Aperçu du spodumène
La formule moléculaire du spodumène est LiAlSi₂O₆. Sa densité est de 3,03 à 3,22 g/cm³, sa dureté de 6,5 à 7, il est non magnétique, d'aspect vitreux et sa teneur théorique en Li₂O est de 8,10 %. Le spodumène se présente sous forme colonnaire, granulaire ou lamellaire. Il appartient au système cristallin monoclinique et ses couleurs courantes sont le violet, le gris-vert, le jaune et le gris-blanc. Le lithium est un métal léger aux propriétés physico-chimiques particulières. Principalement utilisé dans l'industrie militaire à ses débuts, il était considéré comme une substance stratégique. Aujourd'hui, on compte plus de 100 produits dérivés du lithium. Le lithium est principalement utilisé dans la fabrication de batteries lithium-ion haute capacité, comme additif pour l'électrolyse de l'aluminium et comme lubrifiant résistant aux basses températures. De plus, ses applications dans les domaines de la vitrocéramique, de l'électronique, de la médecine et de la chimie sont de plus en plus nombreuses.
Le spodumène, minéral solide riche en lithium et particulièrement adapté à la production industrielle de sels de lithium, est principalement présent en Australie, au Canada, au Zimbabwe, au Zaïre, au Brésil et en Chine. Les mines de spodumène de Keketuohai (Xinjiang), de Ganzi et d'Aba (Sichuan), ainsi que les mines de lépidolite de Yichun (Jiangxi), sont riches en ressources de lithium et constituent actuellement les principales zones d'extraction de minéraux solides de lithium en Chine.
Concentré de spodumène de qualité supérieure
Les concentrés de spodumène sont classés selon leurs usages et leur qualité. Le tableau ci-dessous présente les normes relatives à ces qualités. On distingue trois catégories de concentrés : concentré de lithium à faible teneur en fer, concentré de lithium pour la céramique et concentré de lithium pour l’industrie chimique.
méthode de valorisation du minerai de spodumène
La séparation du spodumène est influencée par de nombreux facteurs, tels que la symbiose minérale, le type de structure du minerai, etc., ce qui nécessite différents procédés de valorisation.
Flottaison :
La séparation du spodumène des minéraux silicatés présentant des performances de flottation similaires constitue une difficulté majeure des méthodes de flottation du spodumène, tant en Chine qu'à l'étranger. Le procédé de flottation du spodumène se divise en flottation inverse et flottation directe. La flottation permet de séparer les principaux minéraux contenant du lithium, et elle est particulièrement importante pour le spodumène à faible teneur, à grains fins et à composition complexe.
Séparation magnétique :
La séparation magnétique est couramment utilisée pour éliminer les impuretés ferreuses des concentrés de lithium ou pour séparer la lépidolite ferreuse faiblement magnétique. En pratique, le concentré de spodumène obtenu par flottation contient parfois davantage d'impuretés ferreuses. Pour réduire leur teneur, on peut recourir à la séparation magnétique. Les équipements de séparation magnétique comprennent le séparateur magnétique à tambour à aimant permanent, le séparateur magnétique à plaques magnétiques puissantes en milieu humide et le séparateur magnétique à gradient élevé à anneaux verticaux. Les résidus de spodumène étant principalement composés de feldspath, des séparateurs magnétiques à gradient élevé à anneaux verticaux et des séparateurs magnétiques électromagnétiques à suspension peuvent également être utilisés pour éliminer les impuretés et obtenir des produits feldspathiques conformes aux exigences des matières premières céramiques.
Méthode du milieu dense :
Dans des conditions de température normales, la densité du spodumène dans le minerai de spodumène est légèrement supérieure à celle des minéraux de la gangue, tels que le quartz et le feldspath, et se situe généralement autour de 3,15 g/cm³. Le tri du minerai de spodumène s'effectue généralement à l'aide d'un liquide dense dont la densité est intermédiaire entre celle du spodumène, du quartz et du feldspath, comme le tribromométhane et le tétrabromoéthane. La densité du spodumène étant supérieure à celle de ces liquides denses, il se dépose au fond et est séparé des minéraux de la gangue, tels que le feldspath et le quartz.
Méthode de valorisation combinée :
À l'heure actuelle, il est difficile d'obtenir des concentrés de lithium de qualité suffisante à partir de minerais de lithium de faible, moyenne et grande pureté par une seule méthode de traitement. Il est donc nécessaire d'utiliser des procédés de traitement combinés. Les principaux procédés sont : le procédé combiné flottation-séparation gravimétrique-séparation magnétique, le procédé combiné flottation-séparation magnétique et le procédé combiné flottation-traitement chimique.
Exemples de valorisation du spodumène :
Le principal minéral utile du minerai de spodumène importé d'Australie est le spodumène, dont la teneur en Li₂O est de 1,42 %. Il s'agit d'un minerai de lithium de teneur moyenne. Ce minerai contient également de nombreux autres minéraux. La gangue est principalement composée de feldspath, de quartz, de muscovite et d'hématite, entre autres.
Le spodumène est trié par broyage, la granulométrie sélectionnée étant contrôlée à 60-70 % inférieure à 200 mesh. Le minerai initial contient une grande quantité de boues fines primaires, ainsi que de la chlorite et d'autres minéraux facilement envasants lors du concassage et du broyage, ce qui perturbe fortement la flottation. Ces boues fines sont éliminées par déschlammage. Le procédé combinant séparation magnétique et flottation permet d'obtenir deux produits : un concentré de spodumène et un concentré de feldspath, utilisables comme matières premières pour la céramique.
Date de publication : 2 juin 2021