Resumen del proceso de beneficio del mineral de litio

El litio es un recurso estratégico esencial ampliamente utilizado en campos emergentes como baterías, cerámica, vidrio, aluminio, lubricantes, refrigerantes, industria nuclear y optoelectrónica. Es una materia prima indispensable para los productos modernos de alta tecnología.

Equipos de beneficio de mineral de litio

El equipo de beneficio del mineral de litio incluye trituradoras, molinos de bolas, plantillas, máquinas de flotacióny equipos auxiliares para formar una línea de producción completa.

Métodos de beneficio del mineral de litio

1. Método de selección manual

El método de selección manual es un método de clasificación basado en las diferencias de color y aspecto entre los minerales de litio y los minerales de ganga. La granulometría de selección suele ser de 10 a 25 mm. La determinación del límite inferior de la granulometría de clasificación depende de los beneficios económicos. La selección manual es el primer método de beneficio utilizado en la historia de la producción de mineral de litio. Los Estados Unidos utilizaron este método ya en 1906 para producir concentrado de espodumeno a partir de los yacimientos de pegmatitas de la zona de Black Hills, en Dakota del Sur. Además del espodumeno, la selección manual se utiliza para fabricar concentrados de litio como la lepidolita, feldespatoy espodumita.

Debido a la elevada intensidad de mano de obra, la baja eficiencia de la producción, el bajo índice de beneficio y el enorme desperdicio de recursos, la flotación u otros métodos han sustituido generalmente a la selección manual. Sin embargo, la selección manual sigue siendo una forma de producir minerales de litio de grano grueso en zonas con mano de obra barata, un proceso esencial para producir concentrado de litio.

2. Método de flotación

Existen dos procesos diferentes para la flotación de espodumeno: flotación positiva y flotación inversa.

• El proceso de flotación positiva es la flotación preferencial del espodumeno. Su esencia es: después de moler el mineral fino en un medio alcalino formado por hidróxido de sodio o carbonato de sodio, alta concentración, agitación fuerte, múltiples lavados y deslimación, Añadir ácidos grasos o jabones como colectores para flotar directamente espodumeno.
• El proceso de flotación inversa utiliza reguladores como la dextrina y el almidón para suprimir el espodumeno en un medio alcalino ajustado por cal y un colector catiónico para hacer flotar los minerales de ganga de silicato en forma de espuma. El producto del depósito es el concentrado de espodumeno.

La selección manual y la flotación son los principales métodos de selección del espodumeno. Otras técnicas, como el craqueo térmico, la separación magnética y la separación por gravedad, desempeñan un papel auxiliar y secundario en la producción de concentrado de espodumeno.

3. Método de tratamiento de minerales por craqueo térmico

Para seleccionar el mineral de espodumeno se utiliza el método de separación de minerales por craqueo térmico. Este método se basa en el hecho de que cuando el espodumeno natural se tuesta a unos 1100°C, sus cristales cambian de tipo α a tipo β. Al mismo tiempo, su volumen se expande y se rompe fácilmente en polvo. Por lo tanto, se recurre a la molienda selectiva y al cribado para obtener espodumeno y separar la ganga. Este método se ha utilizado en plantas de procesamiento y laboratorios canadienses de China y la Unión Soviética. Los trabajadores chinos de procesamiento de minerales realizaron una vez experimentos con mineral en bruto que contenía 1,58% Li3O. Primero se tostaron a 1050°C durante una hora, después se enfriaron y se colocaron en un molino de bolas de caucho para su molienda selectiva. Por último, se tamizaron con un tamiz de 150 mallas. Los resultados obtuvieron un grado de concentrado de Li2O de 4,9% bajo el tamiz, y la tasa de recuperación fue de 74%.

Hay que prestar atención a dos puntos cuando se aplica el método de tratamiento de minerales por craqueo térmico:

1. Controlar la temperatura de tostación en torno a 1100°C. Cuando la temperatura es demasiado alta, la mica del mineral se sinteriza; cuando la temperatura es demasiado baja, la transformación del espodumeno de tipo α a β es incompleta.
2. La mena no puede contener muchos minerales que sean fáciles de fundir al tostarse u otros minerales con propiedades de craqueo térmico, de lo contrario no se logrará el objetivo de separar el espodumeno. 

4. Método de tratamiento de minerales pesados

Como hay poca diferencia de densidad entre el espodumeno y los minerales de ganga asociados, los métodos habituales de separación por gravedad, como el jigging, el beneficio por espiral y el mesa vibrante son inadecuados para la separación de minerales de espodumeno. Sin embargo, el beneficio con medios pesados o líquidos es un método de separación eficaz para el mineral de espodumeno. El método de beneficio con medios sobregravados se ha utilizado para producir minas de litio en Dakota del Sur y Carolina del Norte, en Estados Unidos. En un concentrador de Dakota del Sur, se utiliza ferrosilicio de malla -200 como agente de ponderación para preparar un medio con una densidad de 2,7 g/cm3, y se utiliza un concentrador de cono de medio pesado para seleccionar mineral de espodumeno de 3,3~3,8 mm en la planta. Como resultado, el grado de concentrado de espodumeno producido alcanzó una tasa de recuperación de la operación de Li2O de 5,31% de 78%. Además del concentrador de cono de medios pesados, la mina Gold Mountain de Carolina del Norte también utiliza un ciclón de medios pesados para seleccionar el espodumeno con un rango de tamaño de partícula más fino. Además, el personal de procesamiento de minerales de la Oficina de Minas de EE.UU. también utilizó tetrabromoetano como líquido pesado (densidad 2,9529 g/cm3) para realizar pruebas continuas de separación por ciclón de líquido pesado de mineral de espodumeno y consiguió resultados bastante satisfactorios. La granulometría del mineral es de -35 mallas y contiene espodumeno 20%. El concentrado resultante contiene espodumeno 92~95%, con una tasa de recuperación de 86~89%. La tasa de recuperación de líquidos pesados es superior a 95%. Años de práctica han demostrado que, siempre que exista una buena protección, el tetrabromoetano puede utilizarse a gran escala.

5. Método de separación magnética

La separación magnética suele utilizarse como método auxiliar para mejorar la calidad del concentrado de espodumeno. Por ejemplo, el concentrado de espodumeno producido por flotación en la planta de concentración de Gold Mountain, en Carolina del Norte (EE.UU.), contiene un alto contenido en hierro y sólo puede venderse como concentrado de calidad química. Para cumplir los requisitos de la industria cerámica, la planta utiliza la separación magnética para eliminar el hierro. Además, como la lepidolita tiene un magnetismo débil, la separación magnética puede utilizarse como método principal para producir concentrado de lepidolita.