碳酸锂选矿流程、设备、方法

碳酸锂是一种白色单斜晶体，在化学性质上，碳酸锂可与酸发生反应生成相应的锂盐，能与二氧化碳反应生成酸式碳酸盐，且在高温下可分解为氧化锂和二氧化碳。在工业应用领域，碳酸锂占据着举足轻重的地位。在锂电池、陶瓷、玻璃制造及冶金、医药等领域均有重要应用。

那么碳酸锂矿石类型有哪些呢？碳酸锂选矿流程、设备及提取方法分别是什么呢？本文将从这四个维度介绍碳酸锂选矿。

一、碳酸锂矿石类型

碳酸锂矿据矿物的赋存状态和性质，主要可分为硬岩型（锂辉石和锂云母）和盐湖卤水型两大类。

锂辉石：晶体结构为单斜晶系，常与石英、长石、云母等矿物共生，其锂含量一般在1.0%-1.8%，颜色多样，常见为灰白色、浅绿色，优质锂辉石呈淡紫色（紫锂辉石）。全球锂辉石矿主要分布于澳大利亚、巴西、加拿大等地，我国四川甲基卡、新疆可可托海是重要的锂辉石产区。

锂云母：属于层状硅酸盐矿物，锂含量在0.5%-3.5%之间，常含有铷、铯等稀有金属。锂云母呈玫瑰色、浅紫色，集合体呈片状或鳞片状，常与长石、石英、锡石等矿物共生。主要分布于美国北卡罗来纳州、津巴布韦、我国江西宜春等地。

盐湖卤水提锂：盐湖卤水中的锂以锂离子形式存在，是碳酸锂的另一重要来源。全球盐湖锂资源主要集中在 “锂三角” 地区（智利、阿根廷、玻利维亚交界地带）以及我国青海、西藏盐湖。与矿石提锂相比，盐湖卤水提锂具有成本低、能耗小的优势，但存在镁锂分离困难、开发周期长等挑战。

二、碳酸锂选矿流程

碳酸锂矿石选矿工艺流程，通常包含预处理、选别和精矿处理几部分。

1、碳酸锂矿石预处理

破碎筛分：该阶段多采用三段破碎流程，粗碎用颚式破碎机，粒度控制在50-100mm；中碎用圆锥破碎机或反击式破碎机，粒度碎至10-25mm；细碎用圆锥破碎机或辊式破碎机，矿石粒度达到5-10mm。过程中利用筛分机配合，将各级不合格粒度返回上一级破碎，合格粒度进入下一环节准备磨矿。

磨矿：主要是将碎后产物进一步磨矿，使矿物达到充分解离状态。通常会采用球磨机配合旋流器或螺旋分级机完成磨矿作业，有时会根据矿石情况，采用棒磨机完成磨矿，最终磨矿粒度范围控制在-0.074mm占60%-80%。

2、碳酸锂矿石选别流程

重选法：主要作为预选流程，提前抛除矿物中的脉石，以减轻后续浮选作业压力。重选主要是利用锂矿物与脉石矿物的密度差异进行分选，常用设备有螺旋溜槽和摇床。

浮选法：常采用一粗多精多扫流程，先用粗选快速富集锂矿，获得锂粗精矿，再通过多次精选，进一步提高锂精矿品位；扫选针对粗选的尾矿进行锂回收，以提高锂回收率。过程中，常用脂肪酸类捕收剂或胺类捕收剂，来改变锂矿物表面的金属离子发生化学反应，形成疏水络合物；胺类捕收剂则通过静电吸附和氢键作用实现对锂矿物的捕收；调整剂常用碳酸钠调节矿浆pH值至碱性（pH=8-10），增强捕收剂的选择性；水玻璃抑制脉石矿物的上浮，最终实现矿物的有效浮选。

磁选法：该方法主要是针对锂矿物中含磁性矿（含钛、锰等）的去除，通常采用高梯度磁选机或强磁选机进行选别。

3、碳酸锂矿石精矿处理流程

精矿经选别后会含大量水，需通过脱水来降低含水量，为后续加工提供便利，一般常用浓缩+过滤+干燥的流程。浓缩机将矿浆浓度从15%-30%提高至40%-60%；过滤机则对其进一步浓缩，使其含水量低至15% - 20%；干燥则使用回转窑、闪蒸干燥机等设备，使锂精矿水分降至 5% 以下，满足后续提取工艺要求。

三、碳酸锂选矿设备

除上述内容中出现的破碎机、球磨机及磁选、重选设备外，主要的碳酸锂选矿设备是浮选设备和药剂搅拌槽。

机械搅拌式浮选机：通过叶轮的旋转产生搅拌和充气作用，使矿浆充分混合并产生气泡。叶轮的搅拌作用有助于药剂与矿物表面充分接触，实现矿物的浮选。该设备适用于各种矿物浮选，对不同性质的锂矿石适应性强，在碳酸锂选矿中常用于粗选、精选和扫选作业，能够有效富集锂矿物。

充气式浮选机：采用外部供气方式，通过专门的充气装置向矿浆中充入空气，形成大量微小气泡。相比机械搅拌式浮选机，充气式浮选机充气量大、能耗低，尤其适用于大型选矿厂的大规模生产，能够提高浮选效率和锂矿物的回收率。

四、碳酸锂提取方法

碳酸锂提取是将选别后的精矿进行提取并纯化锂的过程，其方法通常包括硫酸法、石灰烧结法、沉淀法、吸附法和膜分离法。

硫酸法：多处理锂辉石，将锂辉石在1000-1200℃下焙烧，使其晶型从α型转变为β型，提高锂的浸出率。焙烧后产品与硫酸混合，在250-300℃下反应，使锂转化为硫酸锂进入溶液。经中和、除杂、蒸发结晶等工序，得到碳酸锂产品。

石灰烧结法：多处理锂云母，将锂云母与石灰按一定比例混合，在800-900℃下烧结，使锂转化为可溶的锂盐。烧结料经水浸、过滤、除杂后，向溶液中加入碳酸钠沉淀碳酸锂。

沉淀法：用于卤水锂提锂，向卤水中加入碳酸钠、碳酸氢钠等沉淀剂，使锂离子转化为碳酸锂沉淀，适用于镁锂比低的卤水。

吸附法：用于卤水锂提锂，利用离子交换树脂或吸附剂选择性吸附锂离子，再通过洗脱得到富锂溶液，经除杂、沉淀获得碳酸锂产品。

膜分离法：用于卤水锂提锂，采用纳滤膜、反渗透膜等实现锂离子与其他离子的分离。

碳酸锂选矿与提取技术是一个复杂的系统工程，在选矿技术方面，浮选是锂矿石选矿的关键技术，通过合理的药剂制度和流程设计，可实现锂矿物的高效富集；硫酸法和石灰烧结法是锂矿石提锂的主要方法。受成本及矿石自身性质的不同，其选矿方法也各有不同，选择适合的工艺是关键，因此，建议先对矿石进行选矿试验，通过分析设计适合的工艺方案。