江西省宜丰地区含锂矿石特征及其可利用性

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摘 要：本文对宜丰地区含锂矿石的矿物组合特征进行了叙述，并对其目前开发利用现状进行评价。指出要提高该地区含锂矿石的利用水平，必须进行技术革新，提高技术水平，综合回收利用才能改善产品的质量，提高其附加值。

关键词：含锂矿石 可利用性 宜丰地区

中图分类号：P617 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0064-02

1 概论

1.1 成矿地质背景

宜丰地区位于杨子地块南缘与华夏褶皱系之间过渡的九岭隆起，九岭隆起为江南造山带的主体部分，是有紧密线型和复式向斜倒转褶皱组成，轴向以北东东向为主，伴有大规模的韧性剪切带。断裂构造发育，主要有两组：即东西—北东东向，该组断裂规模大，长期活动发展为深大断裂，以铜鼓—— 奉新甘坊—上富断裂，宜丰-新建大断裂为代表；北东—北东东向断裂也较发育，一般成组出现，如靖安—九江断裂带。由此相配合岩浆活动呈现多期次多阶段性，常形成规模不等以燕晚山期花岗岩为主体的复式岩带，如高岭—白水洞一带为以燕山晚期花岗岩为主体的复式岩带，锂云母钽铌矿矿体则赋存在高岭超单元弱—中钠长石化中细粒白云母花岗岩中。

根据1∶20万化探和水系沉积物异常显示：异常区位于甘坊岩体及其地区，区内北东向断裂构造及近东西向细晶岩脉发育，岩石蚀变普遍，异常元素组合以Be、Li、Nb、Ta、Sn、W为主，伴有Hg、Ce、Y元素异常，主要异常元素套合较好，形成东西两个浓集中心，且以东部的Li、Nb、Ta、Sn、W、Be异常浓集为最大，形态较完整，异常区浓集中心位于高岭-白水洞一带，锂异常值794 ppm以上，面积约8 km2。

区内目前发现的矿产有高岭土，含锂瓷石矿及钽铌矿（化）点。

1.2 现阶段矿山开况

宜丰地区锂、钽、铌、铯等稀有金属成矿地质条件较好，矿点与矿床类型较多，资源潜力较大。就目前资料来看，该地区含锂稀有金属矿床类型有三类，即细晶岩（霏细岩）型，风化壳型、钠长石化白云母花岗岩型。现在已开发利用的有细晶岩型和风化壳型（为钠长石化白云母花岗岩风化而成）。其都为原岩利用，主要用于陶瓷行业，少量用于玻璃行业。

1.3 存在问题

首先宜丰地区含锂矿石的利用为低层次利用，以原岩利用为主，风化壳类型瓷土直接用于陶瓷制造业，且为低档陶瓷，细晶岩型矿石加工成粉体后，主要用陶瓷业，用于高档陶瓷及釉料，少量用于玻璃制造业。其次，宜丰地区各类型含锂矿石中，伴生有较大量的稀有金属矿产，如Sn、Li、Nb、Ta、Cs等，未经任何选矿直接利用，不仅其产品价值低，且资源浪费，无法提高其产品附加值。因此，要加大科研力度，对原料进行精深加工，充分利用资源，提高企业经济效益。

2 含锂矿石特征

2.1 风化壳型矿石

该类型矿床为钠长石化白云母花岗岩风化而成，常成粉状产出，矿体厚度为5～10 m，矿石常成自形—— 半自形晶结构，它形粒状结构，松散土状构造、块状构造，零星浸然状构造，皱纹条带构造等，矿物组成已查明的矿物有32种，其中金属矿物有：钽铌铁矿，锡石、细晶石磁铁矿，赤铁矿、褐铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、铜蓝等15种，非金属矿物有：斜长石、钾长石、钠长石、石英、白云母、高岭石、绿泥石、锆石、电气石、磷灰石、萤石等17种。其中，钽铌铁矿是钽、铌的主要存在形式，是矿石中主要工业矿物，常呈单体状态，星散状分布于钠长石花岗岩中，锡石是锡的主要存在形式，零星浸染状嵌布于白云母、钠长石、石英、等矿物间；锂云母为矿床特征矿物，主要赋存于钠长石化、锂云母化花岗岩中，与钠长石、黄玉、细晶岩、钽铌铁矿共生。铷、铯共生于锂云母中。

2.2 细晶岩型矿石

该类型矿床为细晶岩或霏细岩，岩石即为矿石，呈脉状产出，平行、雁行或带状排列，具分枝复合及膨缩现象，矿石为隐晶质结构，块状构造，其矿物组成及化学成分与其他2种矿石类型类似，只是含量有所不同，结晶颗粒细小，但有用化学组分Sn、Li、Nb、Ta、Cs含量较高，其中Li2O含量1.2%～2.3%间。

2.3 钠长石化白云母花岗岩型矿石

钠长石化白云母花岗岩体即为矿体，呈面状产出。矿石呈自形-半自形结构、它形粒状结构，块状构造、零星浸染状构造，矿石矿物组成，化学成分与其他二种类型类似，只是含量有所差异，其中L2iO含量0.32%～0.48%，总体偏低，但由于该类型矿石资源量大，伴生有益的稀有金属，总量也大且矿物结晶颗粒较粗，易于分选。

3 资源可利用性

3.1 资源及利用状况

宜丰地区由于其特殊的成矿地质条件，尤其是岩浆岩活动活跃，具成矿优势，考虑各种矿化信息及发现评价的矿床认为该地区处于非常有利用的成矿带，具较大找矿前景资源优势明显，但目前为止，该地区只开发利用了含锂瓷石、高岭土等矿种，且都为低层次的原岩利用。

3.2 资源可利用性

针对该地区矿产资源特点，对细晶岩型和钠长石化白云母花岗岩型矿石进行了选矿试验研究。

3.2.1 钠长石化白云母花岗岩型矿石利用性评价

矿石组分经X射线和扫描电镜研究表明，矿石化学成分及主要矿物组成如表1，2。

根据矿石化学组分矿物组成特点，采用破碎—磨矿—筛选—浮选—磁选—分级等原则工艺流程，分别得出如下中间产品，产品技术指标如表2。

从以上试验结果，可得出如下结论。

（1）原矿石是一种钠长石化、锂云母化的花岗岩，原矿的主要成分为Li2O、K2O、Na2O、Al2O3，可作为陶瓷原料产品使用；其次原矿中Li2O含量为0.41%，可考虑综合利用。

（2）试验结果表明，在原矿Fe2O3含量为0.60%，Li2O含量为0.41%时，通过采用破碎—磨矿—筛选—浮选—磁选—分级等工艺流程，可分别含Fe2O3含量为0.10%的瓷土产品和Li2O含量为1.46%的铁锂云母中间产品，瓷土产品可供抛光砖使用。

（3）铁物相和工艺矿物学研究表明，铁基本上是以硅酸盐形式（铁云母、绿泥石）存在，磁选需要很高的分选磁场强度和磁场梯度；其次，除铁的过程实际上要把含铁的硅酸盐矿物除掉，因此，最终瓷土产品产率只有65%左右。

（4）矿石中未见独立的铁矿物，锂基本是以铁锂云母的形式存在，通过浮选工艺可以得到含铁较高的铁锂云母，Li2O含量只能富集到2.5%左右。

（5）矿石的主要成分和矿石性质决定了产品的发展方向，由于原矿无法满足高档陶瓷原料的要求，因此，铁锂云母的开发和利用显得尤为关键；国内外对锂云母的综合回收及利用已有较多的研究，但对这种高铁锂云母的用途和市场未见相关报道，能否开发利用值得关注。

3.2.2 细晶岩矿石利用性评价

近年来，对细晶岩型矿石进行了工业及选矿试验研究，目前为止，工业应用上直接用于陶瓷原料或玻璃原料。由于矿石中Li2O含量较高（1.2%～2.3%），而锂元素在碱性金属中属活性最强的元素，能更多熔融石英颗粒，在陶瓷工业应用中，该矿石既是优质熔剂，又可降低釉的膨胀系数，还可使其流动性增大，提高光泽度，降低表面张力，降低软化温度和熔融温度，缩短熔融时间，调整釉、坯的适应性。同时因铁含量极低、白度高具其他陶瓷原料和玻璃原料无法替代的特点。

矿石中Li2O的含量高，矿物结晶颗粒细小，按常规的破碎—磨矿—筛选—浮选—磁选—分级等工艺流程，对矿石中的锂云母进行分选，效果很差，矿石中还赋含Rb、Nb、Ta、Cs等稀有金属元素，现阶段尚未有对该区矿石综合利用的深层次研究。

4 结论

（1）宜丰地区含锂矿床成矿地质条件好，资源潜力大，应充分挖掘其利用价值，提高其利用附加值。

（2）风化壳型矿石可作为普通陶瓷坯体原料，细晶岩型矿石可作为高档陶瓷和玻璃原料，钠长石化白云母花岗岩型矿石可通过选矿后，尾矿作为陶瓷原料，但分选出的云母尚无法利用。

（3）建议加强综合研究，提高技术水平，对不同类型矿石用不同的深加工技术方案，综合回收Sn、Li、Nb、Ta、Cs、Rb等。提高矿石的综合利用水平。

参考文献

[1] 1∶20万，铜鼓幅矿产地质调查报告[R].南昌：江西地矿局区测大队，1971，9.

[2] 江西宜丰县党田矿区含锂瓷石选矿试验报告[R].南昌：地矿部郑州矿产综合利用研究院，1985，5.

[3] 宜丰县白市村化山锂瓷石矿选矿试验研究报告[R].南昌：长沙矿冶研究院有限责任公司，2012，3.