碳酸鹽粘土鋰礦選礦工藝有哪些？

在新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，鋰資源作為鋰離子電池的主要原材料，戰(zhàn)略地位愈發(fā)重要。除了常見(jiàn)的鋰輝石、鋰云母等鋰礦資源，碳酸鹽粘土鋰礦也是獲取鋰的一種資源，且以新興鋰礦資源的姿態(tài)進(jìn)入了人們視野。那么針對(duì)碳酸鹽粘土型的鋰礦選礦工藝有哪些呢？我們一起來(lái)了解！

一、什么是碳酸鹽黏土鋰礦？

碳酸鹽粘土鋰礦是一種賦存于碳酸鹽巖風(fēng)化殼中的特殊鋰礦資源。這類礦石以粘土礦物為主要載體，同時(shí)含有一定量的碳酸鹽礦物，外觀上多呈現(xiàn)出疏松多孔、顆粒細(xì)小的特征。其形成與長(zhǎng)期的地質(zhì)風(fēng)化作用密切相關(guān)，在風(fēng)化過(guò)程中，含鋰的母巖經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和生物作用，鋰元素逐漸富集在粘土礦物和碳酸鹽礦物中。

碳酸鹽粘土鋰礦的礦物組成較為復(fù)雜，主要的粘土礦物包括蒙脫石、高嶺石、伊利石等，這些粘土礦物具有較大的比表面積和較強(qiáng)的吸附能力，使得鋰元素以離子吸附態(tài)、類質(zhì)同象等形式存在于其中。碳酸鹽礦物則主要為方解石、白云石等，此外，還可能含有少量的石英、長(zhǎng)石等硅酸鹽礦物以及鐵、錳等金屬的氧化物和氫氧化物。該類型鋰礦的礦物顆粒粒度通常小于 0.074mm 的占比較高，部分甚至達(dá)到微米級(jí)。這種細(xì)小的粒度使得礦石在選礦過(guò)程中容易團(tuán)聚，增加了固液分離的難度。

二、碳酸鹽粘土鋰礦選礦工藝

雖然，碳酸鹽黏土鋰礦的平均品位相對(duì)較低，屬難選礦類型，但是若通過(guò)合理的選礦工藝，仍具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。常用的碳酸鹽粘土鋰礦選礦方法主要是浮選法、酸浸法、堿法和鹽焙燒-水浸法等。

1、碳酸鹽粘土鋰礦浮選法

碳酸鹽粘土鋰礦浮選主要根據(jù)各礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)差異，然后通過(guò)藥劑的輔助作用，迫使鋰礦物表面疏水，然后附著于氣泡隨之上浮至礦漿表面，形成泡沫層，而脈石礦物則留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)鋰礦物與脈石礦物的分離。所用藥劑類型主要是捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑，其中捕收劑的作用是使表面性質(zhì)由親水變?yōu)槭杷?；起泡劑則在礦漿中產(chǎn)生大量穩(wěn)定的氣泡；調(diào)整劑用于調(diào)節(jié)礦漿的 pH 值等性質(zhì)，為浮選創(chuàng)造有利條件。

浮選法適用于鋰礦物與脈石礦物表面性質(zhì)差異較大的碳酸鹽粘土鋰礦。對(duì)于一些鋰礦物粒度較粗、可浮性較好的礦石，浮選法可以獲得較好的分選效果。此外，浮選法還可以與其他選礦方法聯(lián)合使用，提高鋰的回收率和精礦品位。

2、碳酸鹽粘土鋰礦酸浸法

酸浸法是利用強(qiáng)酸的化學(xué)性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋰元素提取的方法。常用的強(qiáng)酸包括硫酸、鹽酸等。在酸浸過(guò)程中，這些強(qiáng)酸會(huì)與碳酸鹽粘土鋰礦中的鋰礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，打破鋰礦物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使鋰元素以離子形式從礦物晶格中釋放并進(jìn)入溶液中。然后礦石中的碳酸鹽礦物、粘土礦物等也會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)而溶解，從而將鋰元素與其他雜質(zhì)一同浸出到溶液中，后續(xù)再通過(guò)一系列的分離和提純操作，實(shí)現(xiàn)鋰與雜質(zhì)的分離。

酸浸法適用于各種類型的碳酸鹽粘土鋰礦，尤其在處理鋰品位較低、雜質(zhì)含量較高的礦石時(shí)有更好適應(yīng)性。當(dāng)?shù)V石中含有大量碳酸鹽礦物時(shí)，酸浸過(guò)程中酸與碳酸鹽的反應(yīng)能夠快速溶解碳酸鹽，為鋰元素的浸出創(chuàng)造更有利的條件，使得酸浸法可以有效地浸出鋰元素。

3、碳酸鹽粘土鋰礦堿法

堿法提鋰主要是采用強(qiáng)堿（碳酸鈉、氫氧化鈉等）的反應(yīng)試劑，在高溫條件下與礦石中的鋰礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成可溶性的鋰鹽。在這個(gè)過(guò)程中，堿不僅與鋰礦物反應(yīng)，還會(huì)與礦石中的粘土礦物、碳酸鹽礦物等發(fā)生作用，破壞它們的結(jié)構(gòu)，促使鋰元素從復(fù)雜的礦物結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái)。反應(yīng)后的產(chǎn)物在經(jīng)過(guò)水浸、過(guò)濾等操作，將可溶性的鋰鹽溶解到水中，從而實(shí)現(xiàn)鋰元素的提取。

堿法提鋰適合處理含硅量較高的碳酸鹽粘土鋰礦。對(duì)于一些含有大量石英、長(zhǎng)石等硅酸鹽礦物的礦石，堿法提鋰可以在溶解硅酸鹽的同時(shí)，有效提取鋰元素。

4、碳酸鹽粘土鋰礦鹽焙燒-水浸法等

鹽焙燒-水浸法是將礦石與硫酸鈉、硫酸鉀等鹽類混合后進(jìn)行焙燒，在高溫焙燒過(guò)程中，鹽與礦石中的鋰礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋰礦物的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，生成可溶性的鋰鹽。焙燒后的產(chǎn)物再經(jīng)水浸、過(guò)濾等操作，使鋰元素進(jìn)入溶液，后續(xù)再對(duì)溶液進(jìn)行處理，以提取鋰元素。

這種方法適用于各類碳酸鹽粘土鋰礦，尤其在處理鋰元素賦存狀態(tài)復(fù)雜的礦石時(shí)表現(xiàn)突出。對(duì)于以離子吸附態(tài)和類質(zhì)同象形式存在的鋰，鹽焙燒過(guò)程能夠有效地將其轉(zhuǎn)化為可溶性的鋰鹽，從而提高鋰的浸出率，為后續(xù)的提取創(chuàng)造條件。

以上便是碳酸鹽粘土鋰礦選礦工藝及礦石特點(diǎn)的介紹。在實(shí)際選礦廠中，選鋰的方法有很多，除上述方法外，還有一下新型方法及聯(lián)合方法等，至于何如選擇適合的方法，需聽(tīng)過(guò)選礦試驗(yàn)分析，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)符合自身鋰礦石條件的方法，才是有效的方法。