Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Из собственно литиевых месторождений с балансовыми запасами сподуменовых пегматитов лучшими параметрами по запасам и содержанию Li 2 O характеризуется Колмозерское месторождение в Мурманской области, запасы которого оцениваются в 75 млн т. руды. Доля лития в общероссийских запасах данного месторождения составляет 23,8 % [2]. Все минералы лития характеризуются низким содержанием ценного компонента, еще меньше содержание лития в рудах (0,25-3,0 %). Это вызывает необходимость предварительного обогащения литиевого сырья. Для обогащения литиевых руд используют магнитную сепарацию, флотацию, гравитационные методы и ручную разборку. Переработка сподуменовых концентратов с получением солей лития может проводиться по щелочной, сульфатной и сернокислотной технологиям. Одной из наиболее эффективных технологий переработки сподуменовых концентратов с получением карбоната лития является технология, основанная на их сернокислотном выщелачивании. В промышленном масштабе технология использована в США для переработки канадских сподуменовых концентратов, содержащих 3-5 % оксида лития [3]. Для исключения больших потерь при флотационном обогащении она стала применяться в США для прямой переработки сподуменовой руды. Прямое выщелачивание руды позволяет извлечь до 80 % лития, что превосходит все другие процессы его извлечения [4]. Для реализации данной технологии требуется большое количество серной кислоты (250 кг на тонну сподуменового концентрата) [5], поэтому переработка концентрата должна осуществляться вблизи ее производства. Крупнейшим производителем серной кислоты в Мурманской области ориентировочно в 2027 г. должна стать Кольская ГМК после запуска нового производства меди по схеме обжиг — выщелачивание — электроэкстракция, поэтому цель настоящей работы состояла в изучении разложения сподуменового концентрата с использованием серной кислоты. Результаты Для исследований была использована проба, взятая в районе Колмозерского месторождения, вблизи урочища Колмъявр (рис. 1). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 102-106. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 102-106. Рис. 1. Общий вид породы с Колмозерского месторождения Рентгенофазовый анализ (РФА) проб проводили на порошковом дифрактометре Rigaku MiniFlex-600 в режиме сканирующей записи в диапазоне 2theta от 6 до 70 ° при скорости 2 °/мин с Cu-Ka (1,5406 А) излучением и Kp-фильтром (Ni). Среди основных минеральных составляющих были выделены (см. рис. 1): 1 — сподумен (spodumene, LiAlSi 2 O 6 ); 2 — альбит (albite, NaAlSi3O8); 3 — фтороапатит (fluorapatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 F); 4 — кварц (quartz, SiO 2 ); 5 — мусковит (muscovite, KAh[AlSi 3 O 10 ](OH) 2 ). Результаты РФА, а также внешний вид кристаллов сподумена в образцах, в соответствии с модификацией Л. Н. Морозовой [6], позволяют отнести данный минерал к наиболее распространенной генерации — Сподумен-П. Из представительной пробы руды методом ручной разборки был получен сподуменовый концентрат, содержащий 5,6 мас. % Li 2 O. В ходе работы было рассмотрено влияние температуры декрипитации (термического превращения), продолжительности процесса и расхода кислоты при сульфатизации сподуменового концентрата. Декрипитацию образцов сподуменового концентрата проводили в муфельной печи в температурном интервале 900-1200 ± 2 °С в течение 1,0 ч. После обжига образовавшийся р-сподумен охлаждали и измельчали до крупности < 80 мкм. Процесс сульфатизации концентрата состоял в предварительной шихтовке измельченного спека с сульфатизирующим агентом (93 %-й серной кислотой) и последующей термической обработке шихты при температуре 250 ± 10 °С. Водное выщелачивание лития из огарка после сульфатизации проводили при постоянном перемешивании при температуре 80 ± 5 °С в течение 0,5 ч. © Касиков А. Г., Щелокова Е. А., Яковлев К. А., Коровин В. Н., Глуховская И. В., 2023 103