Visão geral do processo de beneficiamento do minério de lítio

O lítio é um recurso estratégico essencial amplamente utilizado em domínios emergentes como baterias, cerâmica, vidro, alumínio, lubrificantes, refrigerantes, indústria nuclear e optoelectrónica. É uma matéria-prima indispensável para os produtos modernos de alta tecnologia.

Equipamento de beneficiamento de minério de lítio

O equipamento de beneficiação de minério de lítio inclui trituradores, moinhos de bolas, gabaritos, máquinas de flotaçãoe equipamento auxiliar para formar uma linha de produção completa.

Métodos de beneficiamento de minério de lítio

1. Método de seleção manual

O método de seleção manual (mão) é um método de seleção baseado nas diferenças de cor e aparência entre os minerais de lítio e os minerais de ganga. O tamanho das partículas de seleção é geralmente de 10 a 25 mm. A determinação do limite inferior do tamanho da partícula de seleção depende dos benefícios económicos. A seleção manual é o método de beneficiação mais antigo utilizado na história da produção de minério de lítio. Os Estados Unidos utilizaram este método já em 1906 para produzir concentrado de espoduménio a partir dos depósitos de pegmatitos na zona de Black Hills, no Dakota do Sul. Para além do espoduménio, a seleção manual é utilizada para produzir concentrados de lítio como a lepidolite, feldspatoe espodumite.

Devido à elevada intensidade de mão de obra, à baixa eficiência de produção, ao fraco índice de beneficiação e ao enorme desperdício de recursos, a flotação ou outros métodos substituíram geralmente a seleção manual. No entanto, a seleção manual continua a ser uma forma de produzir minérios de lítio grosseiramente incorporados em áreas com mão de obra barata - um processo essencial para a produção de concentrado de lítio.

2. Método de flotação

Existem dois processos diferentes para a flotação do espoduménio: a flotação positiva e a flotação inversa.

• O processo de flotação positiva é a flotação preferencial do espoduménio. A sua essência é a seguinte: após a moagem do minério fino num meio alcalino formado por hidróxido de sódio ou carbonato de sódio, alta concentração, forte agitação, lavagens múltiplas e deslamagem, adicionar ácidos gordos ou sabões como colectores para flotar diretamente o espodumeno.
• O processo de flotação inversa utiliza reguladores como a dextrina e o amido para suprimir o espoduménio num meio alcalino ajustado por cal e um coletor catiónico para fazer flutuar os minerais de ganga silicatados sob a forma de espuma. O produto no tanque é o concentrado de espoduménio.

A seleção manual e a flotação são os principais métodos de seleção do espoduménio. Outras técnicas, como o craqueamento térmico, a separação magnética e a separação por gravidade, desempenham um papel auxiliar e secundário na produção de concentrado de espoduménio.

3. Método de processamento de minerais por craqueamento térmico

O método de separação mineral por craqueamento térmico é utilizado para selecionar o minério de espodumena. Este método baseia-se no facto de que quando o espoduménio natural é torrado a cerca de 1100°C, os seus cristais mudam de tipo α para tipo β. Ao mesmo tempo, o volume expande-se e é facilmente decomposto em pó. Por conseguinte, a trituração e o peneiramento selectivos são utilizados para obter o espoduménio e a separação da ganga. Este método tem sido utilizado em fábricas e laboratórios canadianos de processamento na China e na União Soviética. Os trabalhadores de processamento de minerais da China realizaram uma vez experiências com minério em bruto contendo 1,58% Li3O. Primeiro, foram torrados a 1050°C durante uma hora, depois arrefecidos e colocados num moinho de bolas de borracha para moagem selectiva. Por fim, foram peneirados com um crivo de 150 malhas. Os resultados obtiveram um grau de concentrado de Li2O de 4,9% sob a peneira, e a taxa de recuperação foi de 74%.

Há dois pontos que devem ser tidos em conta na aplicação do método de processamento de minerais por craqueamento térmico:

1. Controlar a temperatura de ustulação em torno de 1100°C. Quando a temperatura é demasiado elevada, a mica do minério sinteriza-se; quando a temperatura é demasiado baixa, a transformação do espoduménio do tipo α para β é incompleta.
2. O minério não pode conter muitos minerais que sejam fáceis de fundir quando torrados ou outros minerais com propriedades de fissuração térmica, caso contrário o objetivo da separação do espoduménio não será alcançado. 

4. Método de processamento de minerais médios pesados

Uma vez que existe pouca diferença de densidade entre o espoduménio e os minerais de ganga associados, os métodos habituais de separação por gravidade, tais como a jigagem, a beneficiação em espiral e a mesa de agitação não são adequados para a separação de minérios de espoduménio. No entanto, a beneficiação com meios pesados ou líquidos é um método de separação eficaz para o minério de espoduménio. O método de beneficiação em meio sobregravítico tem sido utilizado para produzir minas de lítio no Dakota do Sul e na Carolina do Norte, nos Estados Unidos. Num concentrador em Dakota do Sul, o ferro-silício de malha -200 é utilizado como agente de ponderação para preparar um meio com uma densidade de 2,7 g/cm3, e um concentrador de cone médio pesado é utilizado para selecionar minério de espodumena de 3,3~3,8 mm na fábrica. Como resultado, o grau de concentrado de espodumênio produzido atingiu uma taxa de recuperação de operação de Li2O de 5.31% de 78%. Para além do concentrador cónico de meios pesados, a mina de Gold Mountain, na Carolina do Norte, também utiliza um ciclone de meios pesados para selecionar espodumena com uma gama de tamanhos de partículas mais finos. Além disso, o pessoal de processamento mineral do U.S. Bureau of Mines também utilizou o tetrabromoetano como líquido pesado (densidade 2,9529 g/cm3) para efetuar testes contínuos de separação por ciclone de líquido pesado do minério de espodumena e obteve resultados bastante satisfatórios. O tamanho da partícula do minério é de -35 mesh, contendo 20% de espoduménio. O concentrado resultante contém 92~95% de espoduménio, com uma taxa de recuperação de 86~89%. A taxa de recuperação de líquidos pesados é superior a 95%. Anos de prática mostraram que, desde que haja uma boa proteção, o tetrabromoetano pode ser utilizado em grande escala.

5. Método de separação magnética

A separação magnética é normalmente utilizada como um método auxiliar para melhorar a qualidade do concentrado de espodumena. Por exemplo, o concentrado de espodumena produzido por flotação na fábrica de concentração de Gold Mountain, na Carolina do Norte, EUA, contém um elevado teor de ferro e só pode ser vendido como concentrado de qualidade química. Para satisfazer os requisitos da indústria cerâmica, a fábrica utiliza a separação magnética para remover o ferro. Além disso, uma vez que a lepidolite tem um magnetismo fraco, a separação magnética pode ser utilizada como o principal método de produção de concentrado de lepidolite.