Nguyên cứu công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm (dưới 10 phần trăm) mỏ chợ điền phục vụ yêu cầu sản xuất bột kẽm

Để tận thu tài nguyên một cách hợp lý, đáp ứng phần nào yêu cầu cấp thiết của Công ty, nhà máy liên doanh Việt Thái, Bộ Công Thương đã giao cho Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim chủ trì đề tài "

Viện khoa học và công nghệ Mỏ - Luyện kim

Báo cáo tổng kết đề tài

NGHIấN CỨU CễNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG ễXIT KẼM (DƯỚI 10%) MỎ CHỢ ĐIỀN PHỤC VỤ YấU

CẦU SẢN XUẤT BỘT KẼM

Chủ nhiệm đề tài: ThS Trần thị hiến

6853

15/5/2008

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

1 Trần Thị Hiến Thạc sỹ tuyển khoáng

7 Trần Đức Dũng Kỹ thuật viên tuyển khoáng

MỤC LỤC

Danh mục các bảng biểu 4

Danh mục các hình vẽ 5

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 8

1.1 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẶNG KẼM 8

1.1.1 Vài nét về kim loại kẽm và khoáng vật chứa kẽm 8

1.1.2 Nguồn tài nguyên quặng kẽm trên thế giới và tại Việt Nam 9

1.1.2.1 Tài nguyên quặng kẽm trên thế giới 9

1.1.2.2 Tài nguyên quặng kẽm tại Việt Nam 10

1.1.3 Khái quát về mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn 11

1.1.3.1 Vị trí địa lý mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn 11

1.1.3.2 Trữ lượng mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn 11

1.1.3.3 Trữ lượng quặng ôxit kẽm mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn 12

1.1.4 Nhu cầu sử dụng quặng ôxit kẽm chì 12

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG KẼM CHÌ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 13

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 13

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước: 14

CHƯƠNG 2 – MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MẪU NGHIÊN CỨU 16

2.1 MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.2 MẪU NGHIÊN CỨU 17

2.2.1 Mẫu nghiên cứu 17

2.2.2.Gia công mẫu nghiên cứu 17

2.3 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU 19

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu 19

2.3.2 Kết quả nghiên cứu 19

2.3.2.1 Kết quả phân tích hóa đa nguyên tố quặng nguyên khai 19

2.3.2.2 Kết quả phân tích thành phần độ hạt 19

2.3.2.3 Kết quả nghiên cứu đặc điểm và thành phần khoáng vật 22

CHƯƠNG 3 - NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ 26

3.1 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TUYỂN 26

3.1.1 Phương pháp và thiết bị nghiên cứu 26

3.1.2 Nghiên cứu chế độ sàng rửa 27

3.1.2.1 Xác định thời gian đánh tơi 28

3.1.2.2 Xác định nồng độ đánh tơi 29

3.1.2.3 Xác định chi phí nước rửa ở sàng quay 31

3.1.2.4 Thí nghiệm sàng rửa với các điều kiện tối ưu đã chọn 32

3.1.3 Thí nghiệm khử slam 33

3.1.4 Thí nghiệm tuyển trên bàn đãi 34

3.1.4.1 Thí nghiệm đãi cấp hạt rộng -2+0,04 mm 34

3.1.4.2 Thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp -2+1 mm 35

3.1.4.3 Thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp -1+0,25 mm 35

3.1.4.4 Thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp -0,25+0,04 mm 36

3.1.5 Nghiên cứu tuyển từ 37

3.1.5.1 Thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi 38

3.1.5.2 Thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi 38

3.1.5.3 Thí nghiệm tuyển từ quặng nguyên khai 39

3.1.6 Thí nghiệm tận thu cấp -0,04 mm (slam) trên thiết bị đa trọng lực (MGS) 40

3.2 THÍ NGHIỆM SƠ ĐỒ 41

3.2.1 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 1 (SĐ1) 41

3.2.2 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 2 (SĐ2) 45

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 51

Danh mục các bảng biểu

Bảng 1- Các lĩnh vực sử dụng kẽm 8

Bảng 2 - Các khoáng vật kẽm chủ yếu 9

Bảng 3 - Trữ lượng quặng kẽm của một số quốc gia trên thế giới năm 2003 10 Bảng 4-Trữ lượng quặng kẽm một số tỉnh, thành phố trên lãnh thổ Việt Nam10 Bảng 5 - Trữ lượng mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kan 11

Bảng 6 - Nhu cầu nguyên liệu của Công ty Kim loại màu Thái Nguyên 13

Bảng 7 -Yêu cầu quặng tinh ôxit kẽm phục vụ sản xuất bột kẽm có hiệu quả.13 Bảng 8 - Bảng thành phần hóa mẫu nghiên cứu 19

Bảng 9 - Kết quả phân tích thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu 21

Bảng 10- Kết quả thí nghiệm xác định thời gian đánh tơi 28

Bảng 11- Kết quả thí nghiệm xác định nồng độ đánh tơi 29

Bảng 12 - Kết quả thí nghiệm xác định chi phí nước rửa ở sàng quay 31

Bảng 13 - Kết quả thí nghiệm sàng rửa với các điều kiện tối ưu 32

Bảng 14 - Kết quả thí nghiệm tách slam 34

Bảng 15 - Kết quả thí nghiệm đãi cấp hạt rộng -2+0,04 mm 35

Bảng 16 - Kết quả thí nghiệm đãi cấp hạt -2+1 mm 35

Bảng 17 - Kết quả thí nghiệm đãi cấp hạt -1+0,25 mm 36

Bảng 18 - Kết quả thí nghiệm đãi cấp hạt -0,25 +0,04 mm 36

Bảng 19 - Bảng tổng hợp kết quả đãi cấp hạt hẹp 36

Bảng 20 - Kết quả thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi 38

Bảng 21 - Kết quả thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi 39

Bảng 22- Kết quả tổng hợp thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi 39

Bảng 23- Kết quả thí nghiệm tuyển từ quặng nguyên khai 40

Bảng 24 - Kết quả thí nghiệm tận thu cấp -0,04 mm 40

Bảng 25 - Kết quả thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 1 41

Bảng 26 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ 1 42

Bảng 27 – Kết quả thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 2 45

Bảng 28 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ 2 46

Bảng 29 – Kết quả phân tích hóa sản phẩm hai sơ đồ tuyển 46

Bảng 30 - Các chỉ tiêu công nghệ dự kiến 48

Danh mục các hình vẽ

Hình 1: Sơ đồ gia công mẫu nghiên cứu thí nghiệm 18

Hình 2: Sơ đồ phân tích thành phần độ hạt 20

Hình 3: Đường đặc tính độ hạt mẫu nghiên cứu 21

Hình 4: Sơ đồ thí nghiệm sàng rửa đánh tơi 27

Hình 5: Đồ thị biểu diễn thời gian đánh tơi 29

Hình 6: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ R:L 30

Hình 7: Đồ thị biểu diễn chi phí nước rửa 32

Hình 8: Sơ đồ chuẩn bị mẫu nghiên cứu, tách slam 33

Hình 9: Sơ đồ thí nghiệm đãi 34

Hình 10: Sơ đồ thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi 37

Hình 11: Sơ đồ tuyển từ quặng ôxit kẽm 38

Hình 12:Sơ đồ công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền (SĐ1) 43 Hình 13:Sơ đồ công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền (SĐ2) 44 Hình 14: Sơ đồ thí nghiệm đề nghị 49

Danh mục các ảnh chụp Ảnh 1: 75X; 1NC Tập hợp calamin, Smitsônit, thạch anh, mica 25

Ảnh 2: 37,5X; 2NC Gơtit, hy đrôxit sắt, xêruxit 25

Các ký hiệu đặc biệt

γ: Thu hoạch, %

β: Hàm lượng, %

ε: Thực thu, %

LỜI NÓI ĐẦU

Kết quả tìm kiếm và thăm dò quặng kẽm chì cho thấy trữ lượng kẽm chì ở nước ta không lớn, tập trung chủ yếu ở các tỉnh Miền Bắc như: Bắc Kạn, Thái Nguyên, Hà Giang, Tuyên Quang và Yên Bái Từ năm 2003 trở về trước, xuất khẩu nguyên liệu thô là chủ yếu, ngành công nghiệp khai thác, công nghệ chế biến còn khiêm tốn và nhiều hạn chế, khai thác quặng giầu, sau đó sơ tuyển để đạt được quặng thành phẩm Những năm gần đây quặng kẽm giầu sau nhiều năm khai thác đã trở nên cạn kiệt, vì vậy chất lượng quặng kẽm bị nghèo hóa đi đáng

kể không thể đáp ứng nguyên liệu sản xuất bột kẽm cả về hàm lượng cũng như về

số lượng

Công ty TNHHNN một thành viên Kim loại màu Thái Nguyên trong nhiều năm qua đã tiến hành khai thác và chế biến quặng kẽm khu vực mỏ kẽm chì Chợ Điền Tuy nhiên, Công ty mới chỉ khai thác quặng ôxit kẽm có hàm lượng Zn ≥

15 -18 % Tính đến hết năm 2005 trữ lượng quặng trong bảng cân đối với hàm lượng từ 5%Zn ÷ 10% Zn chiếm khoảng 873.220 tấn, đây là nguồn tài nguyên lớn nếu áp dụng công nghệ để làm giầu hiệu quả sẽ góp phần làm tăng khả năng tận thu tài nguyên một cách tốt nhất

Ngoài ra, để giải quyết vấn đề biếu lò trong khi sản xuất bột kẽm, Công ty TNHHNN một thành viên Kim loại màu Thái Nguyên đã có công văn số 1985 CV/KLM – KTM gửi Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Đề nghị tiến hành nghiên cứu công nghệ tuyển nhằm nâng hàm lượng kẽm và giảm hàm lượng các tạp chất

giảm hiện tượng biếu lò Đây là một vấn đề cần quan tâm, giải quyết được vấn đề

đó vừa tiết kiệm được tài nguyên vừa có ý nghĩa kinh tế - xã hội lớn

Để tận thu tài nguyên một cách hợp lý, đáp ứng phần nào yêu cầu cấp thiết của Công ty, nhà máy liên doanh Việt Thái, Bộ Công Thương đã giao cho Viện

KH&CN Mỏ - Luyện kim chủ trì đề tài "Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng ôxit

kẽm nghèo (dưới 10 % Zn) mỏ Chợ Điền Thái Nguyên phục vụ yêu cầu sản xuất

bột kẽm "

Công tác nghiên cứu được triển khai tại Phòng Nghiên cứu Tuyển khoáng thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Bộ Công Thương Công tác phân tích được thực hiện tại: Trung tâm Phân tích hoá lý thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản -

Bộ Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Phân tích và Thí nghiệm địa chất - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

Báo cáo tổng kết đề tài gồm 50 trang, 30 bảng biểu, 14 hình vẽ và 4 phụ lục

Báo cáo đã nêu khái quát về tài nguyên quặng kẽm chì ở Việt Nam, những phương pháp cũng như kết quả nghiên cứu thành phần vật chất mẫu, kết quả nghiên cứu các điều kiện và chế độ tuyển đối với mẫu nghiên cứu, để nhận được quặng tinh kẽm phục vụ yêu cầu sản xuất bột kẽm

Báo cáo cũng đưa ra sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu dự kiến khi tuyển các loại quặng ôxit kẽm nghèo có thành phần khoáng vật và thành phần hoá học tương tự như mẫu nghiên cứu

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 1.1 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẶNG KẼM

1.1.1 Vài nét về kim loại kẽm và khoáng vật chứa kẽm.

Kẽm là một trong những kim loại màu được sử dụng nhiều và rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, đứng thứ 3 sau nhôm và đồng Phổ biến nhất là dùng trong: Công nghệ tráng mạ kim loại, sản xuất hợp kim, sản xuất đồng thau, sản xuất sơn, công nghiệp cao su, ứng dụng cho các ngành công nghiệp khác.v.v

Bảng 1- Các lĩnh vực sử dụng kẽm

Khác 18,00 Khác 23,00 Tổng cộng 100,00 Tổng cộng 100,00 Nguồn: Đề án nhánh đổi mới công nghệ trong ngành khoáng sản đến 2015 [2]

Trong tự nhiên kẽm hầu như tồn tại ở dạng hợp chất Có rất nhiều khoáng vật chứa kẽm và được chia làm 2 nhóm chính: Nhóm khoáng vật ôxit và nhóm khoáng vật sulfua

+ Nhóm khoáng vật ôxit: Đây là nhóm khoáng vật thứ sinh tạo thành do quá trình ôxi hoá từ các khoáng vật sulfua Điển hình trong khoáng vật ôxit có

+ Nhóm khoáng vật sulfua: Khoáng vật sulfua kẽm phổ biến nhất hiện nay

và cũng là phổ biến nhất ở mỏ Chợ Điền là Sfalerit (ZnS) Sfalerit bao gồm 5 thế

hệ từ màu đen đến xanh phớt vàng, ở dạng thuần khiết Sfalerit chứa 67,1%Zn Khoáng vật sulfua ít phổ biến hơn là Vuazit (ZnS) có mạng tinh thể khác với

Sfalerit, Gotlarit (ZnSO4.7H2O) Các khoáng vật sulfua kẽm thường đi kèm với các khoáng vật chứa chì phổ biến là Galenit (PbS)

Khoáng vật chứa kẽm trong tự nhiên thường cộng sinh với các khoáng vật Chì, Đồng, Thiếc, Cađimi, Antimon, khoáng vật phi kim là Thạch anh, Mica, Canxit, Đôlômit, Sêrixit

Các khoáng vật kẽm chủ yếu nêu trong bảng số 2

1.1.2 Nguồn tài nguyên quặng kẽm trên thế giới và tại Việt Nam

1.1.2.1 Tài nguyên quặng kẽm trên thế giới

Nguồn nguyên liệu quặng kẽm hiện có ở 50 quốc gia, tập trung chủ yếu ở Australia, Trung Quốc, Mỹ, Canada, Peru Theo số liệu của Tổ chức Nghiên cứu Kẽm Chì Quốc tế (ILZSG) và tổng hợp các số liệu hiện có của Việt Nam, trữ lượng quặng kẽm một số nước được nêu trong bảng số 3

Bảng 3 - Trữ lượng quặng kẽm của một số quốc gia trên thế giới năm 2003

Nguồn: Đề án nhánh đổi mới công nghệ trong ngành khoáng sản đến 2015 [2]

1.1.2.2 Tài nguyên quặng kẽm tại Việt Nam

Ở Việt Nam nguồn quặng kẽm không nhiều và tập trung chủ yếu ở các

tỉnh của Miền Bắc Trữ lượng quặng ôxit kẽm một số vùng trên lãnh thổ Việt

Nam nêu trong bảng số 4

Bảng 4 - Trữ lượng quặng kẽm một số tỉnh, thành phố trên lãnh thổ Việt Nam

Trữ lượng, tấn T

Nguồn: Đề án nhánh đổi mới công nghệ trong ngành khoáng sản đến 2015 [2]

1.1.3 Khái quát về mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn

1.1.3.1 Vị trí địa lý mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn

Mỏ kẽm chì Chợ Điền nằm trong phạm vị xã Bản Thi và xã Tân Lập

huyện Chợ Đồn Tỉnh Bắc Kạn Mỏ nằm cách Hà nội (theo đường chim bay) về

phía Bắc - Tây bắc khoảng 140-150 km và cách thành phố Thái Nguyên (nơi

Công ty TNHHNN một thành viên Kim loại màu Thái Nguyên đặt trụ sở) về phía

Tây Bắc khoảng 80-90 km Vùng mỏ nằm ở vị trí địa lý:

20°14′00″ ÷ 22°19′33″ vĩ độ Bắc

105°29′33″ ÷105°34′30″ kinh độ Đông

1.1.3.2 Trữ lượng mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn

Cho đến thời điểm hiện nay đây là mỏ kẽm chì lớn nhất và được thăm dò

tỷ mỉ nhất Việt Nam Mỏ có trữ lượng địa chất như bảng sau:

Bảng 5 - Trữ lượng mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kan

Hàm lượng

Số

TT

Đối tượng quặng

Trữ lượng

Nguồn: Báo cáo địa chất CK58 năm 1984 [1]

Quặng ôxit đã được Công ty Kim loại màu Thái Nguyên đưa vào khai

thác chính thức từ năm 1988 với sản lượng khai thác hàng năm từ 40.000 ÷

60.000 tấn quặng kẽm ôxit các loại Quặng sunfua được đưa vào khai thác muộn

hơn và đến năm 2000 mới chính thức khai thác với sản lượng khai thác khoảng 30.000 ÷ 35.000 tấn/năm

Tài nguyên quặng ôxit còn lại sau nhiều năm khai thác chủ yếu là quặng dạng đống, túi lộ ra trên mặt địa hình nên dễ khai thác, tuy nhiên hàm lượng quặng tương đối đồng đều nên rất khó chọn lọc làm giầu quặng bằng các phương pháp thủ công

1.1.3.3 Trữ lượng quặng ôxit kẽm mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn

Mỏ kẽm chì Chợ Điền đã được khảo sát đánh giá trữ lượng qua nhiều thời

kỳ, dựa trên cơ sở tài liệu địa chất như: CK.3; CK.44; CK.57; CK.59 Qua nhiều năm khai thác hiện trạng tài nguyên quặng kẽm của mỏ tính đến năm 2005 có tổng trữ lượng lượng là 2.769.111 tấn, tập trung chủ yếu ở 13 khu vực như: Cao Bình, La Pointe, Bản Thi, Bô Luông, Bopen Bop, Lũng Hoài [3]

Tính đến hết năm 2005 trữ lượng quặng trong bảng cân đối với hàm lượng

từ 5%Zn ÷ 10% Zn chiếm khoảng 873.220 tấn, đây là nguồn tài nguyên lớn nếu

áp dụng công nghệ để làm giầu hiệu quả sẽ góp phần làm tăng khả năng tận thu tài nguyên một cách tốt nhất

1.1.4 Nhu cầu sử dụng quặng ôxit kẽm chì

Hiện nay, Việt Nam có 5 nhà máy, xưởng sản xuất bột kẽm từ quặng ôxit Các nhà máy này đang hoạt động trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang, Bắc Kạn, Thái Nguyên và đã sử dụng công nghệ lò quay, lò phản xạ để sản xuất bột kẽm Dựa vào tình hình thực tế khả năng xử lý quặng nguyên khai của các dự án khai thác, chế biến đang được triển khai thì yêu cầu nguyên liệu cho các năm tới như sau:

Bảng 6 - Nhu cầu nguyên liệu của Công ty Kim loại màu Thái Nguyên

Nhu cầu nguyên liệu

Số

Ghi chú: Đối với nhu cầu quặng tinh cung cấp cho Liên doanh Kẽm Việt – Thái, quặng có hàm lượng 20 %Zn đã được sử dụng từ cuối năm 2003 đến hết năm 2007 Từ năm 2008 Liên doanh Kẽm Việt Thái sẽ sử dụng quặng có hàm lượng kẽm trung bình khoảng 12,56 %

Trong khi sản xuất bột kẽm đã xuất hiện các biếu lò làm gián đoạn quá trình sản xuất gây tổn thất về kinh tế, vì vậy để giảm hiện tượng biếu lò, quặng tinh ôxit kẽm phục vụ yêu cầu sản xuất bột kẽm có hiệu quả được Công ty kim loại màu Thái Nguyên và Công ty Liên doanh Công nghiệp Việt - Thái yêu cầu như sau:

Bảng 7 - Yêu cầu quặng tinh ôxit kẽm phục vụ sản xuất bột kẽm có hiệu quả

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Công nghệ tuyển các loại quặng sunfua kẽm - chì đã được nghiên cứu nhiều ở các nước và đã được áp dụng thành công vào thực tế sản xuất, tạo ra được các loại quặng tinh kẽm, chì phục vụ tốt cho các khâu luyện kim Với loại

hình quặng này, công nghệ tuyển chủ yếu áp dụng phương pháp tuyển nổi để thu hồi các quặng tinh và các sản phẩm có ích đi kèm

Công nghệ tuyển các loại quặng ôxit kẽm - chì nói chung đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới Các phương pháp đã được nghiên cứu:

+ Tuyển từ kết hợp tuyển trọng lực

+ Tuyển trọng lực kết hợp tuyển nổi

+ Nung kết hợp tuyển nổi

+ Phối hợp phương pháp hòa tách, điện phân và chiết

Xưởng Phranklin ở Nga đã áp dụng phương pháp tuyển trọng lực – tuyển

quặng tinh Franclinhit chất lượng cao còn thu hồi được các khoáng đi kèm như Vilemit, Zinkit

Kết quả tuyển quặng ôxit nghèo lấy tại khu vực Phia Khao tại mỏ Chợ Điền Việt Nam (hàm lượng 1,2%Zn, 23,9%Fe) của Đoàn Chuyên gia Tiệp Khắc Thí nghiệm tuyển tại Viện nghiên cứu quặng UVR Praha Khoáng vật chứa kẽm được xác định chủ yếu ở dạng Calamin và Ađemin Quặng được nghiền tới -1mm

và tuyển nổi trên máy tuyển nổi kiểu Denver Qua một loạt các thí nghiệm không thành công đã rút ra kết luận: Quặng kẽm ôxit kẽm chì Phia Khao - Chợ Điền không thể tuyển bằng phương pháp tuyển nổi được do cỡ hạt tuyển quá mịn (cấp

<20 micron rất lớn) và hàm lượng sắt cao gây tác hại cho quá trình sulfua hoá, tăng lượng tiêu hao thuốc sulfua hoá lên rất nhiều [3]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước:

Quặng ôxit kẽm chì là đối tượng khó tuyển, các nghiên cứu về tuyển quặng ôxit kẽm chưa nhiều, chưa có giá trị thực tiễn, áp dụng vào thực tế sản xuất

Năm 2001 Trung tâm phân tích Địa chất thuộc Viện Địa chất Khoáng sản

đã tiến hành thí nghiệm tuyển quặng ôxit kẽm bằng phương pháp tuyển trọng lực

với thiết bị là bàn đãi kết hợp với tuyển từ Mẫu đem thí nghiệm có hàm lượng kẽm 14,17%Zn; 20,15%Fe Mẫu quặng được đập xuống -3 mm để tuyển trên bàn đãi thí nghiệm 1000mm x 450mm Quặng tinh đạt 19,6%Zn, thực thu 60,62% Tiếp tục mang quặng tinh bàn đãi đập xuống - 1mm và tuyển trên máy tuyển từ khô kiểu con lăn với cường độ dòng điện từ 1,5A; 3,5A Sau khi tuyển từ xong thấy sản phẩm có từ và không từ hàm lượng không khác nhau nhiều [7]

Năm 2002 qua báo cáo “Nghiên cứu xác lập công nghệ tuyển quặng kẽm

chì ôxit từ quặng nghèo” của Công ty Kim loại màu Thái Nguyên thì đối tượng

quặng ôxit kẽm nghèo khu vực Chợ Điền Bắc Kạn cũng chưa thu được kết quả khả quan mặc dù đã sử dụng cả phương pháp tuyển nổi

Điều kiện thí nghiệm [7]: Quặng được gia công xuống -0,5 mm, tuyển trên bàn đãi trung, kích thước mặt bàn 3,5m x 1,2m, tần số của bàn 300l/p; biên độ 12mm Kết quả thí nghiệm đã khảng định với cấp hạt này đem tuyển sẽ thu được quặng tinh đạt yêu cầu nhưng thực thu đạt được rất thấp 28,75 %

CHƯƠNG 2 – MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MẪU

NGHIÊN CỨU 2.1 MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu tuyển nhằm tăng hàm lượng kẽm, giảm hàm lượng các tạp chất có hại ôxit sắt, ôxit silic trong quặng ôxit kẽm nghèo

- Nghiên cứu xác lập sơ đồ công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo, quặng tinh Zn đáp ứng yêu cầu sản xuất bột kẽm hạn chế tạo biếu trong quá trình sản xuất bột kẽm và có thể chuyển giao cho sản xuất

Để định hướng cho việc lựa chọn công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo

đã tiến hành nghiên cứu tỷ mỷ đặc điểm và thành phần khoáng vật có trong quặng Một trong những nội dung nghiên cứu thành phần vật chất mẫu là nghiên cứu thành phần độ hạt mẫu, xác định mức thu hoạch, hàm lượng kẽm và mức phân bố kẽm của từng cấp hạt trong mẫu quặng nguyên khai Từ đó có thể định hướng thu hồi từ cấp hạt nào, để đảm bảo chất lượng quặng tinh và tỷ lệ thực thu kẽm

Trong phần nghiên cứu các điều kiện sàng rửa hợp lý đối với mẫu quặng nghiên cứu đã xác định thời gian đánh tơi, tỷ lệ R:L trong tang đánh tơi, chi phí nước rửa hợp lý để có thể thu được quặng tinh có hàm lượng kẽm đạt yêu cầu Sau đó tiến hành nghiên cứu tiếp khả năng nâng cao hàm lượng kẽm và giảm hàm lượng các tạp chất đi kèm bằng các phương pháp khác nhau như: Tuyển trọng lực trên bàn đãi, tuyển từ khô Từ các kết quả nghiên cứu có thể đưa ra một giải pháp công nghệ hợp lý để làm giàu mẫu quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền Bắc Kạn

2.2 MẪU NGHIÊN CỨU

2.2.1 Mẫu nghiên cứu

Phương án lấy mẫu do Công ty TNHHNN một thành viên Kim loại màu Thái Nguyên lập, thi công lấy mẫu do phòng kỹ thuật của mỏ Chợ Điền thực hiện theo yêu cầu lấy mẫu của Viện Khoa học và Công Nghệ Mỏ - Luyện kim

Mẫu nghiên cứu gồm 02 đơn mẫu được lấy tại hai khu: Cao Bình và LaPointe Toàn bộ mẫu được đóng trong 40 bao crap 2 lớp, đánh ký hiệu CB và

LP với tổng khối lượng là 1000 kg

Quan sát thực tế thấy mẫu có mầu nâu đất, cỡ hạt lớn nhất trong mẫu 25÷30 mm

2.2.2.Gia công mẫu nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu được gia công theo hình số 1

Khối lượng mẫu trong quá trình phân chia, giản lược được lấy đảm bảo

mm

Sau khi gia công giản lược, lập được các mẫu:

- Mẫu nghiên cứu thành phần vật chất, phân tích hóa

- Các mẫu thí nghiệm công nghệ

- Mẫu lưu

Mẫu đầu D<25 mm

Lưu 1/4

Trộn đều, giản lược

Trộn đều, giản lược

Trộn đều, giản lược

Gia công, trộn đều, giản lược

Mẫu N/C TPVC, PT hóa Các mẫu thí nghiệm

Trộn đều, giản lược

2.3 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu đặc điểm và thành phần vật chất mẫu nghiên cứu, đã tiến hành các phân tích như: Khoáng tướng, thạch học, phân tích Rơnghen Ngoài ra còn tiến hành phân tích thành phần độ hạt, thành phần hóa mẫu đầu Các mẫu phân tích thạch học và khoáng tướng được phân tích và chụp ảnh dưới kính hiển

vi điện tử AXIOLAB

2.3.2 Kết quả nghiên cứu

2.3.2.1 Kết quả phân tích hóa đa nguyên tố quặng nguyên khai

Kết quả phân tích hóa đa nguyên tố mẫu quặng nguyên khai nêu trong bảng 8

Bảng 8 - Bảng thành phần hóa mẫu nghiên cứu

Hàm lượng các nguyên tố, %

8,82 26,09 24,12 3,47 11,27 5,41 0,28 0,54 Kết quả phân tích hóa đa nguyên tố bằng phương pháp TCNB: 01-ICP/04 trên máy quang phổ plassma IRIS-ITREPID tại Trung tâm Phân tích và Thí nghiệm Địa chất (xem thêm phụ lục), kết quả phân tích hóa kiểm tra đối chứng

Zn tại Viện khoa học và công nghệ Mỏ - Luyện kim (phụ lục)

2.3.2.2 Kết quả phân tích thành phần độ hạt

Phân tích thành phần độ hạt được tiến hành theo sơ đồ hình 2 Kết quả nêu trong bảng 9 và đồ thị hình 3

Hình 2: Sơ đồ phân tích rây Sấy cân, lấy mẫu phân tích hóa

-10+5

Mẫu nghiên cứu TPVC

Sàng khô

Sấy Sàng ướt

Cân

Trộn đều giản lược

Lưu Cân

- 1 + 0,5 -0,5+0,25 -0,25+0,125 -0,125+0,074 -0,074+0,04 -0,04 mm

-2 mm

-5+2 Sấy cân, lấy mẫu phân tích hóa

-2 mm +2 mm

Phân tích rây

- 2 + 1

+10

Bảng 9 - Kết quả phân tích thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu

Lũy tích

β Zn

β Fe 2 O3

β SiO 2

020406080100120

Nhận xét : Kết quả phân tích thành phần độ hạt cho thấy, thu hoạch cấp

hạt +0,04 mm chiếm 63,87 % với hàm lượng kẽm 11,54 %, phân bố kẽm 83,58

% Thu hoạch cấp -0,04 mm là 36,12%, với hàm lượng kẽm 4,01 %

2.3.2.3 Kết quả nghiên cứu đặc điểm và thành phần khoáng vật

Đặc điểm mẫu:

Quặng có mầu nâu đất, màu rỉ kẽm Trong mẫu tìm thấy một vài cục quặng kẽm có kích thước ≤ 25 mm mầu nâu sẫm Mẫu được nghiên cứu trên kính soi nổi theo các cấp hạt, mài lát mỏng để phân tích các khoáng vật sáng màu trên kính thạch học và mài láng để xác định các khoáng vật quặng trên kính khoáng tướng, có tham khảo kết quả phân tích rơnghen Kết quả trung bình tương đối như sau:

1 Hàm lượng tương đối các khoáng vật có trong mẫu:

- Mica, fenspat, canxit, thạch anh : 25 ÷40 %

- Khoáng vật hiếm gặp (<1%): Chancopyrit; Acantit; Bornit; Cuprit; Zinxit; Mexicot; Litagit; Plumboferit; Lepidocrokit; Maganit; Malachit; Aurichanxit; Pizanit; Chancantit; Melanterit; gotlarit; Plumbozarozit; Asenoxiderit; Xcorodit; Piromocfit; Xanconit; Bedantit

2 Kiến trúc:

Keo, nửa tự hình; tha hình, vi hạt,…

3 Cấu tạo:

Khối đặc xít, dạng ổ, dạng mạch

4 Mô tả một số khoáng vật chính:

Màu nâu sẫm, nâu đỏ, lục, độ cứng trung bình, không phản quang, phản xạ bên trong là không màu, dị hướng mạnh, dạng vỏ, dạng thận, các tinh thể không màu, ánh thủy tinh, có ánh ngọc trên mặt cắt khai

Dưới kính soi nổi Calamin (ảnh số 1) có các hình thù khác nhau, có màu nâu rỉ sắt, liên kết với Smitsônit thành khối đặc xít

Dưới ánh sáng phản xạ có màu xám (ảnh số 1) Dị hướng mạnh Phản xạ bên trong là không màu Độ mài láng tốt Độ cứng trung bình cao

* Gơtit - œ FeO (OH)

Màu nâu sẫm, nâu đen, không thấu quang, dạng thớ gỗ, dạng thận, bột màu nâu có sắc phớt đỏ, ánh kim cương đến bán kim

Dưới kính Thạch học có màu đen, đẳng hướng quang học, nằm xếp lộn xộn trong mẫu, hoặc làm nền cho các hạt khoáng vật sáng màu

Dưới kính khoáng tướng thấy có phản quang màu sáng xám có sắc thái xanh nhạt; dị hướng, có phản xạ bên trong màu nâu đến nâu đỏ Cấu tạo dạng tấm ngắn (ảnh số 1), toả tia, dạng thận, phân đới Nhưng đa phần có dạng keo; đặc xít làm nền cho các khoáng vật đá

Dưới ánh sáng phản xạ có màu xám, khả năng phản xạ yếu Lưỡng phản

rõ, dị hướng mạnh, phản xạ bên trong có màu vàng, phớt lục, nâu, nâu đỏ máu

Mắt thường và trong kính soi nổi thấy thạch anh bị nhiễm sắt có màu vàng, vàng sẫm, một số hạt tồn tại ở dạng tự do (ảnh số1) Khá cứng, dòn, bột vỏ chai, không cát khai, ánh thuỷ tinh

Dưới kính thạch học: Không màu, độ nổi cao hơn các khoáng vật khác có trong mẫu, bề mặt sạch, hạt tha hinh, méo mó, hoặc dạng tròn cạnh, dưới 1 nicon không màu, không phân biệt được với các khoáng vật sáng màu khác Mắt thường quan sát thấy những ổ thạch anh khá lớn với màu trắng, dòn, độ cứng cao Trong kính thấy những hạt lớn thường bị cà nát vỡ vụn và các khe nứt được lấp đầy bởi quặng

Dạng vảy, phân bố thành từng đám bám lên bề mặt khoáng vật quặng Không màu, dạng kéo dài trùng với dây chữ thập của thị kính, đa sắc với màu xanh lục đến lục nhạt, xanh v.v…Dưới kính soi nổi thấy mica lấm tấm ánh bạc

* Fenspat: Trong kính soi nổi thấy fenspat dạng hạt, mảnh vỡ, có màu trắng đục, hơi phớt hồng hoặc phớt vàng hoặc nhuốm bẩn do nhiễm sắt Thỉnh thoảng thấy dạng tinh thể trụ ngắn, tấm và cát khai rõ, bột trắng đục, mềm hơn thạch anh

Dưới kính thạch học: Dạng tấm, bề mặt thường bị nhuốm bẩn do bị sắt hoá Màu trắng xám hoặc phớt vàng, phớt hồng Đôi chỗ bị gặm mòn Kích thước rất không đồng đều: từ rất nhỏ đến khá

Nhận xét : Mẫu nghiên cứu chứa một lượng bùn sét lớn, tính theo hàm

lượng Zn trong các cấp hạt, nhìn chung hàm lượng Zn giảm dần theo chiều giảm của độ hạt, vì vậy Zn phân bố ở các cấp hạt thô là chủ yếu

Các khoáng đi kèm chủ yếu là các khoáng chứa sắt, thạch anh, phi quặng Kết quả nghiên cứu thành phần độ hạt và thành phần vật chất mẫu sẽ định hướng cho quá trình nghiên cứu tuyển sau này