Nghiên cứu xử lý bã điện phân của nhà máy kẽm điện phân thái nguyên để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đồng

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG

CÔNG TY TNHH KIM LOẠI MÀU THÁI NGUYÊN

BAO CAO TONG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIEN CUU XU LY BA DIEN PHAN CUA NHA MAY

KEM DIEN THAI NGUYEN DE THU HOI DONG PAP UNG NHU CAU LUYEN DONG

Chủ nhiệm dé tai: NGUYEN VAN KE

6793 14/3/2008

Trang 2

BỘ CÔNG THƯƠNG CÔNG TY TNHHNN MỘT THÀNH VIÊN KIM LOẠI MẦU THÁI NGUYÊN Ñrr2/ BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SỐ HIỆU CƠNG TRÌNH: 230.07.RD/HĐ-KHCN

Tên dé tài:”?Nghiên cứu xử lý bã điện phân của Nhà máy kẽm điện Thái Nguyên để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đồng”

Cơ quan chủ trì: Công ty TNHHNN Một thành viên Kim loại mầu Thái

nguyên

Thái Nguyên, ngày ÿ tháng năm 2008

Trang 3

NHŨNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN CHÍNH

Họ và tên Học vị, chuyên môn

1- Nguyễn Văn Kế KS- CBKT Công ty KLM Thái Nguyên 2 - Dang Trọng Dinh KS~— TP Luyện kim nt

3 - Lê Minh Khai KS- GÐ Công ty nt

4 - Vũ Ngọc Hoa KS — PGD Cong ty nt

5 - Nguyén Van Tudn KS — CBKT nt

6 - Lit Thi Thanh Hai CD — Hod PT nt

7 - Nguyễn Văn Tháu KS— TP Kế toán TK nt

8 - Vũ Đình Thêm KS — PTP Luyén kim nt

8 - Nguyễn Quốc Hương QD — PX Hoa tách nt

10-Hoàng Khải Quốc Minh KS-GDNM Kém nt

11-Bùi Huy Tuấn KS- TP KTKCSNM nt

11 - Đỗ Minh Hảo KS-~ CBKTKCS nt

Ngoài ra còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của Cán bộ, Cơng nhân Phan xưởng Hồ tách của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên trực thuộc Công ty TNHHNN Mội thành viên kim loại mầu Thái Nguyên

Trang 4

MỤC LỤC Trang

Lời nói đầu 4

PHAN I: TONG QUAN 6

I.Xuất sứ của đề tài 6

IL Sơ đồ lưu trình công nghệ Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 6 II, Tình hình chế biến các sản phẩm từ bã đồng của Nhà máy kẽm 9

PHAN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10

1.Sơ đồ công nghệ 10

TI.Cơ sở lý thuyết 10

IH Chế độ thí nghiệm và thao tác hoà tách 11

PHẨN II KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU 13

I.Khảo sát thí nghiệm thực nghiệm 13

H Dự kiến các chỉ tiêu KTKT áp dụng vào thực tế sản xuất 19

PHẦN IH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 20

PHỤ LỤC 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Đồng là nguyên tố rất phổ biến trong thiên nhiên Có rất nhiều khoáng

vật khác nhau chứa đồng nhưng có 2 khoáng vật chủ yếu là sulfua và ôxi 6 nước ta theo số liệu địa chất công bố, sơ bộ thấy khoáng sản đồng chủ yếu là:

Đồng là kim loại mầu quan trọng, được ứng dụng ngày càng rộng rãi

trong lĩnh vực công nghiệp, quốc phòng và khoa học kỹ thuật hiện đại

Các lĩnh vực ứng dụng của nó như:

+ Đồng kim loại sạch: Được dùng chủ yếu trong kỹ thuật truyền dẫn điện,

trong kỹ nghệ thông tin liên lạc Lợi dụng tính dẫn điện tốt của nó

Ở Mỹ còn dùng để phủ mái nhà chọc trời, để đóng cọc móng những ngôi nhà lớn

ở thành phố Newyork Lợi dụng tính không rỉ và không bị ăn mòn của nó + Đồng hợp kim: - Đồng thau: là hợp kim Cu - Zn, ngoài ra còn có các kim loại khác như Pb, Fe, Sn, Mn còn gọi là đồng vàng - Đồng thanh: có 2 loại: đồng thanh thiếc ký hiệu 5;O và đồng thanh nhôm ký hiệu 5pA

- Đồng bạch: gồm 2 loại chính là: Mai ~ so, chính là hợp kim Cu — Ni, và Mô - nen, cũng là hợp kim của Cu — Ni nhưng có thêm Fe, Mn

- Đồng chì: Là hợp kim Cu — Pb ít co ngót khi đông đặc và có tính ăn

khuôn tốt nên thường được dùng để đúc tượng + Hợp chất của đông:

Hợp chất của đồng được dùng phổ biến nhất là Sunfat đồng (CuSO,)

Năm 2007, Công ty TNHHNN một thành viên Kim loại mầu Thái Nguyên

được Bộ Công nghiệp giao nhiệm vụ nghiên cứu để tài số 230.07.RD/HĐ- KHCN: " Nghiên cứu xử lý bã điện phân của Nhà máy kẽm điện Thái Nguyên

để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đồng " Nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng là nguyên liệu sản xuất cho Nhà máy luyện đồng của Tổng Cơng ty

khống sản-TKV Đồng thời đóng góp một phần vào chiến lược phát triển ngành công nghiệp luyện đồng của Việt Nam

Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự ủng hộ và giúp đỡ tận tình của Lãnh đạo Bộ Công nghiệp, Vụ Khoa học Công nghệ Bộ Công Thương, Tổng Cơng ty Khống sản - TKV Lãnh đạo Công ty TNHHNN MTV

Trang 6

Kim loại mầu Thái Nguyên, các Phòng kỹ thuật, các Phòng quản lý Công ty, Lãnh đạo Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên, Phòng Kỹ thuật KCS, Phân xưởng Hoà tách và làm sạch của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình đó

THAY MẶT BAN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Trang 7

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIÊU

I XUẤT XỨ CỦA ĐỀ TÀI:

Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên được đưa vào vận hành từ đầu năm

2006 dùng công nghệ điện phân và do đặc thù của nguyên liệu tỉnh quặng kếm

thường cộng sinh với các kim loại khác như:hai bảng dưới đây

Bảng: Thành phần hoá học tỉnh quặng kẽm sulfua (%) Nguyên tố Zn Fe Cd Cu Pb § As Sb Mn Hàm lượng 50,75 5,79 0,31 0,30 2,02 30,79 0,18 0,025 | 0,12 Nguyên tố Co Ni CaO MgO SiO, AlLO; F cl Hàm lượng | 0,049 0025 2/08 1,44 1,12 0,55 0,022 0,003 Bảng: Thành phần hoá học bột ôxit kẽm (%6) Nguyénté | Zn Fe Cd Cu Pb § As Sb Mn Hàm lượng | 60,0 0,92 0,13 0,016 | 9,68 0,38 0,23 0,02 | 0,24 Nguyén té Co Ni CaO MgO SiO, ALO, | F cl Hàm lượng | 0,02 0,001 280 1,83 3,10 1,0 0,18 0,27

Dang t6n tai cia déng trong tinh quang kém sulfua, bét 6xit kém thường

là đạng ôxit đồng và sulfua đồng, tuy nhiên tỉnh quặng kẽm sulfua và bột kếm ôxit khi thiêu trong lò thiêu lớp sôi và lò thiêu nhiều tầng ở nhiệt độ 800 °C phần

lớn đồng sulfua đã chuyển hoà sang dang 6xit

Vì vậy trong quá trình hoà tách axit tỉnh quặng kếm ỏ điều kiện nồng độ

aXit cao một số kim loại cộng sinh cũng tan ra và đi vào dung dịch nếu dùng dung dịch này điện phân thì chất lượng kẽm thỏi không cao vì lẫn tạp chất theo con đường hoà học hoặc cơ học vậy dung dịch này phải được mà phải làm sạch dung dịch trước khi điện phân

H.SƠ bổ LƯU TRÌNH CƠNG NGHỆ NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN

( xem trang sau)

Trang 8

_ Than Bột ô xịt kẽm es Lo sinh khi Hoa tan trung tinh Hoa tan trung tinh Say >| Thu bui + —— ` 1 | 4 ‘ ñ

Lò thiêu nhiều tầng Bun DD trong Bin trong Bun Lò thiêu lớp sôi Bụi

| [7 | (đưa đi phối liệu}

Ỷ

Khổ ô xít kẽm Hoà tan axit _>| Làm sạch nhiệt độ cao Hoà tan axit4 }< 9 thu KhÏlè

Lit 4 1 TT |Erlr

( Khử bụi Ba DDich DDich Ba Cu, Cd Bin DDich trong Bui Làm nguội bốc hơi

|— (Đi hoà tan 5 ¬

: Ỉ ] | trung tinh) = Ỳ

Bui Khói Làm sạch -

(Thải) Sấy tự nhiên Nhiệt thấp || Hoàtan Trung hoà TT

Ba Cu, Gd DDich DDich DD ttchg Ban Làm sạch khí

Đi hoà tan 4_ Bùn cực 4 [ + Ỳ :

|- —— tungtnh Điện phân Thay thế Kết tinh khử Fe |,

= 7 y Chuyén hoa

ưa đến các công đoạn _DD điện phân thai „_ Kẽm tấm DDich DDich Bấ sắt

Hoà tách { (đi hoà tan (đi hồ tan

»ị_ Đúc thơi trung tính) trung tính)

Ỷ Hoa tan a xit >

Ba xit bấn chứa bụi

DD di h.tan gỗ Một phần dịch thải { dẫn trạm nước thải)

Nghién (H.tan TT ZnO) 4 Ỳ

Trang 9

Từ sơ đồ công nghệ Nhà máy nhận thấy các bã Cu, Cd đồng được tách ra

từ công đoạn làm sạch dung dịch lượng bã đồng được khoảng 350 — 400 tấn/năm hàm lượng đồng trong bã này còn thấp khoảng 3-5%Cu việc nghiên cứu nâng

cao hàm lượng đồng trong bã đồng là hết sức cần thiết để nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất, tiết kiệm tài nguyên

2 Công đoạn làm sạch dung dịch như sau:

Hoà tách quặng thiêu và bột ôxit kẽm thu được dung dịch hoà tách trung tính Tuy khi hoà tách đã giảm thấp được hàm lượng Fe, As, Sb và các tạp chất khác, song vẫn chưa đạt yêu cầu của khâu điện tích kếm Rất nhiều tạp chất (như

Cu, Cả, Ni, As, Sb) đêu có hàm lượng trên mức cho phép Do đó dung dịch hoà

tách trung tính trước khi đưa vào điện tích, cần phải làm sạch khử đi các tạp chất để thu được dung dịch đủ tiêu chuẩn trước khi đưa vào điện tích, đồng thời làm cho các tạp chất tách khỏi dung dịch dưới dạng bã Trong đó các kim loại có giá

trị được làm giàu có thể thuhồi ˆ

Lam sach dung dịch ZnS0; chủ yếu đùng phương pháp thay thế bằng kẽm hạt để khử đi các nguyên tố tập chất có điện thế tiêu chuẩn cao hơn kẽm Điện

tích tiêu chuẩn của kẽm tương đối thấp, khi cho kẽm hạt vào đung địch ZnS0, liền xảy ra các phản ứng với các kim loại mạng ion đương như Cu, Cd v.v như

SaU :

Zn + Cu** = Zn* + Cu

Zn + Cd* =72n?+Cd

Zn + CÚ* = Zn?'+ Co

Các nguyên tố tạp chất trong dung dịch Cu?!, Cd?*, Co?* so với kẽm đều có điện thế dương (trong đó E' Zn = - 7,63 V; E” Cu = + 0,337 V; E?Cd = - 0,403V; E” Co = - 0,277V) nên đều có thể bị kim loại kẽm thay thế tách ra khỏi

dung dịch, đạt được mục đích khử tạp chất Trong bã lọc ra chủ yếu có chứa Cu,

Cd, Co v.v loại bã ngày thường gọi là bã đồng Cadmi, đạng tồn tai của chúng

thường ở đạng kim loại được kết tủa

3 Thực tế điều kiện thao tác kỹ thuật của nhà máy kẽm điện phân: Trong quá trình làm sạch dung dịch ZnS0,, các yếu tố sau đây có ảnh

hưởng rất quan trọng đến phản ứng thay thế

- Chất lượng bột kếm:

Bao gồm độ sạch và độ hạt của bột kẽm, phản ứng trao đổi xẩy ra trên bề mặt kẽm hạt Phản ứng trao xảy ra trên bề mặt kẽm hạt Vì vậy bề mặt bột kẽm càng lớn thì cơ hội để bột kẽm tiếp xúc với các ion tạp chất trong dung dich càng

nhiều Cỡ hạt bột kẽm quá nhỏ đế nổi lên bề mặt dung địch cũng không có lợi cho phản ứng trao đối Nói chung cỡ hạt của bột kẽm nên khống chế ở 100-120 mắt Đồng thời thành phần hoá học của bột kẽm phải sạch, nếu không lại đem

thêm tạp chất mới vào Kết hợp các yêu cầu trên, trong sản xuất công nghiệp

thường sử dụng bột kẽm hoạt tính của lò điện sản xuất ra, loại bột kẽm này về cỡ hạt cũng như độ sạch đều có thể đáp ứng yêu cầu của sản xuất công nghiệp

Trang 10

- Cường độ khuấy : ,

Do Cu”, Cả?" trong đụng dịch có xu thế khuếch tán lên bể mặt của bột kẽm, sau khi tiếp xúc với nhau mới xảy ra phản ứng trao đổi Tăng thêm cường

độ khuấy, một mặt có lợi cho sự khuếch tán của các ion tham gia trao đối, mặt

khác có lợi cho việc khử đi các vật đính vào bề mặt bột kẽm, bảo đảm phản ứng trao đổi tiến hành liên tục Trong quá trình trao đổi sử dụng phương pháp khuấy

cơ giới chứ không phải khuấy bằng không khí Vì khuấy không khí đem theo ôxy vào sẽ làm cho đồng đã kết tủa nhất là Cadmi này sinh biện tượng tan trở lại

Đồng thời đễ làm cho bột kẽm bị ơxy hố tạo thành hiện tượng tro bề mặt, Vì

thế trong sản xuất công nghiệp xử dụng khuấy cơ giới và khống chế cường độ khuấy ở mức nhất định

- Nhiệt độ trong quá trình phản ứng :

Sử đụng lưu trình làm sạch 2 giai đoạn, nhiệt độ cao trước nhiệt độ thấp sau, cần phải khống chế nhiệt độ chặt chẽ Nói chung, khi làm sạch nhiệt độ cao, khống chế nhiệt độ là 85°C có thể làm cho đại bé phan Co, Ni trong dung dich

kết tủa, tương tự khi làm sạch nhiệt độ thấp khống chế nhiệt độ nhỏ hơn 50C

Nếu để nhiệt độ quá cao có thể làm lượng tiêu hao bột kẽm tăng lên đột biến, đồng thời nhiệt độ cao quá cùng làm cho Cadmi tan trở lại

- Tác dụng của muối Antimoan :

Mục đích cho muối Antimoan vào là để khử Coban Điện thế tiêu chuẩn của Coban vốn dương hơn kẽm, lẽ ra có thể bị kẽm thay thế Nhưng do Coban có siêu điện thế tương đối lớn, cho vào nhiều bột kẽm cũng không có thể thay thế

khử đi Coban được triệt để Khi trong dung địch có muối Animoan, đo siêu điện thế của Coban tương đối nhỏ so với Antimoan, đưới tác đụng của điện hoá học, Antimoan trong dung dịch tiếp nhận điện tử thành Coban trung tính kết tủa

~ Tác dụng của chất cho thêm :

Chất cho thêm có tác dụng vô cùng quan trọng trong quá trình trao đổi

lắng Cadmi, một lượng ít CuS0, có thể làm chất xúc tác để đảm bảo phản ứng trao đổi tiến hành được hoàn toàn Nói chung hàm lượng đồng trong dung địch khống chế ở mức 200 - 250 mg/I

I TINH HINH CHE BIEN CAC SAN PHẨM DONG TU BA ĐỒNG

CUA NHA MAY KEM

1.Tình hình trên Thế giới

Trong công nghệ thuỷ luyện kẽm thường công sinh ra các kim loại Cả, Cu, Mn, Pb ở khâu Hoà tách tỉnh quặng và làm sạch dung dịch điện phân tuỳ mục đích sử dụng mà các nước Một số nước công

phát Nhât Bản, Mỹ, Trung Quốc đùng bã đồng để sản xuất Sulfat

Trang 11

2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Ở nước ta chưa có nhà máy điện phân kẽm nào nghiên cứu xử lý bã đồng có trong quá trình thuỷ luyện kẽm Chỉ có nghiên cứu hoá luyện, thuỷ luyện đồng từ quặng Từ kết quả nghiên cứu thành công này sẽ nghiên cứu tiếp ở quy

mô bán công nghiệp

PHẨN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I.SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CÚU Thùng điều chế bùn bã lọc Ẳ Nghiền và điều chế bùn v Thùng hoà tách bã Cu, Cd Ỷ Máy lọc ép >| KếttủaCd Đưa vé HT Trung tinh 2 en Ba > 15%Cu May loc ép ———»| Bacd H.CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Lý thuyết hoà tách bã làm sạch chứa Cu

- Quá trình xử lý bã làm sạch của nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên là

một quá trình hoà tách bằng con đường thuỷ luyện dựa trên các phản ứng hoá

học Trong điều kiện nhiệt độ để thúc đẩy tốc độ phản ứng hoà tan, phản ứng kết

tủa (xi măng hoá) để tách các chất khác ra khỏi bã chứa đồng và để nâng cao

hàm lượng đồng có chứa trong bã

- Trong bã thường có Zn, Cd tinh oxihoá của Zn”*, Cd?*' mạnh hơn Cuˆ* và

H” nên chỉ cần dùng axit có nổng độ vừa phải là có thể tách Zn, Cd ra khỏi bã Cu Khi ta dùng một kim loại có tính khử mạnh hơn để khử Cả” trong dung dich

về đạng kim loại Ở đây dùng là kim loại kếm vì sau đó kẽm di vao dung dich va

có thể sử dụng trong điện phân kẽm của Nhà máy

Đồng là kim loại có tính khử yếu do vậy đồng không bị hoà tan ở điều kiện hoà tách Cd, Zn Vậy bã thu được sau khi hoà tách Cả chính là bã có chứa hàm lượng đồng cao Ngoài ra còn thu được bã Cd xốp có hàm lượng cao 60%

Trang 12

Các phản ứng hoá học chính xảy ra: Cd+H,SO, = CdSO,+H, (1) CdO + H,SO, = CdSO,+H,O (2) Zn+ H,SO, = ZnSO, +H, (3) 2 Các nguyên vật liệu dùng trong hoà tách bã là sạch chứa Cu Bã đồng: Hàm lượng 3,84%Cu, 35,6%Zn, 10,8%Cd Bột kẽm kim loại: 92%n CuSO, thuần công nghiệp Vôi bột 70%CaO IL CHE ĐỘ THÍ NGHIỆM VÀ THAO TÁC HOÀ TÁCH 1 Chế độ thí nghiệm + Chọn 4 chế độ hoà tách 1.1.Chế độ 1 có các thơng số sau:

Nhiệt độ hồ | Nông độ dung oan

Trong luong : ` Thời gian hoà TT , tách dịch đưa vào bã/mẻ (tấn) tách (°C) hoa tach 1 2 70 pH=1 95h

+ Thao tac hoa tach ba

- Nghiền bị: Dùng 2 tấn bã đưa vào thùng điều chế bùn dùng 2,5 mỶ nước để

điều chế, sau đó xả vào máy nghiền bị kiểu ướt (thời gian nghiền bị 3h) từ máy nghiền bí dung địch đưa vào bể hoà tách đồng thời bơm dung dịch điện phân thải (phế) vào bể hoà tách đến pH= 2,5 thì dừng lại (thời gian bơm 2h) Dung địch điện phân thải dùng khoảng 2m”, tuỳ thuộc vào nồng độ axit trong dung dịch điện phân thải

- Vận hành máy khuấy, cấp nhiệt bằng hơi nước khống chế nhiệt độ

khoảng 70 °C Sau khi dung dịch đạt nhiệt độ, ta khuấy 1h thì kiểm tra pH của dung dịch, pH trong khoảng (3,5 — 4) là đạt yêu cầu Nếu pH>4 thì phải bổ sung

thêm axit đặc để giảm pH xuống khoảng (3,5-4); Nếu pH<3,5 thì bổ sung thêm

bã để đạt được PH trong khoảng (3,5 — 4), tiếp tục khuấy thêm 2h, trong khoảng

thời gian này phải luôn luôn kiểm tra độ pH và bổ sung axit, bã hợp lý để duy trì

độ pH trong khoảng (3,5-4)

Trang 13

- Thời gian khuấy đủ 2h thì bơm chuyển dung dịch đi lọc ép thời gian lọc ép 1,5h Bã thu được là bã đồng Dung địch sau lọc ép bơm đi làm sạch khử tạp chất dung dịch sạch thu được đùng trong quá trình hoà tách của Nhà máy kẽm

điện phân thu hồi lại kẽm có trong bã đồng tận dụng triệt để kẽm tiết kiệm tài

nguyên tăng giá trị của bã đồng

1.2.Chế độ 2 có các thông số sau:

Nhiệt độ hồ | Nơng độ dung Và `

Trọng lượng - ` Thời gian hoà TT „ tách dịch đưa vào bã/mẻ (tấn) si tách (°C) hoa tach 1 2 72 pH =1 95h

Các bước thao tác cũng như chế độ 1 và chỉ thay tăng nhiệt độ dung địch từ 70°C lên72°C, các thông số khác không thay đổi

1.2.Chế độ 3 có các thông số sau

Nhiệt độ hoà ¡ Nơng độ dung ¬

Trọng lượng , ` Thời gian hoà TT và tách dịch đưa vào bã/mẻ (tấn) tách (°C) hoa tach 1 2 75 pH =1 10h

Các bước thao tác cũng như chế độ 2 và chỉ thay táng nhiệt độ dung dich tir 72°C lên75°C, thời gian khuấy từ 3h lên 3,5h, các thông số khác không thay đổi

1.2.Chế độ 4 có các thông số sau

Nhiệt độ hoà | Nông độ dung

Trọng lượng ` Thời gian hoà TT và tách dịch đưa vào bã/mẻ (tấn) tách CC) hoa tach 1 2 75 pH=I 10,5h |

Các bước thao tác cũng như chế độ 3 và chỉ thay tăng thời gian khuấy từ 3h lên 4h, các thông số khác không thay đổi

Trang 14

PHAN IJ KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU LKHẢO SÁT THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM

1 Mục đích của thí nghiệm

Nghiên cứu xác lập quy trình công nghệ làm giầu hàm lượng đồng trong

quả trình xử lý bã khi thuỷ luyện kẽm thu hồi đồng Thử nghiệm sản xuất quy mô lớn

2 Mẫu nghiên cứu 2.1 Bã đồng

Mẫu nghiên cứu trong quá trình hoà tách là bã đồng của Nhà máy kẽm điện

phân Thái Nguyên Mẫu này thu được rừ quá trình hoà tách và làm sạch dung dịch điện phân kẽm có chất lượng và thành phần hóa học như sau:

Bang 1: Thanh phần bã chứa đồng chất lượng thấp(đầu vào) Ba Cu Nhà TL | Am | TL Thanh phan may kém ướt khô ĐPTN |Tấn |% | Tấn |%Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %Sb | %Mn | %Fe 80 | 47,5 |32,8 |3,84 |35,6 10,8

2.2 Dung dịch điện phân thải (phế)

Bảng 2: Thành phần dung địch điện phân thải Dung Thành phần dịch | Zn a F Cd Fe Mn Co Sb điện | (g/l) | (mg/l) | (mg) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg/l) phân | 50 160 60 11 l5 2500 |2,1 0,12 thải | Cu Ni As CaO | MgO [| Ht (g/l) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/) | (mgj) | Œœ/) 0,3 0,7 0,06 [550 230 180

3.Két qua thu duoc

3.1 Chế độ 1 hoà tách 20 tấn bã đầu vào được chia thành 10 mẻ thu được kết quả nhự sau:

Trang 15

Bảng3: Các thông số thí nghiệm

Thành phần phối liệu 1 mẻ Thời | Nhiệt pH | Thể

Bá Cuthu | TL | Ấm | TL được sau ƯỚC khơ Thành phân

khhồ Tấn |% Tấn | %Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %Sb | %Mn | %EFe tach 336 |35 12,26 ( 15,12} 13,4 [1,1 41,5 {0,23 | 0,4 1,7 Bảng5: Thành phần dung dịch sau hoà tách Dung Thành phần dịch | Zn cl F Cd Fe Ht Co Sb điện | (g/l) | ứng/) | (mg/) | (mg) | (ng/) | (mg/) | (mg/) | (mg/) phân | 85 152 55 24 12 163 163 | 0,09 thai

Bang6: Cac chi tiéu KTKT

TT | Danh mục ĐVT Số lượng Khối lượng

thực hiện

1 | Tiêu hao bã Tấn bã/TSP 4,18 9,5

2 | Tiêu hao DD ĐP phế m°/TSP 9,26 10.05

3 | Tiêu hao điện Kwh/TSP 46,30 300

4| Tiêu hao nước mỶ/TSP 5,016 32

5 | Chất lượng bã sản phẩm %Cu 15,12

6 | Thực thu đồng | % 94

Trang 16

3.2 Chế độ 2 hoà tách 20 tấn bã đầu vào được chia thành 10 mẻ thu được kết quả như sau: Bảng 7: Các thông số thí nghiệm

Thành phần phối liệu 1 mé Thời | Nhiệt | PH PH | Thể

DD điện | Lượng bãi Độ âm | Nước gian độ đâu cuối | tích

phân phế | đầu vào rửa

m° Tấn % m° h °C mì

2,2 2,0 47,5 2,5 105 172 11 3,5 10 |

Bảng8: Thành phần bã đông(sau hoà tách)

BãCuthu | TL | Am | TL Thành phần

được sau ướt khơ

khihồ | Tấn % Tan (%Cu | %Zn | %Pb | %Cd | SC1 | %Mn | %Fe

tach 342 {35 12,2 | 15,62] 12,141 1,07 | 0,75 10,23 10,41 | 1,8

Bảng9: Thành phần dung dich sau hoa tach

Dung Thanh phan dich | Zn cl F Cả Fe Ht Co Pb dién | (gf) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/) | (mg/) phan [90 145 | 52 22 {121 {161 [1,58 [0,076 | thai Bảng 10: Các chỉ tiêu KTKT TT | Danh mục DVT S6 luong Khối lượng thực hiện 1 | Tiêu hao bã Tấn bã/TSP 4,30 9,5 2 | Tiêu hao DD ĐP phế m”/TSP 3,00 21

4 | Tiêu hao nước m3/TSP 4,90 32

5 | Chất lượng bã sản phẩm %Cu 15,62

6 | Thực thu đồng % 95,5

Trang 17

TT Thành phân phối liệu \ mẻ Thời | Nhiệt | PH PH Thể

ĐỒ điện [Lượng bã] Độẩm [Nước| Í as | đâu | cuối | tích

mì Tấn % mỉ h °C m?

2,2 2,0 47,5 2,5 10,0 | 75 1,1 { 3,5 10

Bảng12: Thành phần bã đồng(sau hoà tách)

BãCuthu | TL | Am | TL được sau ướt khô Thành phản

khi hoà tách |Tấn |% Tấn | %Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %CI | %Mn | %Fe

3,45 |35 2,3 |16,0 | 12,1 {1,05 (0,70 10,23 10.42 |1,9

Bảng13: Thành phần dung dịch sau hoà tách

Dung Thanh phan dich Zn cl F Cd Fe H* Co Pb dién | (gf) | (mg/l) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg) | (mes) | (mes) phan | 94,5 149,01 [54 2,5 13,1 163 1,61 0,087 thai Bảng 14: Các chỉ tiêu KTKT TT | Danh mục DVT S6 luong Khối lượng thực hiện 1 | Tiêu hao bã Tấn ba/TSP 4,23 9,5 2 | Tiêu hao DD ĐP phế m/TSP 3,16 21

3 | Tiêu hao điện Kwh/TSP 4525 300

Trang 18

TT Thành phần phối liệu 1 mẻ -: Thời | Nhiệt | PH PH | Thể

m Tấn % mì h °C m°

2,2 2,0 47,5 2,5 105 | 75 1,1 2 3,5 10

Bảng16: Thành phần bã đồng(sau hoà tách)

Bã Cuthu | TL | Ẩm | TL Thành phần

được sau ướt khơ

khihồ | Tấn % Tấn | %Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %CI | %Mn | %EFe tách 6,78 |35 |4.41 |16,1 |12,14| 1,07 ¡0,75 10,23 !0,41 [1,8 Bangl7: Thanh phan dụng địch sau hoà tách Dung Thành phần dịch | Zn cl F Cd Fe Ht Co Pb điện | (g1) | (mg/l) | (mg/l) | (mg) | (mg) | (mg/l) | (meg) | (mg/l) phân | 95 151 54 2,5 13,1 | 163 1,61 | 0,087 thai Bảng I8: Các chỉ tiêu KTKT TT | Danh mục DVT S6 long Khối lượng thực hiện 1 | Tiêu hao bã Tấn bã/TSP 432 95 2 | Tiêu hao DD ĐP phế m?/TSP 3,1 21

Trang 19

Bảng19 Tính giá thành khi hoà tách nâng cao hàm lượng đồng Định | Số

TT | Danh mục DVT |mức lượng | Đơn giá Thành tiên

A_|SAN PHAM THU DUGC 308.326.706

I | Ba déng (quy khô) tấn 8,93 10.337.085 92.326.706 |

Chat luong %Cu 15,60

Thuc thu % 97

H_ | Bán sản phẩm

Dung dịch hoà tách địm 120 1.800.000 |_ 216.000.000

Néng độ g/l 120

B_ | CHI PHI GIAO CHO SX 290.673,.363,5

I | Thu nhap đồng | 67200 450.240 | 4.021.363,46 1 | Tiên lương (d/TSP) | 46.000 | 6,7 308.200 2.752.719 2 | Anka (đ/TSP)| 15.000 | 6,7 100.500 897.626 3 | Bồi dưỡng (đ/TSP) (đ/TSP)| 6.200] 6.7 41.540 371.019 II | Nguyên liệu 276.400.000 Bã đa vào HT (quy khô) tấn 38 6.500.000 /_ 247.000.000 Chất lượng %Cu 3,84 Dung dich ĐP phế 42 700.000 29.400.000 II | Năng lượng 1.960.000 ] | Điện năng_ 1.200 1.200 1.440.000 2 | Nước 130 4.000 520.000 IV_| Vật liệu phụ §.292.000 Lợi nhuận (A-B) 17.653.342,] 4.Nhân xét

- Qua thực tế thao tác vận hành hoà tách bã đồng để nâng cao hàm lượng đồng

trong bã đồng của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đã đạt được mục tiêu đề ra của đề tài (hàm lượng %Cu>15%)

- Từ 4 chế độ thí nghiệm nhận thấy chế độ 2 tốt hơn chế độ 1, chất lượng bã thu được có hàm lượng đồng cao hơn

Š Xử lý môi trường

- Môi trường chất thải rắn : Các chất rắn tạo ra đều là sản phẩm để bán

- Môi trường chất thải lỏng: Dung dịch tạo ra đều được quay vòng lại hồ tách

- Mơi trường khí

18

Trang 20

DL DỰ KIẾN CÁC CHỈ TIÊU KTKT ÁP DỤNG VÀO THỰC TẾ SẢN XUẤT

1.Đánh giá khả năng áp dụng vào thực tế sản xuất

Do sự cần thiết phải xử lý một lượng bã đồng lớn hàng năm sinh ra trong quá

trình sản xuất của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên một năm khoảng 300

tấn, chất lượng loại bã này có hàm lượng đồng thấp giá trị không cao, không thể

đáp ứng yêu cầu luyện đồng nên cần phải xử lý tiếp để có giá trị cao khi nó là nguyên liệu cho quá trình luyện đồng Theo đánh giá của Ban chủ nghiệm đề tài phương pháp này có thể áp dụng vào sản xuất thực tế

2.Dự kiến các chỉ tiêu KTKT áp dụng vào thực tế

BảngI1I: Dự kiến các chỉ Hêu KTKT áp dụng vào thực tế TT | Các chỉ tiêu KTKT DVT Số lượng Ghi chú 1 Tiêu hao bã Tấn bã/TSP 42 2 | Tiéu hao DD DP phé m”/TSP 9,0

3 Tiéu hao điện Kwh/TSP 126,0

4 Tiên hao nước m/TSP 14,7

5——T Chất lượng bã sản phẩm %Cu 16,2

6 | Thực thu đồng % 97

Bảng10: Chỉ phí sắn xuất hoà tách

Định ¡ Số

TT | Danh mục DVT | mite lượng | Đơn giá Thành tiền

A_|SAN PHAM THU DUOC 3.806.479.350

]_ | Bã đồng (quy khô) tan 110,00 | 10.337.085,00 | 1.137.079.350

Trang 21

Lợi nhuận thu duoc(A-B) 273.329.266

PHẦN II KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Đề tài:Nghiên cứu xử lý bã điện phân của Nhà máy kẽm điện Thái Nguyên để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đông thu được sản phẩm có hàm

lượng đồng > 15%Cu do Cong ty TNHHNN Một thành viên kim loại mầu Thái -_ Nguyên thực hiện, đối tượng Nghiên cứu là bã đồng của Nhà máy kẽm điện phân

Thái Nguyên

1.Kết quả nghiên cứu

+ Đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát hoà tách bã đồng thu được các chỉ tiêu KTKT chính như sau: TT Các chỉ tiên KTKT DVT Số lượng Ghi cha 1 Tiêu hao bã Tấn bã/TSP 4,25 2 Tiéu hao DD DP phé m*/TSP 13,4

3 Tiéu hao dién Kwh/TSP 134,0

4 Tiêu hao nước m°/TSP 14,5 5 Chất lượng bã sản phẩm %Œu 15,67 6 | Thực thu đồng % 97 + Đã xác định và xây dựng được quy trình công nghệ, thao tác vận hành hoà tách

+ Đã xây dựng được các thông số kỹ thuật và các chỉ tiêu KTKT hoà tách bã

đồng cho Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên thuộc Công ty TNHHNN Một thành viên kim loại mầu Thái Nguyên, áp dụng vào thực tế sản xuất của Công ty

Đã dự kiến các chỉ tiêu KTKT và chỉ phí sản xuất quy mô công nghiệp

Trang 22

2.Lợi ích của đề tài

Với việc nghiên cứu sản xuất thí nghiệm hoà tách bã đồng để nâng cao hàm

lượng đồng của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đã thu được sản phẩm có ham lượng đồng > 15%Cu Sản phẩm này bán cho Nhà máy luyện đồng Tầng

Loỏng Lào Cai với giá 10.337.085,0đ/tấn Sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có của

Nhà máy góp phần làm tăng biệu quả sản xuất kinh doanh của Công ty

3.Kiến nghị

Với kết quả của đề tài đạt được để nghị Bộ Công nghiệp nay là Bộ Công

thương nghiệm thu đề tài và xem xét cho nâng đề tài lên cấp P, để Công ty chúng tôi có điều kiện nghiên cứu thí nghiệm thêm Nhằm mục đích nâng cao giá trị kinh tế Đưa để tài vào thực tế sản xuất của Công ty nói riêng và của Việt Nam nói chung

THAY MẶT BAN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Nguyễn Văn Kế

Trang 23

PHỤ LỤC 1 MO TA THIET BI 1 Máy nghiền bị nước Thông số kỹ thuật TT Danh mục Thông số Ghi chú 1 | Trọng lượng 9.000 kg/chiếc 2 | Đặc tính về kỹ thuật $1.200x2.400mm

3 | Năng xuất làm việc 5-8 t/h 4 |Nang xuất kỹ thuật của | 12th

thiết bị

5 Công suất động cơ 45 Kw

2.May loc ép

a.Thông số trong quá trình làm việc

9 Công suất động cơ 1,5 Kw

10 | Nguồn điệncấp cho động cơ | 3 pha/3§0v/50Hz

3 Máy khuấy

2

Trang 24

Thông số kỹ thuật TT Danh mục Thông số Ghi chú 1 | Dung dịch làm việc 40 m? 2 | Kích thước đường kính 8.000 mm 3 | Mômen xoắn 2.356 Nm 4 |M6 men uén 5.085 Nm

5 | Nhiét d6 hoat dong 80 °C

6 | Tải trọng theo chiều thẳng |20KN

đứng

7 | Chiểu cao 4.600 mm

§ _ | Công suất động cơ ‘| 11,2 Kw, téc d6 1.500v/ph 9 | Nguồn điện cấp cho động cơ | 3 pha/380v/50Hz

10 | Tốc độ khuấy 68 v/ph

4 Bể cô đặc

a.Thông số trong quá trình làm việc

TT Thông số đặc tính Lọc nhiệt độ cao Ghi chi 1 |Nhệtđộ 80 °C 2 — THầm lượng bùn 30- 40% 3 Độ axIt -| PH=2-5,4 4_ | Luu luong 20-30 m?h b Thông số kỹ thuật

TT Danh mục Thong sé Ghi chi

1 ] Khả năng chịu nhiệt 150°C

2 | Kha nang chiu axit 150 gf

3 _ | Số lượng khoang lọc 60 khoang

4 Kích thước đường kính 9.000mm

5 | Năng suất 30-35m”/h

6 | Công suất động cơ 3Kw

7 | Nguồn điệncấp cho động cơ | 3 pha/380V/50Hz

5.Bơm hợp kim thép khong gi va chịu ăn mòn 23

Trang 25

Thông số kỹ thuật

TT Danh mục Thông số Ghi chú

1 | Công suất bơm m/h

2 -† Tốc độ quay 2.900vòng/phút

6 _ | Công suất động cơ 3 Kw

7 | Nguồn điệncấp cho động cơ | 3 pha/380V/50Hz

U THAO TAC VAN HANH THIET BI 1 Vận hành bể cô đặc

Dong đáy của bể điều tiết, dòng đáy bể lắng sau 8 giờ cô đặc, thông báo

cho phòng bơm bùn chuẩn bị hoạt động Sau khi nhận được thông báo mở van xả

bùn từ nhỏ đến lớn, sau khi kết thúc xả bùn, thông báo phòng bơm tat bom sau

đó mới đóng van xả bùn

2 Vận hành lọc ép

2.1 Trước khi lọc ép kiểm tra tình hình vận hành của thiết bị, tình hình vệ sinh, xem xét tình hình bôi trơn của các bộ phận, lượng dầu máy ép dầu và tình hình đường ống, phát hiện có vấn đề phải kịp thời báo cáo xử lý

2.2 Vải lọc phải rửa sạch, khi lấp phải phẳng, ngay ngắn, các lỗ phải đối

chuẩn, ngăn chặn rò dung địch, rò đục và đường chảy của dung dịch không thông suốt, phát hiện vải bị hỏng phải kịp thời thay, áp lực miệng vào dung dịch lọc phải đạt được ổn định đều, không được lúc to lúc nhỏ, nếu đung địch ép ra bị đục hoặc thời gian lọc ép quá dài thì phải tháo ra rửa sạch lắp lại

2.3 Tháo rửa máy lọc ép theo quy định

Trang 26

3.1 Trước khi vận hành phải kiểm tra tình trạng thiết bị, mức độ bôi trơn

của các bộ phận, kiểm tra cánh khuấy, nếu phát hiện có vấn đẻ phải báo cáo kịp

thời để xử lý

3.2 Lượng dung dịch cấp cho bể đủ theo quy định thì bất đầu vận hành Trước tiên cho máy chạy ở tốc độ thấp khi chạy ổn định mới được chuyển lên tốc độ đạt yêu cầu

4 Vận hành máy nghiền bị

4.1 Trước khi vận hành phải kiểm tra tình trạng thiết bị, mức độ bôi trơn

của các bộ phận, kiểm tra số lượng bị, chất lượng bị, nếu phát hiện có vấn đề phải báo cáo kịp thời để xử lý

4.2 Trước khi vận hành phải điều chế bùn bằng thùng điều chế bùn sau đó chạy máy nghiên bi ổn định mới mở van xả bùn vào máy nghiên bị kiểu ướt

Điều chế bùn liên tục và máy nghiền hoạt động liên tục khi nào đủ lượng dung

dịch cần dùng thì dừng lại

Trang 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tên tài liệu và tác giả Lý thuyết các quý trình luyện kim- Thuỷ luyện - Đại học BK Hà nội Lý thuyết các quý trình luyện kim- Điện phân - Đại học BK Hà nội Công nghệ luyên đồng - Đại học BK Hà nội Luyện kim mầu và quý hiếm - Đại học BK Hà nội mỊ tị SỈ ĐỊ m3 Sách tra cứu tóm tất các kim loại mầu — Người địch: Lê Văn Chức; Nguyễn Khắc Lư 6 _ | Hoá học vô cơ - Lê Mậu Quyền 7 | Báo cáo nghiên cứu khả thi Nhà máy đồng Tầng Loỏng — Tổng Cơng ty Khống sản - TKV

§ _ | Thiết kế kỹ thuật công nghệ Nhà máy kẽm điện phân Thái nguyên — Công ty TNHHNN Một thành viên Kim loại mầu Thái Nguyên

9 | Tạp chí: Khoa học công nghệ Kim loại Số 13 tháng 8/2007 Bài viết: Định hướng phát triển ngành khoáng sản giai đoạn 2006-2010 và những năm tiếp theo — Trương Đức Chính

Trang 28

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN

Phòng kỹ thuật - KCS CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thái nguyên,ngày tháng — năm 2007

PHIEU TRA KET QUA PHAN TICH

THANH PHAN PHAN TICH

STT TEN MAU | zn | Fe | Cd] cul Pb | § | As | $b | Mn | Co | Ni | cao |MgO| SiO;[AlOjj F | cl | GHICHU %» | % | % | %| % | % 1% | | % | % | % | 61%) | | % | %

4 | Tinh quặng kẽm sunfua |50,75| 5,79 | 0,31 | 0,30 | 2,02 |30,79| 0,18 |0,025| 0,12 |0,049|0,025| 2,08 | 1,44 | 1,12 | 0,55 |0,022|0,003

Trang 29

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN Phòng kỹ thuật - KCS CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thái nguyên,ngày tháng — năm 2007

PHIẾU TRA KET QUA PHAN TICH

Trang 30

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN Phòng kỹ thuật - KCS CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tư do - Hạnh phúc

Thái nguyên, ngày — tháng năm 2007

; PHIẾU TRẢ KẾT QUÁ PHÂN TÍCH

STT TÊN MẪU W, Cu Zn Cd Fe GHI CHU

% % % % %

4 |B& Bong ham lugng thấp 475 3,84 35,6 10,8 08

(Ba đầu vào) sep

TP.KY THUAT - KCS GIAM DOC NHA MAY

\ Uk J#J#»Ä Z ` Z-£ LY beg r

f

Trang 31

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHA MAY KEM ĐIỆN PHAN THA! NGUYEN

Phòng kỹ thuật - KCS Độc lập - Tư do - Hanh phúc

Thái nguyên, ngày tháng — năm 2007

Trang 32

Phòng kỹ thuật - KCS CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tư do - Hạnh phúc

Thái nguyên, ngày thang — năm 2007

STT TÊN MẪU Zn cl F Cd Fe Co Sb Ni Ho been GHI CHÚ

gl | mgt | mại | gì | mại | mại | mại | mạ | `

1 | Dung dịch sauhoàtách| 85 182 55 | B7 600 2,63 | 0,09 4,9 3,5

Oe ee a

TP.KY THUAT - KES _-GIAM ĐỐC NHÀ MÁY

(LUG Ce „

Bui Huy Tuan

Trang 33

Phòng kỹ thuật - KCS

CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thái nguyên, ngày — tháng năm 2007

PHIEU TRA KET QUA PHAN TICH STT TÊN MẪU Wa Cu Zn Cd i GHI CHU % % % % % Bã Đồng sau hoà tách

" (Đậu ra chế độ 1) » "5.12 nó hồ 2 sf earns} nnmnmennesnannnne

TP.KY THUAT - KCS GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

al H oth

\ putt) | 1 ⁄ .ứ

Bui Huy TÌấn `-/

Trang 34

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Phòng kỹ thuật - KCS Độc lập - Tự do - Hanh phúc

Thái nguyên,ngày tháng — năm 2007 PHIEU TRA KET QUA PHAN TICH STT TEN MAU Wy Cu Zn Cd Fe | GHI CHU % % % % % Bã Đồng sau hoà tách " Đâu ra chế độ 2) » ‘6 84 5 008 G2222

TP 1 THUẬT ¬ | / GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

Bui Huy T uấn

Trang 35

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Phòng ky thuat - KCS ‘ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thái nguyên, ngày tháng nam 2007 PHIẾU TRẢ KẾT QUA PHAN TICH

TEN MAU Zn Cl F Cd Fe Co Sb Ni lemme GHI CHÚ

gil mg/l mg/l gil mol mg/l mg/l mg/l P Dung dich sau hoa tach 93 151 54 9,21 650 2,61 0,087 1,7 3,5 (Chế độ 2)

TP.KỸ THUẬT - KC GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

Bùi Huy Tuấn `

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	893,49 KB