V TUYÊN VÀ CHÉ BIÉN KHOÁNG SẢN NGHIÊN CỨU VÀTRAOĐỔI NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ TUYỂN NƠÌ QUẶNG CHÌ KẼM TRÊN MÁY TUYỂN NƠÌ KIỂU THÙNG TRỤ TRỊN Trần Thị Hiến, Phạm Đức Phong Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim Email: hien vimluki@gmail com TÓM TẮT Máy tuyển kiểu thùng trụ tròn (tankcell) nhiều quốc gia giới sử dụng tuyển khống sản, thiết bị đánh giá có hiệu vượt trội so với thiết bị tuyển hình khối vng hay chữ nhật truyền thống sử dụng phổ biến nhà máy tuyển khống sản Việt Nam Bài báo trình bày kết nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng chì kẽm mỏ Chợ Điền, tỉnh Bắc Kạn thiết bị tuyển tankcell thiết kế, chế tạo Đây nội dung nghiên cứu Đề tài độc lập cấp Quốc gia “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển quặng kim loại màu kiểu thùng trụ tròn (Tankcell)’’ mã số: ĐTĐLCN.09/20 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim chủ trì thực với mục tiêu thiết kế, chế tạo thiết bị tuyển tankcell nhằm nâng cao tiêu công nghệ tuyển, hiệu sản xuất, góp phần thúc đẩy q trình đổi cõng nghệ, đại hóa thiết bị làm chủ cơng nghệ chế tạo, sản xuất Từ khóa: Máy tuyển thùng trụ trịn; tuyển quặng chì-kẽm; tuyển bọt ĐẶT VẮN ĐỀ Máy tuyển tankcell thiết kế sở phát triển ưu điểm máy tuyển truyền thống; tankcell sử dụng khâu tuyển chính, tuyển tinh tuyển vét nhà máy tuyển Thiết kế độc đáo máy tạo dòng khuấy trộn bùn theo hướng bán kính có động lớn nhằm tạo hai dịng bùn tuần hồn: dịng thứ tuần hồn mạnh phía bánh khuấy; dịng thứ hai tuần hồn lên phần phía máy Các van khuếch tán đặt thẳng đứng nhằm tạo dịng chảy xun tâm kiểu mẫu nhằm loại bỏ hồn tồn quay vịng bùn khống ngăn máy tuyển Mỗi ngăn máy tuyển tự tràn lắp hai máng bọt đặt nằm ngang bên máy nhằm tăng hiệu thu hồi giảm khoảng cách vận chuyển sản phẩm bọt Các nén ép bọt có tác dụng làm giảm thời gian tuyển nhằm tăng hiệu thu hồi tuyển hạt thô khâu tuyển tinh [2], Theo số liệu nghiên cứu thực tế sản xuất, máy tuyển tankcell có ưu điểm vượt trội so với máy tuyển truyền thống là: - Tạo tiếp xúc tối đa hạt khống bóng khí ngăn máy; đảm bảo bùn quặng 48 CÒNG NGHIỆP Mỏ, SỐ - 2022 trạng thái lơ lửng trình hoạt động dễ dàng trở lại trạng thái sau tắt máy; bóng khí phân tán tồn thể tích ngán máy; vùng khuấy trộn thấp đảm bảo bùn quặng trạng thái lơ lửng tạo điều kiện thuận lợi cho q trình va chạm hạt khống bóng khí; vùng bùn quặng phía yên tĩnh nhằm giảm tượng hạt khống bị rời khỏi bóng khí; bề mặt ngăn máy yên tĩnh làm giảm tối thiểu rửa trơi hạt ngăn máy hình trụ với mức cấp bùn thắp gần với cừa thoát để giảm thiểu 5ự tuần hoàn bùn quặng - Thiết kế dạng thùng tròn cho phép giảm đáng kể chi phí lượng so với ngăn thùng vng Các ngăn dạng có chi phí lượng riêng giảm nhiều so với ngăn thùng vuông truyền thống - Thiết kế thùng trịn cho phép thiết kế ngăn máy có dung tích lớn Trong hàng chục năm trước ngăn máy tuyển tăng lên đến vài chục m3 chuyển sang ngăn dạng thùng trụ tròn, đến dung tích ngăn tăng đến vài trăm m3 - Các ngăn thùng trịn với dung tích lớn cho phép giảm số lượng ngăn dãy ngăn máy (52% Zn, thực thu kẽm >90% Trong báo cáo này, nhóm tác giả trình bày kết nghiên cứu tuyển mẫu cơng nghệ quặng chì kẽm mỏ Chợ Điền thiết bị tuyển tankcell quy mơ phịng thí nghiệm NỘI DUNG NGHIÊN cứu Các nội dung nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng chì kẽm thiết bị tuyển tankcell sau: - Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu công nghệ; - Nghiên cứu xác lập chế độ công nghệ tuyển hợp lý mẫu nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm; - Nghiên cứu tuyển mẫu nghiên cứu dây chuyền pilot liên tục; - Lắp đặt chạy thử nghiệm thiết bị tuyển tankcell chế tạo dây chuyền tuyển chì kẽm Chợ Điền - Bắc Kạn KẾT QUẢ NGHIÊN cứu nguyên khai, mẫu hàm lượng Pb=1,18%; Zn=7,33%; Fe=8,94%; SiO2=12,10%; s=13,65%; As=0,25% - Kết phân tích mẫu quặng nguyên khai thiết bị nhiễu xạ tia X, thành phần khống vật mẫu quặng bao gồm: Canxit 18-20%, Dolomit 18-20%, lllit 12-14%, Clorit 11-13%, Pyrit 7-9%, Thạch anh 7-9%, Siderit 4-6% Các khống vật chứa chì, kẽm gồm có: Sphalerit 9-11%, Galenit 1-3% - Kết phân tích thành phần độ hạt mẫu quặng nghiên cứu (Bảng 1) cho thấy thu hoạch, hàm lượng phân bố Pb, Zn cấp hạt không đồng Thu hoạch cấp hạt -2+0,25 mm chiếm tỷ lệ 73,96%, cấp hạt -0,25 mm chiếm tỷ lệ 26,04% Hàm lượng Pb, Zn có xu hướng tăng dần giảm dần độ hạt, cấp hạt thơ -2+0,25 mm -0,045 mm có hàm lượng Pb, Zn thấp so với cấp hạt khác [3] 3.2 Kết nghiên cứu xác lập chế độ cơng nghệ tuyển Nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm xác lập chế độ cơng nghệ tuyển thiết bị tuyển tankcell 80 lít (hình H.2) Tổng hợp kết nghiên cứu trình bày Bảng 3.1 Kết nghiên cứu thành phần vật chất mẫu - Kết phân tích hóa đa nguyên tố mẫu quặng Bảng Kết phân tích thành phần độ hạt Thu hoạch, % TT Hàm lượng Pb, % Hàm lượng Zn, % Phân bô Pb, % Phân bố Zn, % Cấp hạt, mm Bộ phận Lũy tích Bộ Lũy phận tích Bộ phận Lũy tích Bộ phận Lũy tích Bộ phận Lũy tích -2 + 43,19 43,19 0,91 0,91 6,59 6,59 35,18 35,18 39,02 39,02 -1+0,5 16,03 59,22 0,97 0,93 7,83 6,93 13,92 49,09 17,21 56,23 -0,5 + 0,25 14,74 73,96 1,33 1,01 9,08 7,35 17,54 66,64 18,35 74,58 -0,25 + 0,125 6,95 80,91 1,73 1,07 9,39 7,53 10,76 77,40 8,95 83,53 -0,125 + 0,074 4,75 85,66 1,62 1,10 8,34 7,57 6,89 84,29 5,43 88,96 -0,074 + 0,045 4,35 90,02 1,28 1,11 6,85 7,54 4,99 89,28 4,09 93,05 -0,045 9,98 100,00 1,20 1,12 5,08 7,29 10,72 100,00 6,95 100,00 Mẫu đáu tính lại 50 100,00 CỊNG NGHIỆP MỎ, SÓ - 2022 1,12 7,29 100,00 100,00 TUYẾN VÀ CHÉ BIÉN KHOÁNG SẢN NGHIÊN cứu VÀTRAOĐỒI H.2 Thiết bị tuyển tankcell 80 lít chế tạo Đề tài Trong trình nghiên cứu, Đề tài ứng dụng phần mềm Ansys để mơ q trình thí nghiệm, từ nhóm thực phán đốn, đưa định hướng giảm số lượng thí nghiệm, thời gian nghiên cứu Vận tốc không (m/s) ■V Ũ0e+01 Kích thước bóng ■ 00e*00 khí (m) B 00e+00 1.74e-02 I 700e*00 56e-02 m 00e*00 39e-02 ■ 00e+00 22e-02 H 00e*00 1.04e-02 ■ 3.00e+00 8.68e-03 ■ 200e+00 ■ OOe+OO 6.94e-03 5.21 e-03 " 00e*00 347e-03 74e-03 0.00e+00 H Một sơ hình ảnh ứng dụng phần mềm mơ Ansys vào q trình nghiên cứu CỊNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 51 TUYÉN VÀ CHÉ BIÉN KHOÁNG SẢN NGHIÊN CỨU VÀTRAOĐỔI Bảng Kết nghiên cứu xác lập chê độ công nghệ [4] Khâu tuyển Tên gọi, chế độ Tuyển Tuyển vét Tuyển vét Chế độ cơng nghệ Ký hiệu hóa học Giá trị Độ mịn nghiển (-0,074 mm) 85% Nóng độ tuyển (R/L) 30% Môi trường tuyển (pH) 7,5 Vôi CaO 1.000 g/t Natri sunfua Na2S lOOg/t Kẽm sunfat ZnS04 200 g/t Butyl xantat natri C4H90CSSNa 50g/t Ammonium Dibutyl Dithiophosphat 20g/t Sodium diisobutyl dithiophosphat (C4H90)2PSSNH4 (CjH^ojjPSSH Kẽm sunfat ZnS04 50g/t Butyl xantat natri C4H90CSSNa 30g/t Ammonium Dibutyl Dithiophosphat lOg/t Sodium diisobutyl dithiophosphat (C4H90)2PSSNH4 (c’h20)2pssh Kẽm sunfat ZnSO4 25 g/t Butyl xantat natri C4H,OCSSNa 15g/t Ammonium Dibutyl Dithiophosphat (C4H90)2PSSNH4 g/t Sodium diisobutyl dithiophosphat (c2h20)2pssh g/t Môi trường tuyển (pH) Tuyển tinh Vôi CaO Kẽm sunfat ZnSO44 Tuyển Pb CaO 300 g/t Kẽm sunfat ZnSO4 25g/t Vôi CaO 200 g/t Kẽm sunfat ZnS04 20g/t Vôi Tuyền vét Tuyển vét 11 CaO 3.500 g/t Dextrin (C6Hw05)„ 400 g/t Đóng sunfat CuS04 200 g/t Butyl xantat natri C.H.OCSSNa CuSŨ, 250 g/t Đóng sunfat Butyl xantat natri CKOCSSNa 50g/t Đóng sunfat CuSO4 50g/t Butyl xantat natri C4H,OCSSNa 25 g/t Môi trường tuyền (pH) Tuyển Zn Tuyển tinh 52 lOOg/t 12 Vôi CaO 1.500 g/t Dextrin (CẾHloOs)n lOOg/t 12 Môi trường tuyển (pH) Tuyển tinh 50g/t Vơi Mơi trường tuyển (pH) Tuyển 500 g/t Môi trường tuyển (pH) Tuyển tinh lOg/t Môi trường tuyển (pH) Tuyển tinh 20 g/t Vơi CaO 1.000 g/t Dextrin «=6Hw05)„ 50g/t CĨNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 TUYÉN VÀ CHÉ BIÉN KHOÁNG SẢN NGHIÊN cứu VÀTRAOĐỐI V Bảng Kết thí nghiệm tuyển sơ đồ vịng kín Thực thu,% Hàm lượng,% TT Tên sản phẩm Thu hoạch,% Zn Pb Zn Pb Quặng tinh chì 1,97 5,91 51,69 1,59 86,30 Quặng tinh kẽm 12,75 53,10 0,98 92,36 10,58 Quặng thải 85,28 0,52 0,04 6,05 3,12 Quặng nguyên khai 100,00 7,33 1,18 100,00 100,00 Nhóm nghiên cứu thực sơ đồ tuyển vịng kín dựa số liệu tối ưu xác lập nêu Bảng Sơ đồ cơng nghệ gồm 01 khâu tuyển chì, 02 khâu tuyển vét chì, 03 khâu tuyển tinh chì, 01 khâu tuyển kẽm, 02 khâu tuyển vét kẽm, 02 khâu tuyển tinh kẽm thu sản phẩm quặng tinh chì có hàm lượng 51,69% Pb, thực thu chì 86,30%, sản phẩm quặng tinh kẽm có hàm lượng 53,10% Zn, thực thu kẽm tương ứng đạt 92,36% Kết thí nghiệm trình bày Bảng 3.3 Kết thí nghiệm tuyển dây chuyền liên tục quy mơ pilot Nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm tuyển mẫu công nghệ dây chuyền liên tục quy mô pilot, nhằm đánh giá tiêu công nghệ tuyển trước lắp đặt, thử nghiệm thiết bị tuyển tankcell dây chuyền tuyển chì kẽm Chợ Điền, Bắc Kạn Sau tính tốn, lắp đặt dây chuyền theo sơ đồ cơng nghệ hình H 1, tiến hành chạy thử hiệu chỉnh khơng tải, có tải dây chuyền tuyển quy mô pilot suất 100 kg/h Thiết bị tuyển tankcell chế tạo dung tích 80 lít đặt khâu tuyển tinh kẽm dây chuyền Sau dây chuyền chạy ổn định, tiến hành lấy mẫu đánh giá tiêu công nghệ tuyển Kết thí nghiệm tuyển dây chuyền quy mơ pilot trình bày Bảng 4: Kết thí nghiệm tuyển dây chuyền pilot thu sản phẩm quặng tinh chì có hàm lượng 51,07% Pb, thực thu chì 86,99%, sản phẩm quặng tinh kẽm có hàm lượng 52,79% Zn, thực thu kẽm tương ứng đạt 92,18% So với kết thí nghiệm tuyển quy mơ phịng thí nghiệm, tiêu cơng nghệ có chiều hướng giảm hàm lượng, nhiên đạt theo yêu cầu đề [5] 3.4 Kết thí nghiệm tuyển quặng chì kẽm Chợ Điền, Bắc Kạn thiết bị tuyển tankcell chế tạo Thiết bị tuyển tankcell m3 chế tạo lắp đặt khâu tuyển tinh kẽm II dây chuyền tuyển quặng chì kẽm Chợ Điền, Bắc Kạn (hình H 5) H Dây chuyến tuyển quy mô pilot Bàng Kết thí nghiệm tuyển dây chuyến pilot TT Tên sản phẩm Thực thu,% Hàm lượng,% Thu hoạch,% Zn Pb Zn Pb Quặng tinh chì 2,01 6,83 51,07 1,87 86,99 Quặng tinh kẽm 12,80 52,79 0,91 92,18 9,87 Quặng thải 85,19 0,51 0,04 5,95 3,14 100,00 7,33 1,18 100,00 100,00 Quặng nguyên khai CÒNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 53 TUYẾN VÀ CHẾ BIÉN KHOÁNG SẢN NGHIÊN CỨU VÀTRAOĐỎI H Lắp đặt chạy thử nghiệm thiết bị tuyển nồi tankcell chế tạo nhà máy tuyển chì kẽm Chợ Điền Kết thử nghiệm thu sản phẩm quặng tinh kẽm đạt hàm lượng 52,66% Zn, thực thu kẽm đạt 92,63% Chi tiết kết thử nghiệm trình bày Bảng [6] Bảng Kết thử nghiệm tuyển quặng kẽm thiết bị tankcell chê tạo TT Tên sản phẩm Zn Quặng tinh chì Thựcthu,% Hàm lượng,% Pb Zn Pb 5,98 50,75 1,71 86,11 Quặng tinh kẽm 52,66 1,09 92,63 11,41 Quặng thải 0,48 0,04 5,66 2,48 Quặng nguyên khai 7,26 1,22 100,00 100,00 Trong trình nghiên cứu thử nghiệm thiết bị tuyển tankcell nhà máy tuyển quặng chì kẽm Chợ Điền, Bắc Kạn, kết đo lường điều khiển hệ thống giám sát từ xa WEB số liệu lưu lại phục vụ cho công tác đánh giá chất lượng sản phẩm sau trình tuyển H Trang WEB giám sát hệ thống đo lường, điều khiển khí nén 54 CÓNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 KÉT LUẬN Q trình nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng chì kẽm mỏ Chợ Điền, Bắc Kạn thiết bị tuyển tankcell đạt kết bật sau: - Đã xác định thành phần vật chất mẫu quặng chì kẽm mỏ Chợ Điền, Bắc Kạn - Đã xác lập điều kiện, chế độ công nghệ tuyển tối ưu mẫu quặng chì kẽm mỏ Chợ Điền, Bắc Kạn - Nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm mẫu nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm; tính tốn, lắp đặt chạy thí nghiệm dây chuyền tuyển liên tục quy mô pilot; thử nghiệm công nghiệp thiết bị tuyển tankcell chế tạo dây chuyền nhà máy tuyển quặng chì kẽm Chợ Điền, Bắc Kạn - Kết thử nghiệm thu sản phẩm quặng tinh kẽm đạt hàm lượng 52,66% Zn, thực thu kẽm đạt 92,63% So sánh tiêu công nghệ tuyển chưa sử dụng sau lắp đặt thiết bị tankcell dây chuyền tuyển, bước đầu đạt kết khả quan: Hàm lượng kẽm đạt yêu cầu >52%, thực thu kẽm tăng thêm khoảng 0,5% - Trong q trình thực nhóm nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô Ansys để tối ưu hóa q trình nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hóa dịng khí thiết bị tuyển tankcell để ổn định dòng khí nâng cao hiệu tuyểnữ NGHIÊN cứu VÀTRAOĐỐI TUYÉN VÀ CHÉ BIÉN KHOÁNG SẢN TÀI LIỆU THAM KHẢO Thuyết minh đề tài Hợp đồng thực Đề tài độc lập cấp Quốc gia số 09/2020/HĐ-ĐTĐL.CNCNN đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển quặng kim loại màu kiểu thùng trụ tròn (Tankcell) Mã số: ĐTĐLCN.09/20” ngày 02 tháng 03 năm 2020 Bộ Khoa học Công nghệ Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim; Trần Thị Hiến nnk (2020) Báo cáo nội dung Tổng quan máy tuyển kiểu thùng trụ tròn (tankcell) Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim Trần Thị Hiến nnk (2020) Báo cáo nội dung Lập phương án, giám sát thi cơng lấy mẫu quặng chì kẽm nghiên cứu thành phần vật chất mẫu công nghệ Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim Trần Thị Hiến nnk (2021) Báo cáo nội dung Nghiên cứu tuyển Pb-Zn có sử dụng máy tuyển tankcell phịng thí nghiệm Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ-Luyện kim Trần Thị Hiến nnk (2021) Báo cáo nội dung Nghiên cứu tuyển Pb-Zn có sử dụng máy tuyển tankcell dây chuyền liên tục Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim Trần Thị Hiến nnk (2021) Báo cáo nội dung Lắp ráp máy tuyển tankcell vào dây chuyền tuyển Pb-Zn Chợ Điền, Bắc Kạn chạy thu hồi sản phẩm quặng tinh Zn thiết bị chế tạo Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim RESEARCH ON FLOTATION TECHNOLOGY OF LEAD-ZINC ORE ON TANKCELL FLOTATION MACHINE Tran Thi Hien, Pham Due Phong ABSTRACT: The tankcell flotation machine has been applied for processing of non-ferrous metal ores in many countries over the World This machine type has more efficiency compared to the traditional flotation machine, which is commonly used in mineral processing plants in Vietnam This paper presents the results of research on flotation technology for lead-zinc ore flotation at Cho Dien mine, Bac Kan province on a tankcell flotation device designed and manufactured This is one of the research contents of the National Independent Project “Research, design and manufacture of non-ferrous metal ore by tankcell flotation machine” - code ĐTLĐCN.09/20, which was performed by the National Institute of Mining - Metallurgy Science and Technology The results help to improve the criteria of recruitment technology and production efficiency, as well as to contribute to promoting the related industrial innovation, technology innovation, equipment modernization, and technique mastering Keywords: tankcell machine; lead-zinc ore processing; froth flotation 06/11/2021; Ngày gửi phản biện: 10/11/2021; Ngày nhận phản biện: 15/12/2021; Ngày chấp nhận đăng: 05/1/2021 Trách nhiệm pháp lý tác giả báo: Các tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm số liệu, nội dung công bố báo theo Luật Báo chí Việt Nam Ngày nhận bài; CÕNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 55 ... dung nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng chì kẽm thiết bị tuyển tankcell sau: - Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu công nghệ; - Nghiên cứu xác lập chế độ công nghệ tuyển hợp lý mẫu nghiên cứu quy... đồ tuyển vịng kín dựa số liệu tối ưu xác lập nêu Bảng Sơ đồ cơng nghệ gồm 01 khâu tuyển chì, 02 khâu tuyển vét chì, 03 khâu tuyển tinh chì, 01 khâu tuyển kẽm, 02 khâu tuyển vét kẽm, 02 khâu tuyển. .. quan máy tuyển kiểu thùng trụ tròn (tankcell) Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim Trần Thị Hiến nnk (2020) Báo cáo nội dung Lập phương án, giám sát thi cơng lấy mẫu quặng chì kẽm nghiên cứu thành