一种细粒锂云母的高浓度浮选回收方法

本发明属于矿物加工，涉及一种细粒锂云母的高浓度浮选回收方法。

背景技术：

0、技术背景

1、锂作为现代科技发展必需的新型原料，广泛应用于锂离子电池、核工业和固体燃料等众多领域。锂云母作为我国储量较大的含锂矿物，是提取锂元素最重要的资源之一。锂矿床在成矿、风化过程及磨矿过程中会产生大量细粒矿物，且层状铝硅酸盐矿物的晶体结构和化学性质接近、有价金属品位普遍较低、嵌布粒度细，尤其是过粉碎细泥产品中微细粒目的矿物难回收制约了锂资源的高效回收。

2、针对细粒锂云母的浮选研究较少，在药剂方面，阴阳离子组合捕收剂在常规粒级锂云母浮选中体现出较强的协同效应和高的表面活性，相比于单一捕收剂具有更好的捕收性能和选择性能，相比于新型捕收剂则更加经济实用，但没有针对微细粒锂云母的特异性药剂研究。而针对细粒级矿物的回收技术研究主要集中在增大矿物表观粒径和减小气泡尺寸两方面，包括絮凝浮选、载体浮选和微泡浮选等，然而这些方法在锂云母浮选领域的研究较为空白。如中国专利cn116889932a采用水玻璃、苛性淀粉及羧甲基纤维素作为组合抑制剂同时配合使用组合捕收剂通过减压浮选柱浮选实现了对于脱泥产品中微细粒锂云母的回收，但该技术中主要是依靠对产品进行减压来产生微纳米气泡来实现细粒浮选，因此需要严格控制浮选前调浆过程的压力，流程复杂，且对设备的要求比较严格，限制了其工业化的应用。

3、目前工业上对于细粒锂资源并没有合适的处理手段，大多细粒锂资源的极大流失，随着锂金属价格持续走高，部分选厂尝试采用浮选柱进行回收但由于粒度过细，效果仍待提升。

4、因此，开发出针对细粒锂云母浮选的工艺对锂资源的高效回收具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中对于细粒锂云母浮选中存在的不足，本发明的目的是在于提供一种设备简单和药剂用量低的细粒锂云母的高浓度浮选回收方法，该方法通过添加亲水性矿物石榴石对矿浆的流变性进行调控，同时增大矿浆浓度提高矿粒与气泡的碰撞概率，配合抑制剂和捕收剂强化目的矿物与脉石矿物的疏水性差异，协同强化了细粒锂云母的浮选效果。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种细粒锂云母的高浓度浮选回收方法，该方法是将细粒锂云母原矿和石榴石矿经过调浆处理得到矿浆；所述矿浆中加入抑制剂和捕收剂后进行充气浮选，得到锂云母精矿和尾矿；所述矿浆的浓度大于45％。

3、本发明技术方案的关键是在于使用石榴石矿对矿浆流变性进行调控，同时增大矿浆浓度提高矿粒与气泡的碰撞概率，在抑制剂和捕收剂的协同作用下，改善细粒锂云母的浮选效果。在本发明中，由于石榴石是天然亲水性矿物，且在水中具有良好分散状态，其作为搅拌介质可以有效地破坏混合矿物浆料中的絮凝体，具有限制锂云母及其脉石矿物之间的异凝聚的潜力。发明人发现，石榴石颗粒可以有效降低混合矿浆的表观粘度和屈服应力，从而改善细粒脉石矿物存在下的浮选性能。且浮选速率、矿浆流变学和絮体形态之间存在很强的相关性。随着浮选矿浆中石榴石含量的增加，浮选矿浆的粘度降低，浮选回收率增加；絮凝物形态由大枝型变为球状，浮选泡沫变得更清洁。此外，石榴石添加引起的浮选矿浆流体性质的变化与浮选选择性密切相关。随着矿浆屈服应力的减小，浮选回收率就越高，选择性越好。另一方面，发明人发现高浓度浮选可增大气泡和矿物颗粒的碰撞概率，强化黏附，进而提高浮选速度、节约药剂成本和用水量。且浮选速度随浮选浓度的增大而增大，在同一反应级数下，矿浆浓度越高浮选速度越快；在浮选过程中三相润湿周边的扩展速度对矿物的浮选性能十分重要，气泡与矿粒的碰撞速度影响其表其水化膜的破裂以及三相润湿周边的形成。一般在高浓度浮选中可以降低矿物颗粒与气泡的相对速度、增加二者的接触时间，有效提高二者的黏附概率，改善浮选效果。因而，在本发明的技术方案中，通过在配矿过程中，提高矿浆浓度增大了气泡和矿物颗粒的碰撞概率，强化黏附，进而提高了浮选速度、节约药剂成本和用水量；而加入的石榴石作为搅拌介质有效破坏了混合矿物浆料中的絮凝体，降低了抑制剂用量。此外，通过加入抑制剂调节脉石矿物的亲水性，提高矿物的分散性，配合选择性增加细粒锂云母疏水性的捕收剂协同作用，实现了细粒锂云母的高效回收。

4、作为一种优选的方案，所述矿浆的浓度为45～60％。本发明的矿浆浓度相对常规的浮选中的矿浆浓度较高，这主要是因为本发明主要是针对的锂云母原矿的粒径较小，在较低矿浆浓度下难以实现其有效捕集和回收。而在较高浓度浮选中可以降低矿物颗粒与气泡的相对速度、增加二者的接触时间，有效提高二者的黏附概率，改善浮选效果。而矿浆浓度过高时，会造成细粒锂云母矿物颗粒与气泡不能自由流动，充气作用被破坏，从而导致浮选的回收率降低。

5、作为一种优选的方案，所述细粒锂云母原矿在矿浆中的浓度为35～45％。

6、作为一种优选的方案，所述石榴石矿的质量为锂云母原矿质量的23～30％。本发明中石榴石矿的用量对于目的矿物的品位和li2o的回收率有一定的影响，如石榴石用量过大会影响矿浆中目的矿物的含量，侧面降低了目的矿物的品位；而且在工业生产中会加大生产负荷；而石榴石用量过少则无法起到调节矿浆流变性的作用。

7、作为一种优选的方案，所述细粒锂云母原矿的粒度为-300目占比大于50％。

8、作为一种优选的方案，所述石榴石矿的粒度为-200目占比50％。石榴石矿粒度过低无法起到降低矿浆粘度的作用，甚至会加大矿浆粘度，而粒度过高时，由于重量较大，使矿粒脱落力增加。过粗的石榴石矿很难附着在气泡上，造成金属流失，也会影响精矿品位的提高。

9、作为一种优选的方案，所述抑制剂由六偏磷酸钠和水玻璃按质量比为(2～4):(1～1.5)复配而成。本发明所加入的水玻璃能通过水化性强的hsio3-和锂云母表面的硅酸胶粒相互作用，从而吸附在锂云母表面上，改善其亲水性。而六偏磷酸钠则以磷酸胶体的形式预先吸附在锂云母表面，导致后续捕收剂在矿物表面的吸附减弱，增加了锂云母的亲水性。因而通过将水玻璃和六偏磷酸钠按照本发明优选的质量比复配成组合抑制剂可以共同调节脉石矿物的亲水性，使目的矿物和脉石矿物在矿浆中分散，也有助于脉石矿物与目的矿物颗粒分散，减少夹带。

10、作为一种优选的方案，所述捕收剂由十二胺、油酸钠、十二烷基磺酸钠和氧化石蜡皂按质量比为(1～4):(1～2):1:2复配而成。由于锂云母表面带有较为恒定的负电荷，而十二胺在溶液中主要以阳离子的形式存在，油酸钠、十二烷基磺酸钠和氧化石蜡皂则以阴离子的形式存在，阳离子首先吸附在锂云母表面，随后阴离子通过电性中和产生共吸附进而形成络合物提高矿物的疏水性。本发明采用阴离子和阳离子组合的捕收剂，表面张力和临界胶束浓度远低于其中一种单一组分，活性更强，能产生更小且稳定的气泡，有利于浮选过程的进行。此外，本发明所采用的十二胺、油酸钠和氧化石蜡皂除捕收能力外，同时还兼具气泡性能，进一步提高了锂云母的浮选效率。

11、作为一种优选的方案，所述抑制剂配置成水溶液后直接添加使用；所述捕收剂用40～50°水配置成溶液后添加使用。

12、作为一种优选的方案，所述充气浮选包括一次粗选、至少一次扫选和至少一次精选。

13、作为一种优选的方案，所述粗选的浮选药剂制度为：抑制剂相对细粒锂云母原矿的用量为5～20g/t，捕收剂相对细粒锂云母原矿的用量为350～450g/t。

14、作为一种优选的方案，所述扫选的浮选药剂制度为：捕收剂相对细粒锂云母原矿的用量为50～100g/t。

15、作为一种优选的方案，所述精选的浮选药剂制度为：抑制剂相对细粒锂云母原矿的用量为0～5g/t。

16、相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

17、1)本发明使用石榴石矿对矿浆流变性进行调控，同时增大矿浆浓度提高矿粒与气泡的碰撞概率，引入组合抑制剂和捕收剂通过强化目的矿物与脉石矿物的疏水性差异进一步协同强化浮选过程。本发明通过石榴石浮选介质、高浓度浮选工艺、组合抑制剂、阴阳离子组合捕收剂相结合，有效实现了细粒锂云母的高效回收。

18、2)本发明工艺流程简单，药剂用量较低，经济效益高，对于细粒锂资源的高效综合利用具有重要意义。