鋰輝石和綠柱石都是鋁硅酸鹽類礦物,經常共生在同一偉晶巖礦床中;由于它們的礦物都是非磁性的,而且相對密度接近,并且與脈石礦物的相對密度相近。所以,采用磁選和重選方法很難分離綠柱石和鋰輝石,只有采用浮選分離方法才行。另一方面,由于囪榴石、角閃石、電氣石、黑云母和白云母等與綠柱石和鋰輝石的可浮性相近,致使綠柱石和鋰輝石的富集和分離又比較困難。
綠柱石和鋰輝石的浮選分離一般有混合浮選和優先浮選(優先浮選綠柱石、再選鋰輝石,優先浮選鋰輝石、再選綠柱石,或者優先浮選部分鋰輝石、然后鋰鈹混選再分離)兩種原則流程,可以采用陽離子捕收劑和陰離子捕收劑進行浮選。
(1)優先浮選 當采用陽離子捕收劑時,硅酸鹽礦物都具有比較好的可浮性,所以,在分離綠柱石和鋰輝石時,需要添加調整劑才行。
①優先浮選鋰輝石、再選綠柱石(先抑制綠柱石、優先浮選鋰輝石,再活化綠柱石并進行浮選) 當優先浮選鋰輝石時,主要采用氟化鈉和木素磺酸鹽抑制綠柱石和脈石;木素磺酸鹽在綠柱石和脈石礦物表面形成親水薄膜,從而阻止捕收劑(例如油酸)在其表面的附著和吸附。但是,木素磺酸鹽對鋰輝石礦物顆粒的影響比較小,所以能夠保證鋰輝石的優先浮選。
例如,在低堿介質中,將碳酸鈉堿木素(利用堿溶解木素磺酸鹽)加入球磨機并長時間作用,此時,綠柱石和脈石礦物受到抑制,采用氧化石蠟皂、環烷酸皂和柴油浮選鋰輝石。該浮選尾礦采用氫氧化鈉、硫化鈉和三氯化鐵活化綠柱石并抑制脈石,同樣采用氧化石蠟皂和柴油浮選綠柱石。
②優先浮選綠柱石、再選鋰輝石(先抑制鋰輝石、優先浮選綠柱石,再活化鋰輝石并進行浮選) 先脫除易浮礦物,然后在氫氧化鈉、硫化鈉和碳酸鈉調整的高堿介質中抑制鋰輝石,采用脂肪酸(例如氧化石蠟皂和柴油)浮選綠柱石;浮選尾礦采用氫氧化鈉活化,再采用脂肪酸(例如氧化石蠟皂和柴油)浮選鋰輝石。
當采用陰離子捕收劑時,調整劑對鋰輝石的抑制遞減順序為:氟化鈉、木素磺酸鹽、磷酸鹽、碳酸鈉、氟硅酸鈉、硅酸鈉、淀粉等,這些調整劑對綠柱石的抑制作用差別很大,在中性和弱堿性介質中,多量(1千克/噸以上)的氟化鈉、木素磺酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽等具有強烈的抑制作用,而少量的硅酸鈉、淀粉等對綠柱石的抑制作用不明顯。在強堿性介質中,這些藥劑的抑制作用普遍減弱,但是對鋰輝石的抑制作用卻普遍增強。
③優先浮選部分鋰、然后進行鋰鈹混選再分離 將氟化鈉和碳酸鈉作調整劑并加入球磨機,采用脂肪酸皂優先浮選部分鋰輝石,該浮選尾礦中加入氫氧化鈉和鈣離子進行活化,再采用脂肪酸皂混合浮選鋰輝石-綠柱石,混合粗精礦采用碳酸鈉、氫氧化鈉和酸、堿性水玻璃加溫(例如85℃)處理,浮出綠柱石精礦。
(2)混合浮選 某浮選尾礦含0.08%BeO的鋰輝石,在30%固體濃度下,采用0.91千克/噸氫氟酸攪拌5分鐘(pH=3.8),攪拌的礦漿在螺旋分級機中清洗過多的酸后,在30%的固體濃度下,與0.41千克/噸的硅酸鈉、0.14千克/噸氫氧化鈉和0.41千克/噸油酸攪拌5分鐘,進入粗選槽,在Ph=7.3 時,進行一次粗選和三次精選,得到精礦含1.25%Be0和4.45%Li20,其回收率分別為89.1%和65.8%。
(3)鋰和鈹粗精礦的精選分離 鋰和鈹粗精礦中一般含有云母、長石和石英等,需要進一步精選除去。脫除方法是將混合粗精礦與硫酸(例如用量為4.50千克/噸左右)一起攪拌,清洗掉脂肪酸,然后,再與1千克/噸左右的硫酸、90克/噸左右的醋酸銨攪拌,進行脫除云母,可得到含云母94%的精礦,其尾礦再進行鋰輝石精選。
鋰輝石精選時是將上述尾礦與700克/噸左右的油酸一起攪拌,進行一次粗選和二次精選,可得到回收率大約為84%、含6.6 %Li20 的鋰輝石精礦,此時,80%左右的綠柱石被抑制到尾礦中,然后再進行尾礦中綠柱石的富集。此時,再采用900克/噸左右的氫氟酸進行攪拌,然后清洗掉過量的酸;之后,采用136克/噸的氫氧化鈉和218克/噸的油酸調漿,并進行綠柱石的浮選,所得粗精礦在pH=7條件下進行兩次精選,可得到含6.37 %BeO的綠柱石精礦,其作業回收率為76%,對鋰輝石浮選尾礦的回收率為66 %。