第62卷 第4期
2010年11月
有 金 属Non ferrous M etal s
Vol 162,N o 14 Nov .2010
某低品位铌-钽多金属矿中锂的可利用性
李艳峰1
，邓雁希2
，王 玲
1
(11北京矿冶研究总院，北京100070; 21中国地质大学(北京)，北京100083)
摘 要：某低品位铌、钽多金属矿中伴生组分锂含量(L i 2O)为0139%，已达工业回收品位。工艺特性研究表明，矿石中锂的
赋存状态复杂，其中仅有43154%的锂以锂辉石形式存在，其次以透锂长石及锂云母等形式存在，透锂长石与其他长石相似的可浮性，使得大部分透锂长石基本进入尾矿，而回收锂云母的同时白云母及黑云母也进入锂精矿，大大降低锂精矿的品位，表明矿石中的锂较为难选。 中图分类号:TD913 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2010)04-0085-07
作为具有极高战略价值的锂，主要以硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21%)的形式存在。所研究
的锂矿石中锂主要以锂辉石、透锂长石形式存在，其次为锂云母和锂白云母，其他少量的锂矿物有磷锂铝石、锰磷锂矿及铁磷锂矿等。根据矿石中锂的工艺特性，进行了锂辉石浮选探索试验。经过一粗两扫后，浮选尾矿中锂(L i 2O )含量降至0118%，这部分尾矿可以作为最终尾矿丢弃，但是粗精矿经过两次精选锂，精矿含锂品位(L i 2O )仅1130%，一次浮选作业的富集比约为115，而五次精选后，锂精矿品
位没有得到明显提高，表明该矿样属于难选矿石，要想获得理想的锂辉石精矿比较困难。
1 矿石化学性质
原矿矿石中钽、铌、锡、锂及铍的含量分别为
010171%,010219%,01088%,0139%及01017%，铌、钽达到工业可利用品位，锡、锂、铍均稍低于工业综合回收品位。原矿样化学成分及锂的化学物相分别见表1和表2。
表1 原矿样化学成分
T able 1 Che m ica l co m pos i tion o f ore
组分Ta 2O 5Nb 2O 5Sn Li 2O C s 2O B e O S i O 2A l 2O 3含量/%01017101021901088
013901026010177113312119组分M gO C a O K 2O N a 2O Fe S P 2O 5F 含量/%
0123
0152
2184
4107
0162
01027
家庭生活指南
0141
01086
收稿日期:2010-04-14
作者简介：李艳峰(1969-)，女，天津市人，工程师，硕士，主要从事
工艺矿物学等方面的研究。
表2 锂的化学物相
T able 2 Phase ana l ys i s of lit h i u m i n ore
锂相别磷酸盐矿物硅酸盐矿物
总锂L i 2O 含量/%01036013801416L i 2O 分布率/%
8165
91132
100100
锂的矿物组成及相对含量如表3所示。矿石中锂矿物主要为锂辉石、透锂长石，其次为锂云母、锂白云母，其他有极少量的磷锂铝石、锰磷锂矿、铁磷
锂矿，锂的矿物组成复杂。
表3 锂矿物的组成及相对含量
T able 3 M i neral co m po siti on o f lith i u m m i nera l
矿物名称含量/%
矿物名称含量/%锂辉石2163磷锂铝石透锂长石3133锰磷锂矿0132
锂云母、锂白云母
0194
铁磷锂矿
2 锂的赋存状态
矿样中锂主要以独立矿物形式存在，锂的矿物种类复杂，因确定各锂矿物中L i 2O 的含量对评估矿
石质量非常重要，单矿物的化学定量分析确定矿样中锂辉石、白云母等矿物中L i 2O 的含量分别为6140%和0139%，锂的赋存状态见表4。
表4 锂在原矿样中的平衡分配计算结果
T able 4 D istri buti on of lit h i u m i n ore
矿物种类矿物量/%
锂含量/%
锂分布率/%
锂辉石21636140
43154
透锂长石3133413637156云母*10150013910159磷锂铝石锰磷锂矿0132
10106
8131
铁磷锂矿合计
16178
-100100
*注：云母包括锂云母、锂白云母、白云母与黑云母，云母中锂的含量通过提取云母单矿物后化学分析获得。
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从表4看出，原矿样中仅有43154%的锂以锂辉石形式存在，其余37156%的锂以透锂长石形式存在,10159%以锂云母、锂白云母形式存在，还有8131%以磷锂铝石等锂的磷酸盐形式存在。
可见锂辉石是最主要的回收矿物，从技术角度可知透锂长石及磷锂铝石等磷酸盐矿物回收困难，而云母类矿物的回收将严重影响锂精矿品位。因
此，对于该矿样来说，若能单独选出锂辉石，精矿最高品位为6140%，回收率只有43154%，而实际上从硅酸盐矿物之间的分选效率来看很难实现。
3 锂矿物的嵌布特征
311 锂辉石
锂辉石(L i A l[S i 2O 6])以具有高的折射率、浅褐及发育的柱状解理为特征。扫描电镜能谱分析中由于超轻元素L i 不能显示，故只有A ,l S,i O ，有时也显示含少量的K 和N a 等元素。矿物学资料显示，硅氧四面体中无A l 代替S,i A l 可被Fe 和M n 等代替,L i 可被K 和N a 等代替，锂辉石中L i 2O 含量一般在518%~711%之间变化,L i 2O 会随一价离子(如N a 和K)的类质同象代换而降低。X 射线能谱分析表明，该矿样中锂辉石常含少量K,N a ,M n,Ca ,M g 等元素，它的典型X 射线能谱见图1
。
图1 锂辉石的典型X 射线能谱(常含微量K,N a ,M n ,Ca ,M g 等)
F ig 11 T ype X-ray spectrum o f spodu m ene
锂辉石在矿石中主要呈粗粒嵌布，也有部分呈细粒柱状集合体嵌布于石英与长石粒间或包裹于石
英中，粗粒锂辉石常受应力作用产生压碎现象，后期长英质细脉充填交代时导致其粒度变细且嵌布关系 变得复杂，在粗粒锂辉石颗粒边缘或裂隙处，经常可见因交代作用发生的蚀变，从镜下特征看其产物主要是白云母(可能含L i)、石英和长石。综合样中锂辉石的产出特征见图2~图5。
86有 金 属 第62卷
312 透锂长石
透锂长石由于在目前浮选技术下与钠长石及正长石等其他长石类矿物分离困难，所以其中的锂很难回收。透锂长石分子式为L i[A l S i 4O 10]，其中锂可被钾、钠、钙等代替。X 射线能谱分析表明该矿样中透锂长石成分也比较稳定，其理论锂(L i 2O )含量为4136%，透锂长石的典型X 射线能谱见图6
。
Q -石英;Spd -锂辉石;Ab -钠长石
图2 综合样中粗粒锂辉石
F ig 12 Coarse co l u m nar spodu m ene ino re sa m
ple
Q -石英;Spd -锂辉石;Ab -钠长石
图3 综合样中的中粒锂辉石
F ig 13 M idd l e co l u m na r spodu m ene in o re sa m ple
定滑轮和动滑轮
偏光显微镜下透锂长石与共生矿物锂辉石区别是透锂长石的折射率小，不见辉石式解理。与石英可根据它有解理、负低突起、二轴晶相区别。与正长石区别在于干涉较高，且为正光性。矿样中透锂长石常呈中粗粒状集合体，常与其他长石、白云母、石英、锂辉石等共生在一起。透锂长石粒度分布范围一般为01030~110mm 。313 云母类矿物
矿样中云母类矿物包括锂云母、锂白云母、白云母及黑云母，浮选工艺中无法相互分离,
故综合描
Spd-锂辉石;B t-黑云母;Ab-钠长石
目击证人
图4 综合样中的细粒锂辉石
F ig 14 F ine spodu m ene i n composite samp l
es
Q-石英;Spd-锂辉石;M s-白云母
图5 原矿样石英中的锂辉石
F ig 15 F ine spodu m ene in quartz i n
ore
图6 透锂长石的典型X 射线能谱
F i g 16 T ype X-ray spectru m of petatite
述。锂云母分子式为K {L i 2-x A l 1+x [A l 2x Si 4-x O 10](OH,F)2}，其中x =0~015。扫描电镜能谱分析时不能显示L,i 但据矿物学资料，锂云母中Li 的取代
会导致A l 的降低，故通过对比能谱中A l/Si 强度比，可判断是否为锂云母或白云母中是否含L i 。矿
87
第4期 李艳峰等：某低品位铌-钽多金属矿中锂的可利用性
样中白云母及锂云母、锂白云母的的X 射线能谱图见图7和图8
。
图7 矿样中白云母X 射线能谱(不含L,i A l/Si 强度比值相对高)
F ig 17 X-ray spectru m o fm uscov ite i n composite sa m
ples
图8 矿样中锂云母、锂白云母X 射线能谱(含L ,i A l/Si 强度较白云母中小)
F i g 18 X-ray spectru m of lep i dolite and m uscov ite in composite sa mp les
云母类矿物主要呈大鳞片状嵌布，其次呈细鳞片状嵌布，还有一部分是交代长石、锂辉石时形成的。大鳞片状云母在标本上肉眼即可见到，其鳞片最大可达近1c m，其中大部分呈无，少部分显浅紫或褐，显微镜下呈完整的片状集合体产出，粒度分布范围一般为011~210mm，磨矿时易于单体解离， 见图9。小鳞片状云母主要嵌布于石英、长石粒间或充填于锂辉石的裂隙，这部分云母分布广泛，粒度一般分布于01005~01050mm，磨矿过程中较难与共伴生矿物充分解离，影响矿物之间的浮选分离效果，见图10和图11。
浮选回收锂时，云母类矿物的回收对提高回收率有一定贡献，但它的回收将明显降低锂精矿中L i 2O 的含量，要想获得合格的锂精矿，在浮选过程中，必须抑制云母类矿物使其不会进入锂辉石精矿
或从锂辉石精矿中分离出来。
Q-石英;M s-白云母
图9 白云母类矿物
F i g 19 A ggregati on of muscov ite
88有 金 属 第62卷
Q-石英;Ab-钠长石;M s-白云母
图10长石裂隙中的白云母类矿物
F i g110A gg regation o fm uscov i te in fl edspa r cracks桑塔纳2000机油
314磷锂铝石
磷锂铝石分子式为L i A l(PO4)(OH,F)。磷锂铝石常呈致密块状或土状集合体嵌布于长石、石英等矿物粒间，嵌布粒度以中细粒为主，其典型X射线能谱图见图12
。
Ab-钠长石;Srt-绢云母
图11细鳞片状集合体产出的绢云母
F i g111F i ne sca le-li ke aggrega ti on o f seric i
te
图12矿样中磷锂铝石的特征X射线能谱
F i g112T ype X-ray spectrum ofM ontebrasite i n co m po site samp l es
315锰磷锂矿-铁磷锂矿
锰磷锂矿-铁磷锂矿是锂的磷酸盐矿物，分子式
为L i(Fe,M n)[PO4],Fe与M n为完全类质同象，根
据M n>Fe和M n<Fe分为锰磷锂矿和铁磷锂矿，常
呈致密块状、细粒状或土状集合体嵌布于长石、云
母、石英等矿物粒间，嵌布粒度以中细粒为主，其典
型X射线能谱图见图13。
4矿石中锂矿物的粒度嵌布特征
采用M L A(矿物解离分析仪)测定2~0mm综合
样中锂辉石的产出粒度，统计结果见表5，结果显示,
锂辉石的粒度粗,85140%分布在01074mm以上。
5原矿样不同磨矿产品中锂矿物的
解离度特征
对磨矿细度-01074mm分别占60%,70%,
80%的综合样，采用MLA(矿物解离分析仪)考查锂
辉石、云母及透锂长石等矿物的单体解离特征，结果
见表6~表9。
由此可知，当磨矿细度为-01074mm占60%时,
锂辉石单体解离很充分，透锂长石和锂云母单体解离
也比较充分锂辉石、锂云母及透锂长石的单体解离度
随着磨矿细度的增加变化很小，说明这些矿物的产出
粒度较粗，在较粗磨矿细度条件下即获得了较好的解
离，此后继续提高磨矿细度时解离度的增加幅度变小
而单体粒度则变细，而且镜下观察证明会使石英、长
石类矿物出现过磨现象，影响矿物的分选效果，因为
89第4期李艳峰等：某低品位铌-钽多金属矿中锂的可利用性
其余透锂长石主要与其他长石连生，锂云母主要与其他云母连生,
可以作为矿物分选给料。
图13 矿样中锰磷锂矿-铁磷锂矿的特征X 射线能谱
F i g 113 T ype X-ray spectru m o f L ith i oph ilite -T ri phy lite i n composite sa m ples
表5 原矿2~0mm 综合样中锂辉石
产出粒度统计结果
T ab le 5 P article size distr i bution o f spodumene i n ore
粒级/mm 锂辉石
含量/%
累计/%+11168
11381138-11168+0183331314169-01833+01589515910128-01589+01417816418192-01417+01295811927111-01295+012081019438105-01208+011471419452199-01147+011041610769106-01104+010741613485140-01074+01043812693166-01043+0102041249
7190-
01020+01015112199111-01010
0189
100100
表6 不同磨矿细度产品中锂辉石的单体解离特征
T able 6 L i berati on degree of shodu m ene i n
different g ri nding fi neness sa m ples
磨矿细度/-74L m%
单体含量/%连生体含量/%与云母与长石与其他矿物关贸总协定的宗旨
60
94147114621171190709514811001191116180
97112
1108
1119
0161
表7 不同磨矿细度产品中云母的单体解离特征
T ab l e 7 L ibe ration deg ree o fm ica in d ifferen t
g rind i ng fi neness samp l es
磨矿细度/-74L m%单体
含量/%连生体含量/%
与其他云母与长石与锂辉石与高岭石等
60821371110831280117311070821341111641000110213980831519197218401183150
表8 不同磨矿细度产品中透锂长石的
单体解离特征
T ab le 8 L i berati on degree of peta lite i n different
gr i nd i ng fi neness sa m ples
磨矿细度/-74L m%单体
含量/%连生体含量/%
与其他长石与云母与锂辉石
与石英等
60851136196317301553162708519561564102013131168085199614421160160
4182
表9 不同磨矿细度产品中各锂矿物的
单体解离度统计结果
T able 9 L i beration deg ree o fm i nerals conta i n i ng L i i n
d ifferent gr i nd i ng fi neness samp l es
磨矿细度/-74L m%
矿物的单体解离度/%
锂辉石锂云母透锂长石
6094147821378511370951488213485195
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