Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu hai trục phục vụ chế biến xỉ titan

Bộ Công thơng viện khoa học & công nghệ mỏ-luyện kim mơc lơc Sè hiƯu Danh mơc Trang sè Mở đầu Chơng Tổng quan 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nớc 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nớc 1.2 Một số vấn đề lý thuyết làm sở cho nghiên cứu 1.2.1 Khái niệm máy tuyển từ 1.2.2 Phân loại máy tuyển từ 1.2.3 Kết cấu mạch từ máy tuyển từ 1.2.3.1 Kết cấu mạch từ hë 1.2.3.2 KÕt cÊu m¹ch tõ khÐp kÝn 10 Cơ sở lựa chọn máy tuyển từ yếu công nghệ xỉ ti tan 11 1.3 Chơng Phơng pháp nghiên cứu công tác chuẩn bị 14 2.1 Phơng pháp trình tự tiến hành nghiên cứu 14 2.2 Mẫu nghiên cứu 14 14 2.3 Thiết bị phục vụ cho nghiên cứu 2.4 Công tác phân tích 14 Chơng Nội dung kết nghiên cứu 15 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.1.1 15 Ngh.cứu thiết kế, xác định suất kết cấu máy 15 3.1.1.1 Lựa chọn kiểu máy, tính toán suất 17 3.1.1.2 Xác định kích thớc máy theo thống kê kinh nghiệm 17 3.1.1.3 Tính toán, chọn lựa thông số dẫn động theo thống kê K.ngh 3.1.1.4 Chọn lựa thông số máy theo tính toán 18 3.1.1.5 Mạch điện nguồn chiều 23 3.1.1.6 Xác định vật liệu để chế tạo máy 24 3.2 Kết nghiên cứu 26 3.2.1 Kết đo lờng, kiểm định phần dẫn động máy 26 28 3.2.2 Kết đo lờng, kiểm định phần tạo từ trờng 3.2.3 Kết chạy thử với quặng ilmenit chứa manhêtit (Bình Thuận) 29 3.2.4 Kết chạy thử với sản phẩm ilmenit hoàn nguyên (Vĩnh Phú) 32 3.2.5 Kết chạy thử với xỉ titan (từ quặng ilmenit Thừa-Thiên-Huế) 33 3.2.6 Kết nghiên cứu tổng thể kết luận 37 3.3 Dự kiến giá thành Chơng Định hớng áp dụng kết nghiên cứu 38 Dự kiến hiệu kinh tế áp dụng kết nghiên cứu vào sản xuất 4.1 38 Địa áp dụng 4.2 38 Kết luận kiến nghị 39 Tài liệu tham khảo 41 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa häc & C«ng nghƯ Má-Lun kim pHơ lơc Sè hiƯu B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng 10 Bảng 11 Danh mục bảng, hình ảnh minh hoạ ảnh ¶nh ¶nh ¶nh ¶nh5 ¶nh ¶nh ¶nh ¶nh ¶nh 10 ¶nh 11 ¶nh 12 ¶nh 13 ¶nh 14 B¶n vÏ B¶n vÏ B¶n vÏ B¶n vÏ B¶n vÏ Bản vẽ Bản vẽ Máy tuyển từ nam châm đất dạng băng Băng tải kết hợp tang dẫn động gắn nam châm vĩnh cửu Tuyển từ tang quay nam châm điện Dạng từ cách bố trí đợc chọn lựa Tủ điện điều khiển máy tuyển từ yếu TTY-2T Kết cấu khung bố trí phận đợc chọn lựa Máy tuyển từ yếu tang (TTY-2T) hoàn thiện Máy biến tần phục vụ thí nghiệm thay đổi vòng quay tang Tiến hành đo cờng độ từ trờng mặt tang Quặng ilmenit chứa nhiều manhêtit (Bình Thuận) Ilmenit đà hoàn nguyên (của C.ty que hµn Vĩnh Phó) XØ titan ViƯn KH & CN Má-Lun kim s¶n xt thư LÊy mÉu xØ titan đà qua chế biến phân tích Tiến hành chạy thÝ nghiÖm Trang sè 22 23 25 27 27 27 28 28 29 29 Độ thẩm từ riêng số khoáng vật quan hệ tần số điện vòng quay tang bảng kê dòng điện động thí nghiệm bảng số liệu thí nghiệm thay đổi vòng quay bảng số liệu thí nghiệm thay đổi góc cực từ bảng số liệu thí nghiệm thay đổi cờng độ từ trờng Bảng cân TiO2 sản phẩm bảng số liệu thí nghiệm thay đổi cờng độ từ trờng Bảng cân TiO2 s¶n phÈm b¶ng sè liƯu thÝ nghiƯm thay đổi cờng độ từ trờng Bảng cân TiO2 Fe sản phẩm 12 12 13 19 20 21 22 23 25 30 30 31 31 32 Đặc tính kỹ thuật máy (kí hiệu vẽ: N61 001) Bản toàn thể (kí hiệu vẽ: N61 – 002) Bé tang tõ (kÝ hiƯu b¶n vÏ: N61 – 003) Trơc (kÝ hiƯu b¶n vÏ: N61 – 004) Cùc tõ kiĨu (kÝ hiƯu b¶n vÏ: N61 – 005) Cùc tõ kiĨu (kÝ hiƯu b¶n vÏ: N61 006) Thùng cấp liệu & Giá đỡ (kí hiệu vẽ: N61 001) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Mở đầu Trong lĩnh vực tuyển khoáng, máy tuyển từ đợc hiểu thiết bị sử dụng từ trờng để phân ly khoáng vật có từ tính khác Từ trờng đợc sử dụng thiết bị từ nam châm vĩnh cửu nam châm điện Có nhiều cách phân loại máy tuyển từ, nhng thông dụng nớc ta loại: + Theo dạng nguyên liệu cấp đầu vào (khô huyền phù) ta có: máy tuyển từ khô máy tuyển từ ớt + Theo tõ tÝnh kho¸ng vËt ta cã: m¸y tun từ yếu, tuyển từ trung tuyển từ mạnh Hiện sở sản xuất chế biến quặng titan ë n−íc ta chđ u dïng c¸c m¸y tun tõ trung mạnh với nguyên liệu đầu vào dạng khô Phần lớn thiết bị Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim, Viện Khoa học vật liệu chế tạo Hiện theo phân loại Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Luyện kim có cấp máy tuyển từ theo cờng độ từ trờng mà máy đạt đợc: - Máy tuyển từ yếu có cờng độ từ trờng đạt đợc từ : đến dới 1000 oersted Dùng cho loại quặng có từ tính cao nh sắt, manhêtít - Máy tuyển từ trung có từ trờng đạt đợc từ : 3.000 12.000 oersted Dùng cho loại quặng có từ tính trung bình nh ilmenít - Máy tuyển từ cao có từ trờng đạt đợc từ : 13.000 21.000 oersted Dùng cho loại quặng có từ tính thấp nh monazit Hiện loại máy tuyển từ trung, cao sử dụng nam châm vĩnh cửu đất nh nam châm điện đà đợc nghiên cứu kỹ thị trờng đà có nhiều kiểu loại nh nớc Máy tuyển từ yếu phạm vi sử dụng hạn chế, nên cha đợc quan tâm Gần thực chủ trơng Nhà nớc ngừng xuất tinh quặng thô mà phải tập trung vào chế biến sâu, làm giầu nhằm nâng cao giá trị sản phẩm; Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xØ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim với tinh quặng titan tập trung vào công nghệ hoàn nguyên ilmenit, sản xuất rutin nhân tạo, luyện xỉ titan, nhu cầu máy tuyển từ yếu cấp thiết Trớc thực tế năm 2008 ViƯn KH & CN Má – Lun kim ®· tiÕn hành triển khai đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục cụ chế biến xỉ titan theo hợp đồng số 114.08.RĐ/HĐ-KHCN kí ngày 31 tháng 01 năm 2008 Bộ Công Thơng Viện KH & CN MỏLuyện kim Mục tiêu đề tài là: 1- Nghiên cứu thiết kế để chế tạo đợc máy tuyển từ có từ trờng, st phï hỵp phơc vơ cho chÕ biÕn xØ titan 2- Xác định tiêu, thông số kỹ thuật máy để xử dụng tuyển nguyên liệu khác 3- Hoàn thiện thiết bị để ứng dụng vào sản xuất Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xØ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim chơng Tổng quan 1.1 tổng quan Tình hình nghiên cứu nớc 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới: Ngành công nghiệp chế tạo máy tuyển từ giới, đặc biệt nớc: Mỹ, Nga, úc đà có lịch sử nghiên cứu phát triển từ nhiều năm Máy tuyển từ đà đợc nghiên cứu chế tạo cho đối tợng quặng khác với kết cấu thông số đa dạng Tuy nhiên để phục vụ cho ngành công nghiệp đặc thù nh tuyển khoáng, máy tuyển từ thờng đợc chế tạo theo đặt hàng, sản xuất hàng loạt nh máy khác Hiện chủng loại, kiểu dáng, nguyên lí hoạt động máy tuyển từ nớc sản xuất đa dạng Nhất ngày công nghệ vật liệu ngày phát triển, máy tuyển từ nớc phát triển nh Mỹ, úc có kích thớc ngày nhỏ gọn, tiêu thụ điện thấp nhng đạt hiệu tuyển cao 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nớc: nớc ta nghành tuyển khoáng non trẻ, công nghệ thiết bị chủ yếu từ nớc xà hội chủ nghĩa trớc giúp đỡ nh: Liên Xô, Trung Quốc, Balan Việc nghiên cứu chế tạo thiết bị phục vụ cho tuyển khoáng nói chung máy tuyển từ nói riêng nớc ta bị hạn chế Ban đầu Viện, phòng kĩ thuật sở dừng mức tháo dỡ, lấy kiểu lập hồ sơ vẽ để chế tạo phụ tùng phục vụ cho sửa chữa chế tạo theo mẫu Máy tuyển từ khô (nguyên liệu đầu vào dạng khô) đầu, có từ trờng sinh nam châm điện đợc Viện Luyện kim mầu Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim bắt đầu nghiên cứu chế tạo từ năm 1984 Năm 1985, lần máy tuyển từ khô nam châm điện đợc Viện Luyện kim mầu phối hợp với Nhà máy Cơ khí Hà Nội chế tạo thành công Máy có cờng độ từ trờng đạt đến 18.000 oersted, tách tuyển nguyên liệu nhiễm từ hiệu dễ chế tạo nớc chọn nguyên lí phù hợp Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo m¸y tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xỉ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Máy đợc đem áp dụng tuyển ilmenit (vùng quặng Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh) xởng thực nghiệm Viện MÃi đến cuối thập niên 80 đầu thập niên 90 (thế kỷ XX), số địa phơng dọc ven biển miền Trung nớc ta nghành khai th¸c titan sa kho¸ng ven biĨn ph¸t triĨn, viƯc nghiên cứu chế tạo loại máy tuyển từ có cờng độ từ trờng khác đợc trọng Đến sở chế biến quặng titan nớc, phần lớn sử dụng máy tuyển từ nớc chế tạo nh: Máy tuyển từ trung tầng (12.000 - 16.000 oersted), máy tuyển từ mạnh 1và tầng (16.000 - 18.000 oersted) từ trờng nam châm điện Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim chế tạo máy tuyển từ nam châm đất (nam châm vĩnh cửu) Viện Viện Khoa học vật liệu chế tạo Ngoài có số sở chế tạo máy tuyển từ, nhng mang tính chất chép cải tiến phụ kiện Việc nghiên cứu nhằm nâng cao tính máy tuyển từ có nh giảm tiêu hao điện năng, nâng cao cờng độ từ trờng, chủng loại đợc Viện tiếp tục phát triển 1.2 Một số vấn đề lý thuyết làm sở nghiên cøu 1.2.1- Kh¸i niƯm vỊ m¸y tun tõ Tun tõ trình phân ly hạt quặng ( khoáng vật ) dựa khác từ tính chúng chuyển động từ trờng Thông số thể từ tính chất nói chung quặng nói riêng độ thẩm từ Trong công nghệ tuyển từ ngời ta thờng sử dụng khái niệm độ thẩm từ riêng khoáng vật (ký hiệu x, đơn vị m3/kg) để phân loại từ tính chúng: - Khoáng vật có từ tính mạnh x > 3000.10-9 m3/kg - Kho¸ng vËt cã tõ tÝnh yếu x có giá trị (10.10-9 600.10-9)) m3/kg - Khoáng vật không từ x < 10.10-9 m3/kg Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển tõ yÕu trôc phôc vô chÕ biÕn xØ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim §Ĩ tun tõ ng−êi ta th−êng dïng tõ tr−êng chiều không đồng tính Từ trờng từ trờng nam châm vĩnh cửu nam châm điện Đặc trng từ trờng đợc thể thông số Cờng độ từ trờng H ( đơn vị A/m oersted ) Cảm ứng từ B (đơn vị T gaus) H thể độ lớn nguồn từ lực, B thể độ lớn từ trờng nguồn từ lực cảm ứng không gian (số đờng sức từ trờng đơn vị diện tích) Lực từ từ trờng tác động lên vật nằm đợc xác định theo công thức : F = M0xHgrad H (1) : M0 - số từ chân không đơn vị F N/kg din/g, cần ý đến chi tiết lực từ tác động lên vật không phụ thuộc vào cờng độ từ trờng H mà vào biến thiên không gian grad H Điều ảnh hởng nhiều đến việc chế tạo cùc tõ c¸c m¸y tun tõ vỊ sau Khi vào chuyển động từ trờng hạt khoáng vật chịu tác động lực từ lực học Do tác động hợp lực đó, khỏi phạm vi từ truờng hạt khoáng vật có độ thẩm từ khác chuyển động với quỹ đạo khác rơi xuống vị trí khác nhau.Đó trình phân ly b»ng tõ tr−êng ( tuyÓn tõ) Trong kü thuËt tuyÓn từ, để tuyển khoáng vật có từ tính mạnh ng−êi ta chØ cÇn sư dơng rõ tr−êng cã c−êng độ thấp (hay gọi từ trờng yếu) khoảng 70 - 120kA/m [1Koerst = 1000oerst = 80kA/m] §èi víi khoáng vật có từ tính yếu cần sử dụng từ trờng có cờng độ cao (hay gọi từ trờng mạnh) khoảng 480 - 1600 kA/m Những giá trị nêu thực mang tính tơng đối thùc tiƠn cđa c«ng nghƯ tun tõ ng−êi ta sử dụng máy tuyển từ với cờng độ khác Trong bảng nêu độ thảm từ riêng số khoáng vật [1] Bảng Độ thẩm từ riêng số khoáng vật Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Khoáng vật Độ thẩm từ riêng, m3/kg.10-6 Apatit 0,001 - 0,004 Biôtit 0,04 - 0,120 Vonframit 0,025 - 0,150 Gematit 0,050 - 0,250 0,20 - 0,30 Getit 0,3 - 1,2 Ilmenit Kaxiterit 0,001 - 0,010 Magnhetit 25 - 50 Maxemit 10 - 25 Manganit 0,035 - 0,150 Pirit 0, 005 - 0,040 Rutin 0,002 - 0,015 Tumalin 0,010 - 0,125 Ilmenit hoµn nguyên 14 - 15 1.2.2 - Phân loại máy tuyển từ: ngời ta thờng phân loại máy tuyển từ theo tiêu chí sau : a- Theo kết cấu hệ thông mạch từ : Máy tuyển từ có hệ thống mạch từ hở Máy tuyển từ có hệ thống mạch từ khép kín b- Theo từ tính khoáng vật: Máy tuyển từ tuyển khoáng vật có từ tính mạnh ( m¸y cã tõ tr−êng u) M¸y tun tõ tun kho¸ng vËt cã tõ tÝnh yÕu (m¸y cã tõ tr−êng mạnh) c- Theo dạng quặng : Máy tuyển từ kiểu ớt dùng tuyển quặng dới dạng huyền phù (bùn) Máy tuyển từ khô dùng tuyển quặng khô d- Theo kiểu nam châm tạo từ trờng : Máy tuyển từ dùng nam châm vĩnh cửu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Máy tuyển từ dùng nam châm điện Trên thực tế có vài cách phân loại khác có cách phân loại kết hợp cách trên, nhiên cách đợc nêu phổ biến 1.2.3 - Kết cấu mạch từ máy tuyển từ 1.2.3.1 Kết cấu mạch từ hở: Hệ thống mạch từ hở máy tuyển từ thờng có cực từ phân bố theo mặt phẳng mặt trụ ( hình 1) Các hệ thống thờng đợc sử dụng máy tuyển từ có cờng độ từ trờng yếu để tuyển khoáng vật có từ tính mạnh Chúng đợc dùng cho quặng khô hay quặng dạng huyền phù (bùn) Để tạo từ trờng sử dụng nam châm vĩnh cửu nam châm điện Cờng độ từ trờng máy kiểu lên tới 240kA/m (~3000 oe) x (a) S Cờng độ từ trờng khoảng cách x tÝnh tõ bỊ mỈt cùc: v N N H = H0e-cx, (2) Tang H H (b) v S N N Sơ đồ bố trí cực từ mạch hở mặt trụ (a) mặt phẳng (b) c = /S + 1/R (3) c = /S (4) Băng tải : H - cờng độ từ trờng khoảng cách x H0 - cờng độ từ trờng bề mặt cực x - khoảng cách tới điểm xem xét e - số logarit tự nhiên c - hệ số không đồng từ trờng Đối với hình 1.a : Đối với hình 1.b : : S - bớc cực từ R - bán kính mặt trụ Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển tõ yÕu trôc phôc vô chÕ biÕn xØ titan Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Biến đổi giá trị H HgradH theo khoảng cách x trình bày hình 2 Bỏ qua biến đổi ta có lực từ tác động lên hạt khoáng theo công thức (1) là: Từ lực CƯờng độ từ trƯờng kA /M 80 100 75 F = M0x cH02e-2cx 40 50 1.2.3.2 KÕt cÊu m¹ch tõ khÐp kÝn : 20 25 60 (5) S =20cm Trong mạch từ khép kín từ trờng đợc tạo khoảng không S 1=5cm 12 16 gian hai cực từ khác dấu ( hình Khoảng cách 3) Mạch từ kiểu đợc sử dụng Hình Phụ thuộc H=f(x) (đƯờng liên tục) HgradH=f(x) (đƯờng ngắt quÃng) máy tuyển từ có cờng độ từ trờng cao để tuyển khoáng vật có từ tính yếu Cờng độ từ trờng máy kiểu lên đến 1.600 kA/m (~20.000 oersted) Máy tuyển từ kiểu có dạng khô dạng ớt, sử dụng nam châm điện nam ch©m vÜnh cưu (a) (b) (c) α α l l l α x (e) l x (f) s s l (®) s l s l (d) x x x x x Hình Các kiểu mạch từ khép kín Các nghiên cứu [2] cho thấy H3.b : Hgrad H = kH02l2sin22(lcos2-kx) , (6) [l2-(lcos2-kx)2]2 k - hƯ sè b»ng (cosα2-cosα1); Víi H3.c ta cã : Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xØ titan 10 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim ảnh - Máy biến tần phục vụ thí nghiệm thay đổi vòng quay tang b- Kiểm tra công suất động Do tang hoạt động có chổi quét quặng tì vào mặt tang, lực ma sát thay đổi không tính toán xác đợc nên phải dùng phơng pháp đo công suất động để kiểm định Động đợc chọn giả định gần ban đầu có đặc tính sau: Động điện không ®ång bé pha C«ng suÊt N = 0,75 Kw - Dòng định mức I = 2A, n = 1440 Vòng/phút Kết chạy không tải có tải (có chỉi qt) thĨ hiƯn ë b¶ng 3: B¶ng B¶ng kê dòng điện động thí nghiệm (Máy chạy ë tÇn sè max = 50Hz - n = 50 Vg/ph ) T.T Dòng điện pha Tình trạng tải - Không lắp chổi, không cấp quặng, không cấp từ - Lắp chổi tì tự (trọng lực thân) + cấp quặng + từ trờng cực đại - Lắp chổi có lực tì lò xo + cấp quặng + từ trờng cực đại (A) 0.6 1.3 1.6 - 1.7 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo m¸y tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xỉ titan 27 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Qua bảng nhận thấy: Công suất ban đầu lựa chọn hợp lí, không cần phải thay đổi 3.2.2 Kết đo lờng, kiểm định phần tạo từ trờng Đo từ trờng bề mặt cực từ (khi cha lắp tang) bề mặt tang cho thay đổi dòng điện chiều tạo từ trờng dựng đợc biểu đồ sau: Cờng độ từ trờng (KG) Đồ thị mối quan hệ cờng độ từ trờng dòng điện 3,0 2,5 2,0 L1 1,5 1,0 L2 0,5 Dßng ®iÖn (A) L1: ®o c−êng ®é tõ tr−êng trùc tiếp vành trục cha lắp tang quay L2: đo cờng độ từ trờng mặt tang quay Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo m¸y tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xỉ titan 28 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim ảnh Tiến hành đo cờng độ từ trờng mặt tang 3.2.3 Kết chạy thử với quặng ilmenit chứa manhêtit C.Ty VitTrung (Bình Thuận) Thí nghiệm tiến hành với quặng ilmenit cã chøa magnhetit (vïng B×nh ThuËn) Së dÜ chän loại quặng mẫu chạy thí nghiệm, loại quặng yêu cầu cờng độ từ trờng cao loại mẫu tiến hành loạt thí nghiệm nhằm tìm thông số tối u Trên sở đó, thí nghiệm sau giản lợcđợc bớt khâu trùng lặp a- Thay đổi tốc độ tang quay để tìm tốc độ tối u - chọn góc cực từ 200 (góc đờng tâm cực từ so với đờng ngang) - Từ trờng đặt mức 500 oersted Sau thay đổi tốc độ tang, với mẫu quặng, suất cố định vị trí cánh chia dòng ta có đợc bảng số liệu sau: Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 29 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Bảng bảng số liệu thí nghiệm thay đổi vòng quay TT Sè vßng quay Tang n (Vg/ph) 26 30 34 38 42 46 50 Lợng quặng đầu (Kg) 50 50 50 50 50 50 50 Quặng kh«ng nhiƠm tõ (Kg) 49.1 48.9 48.8 48.7 49.0 49.1 49.2 Qng nhiƠm tõ (Kg) 0.9 1.1 1.2 1.3 1.0 0.9 0.8 m¸ng cÊp liƯu cùc tõ tang quay gãc cực từ chổi gạt quặng cánh chia quặng Hình mô tả phận cho trình tuyển gãc cùc tõ NhËn xÐt & kÕt luËn: Qua b¶ng thấy tốc độ tang quay n = 38 vòng /phút, quặng nhiễm từ thu hồi đợc nhiều Có thể giải thích tợng nh sau: - Khi tốc độ tang quay thấp, lực li tâm hạt khoáng vật không nhiễm từ thấp làm cho chúng bị dòng liệu kéo lẫn vào khoang vật liệu nhiễm từ Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 30 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim - Khi tốc độ tang quay cao, lực li tâm quặng nhiễm từ lớn lực hút từ trờng làm chúng bị văng vào khoang vật liệu không nhiễm từ thÝ nghiƯm sau sÏ dïng tèc ®é tèi −u ®· chọn (38 vòng/ph) làm thông số cố định để giản lợc bớt số lần chạy thử b- Thay đổi góc cực từ - chọn góc tối u (Đặt chế độ cố định n=38 v/ph, cờng độ từ trờng 500 oersted) Bảng Bảng số liệu thí nghiệm thay đổi góc cùc tõ TT Gãc cùc từ (độ) 10 20 30 40 Lợng quặng đầu (Kg) 50 50 50 50 50 Quặng không nhiễm từ (Kg) 49 48.8 48.7 49.1 49.3 Qng nhiƠm tõ (Kg) 1.0 1.2 1.3 0.9 0.7 NhËn xÐt & kÕt luËn: Qua bảng ta nhận thấy: + Cực từ góc 200 sản phẩm nhiễm từ đợc tách nhiều + Khi cùc tõ bè trÝ ë gãc qu¸ lín (200 ), sản phẩm nhiễm từ bị tách khỏi tang trớc vợt qua đợc dao cắt dòng chúng bị lẫn vào sản phẩm không nhiễm từ + Ngợc lại cực từ bố trí góc nhỏ (200 ), dòng liệu bị lực quán tính làm chúng tách khỏi tang sớm trớc tới đợc vùng có từ trờng, làm giảm lợng sản phÈm nhiƠm tõ c- Thay ®ỉi c−êng ®é tõ tr−êng ( Tèc ®é, gãc cùc tõ tèi −u ®· chän: góc cực từ 200, n=38 V/ph ) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 31 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Bảng bảng số liệu thí nghiệm thay đổi cờng độ từ tr−êng C−êng ®é tõ tr−êng (oersted) 400 500 600 700 TT Lợng quặng đầu (Kg) Quặng không nhiễm từ (Kg) Quặng trung gian (Kg) 50 50 50 50 48.8 48.7 48.4 48.1 1.2 1.3 1.6 1.9 Bảng Bảng cân TiO2 sản phẩm tun ë c−êng ®é tõ tr−êng 700 oe, øng víi gãc cùc tõ 200, n = 38 v/ph K,lượng (g) Thu hoạch % Hàm lượng TiO2, % Thực thu TiO2, % Có từ 1900 3.80 24.50 2.65 Không từ 48100 96.20 35.55 97.35 Quặng đầu 50000 100.00 35.13 100.00 TT Tên sản phẩm NhËn xÐt & kết luận: + Đây mẫu quặng ilmenit chứa nhiều magnhetit, nên ta cờng độ từ trờng tăng, lợng sản phẩm nhiễm từ tăng theo Nhng loại sản phẩm mục đích sử máy tuyển từ có cờng độ từ trờng thấp chủ yếu loại bỏ thành phần nhiễm từ mạnh (magnhetit), tác nhân gây cản trở đem tuyển ilmenit máy tuyển tõ cã c−êng ®é tõ tr−êng (3000 - 8000 oersted) Đó tợng magnhetit bao quanh trục từ không tách rời từ trờng cao 3000 oersted + Do chế tạo máy tuyển từ yếu dùng cho loại quặng cố gắng tạo đợc nguồn tõ lín nhÊt cã thĨ (~1000 oersted) 3.2.4 KÕt qu¶ chạy thử với sản phẩm ilmenit hoàn nguyên (Vĩnh Phú) Đối với sản phẩm ilmenit hoàn nguyên xỉ titan, cần làm thí nghiệm thay đổi cờng độ từ trờng để chọn đợc thông số hợp lí tờng loại sản phẩm Việc giúp cho tiÕt kiƯm viƯc chÕ t¹o bé ngn t¹o tõ trờng (giảm giá thành chế tạo thiết bị) Thay đổi tõ tr−êng (víi tèc ®é, gãc cùc tõ tèi −u đà chọn =200, n=38 Vg/ph ) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 32 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Bảng bảng sè liƯu thÝ nghiƯm thay ®ỉi c−êng ®é tõ tr−êng TT Cờng độ từ trờng (oersted) Liệu cấp ban đầu (Kg) 250 300 350 400 500 50 50 50 50 50 Sản phẩm không nhiễm tõ (Kg) 4.5 4.6 4.7 4.7 4.7 S¶n phÈm nhiƠm tõ (Kg) 45.5 45.4 45.3 45.3 45.3 B¶ng B¶ng cân TiO2 sản phẩm tuyển c−êng ®é tõ tr−êng 350 (oersted) øng víi gãc cùc tõ 200, n = 38 vßng/ph TT Tên sản phẩm K.lượng (g) Thu hoạch (%) Hàm lượng TiO2 (%) Thực thu TiO2(%) Có từ 45300 90.60 45.07 96.99 Không từ 4700 9.40 13.50 3.01 Quặng đầu 50000 100.00 42.10 100.00 NhËn xÐt & kÕt luËn: + Khi tuyển ilmenit hoàn nguyên, sản phẩm S.P nhiễm từ (ilmenit hoàn nguyên sắt) Sản phẩm không nhiễm từ gồm tro, than bụi than + Qua bảng ghi chép nhận thấy: với đối tợng ilmenit hoàn nguyên, cần máy có cờng độ từ trờng khoảng 300-400 oersted đủ 3.2.5 Kết chạy thử với xỉ titan (từ quặng ilmenit Thừa-Thiên-Huế) Thay đổi từ trờng (với tèc ®é, gãc cùc tõ tèi −u ®· chän 200, n=38Vg/ph ) B¶ng 10 b¶ng sè liƯu thÝ nghiƯm thay ®æi c−êng ®é tõ tr−êng TT C−êng ®é tõ tr−êng(oersted) 250 300 350 400 500 Liệu cấp ban đầu (Kg) 35 35 35 35 35 Sản phẩm không nhiễm từ (Kg) 32.9 32.8 32.8 32.8 32.8 S¶n phÈm nhiƠm tõ (Kg) 2.1 2.2 2.2 2.2 2.2 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xØ titan 33 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Bảng 11 Bảng cân TiO2 Fe sản phẩm tuyển cờng độ từ tr−êng 300 oersted øng víi gãc cùc tõ 200, n = 38 v/ph TT Tên sản phẩm K,lượng (g) Thu hoạch (%) Hàm lượng TiO2 (%) Hàm lượng Fe, (%) Thực thu TiO2 (%) Thực thu Fe (%) Cã tõ 2200 6.29 41.02 63.16 3.36 30.73 Kh«ng tõ 32800 93.71 79.20 9.55 96.64 69.27 XØ cÊp vµo 35000 100.00 76.80 12.92 100.00 100.00 NhËn xÐt & kÕt luận: + Khi tuyển xỉ titan, đối tợng cần thu sản phẩm không nhiễm từ (TiO2 80%) Còn SP nhiễm từ sắt hạt ilmenit ngậm sắt + Qua bảng ghi chép nhận thấy: với đối tợng xỉ titan, cần máy có cờng độ từ trờng khoảng 300-400 oersted đủ ảnh 10 Quặng ilmenit chứa nhiều manhêtit (Bình Thuận) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trôc phôc vô chÕ biÕn xØ titan 34 Bé CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim ảnh 11 Ilmenit đà hoàn nguyên (của C.Ty que hàn VÜnh Phó) ¶nh 12 – XØ titan ViƯn KH & CN Mỏ-Luyện kim sản xuất thử Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 35 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim ảnh 13 Lấy mẫu xỉ titan đà qua chế biến phân tích ảnh 14 Tiến hành chạy thí nghiệm Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yÕu trôc phôc vô chÕ biÕn xØ titan 36 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim 3.2.6 Kết nghiên cứu tổng thể kết luận Qua loạt thí nghiệm với đối tợng mẫu nhận thấy rằng: + Thiết bị thiết kế chế tạo đà đáp ứng đợc mục tiêu đề là: - Hoàn thiện thiết kế đợc mẫu máy tun tõ cã c−êng ®é tõ tr−êng thÊp (u), cã khả điều chỉnh mềm ( từ - 700 oersted bề mặt tang) - Tìm đợc thông số kĩ thuật tối u cho loại đối tợng tuyển khác nh đề - Sau có đợc thông số máy từ thí nghiệm trên, áp dụng chế tạo hàng loạt để phục vụ sản xuất cho đối tợng theo yêu cầu 3.3 Dự kiến giá thành Sau tổng kết đề tài, tính thời điểm chế tạo thiết bị (tháng năm 2008) Giá thành thiết bị là: 135.000.000 đ (cha tính thuế) Dự kiến đa vào sản xuất đại trà hạ đợc giá thành yếu tố sau: + Thời điểm chế tạo giá thành vật t mức cao + Do máy chạy thư nghiƯm nªn cã sư dơng thªm nhiỊu bé phËn đắt tiền nh máy biến tần, cuộn dây đồng, nên vào sản xuất cho thị trờng đợc giản lợc bớt đà có đợc thông sè kÜ tht chÝnh x¸c qua c¸c thÝ nghiƯm cđa đề tài Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo m¸y tun tõ u trơc phơc vơ chÕ biÕn xỉ titan 37 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim chơng Định hớng áp dụng kết nghiên cứu 4.1 Dự kiến hiệu kinh tế áp dụng kết nghiên cứu vào sản xuất Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo đợc máy tun tõ u trơc (tang) cã tõ tr−êng ®iỊu chỉnh mềm, suất phù hợp với thực tế sản xuất, đà góp phần làm đa dạng chủng loại máy tuyển từ Việt Nam thiết kế chế tạo Các nhà máy sản xuất ilmenit hoàn nguyên phục vụ cho chế tạo thuốc bọc que hàn, nhà máy sản xuất xỉ titan đà xây dựng cần nhiều máy tuyển từ yếu dạng tang quay vào khâu chế biến sản phẩm Máy tuyển từ yếu TTY-2T thay cho tuyển từ -băng tải phải nhập từ nớc ngoài, đáp ứng nhiều yêu cầu kĩ thuật mà khâu chế biến xỉ titan đặt nh: phân li ổn định điều chỉnh linh hoạt thông số kĩ thuật theo yêu cầu khác nguyên liệu sản phẩm Thiết bị chế tạo không phức tạp, nguyên vật liệu có thị trờng nớc Giá thành thiết bị thấp so với nhập ngoại (TQ) so sánh suất, chức dây chuyền nhà máy chế biến xỉ titan Để đa kết kuận trên, đề tài đà trực tiếp tham khảo tham gia thiết kế dự án xây dựng nhà máy xỉ titan Công ty (BIMICO, BIOTAN, HŨ ….) ViƯn Khoa häc & C«ng nghƯ Mỏ-Luyện kim chủ trì 4.2 Địa áp dụng Trớc đăng kí đề tài, Viện đà tìm hiểu trớc sở cần sử dụng máy tuyển từ yếu mà đề tài nghiên cứu thiết kế là: Công ty que hàn Vĩnh Phú (dùng cho phân xởng hoàn nguyên ilmenit), Nhà máy xỉ titan Công ty cổ phần khai thác chế biến khoáng sản Bình Định (BIMICO) Nhà máy xỉ titan Công ty dợc phẩm Bình Định (BIOTAN) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trôc phôc vô chÕ biÕn xØ titan 38 Bé CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Nhà máy xỉ titan Công ty cổ phần nhà nớc thành viên khai thác chế biến khoáng sản Thừa Thiên Huế Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 39 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Kết luận kiến nghị kết luận Đề tài: "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máytuyển từ yếu hai trục phục vụ chế biến xỉ titan" đà đạt đợc kết nh mục tiêu đà đặt ban đầu: Hoàn thiện đợc mẫu máy mang tính công nghiệp áp dụng trực tiếp cho sản xuất chế biến xỉ titan ilmenit hoàn nguyên Tổng hợp đợc số thông số, tiêu kĩ thuật cho công nghệ tuyển khoáng (ilmenit, ilmenit hoàn nguyên, xỉ titan) Qua trình chạy thử thí nghiệm cán chuyên môn kiểm chứng thêm đợc số thông số kĩ thuật cho máy tuyển từ Kiến nghị Hiện nớc ta ngành khai thác chế biến ilmenit từ sa khoáng ven biển nớc ta đà hoạt động phát triển đợc gần 20 năm, nguồn quặng giầu ilmennit dễ khai thác chế biến ngày giảm, chí có nơi đà cạn kiệt Những nơi quặng có trữ lợng lớn thờng kèm theo nhiều thành phần cần tuyển tách bỏ; đồng thời Nhà nớc thị sở khai thác khoáng sản phải chế biến sâu đợc cấp phép khai thác Nhu cầu thị trờng về máy tuyển từ yếu nớc đợc mở rộng, để tới sản xuất hàng loạt cần phải nghiên cứu hoàn thiện thêm nhằm hạ giá thành đạt tiêu chuẩn mỹ thuật công nghiệp Đề nghị cho phép đề tài triển khai sản xuất Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 40 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim Tài liệu tham khảo В.Л Егоров Магнитные, электрические и специальные методы обогащения руд «Недра» 1977 В.Г Деркач Специальные методы обогащения полезных искомпаемых ôằ 1966 3.http://books.google.com.vn/books?id=WFBpOXSe8kQC&pri ntsec=frontcover 4.http://www.mintek.co.za/Pyromet/CFB6/CFB6.htm Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vô chÕ biÕn xØ titan 41 ... Mỏ-Luyện kim Nhà máy xỉ titan Công ty cổ phần nhà nớc thành viên khai thác chế biến khoáng sản Thừa Thiên Huế Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 39 Bộ... Mỏ-Luyện kim ảnh - Kết cấu khung bố trí phận đợc chọn lựa ảnh - Máy tuyển từ yếu tang (TTY-2T) hoàn thiện Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 25 Bộ CôngThơng... Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tuyển từ yếu trục phục vụ chế biến xỉ titan 14 Bộ CôngThơng Viện Khoa học & Công nghệ Mỏ-Luyện kim chơng nội dung kết nghiên cứu 3.1 nội dung nghiên cứu