4 锂矿石选厂实例

 世界各地有许多从矿石中生产锂精矿的选厂，其中包括澳大利亚（Greenbushes、Mt Cattlin、Mt Marion和Bald Hill）、巴西（Mibra）、加拿大（Bernic lake）、中国（四川阿坝、马尔康、甲基卡）、美国（Kings Mountain）和津巴布韦（Bikita）。这些选厂采用的选矿方法主要取决于矿石（目标矿物和脉石矿物）的矿物学性质。表7列举了几个锂矿石选厂的主要矿物组成和分选指标。在以下各节中，将回顾当前世界上一些较大的已投产和未投产选厂采用的选矿方法。尽管目前一些选厂尚未生产（例如Kings Mountain），但可以相信，通过分析现有矿山的选矿方法，可以对未来的类似矿床分选提供经验参考。

表7 几个锂矿石选厂的主要矿物组成和分选指标

 4.1 澳大利亚Greenbushes选厂

 位于西澳的Greenbushes锂矿已经运营了超过25年，被公认为是西澳连续经营时间最长的的锂选厂。它是全球主要的锂精矿生产商。据估计，Greenbushes的锂矿石储量超过3000万吨，其中至少有700万吨Li2O品位为4.0%的矿石。Greenbushes锂矿拥有两个选厂。一个生产工业级锂精矿，另一个生产化学级锂精矿。如图8所示流程，该矿石采用重选、重介质选矿、浮选和磁选处理，得到上述锂精矿产品。

 矿山锂辉石矿采用一段二段颚式破碎和三段圆锥式破碎，将矿石破碎至-16 mm，然后送入球磨机。球磨机排出的不足尺寸（-250 μm）的馏分将被送入旋风分离器以除去作为尾渣的矿泥（-20 μm）球磨后的筛下部分（-250 μm）给入旋流器，排除的矿泥（-20 μm）作为尾矿，旋流器的底流被送入浮选流程。球磨后的筛上部分（+250 μm）采用800 μm筛网隔筛，对筛下物料进行磁选，将其中的非磁性组分用来生产玻璃级锂辉石。筛上物料返回到球磨机中。在浮选流程中，首先采用脂肪酸捕收剂和碳酸钠对锂辉石和电气石进行浮选。经过一段粗选两段精选作业，可获得Li2O品位为7.2%、Fe2O3含量为0.4%的锂辉石精矿。浮选精矿采用重选回收锡石和钽铁矿等重矿物，然后采用磁选去除电气石。最终得到Li2O品位为7.5%~7.7%、Fe2O3含量低于0.1%的锂辉石精矿。

图8  Greenbushes锂辉石矿选矿流程，该流程图类似于目前正在生产的一个锂选厂（截至2018年5月）

 4.2 美国Kings Mountain选厂

 美国北卡罗莱纳州Kings Mountain的伟晶岩矿床与刚果民主共和国的Manono矿床和澳大利亚的Greenbushes矿床一起被认为是世界上三大含锂伟晶岩矿床，但目前只有后者生产锂精矿。Kings Mountain矿床自20世纪50年代以来一直是玻璃、陶瓷和化学级锂辉石的主要生产商，由于南美洲展开了更经济的盐湖提锂业务，该公司已于1998年关闭。除锂辉石外，云母、长石和石英是主要副产物。锂辉石浮选的简化流程如图9所示。通过球磨机研磨可将原矿Li2O品位为1.64%的矿石研磨至-16 mm，以提高其解离度。在球磨过程中添加约400 g/t的NaOH来清洗锂辉石表面，然后给入旋流器闭路流程。旋流器的溢流进入下一段旋流器作业，以去除-15 μm的矿泥。矿泥产率为7.4 wt%，Li2O品位为1.43%。+15 μm物料在中性pH值条件下，采用700 g/t妥尔油脂肪酸和乙二醇型起泡剂进行调浆，矿浆浓度为55%。将经调浆处理后的矿浆浓度稀释到30%进行浮选，经两段精选作业处理，可得到Li2O品位为6.34%、回收率为93.5%的锂辉石精矿。

图9 美国Kings Mountain锂辉石矿浮选流程图

 4.3 加拿大Bernic Lake选厂

 曼尼托巴省的Bernic Lake伟晶岩是一种复杂的带状伟晶岩，其中含有100多种不同的矿物，包括锂辉石、锂云母、磷锂铝石、透锂长石和锂霞石。Bernic Lake矿山成立于1929年，起初用于选锡矿石。1969年，该矿山开始作为钽矿石进行开发，随后在1984年开始进行锂辉石选矿。多年来，锂辉石以及钽、铯和铷是该选厂的主要回收矿物。据报道，矿石中的磷锂铝石由于磷含量较高使得其成为高品位锂辉石生产过程中的杂质，因而对锂辉石的回收带来了一定的问题。Bernic Lake的选矿流程包括如图10所示的重介质选矿、磷锂铝石预浮选、磁选和浮选。重介质的给料粒度为-12 + 0.5 mm，其中密度为2.7的硅铁和磁铁矿混合物被用作重介质。轻质组分（钾长石）被剔除，而重组分（下沉物）被研磨至-0.25 mm并进一步处理。通过弱磁选将铁从细颗粒中除去，然后采用重选选出含钽矿物。接下来采用浮选除去磷锂铝石。使用淀粉作为锂辉石的抑制剂，妥尔油作为捕收剂进行磷锂铝石的浮选。然后尾矿采用反浮选除去钠长石和石英，获得Li2O品位为7.25%的锂辉石精矿。在锂辉石浮选过程中，采用石油磺酸盐和脂肪酸的混合物（LR19）作为捕收剂，Na2CO3作为pH值调节剂在pH值为9.5的条件下进行锂辉石的粗选和精选。

 4.4 津巴布韦Bikita矿床

 Bikita伟晶岩矿床是世界上最大的锂矿床之一，并且包含大部分的主要含锂矿物，其中包括锂辉石、透锂长石、锂云母、锂霞石和磷锂铝石。Bikita伟晶岩的锂矿物（23,000 t锂）以及钽、锡、绿柱石和铯榴石等储量巨大。2014年，锂精矿产量约为44,000 t，Li2O的平均品位为4.2%，含有0.03% Fe2O3。锂矿的选矿最初是通过手工拣选破碎后的粗粒原矿，但目前已使用重介质旋流器。在一段重介质选矿中，透锂长石精矿富集到上浮物料中。沉砂经比重更大的重介再处理后得到锂辉石精矿。

 （中国地质调查局地学文献中心，国际矿业研究中心矿业科技组编译，张炜审校，陈秀法审核。）