专利名称：用高铁锂辉石制备低铁α－型锂辉石的方法
技术领域：
本发明涉及锂辉石矿的加工方法，尤其是涉及用高铁锂辉石矿制备低铁α-型锂辉石的方法。
背景技术：
锂辉石(Spodumene)是锂-铝硅酸盐矿，分子式为Li2O.Al2O3.4SiO2。纯锂辉石的理论Li2O含量的最大值是8％。天然存在的锂辉石矿为α-型锂辉石，当其被加热到约1082℃时，发生不可逆相变，生成β-型锂辉石，同时，伴随30％的体积增长，随后其比重从3.2降低到2.4。在25℃到1000℃的温度范围内，β-型锂辉石具有很低的热膨胀系数，约为1×10-6/℃。锂辉石主要应用于玻璃和陶瓷的制造领域，其中，α-型锂辉石可作为玻璃制造的添加剂，β-型锂辉石可作为陶瓷制造的添加剂。锂辉石的加入不仅使得玻璃或陶瓷的制造能耗降低、而且使得最终产品的性能得以提高。使锂辉石具有更高的工业应用价值。
但是，在澳大利亚和我国四川等地区出产一些含铁量高的锂辉石矿，其中有些锂辉石矿中Li2O的含量还比较低。而Li2O的含量在5-6％(重量)、甚至低到4.5％(重量)、更低的低至2.5％(重量)，而铁含量高达0.4-1.2％(重量)的此种锂辉石仅在冶金领域得到应用，在玻璃、陶瓷、搪瓷工业中应用不理想。
现有技术中没有对这种高铁锂辉石进行再加工的报道。但如果采用浮选法生产低铁α-型锂辉石，则收率低、成本高，经济上不合算。
因此，本发明的目的在于通过用一种经济而有效的方法，来扩大这些高铁锂辉石的应用范围，提高其在工业中的应用价值。
发明内容
在本发明的一个方面，是要降低高铁锂辉石中铁含量，为此，本发明提供了一种采用高铁α-型锂辉石制备低铁α-型锂辉石的方法，所述的高铁α-型锂辉石中Fe2O3的含量为0.25％(重量)到1.2％(重量)该方法包括如下步骤(1)收集干燥后并经10-60目筛分的筛下α-型锂辉石；(2)将筛下α-型锂辉石经干式磁选机在8000-20000奥斯特、优选在10000-18000奥斯特的磁场强度下分离除铁，得到Fe2O3的含量在0.13-0.20％(重量)的低铁α-型锂辉石。
在本发明的上述方法中，所述的高铁α-型锂辉石的Li2O含量为2.5-6.5％(重量)、一般在4.5％(重量)到6.5％(重量)。
在本发明的方法中，所述的干式磁选机是永磁带式磁选机、永磁滚筒磁选机、电磁滚筒磁选机或永磁栅式磁选机，优选采用永磁栅式磁选机进行磁选。
在本发明的方法中，按需要，可以进一步包括在对高铁α-型锂辉石进行筛分后，对其筛上的粗粒锂辉石进行粉碎的步骤。
在本发明的的方法中，所述的干燥是通过凉晒或烘干将高铁α-型锂辉石的含水量降至1.5％(重量)或低于1.5％(重量)；所述的经10-60目筛分是采用圆筒筛或振动筛来进行的，优选经过12-48目对干燥后的锂辉石进行筛分。
采用本发明的磁选方法，可以将高铁的锂辉石矿加工成为低铁α-型锂辉石，其Fe2O3的含量可以降低到0.13-0.20％(重量)的范围内，而Li2O的含量基本保持不变，以提供玻璃工业用的低铁α-型锂辉石，或作为进一步制备优质β-型锂辉石的中间原料。
具体实施例方式
按照本发明，将Fe2O3含量在0.25-1.2％(重量)、Li2O含量在4.5-6.5％(重量)、含水量2-7％(重量)的高铁锂辉石矿经过凉晒和/或烘干的方法进行干燥，使得其中的水含量小于或等于1.5％(重量)，优选小于等于1.0％(重量)。如果采用烘干方法进行干燥，可以使用诸如电烘箱、螺旋干燥机、振动干燥机、转筒干燥机、塔式干燥机或烘干床等多种类型的烘干设备或其组合来完成。烘干时的物料温度应控制在大于等于40℃，优选在80-350℃的温度下进行烘干。
经过烘干后的干锂辉石以目数10-60目的筛分机进行筛分，优选以12-48目进行筛分。筛分可以采用本领域常规的设备进行，如采用圆筒筛或振动筛，所述的振动筛可以是惯性振动筛、自定中心振动筛、直线振动筛、共振筛、电磁振动筛、电机振动筛等。
研究发现，锂辉石粒径的大小对利用磁选方式进行分离除铁有显著的影响。当以10-60目、尤其是以12-48目的筛网进行筛分时，所得到的细锂辉石在磁场强度为8000-20000奥斯特的磁选机中能够得到有效的分离；如果细锂辉石的粒度太细，虽然可以得到Fe2O3含量低的产品，但磁选的效率和产品的回收率比较低，而如果细锂辉石的粒度太粗，则不能有效地分离除铁。如果以12-48目的筛网进行筛分，经磁选后α-型锂辉石的Fe2O3含量可降低到0.13-0.2％，总回收率在95-96.5％。
筛分后得到的粗粒锂辉石可以用来直接进行煅烧并经选择性粉碎来制备低铁优质β-型锂辉石，详细内容请参见与本发明同日递交的、发明名称为“制备优质β-型锂辉石的方法”的中国发明专利申请。
或者，为了增加低铁α-型锂辉石的产量，筛分后的粗粒锂辉石可进一步被粉碎成10-60目以下的细锂辉石，和以上的细锂辉石一起进行后续的磁选，获得低铁α-型锂辉石。
对细锂辉石的磁选采用干式磁选法，可以采用永磁带式磁选机、永磁滚筒磁选机、电磁滚筒磁选机或永磁栅式磁选机等干式磁选机来进行。研究表明，在磁场强度达到8000-20000奥斯特、优选在10000-18000奥斯特下，上述的细锂辉石中的Fe2O3可以得到有效的分离。在磁选设备中，锂辉石的进料量及磁辊的转速等参数可以调整，以达到最佳的分离速度和效果。
经过磁选后，弃去分离出来的铁渣，得到Fe2O3的含量为0.13-0.20％(重量)的低铁α-型锂辉石，该低铁α-型锂辉石的Li2O含量与其原料基本相同。所得到的低铁α-型锂辉石适用于作为玻璃工业用添加剂。
由此可见，本发明解决了降低高铁锂辉石的铁含量的问题，从而使这种高铁锂辉石在非冶金工业中得到了更广泛的应用。
以下通过实施例详细说明本发明，但本发明的实施方式并不局限于以下的实施例，在不背离本发明意图的基础上所进行的改进和变化也应视为本发明的保护范围。
实施例实施例1
选用澳大利亚高铁锂辉石矿500kg，其晶体结构为α-型，其中，Fe2O3含量0.45％(重量)，Li2O含量6.2％(重量)，水含量5％(重量)，粒度小于等于10毫米。采用燃煤烘干床对上述锂辉石矿进行烘干，烘干床的烘干面积10.6m2，烟气入口温度在500-900℃、烟气出口温度在60-85℃，烘干后干锂辉石的含水量在1.0％左右。采用电机振动筛对干锂辉石进行筛分，筛床面积为1m2，筛网目数为16目(0.991mm)，振幅在±2mm。筛分后得到16目筛下细锂辉石297.88kg，16目筛上粗锂辉石174.94kg。将筛下锂辉石加入永磁带式磁选机，永磁带式磁选机的带宽600mm，带长800mm，磁场强度为17000奥斯特，进料速度450kg/h，分离除去铁渣，得到低铁α-型锂辉石288.94kg。检测表明，所得到的低铁α-型锂辉石中Fe2O3含量0.2％(重量)，Li2O含量保持不变。低铁锂辉石的产出率为57.79％。
实施例2将经实施例1中采用电极振动筛筛分的筛上粗粒锂辉石174.94kg粉碎成16目以下的细锂辉石，重复实施例1中的磁选步骤，得到低铁α-型锂辉石168.84kg，其中Fe2O3含量0.2％，Li2O的含量6.2％。
实施例1加上实施例2得到的低铁锂辉石的总产出率为92.78％，Li2O的总回收率为95.41％。
实施例3选用澳大利亚高铁锂辉石矿500kg，其晶体结构为α-型，其中，Fe2O3含量0.8％(重量)，Li2O含量5％(重量)，水含量5％(重量)，粒度小于等于10毫米。采用燃煤烘干床对上述锂辉石矿进行烘干，烘干床的烘干面积10.6m2，烟气入口温度在500-900℃、烟气出口温度在60-85℃，烘干后干锂辉石的含水量在1.0％左右。采用电机振动筛对干锂辉石进行筛分，筛床面积为1m2，筛网目数为24目，振幅在±2mm。筛下锂辉石加入永磁带式磁选机，永磁带式磁选机的带宽800mm，带长800mm，磁场强度为18000奥斯特，进料速度600kg/h，分离除去铁渣，得到低铁α-型锂辉石270.6kg。检测表明，所得到的低铁α-型锂辉石中Fe2O3含量0.16％(重量)，Li2O含量保持不变。低铁α-型锂辉石的一次产出率为54.1％。
权利要求
1.一种采用高铁α-型锂辉石制备低铁α-型锂辉石的方法，所述的高铁α-型锂辉石中Fe2O3的含量为0.25％(重量)到1.2％(重量)，该方法包括如下步骤(1)收集干燥后并经10-60目筛分的筛下α-型锂辉石；(2)将筛下α-型锂辉石经干式磁选机在8000-20000奥斯特的磁场强度下分离除铁，得到Fe2O3的含量在0.13-0.20％(重量)的低铁α-型锂辉石。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述的高铁α-型锂辉石的Li2O含量为2.5％(重量)到6.5％(重量)。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述的磁场强度为10000-18000奥斯特。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述的干式磁选机是永磁带式磁选机、永磁滚筒磁选机、电磁滚筒磁选机或永磁栅式磁选机。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括在对高铁α-型锂辉石进行筛分后，对其筛上粗粒锂辉石进行粉碎的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述的干燥是通过凉晒或烘干将高铁低质α-型锂辉石的含水量降至1.5％(重量)或低于1.5％(重量)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述的烘干是在大于或等于40℃的温度下进行的。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述的烘干是在80-350℃的温度下进行的。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述的10-60目筛是圆筒筛或振动筛来进行的。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述的筛是12-48目的筛。
全文摘要
采用干式磁选机，在8000－20000奥斯特的磁场强度下，对经10－60目筛分后的、Fe
文档编号C01B33/00GK1640815SQ200410000728
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月16日 优先权日2004年1月16日
发明者冯秀伟, 甘炤坤, 高问杰, 洪砚钟 申请人:北京奥凯元科技发展有限公司