專利名稱：用高鐵鋰輝石制備低鐵α－型鋰輝石的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋰輝石礦的加工方法，尤其是涉及用高鐵鋰輝石礦制備低鐵α-型鋰輝石的方法。
背景技術：
鋰輝石(Spodumene)是鋰-鋁硅酸鹽礦，分子式為Li2O.Al2O3.4SiO2。純鋰輝石的理論Li2O含量的最大值是8％。天然存在的鋰輝石礦為α-型鋰輝石，當其被加熱到約1082℃時，發(fā)生不可逆相變，生成β-型鋰輝石，同時，伴隨30％的體積增長，隨后其比重從3.2降低到2.4。在25℃到1000℃的溫度范圍內，β-型鋰輝石具有很低的熱膨脹系數(shù)，約為1×10-6/℃。鋰輝石主要應用于玻璃和陶瓷的制造領域，其中，α-型鋰輝石可作為玻璃制造的添加劑，β-型鋰輝石可作為陶瓷制造的添加劑。鋰輝石的加入不僅使得玻璃或陶瓷的制造能耗降低、而且使得最終產(chǎn)品的性能得以提高。使鋰輝石具有更高的工業(yè)應用價值。
但是，在澳大利亞和我國四川等地區(qū)出產(chǎn)一些含鐵量高的鋰輝石礦，其中有些鋰輝石礦中Li2O的含量還比較低。而Li2O的含量在5-6％(重量)、甚至低到4.5％(重量)、更低的低至2.5％(重量)，而鐵含量高達0.4-1.2％(重量)的此種鋰輝石僅在冶金領域得到應用，在玻璃、陶瓷、搪瓷工業(yè)中應用不理想。
現(xiàn)有技術中沒有對這種高鐵鋰輝石進行再加工的報道。但如果采用浮選法生產(chǎn)低鐵α-型鋰輝石，則收率低、成本高，經(jīng)濟上不合算。
因此，本發(fā)明的目的在于通過用一種經(jīng)濟而有效的方法，來擴大這些高鐵鋰輝石的應用范圍，提高其在工業(yè)中的應用價值。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個方面，是要降低高鐵鋰輝石中鐵含量，為此，本發(fā)明提供了一種采用高鐵α-型鋰輝石制備低鐵α-型鋰輝石的方法，所述的高鐵α-型鋰輝石中Fe2O3的含量為0.25％(重量)到1.2％(重量)該方法包括如下步驟(1)收集干燥后并經(jīng)10-60目篩分的篩下α-型鋰輝石；(2)將篩下α-型鋰輝石經(jīng)干式磁選機在8000-20000奧斯特、優(yōu)選在10000-18000奧斯特的磁場強度下分離除鐵，得到Fe2O3的含量在0.13-0.20％(重量)的低鐵α-型鋰輝石。
在本發(fā)明的上述方法中，所述的高鐵α-型鋰輝石的Li2O含量為2.5-6.5％(重量)、一般在4.5％(重量)到6.5％(重量)。
在本發(fā)明的方法中，所述的干式磁選機是永磁帶式磁選機、永磁滾筒磁選機、電磁滾筒磁選機或永磁柵式磁選機，優(yōu)選采用永磁柵式磁選機進行磁選。
在本發(fā)明的方法中，按需要，可以進一步包括在對高鐵α-型鋰輝石進行篩分后，對其篩上的粗粒鋰輝石進行粉碎的步驟。
在本發(fā)明的的方法中，所述的干燥是通過涼曬或烘干將高鐵α-型鋰輝石的含水量降至1.5％(重量)或低于1.5％(重量)；所述的經(jīng)10-60目篩分是采用圓筒篩或振動篩來進行的，優(yōu)選經(jīng)過12-48目對干燥后的鋰輝石進行篩分。
采用本發(fā)明的磁選方法，可以將高鐵的鋰輝石礦加工成為低鐵α-型鋰輝石，其Fe2O3的含量可以降低到0.13-0.20％(重量)的范圍內，而Li2O的含量基本保持不變，以提供玻璃工業(yè)用的低鐵α-型鋰輝石，或作為進一步制備優(yōu)質β-型鋰輝石的中間原料。
具體實施例方式
按照本發(fā)明，將Fe2O3含量在0.25-1.2％(重量)、Li2O含量在4.5-6.5％(重量)、含水量2-7％(重量)的高鐵鋰輝石礦經(jīng)過涼曬和/或烘干的方法進行干燥，使得其中的水含量小于或等于1.5％(重量)，優(yōu)選小于等于1.0％(重量)。如果采用烘干方法進行干燥，可以使用諸如電烘箱、螺旋干燥機、振動干燥機、轉筒干燥機、塔式干燥機或烘干床等多種類型的烘干設備或其組合來完成。烘干時的物料溫度應控制在大于等于40℃，優(yōu)選在80-350℃的溫度下進行烘干。
經(jīng)過烘干后的干鋰輝石以目數(shù)10-60目的篩分機進行篩分，優(yōu)選以12-48目進行篩分。篩分可以采用本領域常規(guī)的設備進行，如采用圓筒篩或振動篩，所述的振動篩可以是慣性振動篩、自定中心振動篩、直線振動篩、共振篩、電磁振動篩、電機振動篩等。
研究發(fā)現(xiàn)，鋰輝石粒徑的大小對利用磁選方式進行分離除鐵有顯著的影響。當以10-60目、尤其是以12-48目的篩網(wǎng)進行篩分時，所得到的細鋰輝石在磁場強度為8000-20000奧斯特的磁選機中能夠得到有效的分離；如果細鋰輝石的粒度太細，雖然可以得到Fe2O3含量低的產(chǎn)品，但磁選的效率和產(chǎn)品的回收率比較低，而如果細鋰輝石的粒度太粗，則不能有效地分離除鐵。如果以12-48目的篩網(wǎng)進行篩分，經(jīng)磁選后α-型鋰輝石的Fe2O3含量可降低到0.13-0.2％，總回收率在95-96.5％。
篩分后得到的粗粒鋰輝石可以用來直接進行煅燒并經(jīng)選擇性粉碎來制備低鐵優(yōu)質β-型鋰輝石，詳細內容請參見與本發(fā)明同日遞交的、發(fā)明名稱為“制備優(yōu)質β-型鋰輝石的方法”的中國發(fā)明專利申請。
或者，為了增加低鐵α-型鋰輝石的產(chǎn)量，篩分后的粗粒鋰輝石可進一步被粉碎成10-60目以下的細鋰輝石，和以上的細鋰輝石一起進行后續(xù)的磁選，獲得低鐵α-型鋰輝石。
對細鋰輝石的磁選采用干式磁選法，可以采用永磁帶式磁選機、永磁滾筒磁選機、電磁滾筒磁選機或永磁柵式磁選機等干式磁選機來進行。研究表明，在磁場強度達到8000-20000奧斯特、優(yōu)選在10000-18000奧斯特下，上述的細鋰輝石中的Fe2O3可以得到有效的分離。在磁選設備中，鋰輝石的進料量及磁輥的轉速等參數(shù)可以調整，以達到最佳的分離速度和效果。
經(jīng)過磁選后，棄去分離出來的鐵渣，得到Fe2O3的含量為0.13-0.20％(重量)的低鐵α-型鋰輝石，該低鐵α-型鋰輝石的Li2O含量與其原料基本相同。所得到的低鐵α-型鋰輝石適用于作為玻璃工業(yè)用添加劑。
由此可見，本發(fā)明解決了降低高鐵鋰輝石的鐵含量的問題，從而使這種高鐵鋰輝石在非冶金工業(yè)中得到了更廣泛的應用。
以下通過實施例詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式并不局限于以下的實施例，在不背離本發(fā)明意圖的基礎上所進行的改進和變化也應視為本發(fā)明的保護范圍。
實施例實施例1
選用澳大利亞高鐵鋰輝石礦500kg，其晶體結構為α-型，其中，F(xiàn)e2O3含量0.45％(重量)，Li2O含量6.2％(重量)，水含量5％(重量)，粒度小于等于10毫米。采用燃煤烘干床對上述鋰輝石礦進行烘干，烘干床的烘干面積10.6m2，煙氣入口溫度在500-900℃、煙氣出口溫度在60-85℃，烘干后干鋰輝石的含水量在1.0％左右。采用電機振動篩對干鋰輝石進行篩分，篩床面積為1m2，篩網(wǎng)目數(shù)為16目(0.991mm)，振幅在±2mm。篩分后得到16目篩下細鋰輝石297.88kg，16目篩上粗鋰輝石174.94kg。將篩下鋰輝石加入永磁帶式磁選機，永磁帶式磁選機的帶寬600mm，帶長800mm，磁場強度為17000奧斯特，進料速度450kg/h，分離除去鐵渣，得到低鐵α-型鋰輝石288.94kg。檢測表明，所得到的低鐵α-型鋰輝石中Fe2O3含量0.2％(重量)，Li2O含量保持不變。低鐵鋰輝石的產(chǎn)出率為57.79％。
實施例2將經(jīng)實施例1中采用電極振動篩篩分的篩上粗粒鋰輝石174.94kg粉碎成16目以下的細鋰輝石，重復實施例1中的磁選步驟，得到低鐵α-型鋰輝石168.84kg，其中Fe2O3含量0.2％，Li2O的含量6.2％。
實施例1加上實施例2得到的低鐵鋰輝石的總產(chǎn)出率為92.78％，Li2O的總回收率為95.41％。
實施例3選用澳大利亞高鐵鋰輝石礦500kg，其晶體結構為α-型，其中，F(xiàn)e2O3含量0.8％(重量)，Li2O含量5％(重量)，水含量5％(重量)，粒度小于等于10毫米。采用燃煤烘干床對上述鋰輝石礦進行烘干，烘干床的烘干面積10.6m2，煙氣入口溫度在500-900℃、煙氣出口溫度在60-85℃，烘干后干鋰輝石的含水量在1.0％左右。采用電機振動篩對干鋰輝石進行篩分，篩床面積為1m2，篩網(wǎng)目數(shù)為24目，振幅在±2mm。篩下鋰輝石加入永磁帶式磁選機，永磁帶式磁選機的帶寬800mm，帶長800mm，磁場強度為18000奧斯特，進料速度600kg/h，分離除去鐵渣，得到低鐵α-型鋰輝石270.6kg。檢測表明，所得到的低鐵α-型鋰輝石中Fe2O3含量0.16％(重量)，Li2O含量保持不變。低鐵α-型鋰輝石的一次產(chǎn)出率為54.1％。
權利要求
1.一種采用高鐵α-型鋰輝石制備低鐵α-型鋰輝石的方法，所述的高鐵α-型鋰輝石中Fe2O3的含量為0.25％(重量)到1.2％(重量)，該方法包括如下步驟(1)收集干燥后并經(jīng)10-60目篩分的篩下α-型鋰輝石；(2)將篩下α-型鋰輝石經(jīng)干式磁選機在8000-20000奧斯特的磁場強度下分離除鐵，得到Fe2O3的含量在0.13-0.20％(重量)的低鐵α-型鋰輝石。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述的高鐵α-型鋰輝石的Li2O含量為2.5％(重量)到6.5％(重量)。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述的磁場強度為10000-18000奧斯特。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述的干式磁選機是永磁帶式磁選機、永磁滾筒磁選機、電磁滾筒磁選機或永磁柵式磁選機。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括在對高鐵α-型鋰輝石進行篩分后，對其篩上粗粒鋰輝石進行粉碎的步驟。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述的干燥是通過涼曬或烘干將高鐵低質α-型鋰輝石的含水量降至1.5％(重量)或低于1.5％(重量)。
7.如權利要求6所述的方法，其中，所述的烘干是在大于或等于40℃的溫度下進行的。
8.如權利要求7所述的方法，其中，所述的烘干是在80-350℃的溫度下進行的。
9.如權利要求1所述的方法，其中，所述的10-60目篩是圓筒篩或振動篩來進行的。
10.如權利要求1所述的方法，其中，所述的篩是12-48目的篩。
全文摘要
采用干式磁選機，在8000－20000奧斯特的磁場強度下，對經(jīng)10－60目篩分后的、Fe
文檔編號C01B33/00GK1640815SQ200410000728
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月16日 優(yōu)先權日2004年1月16日
發(fā)明者馮秀偉, 甘炤坤, 高問杰, 洪硯鐘 申請人:北京奧凱元科技發(fā)展有限公司