فلوتاسیون لیتیوم (Li): بازیابی از اسپدومن و لپیدولیت
مقدمه
لیتیوم یکی از مهم ترین عناصر قرن ۲۱ محسوب می شود که کاربرد گسترده ای در باتری های لیتیوم-یون، صنایع خودروسازی، تجهیزات پزشکی و فناوری های نوین دارد. منابع اصلی این فلز شامل کانی هایی چون اسپدومن (LiAlSi₂O₆) و لپیدولیت (K(Li,Al)₃(Si,Al)₄O₁₀(F,OH)₂) هستند. در میان این دو، اسپدومن به دلیل عیار بالاتر و رفتار بهتر در فرآوری، اولویت بیشتری دارد. روش فلوتاسیون یکی از اصلی ترین روش های فرآوری این کانی ها محسوب می شود، به ویژه زمانی که با ناخالصی های سیلیکاتی یا فلدسپاتی همراه باشند.

ویژگی های اسپدومن و لپیدولیت
اسپدومن: کانی سخت، غیرفلزی و آب دوست، با ساختار زنجیره ای

لپیدولیت: از خانواده میکاها، با ساختار لایه ای و تمایل بیشتر به ورقه شدن
هر دو کانی در حالت طبیعی فلوتاسیون پذیری ضعیفی دارند و نیازمند فعال سازی سطحی و انتخاب دقیق کلکتور هستند.

مراحل فلوتاسیون لیتیوم
خردایش و دانه بندی
ابتدا سنگ معدن تا ابعاد مناسب (معمولاً زیر ۰٫۵ میلی متر) خرد می شود. مرحله دانه بندی باید با دقت بالا انجام گیرد تا اسپدومن از کانی های همراه به خوبی آزاد شود.

فعال سازی سطحی
سطح اسپدومن به طور طبیعی توانایی جذب کلکتورها را ندارد. معمولاً با سولفات سدیم، اسید سولفوریک یا آهک فعال سازی سطح انجام می شود. فعال سازی کمک می کند گروه های یونی روی سطح اسپدومن بار منفی بگیرند و بتوانند کلکتور را جذب کنند.

استفاده از کلکتورها
در فلوتاسیون اسپدومن و لپیدولیت معمولاً از کلکتورهای زیر استفاده می شود:

هیدروکسی مات ها (Hydroxamates)

اسید چرب (مثل اسید اولئیک)

کلکتورهای آنیونی خاص با زنجیره بلند

بهترین عملکرد کلکتورها در pH بین ۶ تا ۸٫۵ حاصل می شود.

بازداشت ناخالصی ها
برای جلوگیری از شناوری فلدسپار، کوارتز و کانی های آهن دار، از بازداشت کننده هایی مانند:

سدیم سیلیکات (شیشه مایع)

گم آرا بیک یا نشاسته

فلورایدها یا ترکیبات کمپلکس کننده یون های مزاحم

استفاده می شود تا فلوتاسیون انتخابی اسپدومن ممکن شود.

بازیابی لپیدولیت
لپیدولیت به دلیل ساختار لایه ای و رفتار متفاوت نسبت به اسپدومن، معمولاً نیازمند فلوتاسیون در محیط اسیدی تر است و باید از کلکتورهای آمینی یا ترکیباتی با عملکرد انتخابی بالاتر استفاده کرد. همچنین خلوص پایین تر این کانی نیازمند مراحل تکمیلی بیشتر در فرآوری است.

چالش های رایج
اکسیدهای آهن یا منگنز روی سطح اسپدومن ممکن است مانع جذب کلکتور شوند.

دانه بندی ریز منجر به کاهش بازیابی فلوتاسیون می شود.

کانی های فلدسپاری رفتار مشابهی با اسپدومن دارند و جداسازی دقیق آن ها مشکل است.

راهکارهای بهینه سازی
استفاده از فلوتاسیون چندمرحله ای با کلکتورهای ترکیبی

شست وشوی شیمیایی قبل از فلوتاسیون برای حذف ناخالصی های سطحی

کنترل دقیق pH و نوع کف ساز برای پایداری حباب ها

نتیجه گیری
فرآوری اسپدومن و لپیدولیت با استفاده از فلوتاسیون، در صورت انتخاب دقیق شرایط عملیاتی و مواد شیمیایی، می تواند منجر به بازیابی بالا و تولید کنسانتره با عیار مناسب لیتیوم شود. طراحی مدار فرآوری باید متناسب با نوع کانی، کانی های همراه و خواص فیزیکی ماده معدنی انجام شود.