各国锂辉石的选厂,四方谈微信公众号文章

《各国锂辉石的选厂》

全球锂资源非常丰富，但是世界上缺少的主要是高品位、低杂质的锂矿物精矿。锂矿床包括伟晶岩矿床、卤水矿床、海水矿床、温泉矿床和堆积矿床五种类型，但其中被工业利用的主要是伟晶岩矿床和卤水矿床中的锂资源。

我国规定的一级锂辉石精矿指标为:含Li20≥6%，Fe203≤3%，MnO≤0.5%，P2O5≤0.05%，(K2+Na2)O≤3%；低铁锂辉石精矿则要求Fe2O3≤0.025%；玻璃陶瓷用一级锂云母精矿指标为：(Li2+Rb2+Cs2)O≥5%，Li2O≥4%，(K2+Na2)O≥8%，Fe2O3≤0.04%，Al2O3≤26%。

【澳大利亚Greenbushe锂矿】位于澳洲西部的Greenbushe锂辉石矿是1977年后才发现的大型富锂伟晶岩矿床。

锂辉石与石英共生，矿体埋藏浅、剥离比小于2:1，适于露采。原矿含50%锂辉石、49%石英、1%的钾长石、钠长石、电气石。矿体Li2O含量为4.01%，储量600万t。目前拥有年产15万t的生产能力。

该矿的原则流程如图2。由于电气石是硼铁铝硅酸盐矿物，含Fe2O3约14.4%，因而生产低铁锂辉石精矿必须预先用强磁选脱除电气石。在玻璃级锂辉石生产中，由于电气石熔点只有1100℃，在玻璃炉中不会结渣，可不加磁选作业。

上述流程可产出下面两种产品:用于特种玻璃和陶瓷的低铁锂辉石矿：7.50~7.60%的Li2O，<0.10%Fe2O3由95%锂辉石、5%石英及痕量的其它矿物组成；玻璃级锂辉石精矿由约60%锂辉石、约40%石英、1%左右的其它矿物。

【加拿大Tanco矿山】Tanco伟晶岩矿区位于加拿大Manitoba西南160km处的鸟河绿岩带中。它分为8个不连续的矿化区，外层围岩为闪岩。每个矿化区的锂矿物有差别，锂辉石位于上中区，另外也有锂云母区可供开采由原生透锂长石异构化为锂辉石和石英共生体，因此，低铁含量(<0.05%Fe2O3)成为该矿的一大特色。低铁锂辉石主要分布在矿化带上层，平均品位为2.76%Li2O，边界品位100%Li2O，储量660万t。

Tanco公司的采场在贝尼克湖下60m深处。井下碎至300mm，原矿含有锂辉石、磷锂铝石、石英、钠长石等，选厂采用额式破碎机、标准圆锥破碎机、短头圆锥破碎机的三段一闭路流程碎矿。最终破碎产品粒度为12mm，其后的作业流程如图1所示。

重介质选矿采用Triflo重介质选矿机，二步动态型。以硅铁和磁铁矿为加重剂，二者比例为7:3，重介质悬浮液密度为2.8kg/l。目前的有效分选密度为2.65kg/l。重介质通过过滤、高压水洗和两段磁选回收利用。重介质选矿机主要排除钾长石。轻产物中含<0.4%Li2O，9.5%K2O，1.5%Rb2O，可供应电阻元件和其它陶瓷部门。

重介质分选的重产物再磨解离后，用旋流器脱泥以降低药耗，同时可以提高精矿品位，为保证精矿中低的磷和氟含量，需要浮除磷锂铝石。在pH9.2的条件下，以淀粉为抑制剂，以妥尔油脂肪酸和石油磺酸钠为捕收剂，采用饥饿给药的药剂制度，优先浮选磷锂铝石。

由于锂辉石等矿物的夹杂，这部分产品含7.0%Li2O，20%P2O5。，浮选槽底流经旋流器脱除淀粉后，进入两级调浆。以苏打灰调pH值至9.2，以妥尔油/磺酸盐为捕收剂，在浓度30~40%的条件下粗选锂辉石，其尾矿主要为钠长石和石英。酸洗作业控制pH为1.5，清除矿石中的磷及表面吸附药剂以及可溶性锰磷锂矿。两步弱磁选作业主要去除球磨作业中钢球造成的铁污染，弱磁性矿物靠强磁选抛除，其最终指标如前述。

【津巴布韦Bikita矿物有限公司】Bikita矿山是世界上唯一提供多种锂矿物产品的厂家，它以生产含4.5%Li2O的低铁透锂长石产品为主，其Fe2O3含量最高为0.05%，一般为0.03%，其中磁性铁含量不超过0.01%。Bikita还可生产锂辉石、锂辉石石英共生体、锂云母、锂霞石、透锂铝石等精矿产品，其Li2O含量分别为7.5%、4.5%、3.8%、6~8%、6~8%、8~10%。

Bikita有两个采场。Bikita采场以锂云母为主，在高质量的锂云母矿体周围是石英、透锂长石、长石及锂辉石石英共生体。AlHayat采场以晶质透锂长石为主，在其下部是锂辉石石英共生体，两层中间的夹层是锂霞石、石英、长石、白云母。

Bikita自1950年开采起，曾以锂云母为主要产品。由于市场问题，而改选其它产品。在1987年以前，这些产品都是原矿从60mm碎至40mm后手选而得的，原有的干选厂采用自磨，自磨产品经风力分级得到合格产品。

后来的湿选厂处理的是原来的手选尾矿。目前其手选尾矿堆存量达100万t以上。手选尾矿采用两段颗式破碎机和一段短头圆锥破碎机碎矿.每次破碎后都设检查筛分，最终入选二步动态型的Triflo重介质选矿机的物料粒度为-20~+1mm。

重介质系含60~70%磨细硅铁和细粒磁铁矿的悬浮液，密度2.45~2.50kg/l。轻产物为透锂长石，既可作为产品出售，也可供选厂进一步提纯，重产物在更高的密度下再次选别。则锂辉石和石英共生体以重产物产出。重介质悬浮液经旋流器脱水和两段湿式弱磁选回收重介质。由于湿选厂的建立，其干选厂的给矿粒度下降，不再适于自磨，目前改用LMB型Loersehe磨机，配以热风干燥和风力分级得到合格精矿。

对于含有多种比重差不大的锂矿物的矿石，Bikita及Tanco矿山采用重介质选矿不失为成功的实践。

【美国金斯山选厂】美国是世界上锂资源储量最大的国家，也曾是锂辉石最大的产地。其最重要的锂辉石矿床位于北卡罗来纳州的金斯山(Kings Mountain)。该矿床锂辉石基本储量为7000万t矿石。其中2/3可回收为含6%Li2O的精矿。受美国铝业及经济萧条的影响，Cyprus Foote公司在金斯山的两家选厂日处理5000t矿石。

金斯山锂辉石矿含锂辉石20%，石英33%，钠钾长石41%，白云母6%，其它矿物1%。原矿含有1.4~1.5%Li2O，0.51~0.7%Fe2O3，12.2~17.9%的Al2O3。在图3所示的流程中，Foote公司以旋流器控制入选粒度.进入浮选的颗粒介于15um和0.212mm之间。降低了药耗，捕收剂用量在2kg/t以下，改善了精矿质量。

流程优先浮选锂辉石，综合回收长石、云母产品。锂辉石浮选产却:含5.6~6.5%，1.7%Fe2O3，回收率75~78%。该产品即为化学级锂辉石。经筛分后，±75um音部分经干式磁选除铁，可使Li2O品位提高到7.22%，Fe2O3降至0.9%以下，称陶瓷级锂辉石。陶瓷级锂辉石用盐酸浸出后，洗涤干燥就是低铁锂辉石精矿，含6.83%Li2O，0.1%Fe2O3。