;XPS分析结果表明,DDAC与锂云母作用时无化学键断裂,DDAC容易吸附在锂云母表面O位点;模拟分析结果表明,浮选过程中,DDAC+在氢键和静电作用下取代H2O吸附在锂云母表面,同时双链结构的非极性基使锂云母表面疏水的同时增加了锂云母矿粒黏附在气泡上的概率。因此,相比于油酸钠和椰油胺,DDAC对锂云母有更好的捕收性能。

锂云母酸浸液萃取除杂

锂云母酸法浸出液含有大量杂质金属,使用传统化学沉淀法会引起大量产物损失。为了降低浸出液除杂过程中的产物损失,使用溶剂萃取法进行萃取除杂工艺研究。通过对不同萃取剂组合萃取除杂效果的研究,确定使用P204作为萃取剂。考察了萃取过程中不同因素的影响,并使用H_(2)O_(2)预氧化水相里的Fe^(2+),强化萃取效果。结果表明:在有机相组成为30%P204+70%磺化煤油、料液初始pH为2.4、相比O/A=1、萃取时间10min和振荡频率300 r/min的单级萃取最佳条件下,铁除杂率为99.89%、铝除杂率为31.23%、锂和铷的萃取率分别为7.63%和14.85%。相比于化学沉淀法,锂和铷的回收率得到了30%左右的提高。

锂云母中锂浸出的影响因素与浸出机理研究

为有效回收隐爆角砾岩筒型锂云母矿中的锂,采用焙烧—浸出工艺提取锂,并与花岗岩型锂云母中的锂提取进行对比研究。通过L_9(3~3)正交试验得到最优锂浸出条件,并探讨了锂的浸出率影响因素和锂浸出机理。研究结果表明,在硫酸质量分数15%、液固比4 mL/g、焙烧时间4 h的条件下,角砾岩筒型锂云母中锂浸出最优条件为焙烧温度450℃、反应时间4h、浸出温度200℃,而花岗岩型锂云母中锂浸出最优条件为焙烧温度900℃、反应时间4h、浸出温度200℃。最优条件下锂浸出率分别为99.65%和94.11%。不同因素对于锂浸出率的影响程度大小依次为浸出温度、焙烧温度、反应时间。进一步研究发现,焙烧—浸出过程中,锂云母结构被破坏,锂转化为可溶性硫酸盐扩散到溶液中。同时,高温焙烧后硫酸中氢离子更易置换锂云母结构中锂离子和其他金属离子,使锂的浸出率升高。角砾岩筒型锂云母中因含有萤石和托帕石等含氟矿物,其在适当温度(450℃)焙烧后再浸出时,氟与H~+即可发生反应破坏其结构,有利于锂的溶出。花岗岩型锂云母需高温(900℃)焙烧脱羟基后,才能使其结构中锂易于与H~+置换,从而获得较高的锂浸出率。焙烧—浸出工艺使用硫酸浓度较低,对设备腐蚀性较小,且工艺简单高效,具有工艺优越性。

阴阳离子组合捕收剂在低品位锂云母矿浮选回收中的应用及选择性吸附机理研究

针对强酸性矿浆体系(pH=2~3)胺类捕收剂浮选锂云母矿时,存在硫酸耗量高、设备腐蚀严重、浮选泡沫黏度大、废水处理困难等问题,以湖南某含钨锡锂铷多金属矿的钨锡选别尾矿(锂云母浮选给矿,Li_(2)O品位0.44%)为研究对象,在中性矿浆环境和不脱泥条件下,采用阴离子捕收剂WJ和阳离子捕收剂DDA(十二胺)组合对该低品位锂云母矿进行浮选回收,并通过原子力显微镜和芘荧光光谱从微观层面探究了阴阳离子组合捕收剂的协同效应与吸附机理。结果表明:相比单一DDA,采用WJ+DDA组合(质量比3.5∶1),捕收剂用量降低130 g/t,获得的锂云母精矿中Li_(2)O品位提高0.35%,Li_(2)O回收率提高1.41%,且浮选泡沫清爽,脉石夹带少。WJ+DDA组合捕收剂分子更密集地吸附在锂云母表面,而在石英/长石表面基本不发生吸附。相比单一WJ或DDA,WJ+DDA组合捕收剂具有更大的非极性和更强的疏水性,因而具有更高的表面活性。

细泥尾矿中浮选回收锂云母试验研究

宜春地区堆积着大量富含锂云母(Li_(2)O)的细泥尾矿,由于粒度细、品位低,从中有效回收锂云母资源一直是浮选难题。针对宜春地区某锂云母浮选前脱泥产品,其中-0.075 mm粒级产率占87.00%,原矿Li_(2)O品位低至0.38%,进行了锂云母浮选工艺流程试验研究。分别采用“预先脱泥—浮选”、“加药不强搅拌浮选”和“加药强搅拌预处理浮选”三种浮选流程进行对比试验,研究结果表明,通过加药强搅拌预试验可以改变矿物表面的物理化学性质,有助于实现锂云母的有效富集。通过浮选条件试验选择碳酸钠作为调整剂、六偏磷酸钠作为抑制剂、YM6-1作为捕收剂,通过“一粗一精两扫”的闭路浮选流程最终可以获得Li_(2)O品位为2.01%、回收率为60.62%的锂云母精矿,选别指标良好,成功实现了锂云母细泥中的锂云母资源的高效回收,为宜春目前大量堆积的锂云母细泥尾矿有效回收提供了理论依据。

江西省某尾矿回收锂云母实验研究

针对江西省某尾矿开展了工艺矿物学与回收锂云母选矿实验研究,明确了样品的主要元素与矿物组成,以及Li_(2)O的元素赋存状态;考察了磨矿、脱泥、十二胺、调整剂GY503、水玻璃用量等因素对浮选的影响。研究结果表明,样品Li_(2)O品位为0.276%,主要有价矿物为锂云母(锂白云母)。浮选实验发现,脱泥有利于提高Li_(2)O浮选效率,原矿适宜的磨矿细度为-0.074 mm粒级占60%,浮选粗选十二胺、GY503、水玻璃的最佳用量分别为200 g/t、2000 g/t和500 g/t,通过“一次粗选一次扫选两次精选”的浮选闭路流程,可获得Li_(2)O品位和回收率分别为1.46%和82.81%的锂云母精矿;对锂云母浮选精矿进一步开展了磁选提质实验,获得了Li_(2)O品位和回收率分别为2.02%和40.71%的磁选精矿,实现了该低品位锂云母资源的有效利用。

锂云母焙烧过程的模拟计算及节能设计

以某年产1万t电池级碳酸锂的锂云母提锂工程设计为案例,采用METCAL软件对锂云母硫酸盐法回转窑焙烧过程进行物料衡算和热量衡算,分析其中的主要能耗点,并将模拟计算结果与同类项目实际运行数据进行对比。结果显示,模拟计算结果与现场数据基本吻合,焙烧系统热量损失主要为干燥窑排气热量损失和回转窑散热损失,这两者在总热量中的占比达到了48.3%,应重点关注。进行节能设计时,应加强设备保温绝热、熟料余热利用和窑尾烟气余热利用,以降低锂云母提锂生产能耗和成本。

某锂云母粗精矿磁选再富集试验研究

江西某锂云母经浮选后粗精矿锂品位2.60%左右,产品竞争力较弱。为提高该锂云母精矿的市场竞争力,达到锂品位3.0%以上的要求,进行锂云母粗精矿磁选再富集试验。研究结果表明:在磨矿细度-0.074 mm65%、给矿浓度25%、磁介质棒直径3 mm、强磁粗选1背景磁感应强度1.3T、强磁粗选2背景磁感应强度1.5 T的条件下,采用2次强磁粗选工艺流程,可获得锂品位3.03%、锂回收率82.03%的锂云母强磁选精矿;试验达到了对现场浮选精矿再富集的效果,可作为现场工艺改造的依据。

湖南某锂云母与长石综合选矿试验研究

笔者以湖南某锂云母作为研究对象,通过磨矿弱磁除铁—旋流分级—粗细粒分别强磁选锂—浮选提纯等选矿工艺流程,分别获得产率为13.25%、Li2O品位为2.57%、回收率为82.93%的锂云母精矿产品以及产率分别为44.51%、30.16%,白度分别为60.68%、41.82%的两种粒度陶瓷用长石精矿产品。通过采用粗细粒分级强磁选+浮选工艺较常规脱泥+浮选工艺可提高9.22%的回收率,同时也有效提高长石精矿的品质,减少了27.81%的尾矿排放量,为花岗伟晶岩型锂云母矿的综合选矿利用提供可规模化生产的技术依据。

锂云母浮选流程高效适配性的浮选机选型研究

传统浮选机选型方法存在明显的弊端,已越来越不适应工程精益化的要求。采用XFD实验室浮选机和LFM01实验室浮选机分别开展了锂云母浮选试验,基于分批浮选试验结果和JKSimFloat浮选回收率数学模型,分别计算了锂云母和脉石矿物不同组分的浮选速率及其组分含量。在此基础上,根据确定的浮选流程,应用JKSimFloat软件对不同的浮选机选型方案进行了模拟计算。结果表明,相比XFD实验室浮选机,LFM01实验室浮选机的性能更好,其更适合用于浮选机选型研究;通过比较不同选型方案的模拟计算结果,可以指导浮选机配置的优化,从而弥补了传统浮选机选型方法的不足。

FFP卧式快开压滤机在锂云母精矿脱水系统中的应用

江西宜春地区的锂云母精矿普遍使用带式过滤机进行脱水,带式过滤机不仅设备占地面积大,而且脱水效率低,过滤后的锂云母精矿水分偏高,普遍大于18%,锂云母精矿水分偏高直接导致了运输成本及下游碳酸锂厂烘干成本高。为了解决这一问题,宜春地区某选矿厂采用某厂家生产的FFP卧式快开压滤机对锂云母精矿进行脱水,考察了FFP卧式快开压滤机滤布种类、循环时间、工作压力、锂云母精矿助滤剂类型、助滤剂用量对锂云母过滤时精矿水分的影响。结果表明:FFP卧式快开压滤机使用锦纶单丝透气率300 L/(m^(2)·min)滤布、循环时间930 s、工作压力1.1 MPa、助滤剂使用聚合氯化铝450 g/t时,锂云母精矿水分为13.8%,明显低于宜春地区其他选矿厂的锂云母精矿水分。助滤剂聚合氯化铝有利于降低水分,这是因为聚合氯化铝分子链固定在不同的细颗粒或者极细颗粒表面上,各细颗粒或者极细颗粒之间形成聚合物的桥形成聚集体,在过滤过程中聚集体不会造成滤布的滤孔堵塞。相比带式过滤机,宜春地区某选矿厂使用的FFP卧式快开压滤机具有设备占地面积小、脱水效率高、自动化程度高等特点,解决了宜春地区锂云母精矿水分偏高的行业难题,系首次在锂云母选矿行业中大规模成功应用,在行业中具有十分重要的示范意义,未来应用前景广阔。

江西某低品位难处理含锂陶瓷土矿锂云母选矿试验研究

锂是实现“碳达峰碳中和”战略目标的重要支撑原料。江西省是全球锂云母矿的集中地,但锂云母品位较低,Li_(2)O含量一般在0.3%左右,随着采选规模的扩大,低品位难处理含锂陶瓷土矿的开发利用问题亟待解决。江西某低品位难处理含锂陶瓷土矿中的锂元素主要赋存于铁锂云母和富锂白云母中,矿石中云母等层状硅酸盐矿物含量较高,容易泥化,不利于锂云母矿物浮选分离。针对矿石性质,采用脱泥—浮选工艺,以碳酸钠作为pH调整剂、BK426作为锂云母捕收剂,在条件试验及开路试验的基础上进行了实验室小型闭路试验,针对原矿Li_(2)O品位0.32%的含锂陶瓷土矿,经过一次粗选、两次扫选和两次精选作业,可获得Li_(2)O品位1.71%、回收率72.78%的锂云母精矿。本研究实现了对该低品位难处理含锂陶瓷土矿中锂云母的有效回收,为该类矿石的浮选分离实践提供理论支撑和技术示范,具有一定的理论和实践意义。

水泥基活化锂云母渣的硬化与盐析机理

本试验以水泥基活化锂云母渣硬化过程发生盐析为出发点,采用机械活化、化学激发及不同湿度养护,研究试块的盐析物相、产物类型和微观形貌,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等分析方法探究锂渣在水硬固化过程中的反应和盐析行为。结果表明,Ca(OH)_(2)、Na_(2)SiO_(3)碱激发锂渣可分别提高锂渣1和锂渣2硬化力学性能,机械活化效果优于化学活化,活化锂渣与10%水泥胶结硬化7 d、28 d,湿养强度可达到12.3 MPa和16.4 MPa。然而,碱激发会导致锂渣中的硫铝酸盐矿物分解,可溶盐的浓度增加,发生盐析现象。湿养护促进了碱激发锂渣的离子迁移和扩散,是锂渣中石膏相纤维化长毛和发生盐析的必要条件。机械活化优化了锂渣的孔结构和比表面积,可有效预防锂渣的盐析并增加力学性能。