Microsoft Word 6854 DOC céng hßa x∙ héi chñ nghÜa viÖt nam Bé c«ng th−¬ng ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ Má LuyÖn kim B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI NIKEN TRONG QUẶNG MỎ CRÔMIT CỔ ĐỊN[.]
cộng hòa x hội chủ nghĩa việt nam Bộ công thơng Viện khoa học công nghệ Mỏ - Luyện kim Báo cáo tổng kết đề tài NGHIấN CU KH NĂNG THU HỒI NIKEN TRONG QUẶNG MỎ CRÔMIT CỔ ĐỊNH-THANH HểA Chủ nhiệm đề tài: KS Vũ tân 6854 15/5/2008 thµnh HÀ NỘI – 2007 Báo cáo tổng kết đề tài NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN Vũ Tân Cơ Kỹ sư Tuyển khống Chu Văn Hồn Kỹ sư Tuyển khoáng Vũ Văn Hà Kỹ sư Tuyển khoáng Nguyễn Bảo Linh Kỹ sư Tuyển khoáng Đặng Xuân Tuyên Kỹ sư Tuyển khoáng Nguyễn Đức Minh Kỹ sư Hóa Trần Đức Dũng Kỹ thuật viên Tuyển khống Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài MỤC LỤC Chương .7 TỔNG QUAN 1.1 Vài nét khoáng vật quặng niken 1.2 Các ứng dụng chủ yếu niken 1.3 Những phương pháp tuyển quặng niken 1.4 Sơ lược Mỏ Crômit Cổ Định Thanh Hoá 11 1.5 Yêu cầu chất lượng quặng tinh niken 13 Chương 14 CHUẨN BỊ MẪU NGHIÊN CỨU .14 2.1 Mục tiêu yêu cầu nghiên cứu: .14 2.2 Mẫu nghiên cứu 14 2.2.1 Gia công mẫu 14 2.3 Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu: 15 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu: 15 2.3.2 Kết qủa nghiên cứu: 16 2.3.3 Nhận xét kết nghiên cứu thành phần vật chất mẫu 19 Chương 20 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20 3.1 Chế độ nghiền quặng 20 3.1.1 Thời gian nghiền 20 3.1.2 Xác định chế độ nghiền .21 3.2 Thăm dò phương án công nghệ 23 3.2.1 Sơ đồ nung hoàn nguyên - tuyển từ 23 3.2.2 Sơ đồ nung sunfua hóa – tuyển 25 3.2.2.1 Xác định chất sunfua hóa 26 3.2.2.2 Xác định thời gian nung .27 3.2.2.2 Xác định chế độ nhiệt 29 3.2.3 Sơ đồ nung thiên tích – tuyển 30 3.2.3.1 Chế độ thuốc tuyển cho khâu tuyển .30 3.2.3.2 Nghiên cứu thăm dò số chế độ nung .31 3.2.4 Thăm dò khả hòa tách axit 33 3.2.5 Thăm dò sơ đồ tuyển 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .38 Kết luận 38 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC 41 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Danh mục bảng biểu Bảng Thành phần quặng tinh từ quặng đồng - niken số nơi giới 13 Bảng Thành phần hóa học chủ yếu mẫu nghiên cứu 14 Bảng 3: Bảng thành phần khoáng vật theo cấp hạt 16 Bảng 4: Kết nghiên cứu thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu .17 Bảng Kết phân tích ICP mẫu nghiên cứu 18 Bảng 6: Kết nghiên cứu độ mịn phụ thuộc thời gian nghiền 20 Bảng 7: Kết nghiên cứu độ mịn nghiền tối ưu 22 Bảng 8: Kết thu hồi niken phương pháp nung hoàn nguyên kết hợp với tuyển từ 24 Bảng 9: Kết xác định chất sunfua hóa 27 Bảng 10 Kết xác định thời gian nung 28 Bảng 11 Kết xác định chế độ nhiệt cho khâu nung sunfua hóa 29 Bảng 12 Kết xác định chủng loại thuốc tập hợp 31 Bảng 13 Kết tuyển mẫu TT1 32 Bảng 14 Kết tuyển mẫu TT2 32 Bảng 15 Kết tuyển mẫu TT3 32 Bảng 16 Kết tuyển mẫu TT4 33 Bảng 17 Kết tuyển mẫu TT5 33 Bảng 18 Kết thí nghiệm hịa tách niken từ quặng crơmit mỏ Cổ Định Thanh Hóa .34 Bảng 19 Kết thí nghiệm theo sơ đồ hình 12 35 Bảng 20 Kết phân tích ICP quặng tinh niken sơ đồ 35 Bảng 21 Kết thí nghiệm theo sơ đồ hình 13 37 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Danh mục hình vẽ Hình 1: Sử dụng niken ngành cơng nghiệp khác Mỹ .8 Hình 2: Sơ đồ gia công mẫu 15 Hình Đường đặc tính độ hạt mẫu nghiên cứu 17 Hình 4: Đồ thị biểu diễn tương quan độ mịn thời gian nghiền .21 Hình 5: Sơ đồ thí nghiệm xác định chế độ nghiền 21 Hình 6: Ảnh hưởng độ mịn nghiền tới tiêu tuyển 23 Hình Sơ đồ thí nghiệm nung từ hóa – tuyển từ 24 Hình Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến hàm lượng thực thu niken quặng tinh niken 25 Hình Sơ đồ thí nghiệm nung sunfua hóa – tuyển 26 Hình 10 Ảnh hưởng thời gian nung đến hàm lượng thực thu niken quặng tinh .28 Hình 11 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến hàm lượng thực thu niken quặng tinh .30 Hình 12 Sơ đồ cơng nghệ nghiên cứu khả thu hồi niken từ quặng mỏ crơmit Cổ Định – Thanh Hóa (sơ đồ 1) .36 Hình 13 Sơ đồ công nghệ nghiên cứu khả thu hồi niken từ quặng mỏ crơmit Cổ Định – Thanh Hóa (sơ đồ 2) .37 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài MỞ ĐẦU Từ lâu niken kim loại có vai trị quan trọng sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật khác chế tạo máy, hàng không, kỹ thuật tên lửa, chế tạo ôtô, máy hố, kỹ thuật điện, chế tạo dụng cụ, cơng nghiệp hố học, dệt, dụng cụ gia đình, thực phẩm… Khoảng 65% niken tiêu thụ phương Tây dùng làm thép không rỉ, 12% dùng làm "siêu hợp kim", 23% lại dùng luyện thép, pin sạc, chất xúc tác hóa chất khác, đúc tiền, sản phẩm đúc bảng kim loại Nền công nghiệp nước ta đà phát triển mạnh, niken ngày sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân Toàn sản phẩm chế biến từ quặng niken phải nhập với tổng giá trị khoảng 14,5 triệu USD năm 2005 Trữ lượng khoáng sản niken nước ta nhỏ tập trung chủ yếu tỉnh Sơn La: Mỏ niken Bản Phúc (có khoảng 400.000 niken 50.000 đồng, với hàm lượng Ni = 0.53 %, hàm lượng Cu = 0.7 – 1.63 %) Ngồi theo kết điều tra thăm dị địa chất, nước ta cịn có khoảng 3.1 triệu niken tồn mỏ Crơmit Cổ Định – Thanh Hóa Tuy nhiên với công nghệ áp dụng sản xuất mỏ Crơmit Cổ Định Thanh Hóa thu hồi quặng tinh crôm, chưa thu hồi ngun tố có ích kèm niken, cơban gây lãng phí làm giảm hiệu sử dụng tài nguyên Hiện nguồn cung cấp niken không đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ có xu hướng gia tăng Dự trữ niken năm 2004 giảm 20 %, xuống 76 ngàn tấn, giá niken đến tháng năm 2007 lên tới 50.000 USD/tấn so với mức giá bình quân 8.800 USD/tấn năm 2003 Để nâng cao giá trị kinh tế, tiềm tài nguyên đáp ứng nhu cầu chất lượng nguyên liệu niken cho luyện kim, việc nghiên cứu hướng công nghệ tuyển, khả thu hồi quặng tinh chứa niken đạt chất lượng tiêu Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài chuẩn cung cấp cho luyện kim nhằm thu hồi niken cách có hiệu quặng mỏ Crômit Cổ Định bối cảnh cần thiết Đề tài “Nghiên cứu khả thu hồi niken quặng mỏ Crômit Cổ Định Thanh Hóa” Viện Khoa học cơng nghệ Mỏ - Luyện kim thực nhằm giải hướng cho vấn đề Đề tài triển khai Phòng Nghiên cứu cơng nghệ Tuyển khống Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Luyện kim Phân tích hóa sản phẩm q trình nghiên cứu phịng Phân tích hóa lý Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Luyện kim đảm nhiệm Phân tích đối chứng tiến hành Trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất, Cục Địa chất Việt Nam Các phân tích trọng sa, thạch học rơnghen phân tích Viện Địa chất Khống sản, Trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất trung tâm vật liệu Trường đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Chương TỔNG QUAN 1.1 Vài nét khoáng vật quặng niken Trong tự nhiên có tới 55 khống vật chứa niken, đại đa số khoáng vật niken tạo thành nhiệt độ áp suất cao, đồng thời chúng tạo thành trình nguội dần magma Các mỏ niken thường chứa hai loại quặng: Quặng sunfua magma, thành phần pentlandit (Ni,Fe)9S8 quặng laterit, thành phần quặng có chứa niken limônit (Fe,Ni)O(OH) garnierit (niken silicat ngậm nước (Ni,Mg)6(Si4O10)(OH)8.4H2O) Tùy thuộc vào trình thành tạo, quặng sunfua niken chia làm loại sau: - Các loại quặng xâm nhiễm: Đây loại phổ biến loại quặng sunfua niken Các khoáng vật sunfua loại quặng phân bố lớp ơlêvin, secpentin hóa pirơxen - Các loại quặng hình dăm: Đây loại quặng giầu, hàm lượng niken từ đến 25% Quặng phân bố nếp gẫy secpentin, philit…và nằm khối sunfua hạt mịn, bao gồm khống pyrơtin, pentlandit, chancơpyrit - Các loại quặng đặc xít: Các loại quặng đặc xít gần liền với quặng hình dăm phần thân quặng, chúng gồm chủ yếu pyrôtin, pentlandit chancôpyrit Các loại quặng niken silicat: Đây đất đá rời bùn phong hóa siêu basic Đặc trưng loại hàm lượng niken không cao, thường nhỏ 1% có trữ lượng lớn Các khống vật chúng là: Garnierit, ((Ni,Mg)6(Si4O10)(OH)8), nepuit, pherigaluarit Tỷ lệ niken:côban quặng từ 20-30:1 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài 1.2 Các ứng dụng chủ yếu niken Niken có nhiều tính chất đặc biệt: Cứng lại dẻo, dễ cán kéo rèn nên dễ gia công thành nhiều dạng khác mỏng, băng, ống… có nhiệt độ nóng chảy cao, nên dùng rộng rãi kỹ thuật nhiệt độ cao Niken khơng bị ơxi hố để lâu khơng khí nhiệt độ cao đến 5000C có độ bền chống ăn mịn độ bền cao kim loại màu khác Hợp kim niken có nhiều tính chất q: Bền, dẻo, chịu axit, chịu nhiệt, điện trở cao nên sử dụng nhiều ngành công nghiệp: Chế tạo máy, hàng không, kỹ thuật tên lửa, chế tạo ơtơ, máy hố, kỹ thuật điện, chế tạo dụng cụ, cơng nghiệp hố học, dệt, dụng cụ gia đình, thực phẩm… Hình 1: Sử dụng niken ngành công nghiệp khác Mỹ CN khác 10% Giao thơng 36% Hố chất 14% CN dầu khí 6% Chế tạo máy 6% Thiết bị điện 12% CN đồ gia dụng 6% Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Xây dựng 10% Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Thép không rỉ thường chứa - 8% Ni (18 - 20% Cr) dùng làm vật liệu chống ăn mòn chống axit cơng nghiệp đóng tàu, thiết bị hố học Hợp kim chịu nóng niken với crơm (niken thành phần chủ yếu) vật liệu vô quan trọng, dùng để chế tạo cánh động phản lực, ống chịu nóng nhiều chi tiết máy bay phản lực tuốc bin khí Nicrơm hợp kim chứa 75 - 85% Ni, 10 - 20% Cr sắt dùng làm dây nung, hợp kim có điện trở cao khơng bị ơxi hóa nhiệt độ cao Hợp kim pecmaloi hợp kim niken với sắt có độ thẩm từ lớn, dùng kỹ thuật điện Niken dùng (làm chất phủ bảo vệ) để bảo vệ kim loại màu khác khỏi bị ăn mòn cách mạ Một số lượng lớn niken dùng để chế tạo acquy kiềm có dung lượng cao bền Ngồi niken cịn dùng làm chất xúc tác thay cho platin đắt tiền 1.3 Những phương pháp tuyển quặng niken Hiện công nghệ tuyển khoáng tuyển loại quặng sunfua niken mà chủ yếu sunfua đồng – niken phần nhỏ quặng arsen chứa niken Các phương pháp tuyển quặng niken silicat tiếp tục nghiên cứu, chưa ứng dụng sản xuất Phần lớn quặng niken có hàm lượng lớn 1% niken tất quặng có hàm lượng niken lớn 3% đưa vào luyện kim mà không qua công đoạn làm giàu sơ Những quặng có hàm lượng từ đến 3%, đơi có hàm lượng lớn nữa, làm giàu trường hợp chúng có chứa lượng định đồng đó[7] *) Cơng nghệ tuyển loại quặng sunfua chứa niken: Tính khống vật sunfua niken gần với tính pyrit Khi dùng thuốc tập hợp có gốc mạch bon dài tính chúng tốt so với dùng thuốc tập hợp có gốc mạch bon ngắn Tính pentlandit cao so với pyrơtin, mặt khác tính chúng phụ thuộc nhiều vào mức độ thay đổi đồng hình niken khống vật sắt cơban cịn phụ thuộc vào mức độ ơxy hóa chúng Pentlandit pyrôtin bị ôxy Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 28 Báo cáo tổng kết đề tài nhiên thực thu từ 30 phút đến tăng khoảng % so với thời gian nung Bảng 10 Kết xác định thời gian nung Thời gian nung, (h) 1,5 Sản phẩm Thu hoạch,(%) Quặng tinh 10.42 Quặng thải Ni Co 0.81 0.143 14.81 29.22 89.58 0.54 0.040 85.19 70.78 Cộng 100.00 0.57 0.051 100.00 100.00 Quặng tinh 11.14 0.95 - 18.57 - Quặng thải 88.86 0.52 - 81.43 - 100 0.57 - 100.00 - Quặng tinh 11.14 0.96 - 18.76 - Quặng thải 88.86 0.52 - 81.24 - 100 0.57 - 100.00 - Quặng tinh 11.52 0.92 - 18.59 - Quặng thải 88.48 0.52 - 81.41 - Cộng 100.00 0.57 - 100.00 - Cộng Ni Thực thu,% Co Cộng Hàm lượng,% 50 1.2 40 1.0 H lượng Ni 30 0.8 0.6 20 0.4 Thực thu Ni 10 0.2 Hàm lượng Ni, (%) Thực thu Ni, (%) Hình 10 Ảnh hưởng thời gian nung đến hàm lượng thực thu niken quặng tinh 0.0 1.0 1.5 2.0 3.0 Thời gian nung, (h) Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 29 Báo cáo tổng kết đề tài 3.2.2.2 Xác định chế độ nhiệt Các thí nghiệm xác định chế độ nhiệt tiến hành theo sơ đồ nguyên tắc hình Tỷ lệ pyrit so với quặng đầu 10 %, thời gian nung 30 phút, nhiệt độ nung thay đổi từ 7500C đến 11500C Kết thí nghiệm ghi bảng 11 Các kết thí nghiệm cho thấy với nhiệt độ nung 8500C cho kết tốt, quặng tinh thu có hàm lượng 1.24% Ni, ứng với thực thu niken 22.25 % Với chế độ nung 8500C sau nâng nhiệt đến 11500C cho kết khả quan Quặng tinh thu có hàm lượng 2.67 %, ứng với thực thu niken 28.01 % Bảng 11 Kết xác định chế độ nhiệt cho khâu nung sunfua hóa Nhiệt độ nung, (0C) Sản phẩm Thu hoạch,(%) Quặng tinh Hàm lượng,% Thực thu,% Ni Co Ni Co 11.14 0.95 - 18.57 - Quặng thải 88.86 0.52 - 81.43 - Cộng 100.00 0.57 - 100.00 - Quặng tinh 10.32 1.24 0.120 22.45 24.28 Quặng thải 89.68 0.49 0.043 77.55 75.72 Cộng 100.00 0.57 0.051 100.00 100.00 Quặng tinh 11.15 1.16 22.69 Quặng thải 88.85 0.50 77.31 Cộng 100.00 0.57 100.00 Quặng tinh 5.98 2.67 28.01 850→1150 Quặng thải 94.02 0.44 71.99 100.00 0.57 100.00 750 850 950 Cộng Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 30 Báo cáo tổng kết đề tài Thực thu Ni, (%) 50 40 H lượng Ni 30 20 Thực thu Ni 10 750 850 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 Hàm lượng Ni,(%) Hình 11 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến hàm lượng thực thu niken quặng tinh 950 Nhiệt độ nung, (t0C) 3.2.3 Sơ đồ nung thiên tích – tuyển Khi tuyển loại quặng niken bị oxy hóa, tập hợp laterit chứa niken, loại sản phẩm trung gian khó tuyển… thường phải áp dụng sơ đồ tổng hợp với việc sử dụng phương pháp thiên tích Khi nung vật liệu nhiệt độ cao có cho thêm chất khử clorua chất khử rắn, bao thể mịn khoáng vật đồng niken khử đến kim loại dính thành hạt lớn dạng kim loại hợp kim chứa đồng niken, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi chúng phương pháp tuyển từ tuyển Trong q trình nung thiên tích thường dùng chất clorua hóa như: NaCl, CaCl2, MgCl2…với chi phí từ 0.1 đến % khối lượng quặng đầu, chất khử thường dùng than than cốc với chi phí – 4% khối lượng quặng đầu Đối với mẫu nghiên cứu dùng chất clorua hóa NaCl với chi phí – % khối lượng quặng đầu chất khử than với chi phí – % khối lượng quặng đầu Các thí nghiệm nung thiên tích – tuyển tiến hành theo sơ đồ nguyên tắc hình 3.2.3.1 Chế độ thuốc tuyển cho khâu tuyển Đối với chế độ thuốc tuyển cho khâu tuyển sơ đồ nung thiên tích – tuyển chủ yếu xác định chủng loại chi phí thuốc tập hợp, chế độ Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 31 Báo cáo tổng kết đề tài thuốc tuyển khác chọn theo tài liệu, kinh nghiệm kết tuyển thăm dò Đã sử dụng loại thuốc tập hợp là: Xantat, armax T, rofamin Kết thí nghiệm ghi bảng 12 Bảng 12 Kết xác định chủng loại thuốc tập hợp Loại thuốc tập hợp Tên sản phẩm Thu hoạch, % Xantat 600 g/t Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu 4.93 97.07 102.00 34.35 65.65 100.00 56.09 43.91 100.00 Armac 200 g/t Rofamin 200 g/t Hàm lượng, % Ni Co 0.72 0.56 0.57 0.75 0.48 0.57 0.73 0.37 0.57 0.103 0.048 0.051 0.055 0.049 0.051 0.054 0.047 0.051 Thực thu, % Ni 6.23 95.77 102.00 45.20 54.80 100.00 71.83 28.17 100.00 Co 9.96 90.04 100.00 37.04 62.96 100.00 59.39 40.61 100.00 Từ bảng 12 cho thấy nung thiên tích, thuốc tập hợp cation dùng cho khâu tuyển tốt thuốc tập hợp anion, với rofamin cho kết tốt hơn, quặng tinh niken thu có hàm lượng niken 0.73 %, ứng với thực thu 71.83 % Khi dùng xantat, thu hoạch quặng tinh ít, thực thu niken đạt 6.23 %, hàm lượng niken quặng tinh không cao (0.72 %) 3.2.3.2 Nghiên cứu thăm dò số chế độ nung Đã tiến hành thí nghiệm thăm dị số chế độ nung độ hạt quặng đưa vào nung, tỷ lệ chất clorua hóa chất khử, nhiệt độ nung…và mẫu thí nghiệm ký hiệu TT1, TT2, TT3, TT4 TT5 Chế độ thí nghiệm cụ thể mẫu sau: *) Chế độ tuyển: Na2SiO3 500 g/t; Na2S 300 g/t; CuSO4 250 g/t; rofamin 150 g/t; dầu thông 100 g/t *) Chế độ tiền xử lý: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 32 Báo cáo tổng kết đề tài - TT1: % NaCl + % C; thời gian nung giờ; nhiệt độ nung 12000C - TT2: % NaCl + % C; thời gian nung giờ; nhiệt độ nung 12500C - TT3: % NaCl + % C; thời gian nung giờ; nhiệt độ nung 13000C - TT4: % NaCl + % C; thời gian nung giờ; nhiệt độ nung 12000C; độ hạt quặng đầu vào nung – 0.1 mm - TT5: % NaCl + % C; thời gian nung giờ; nhiệt độ nung 12500C Kết thí nghiệm thăm dị ghi bảng 13, 14, 15, 16, 17 Bảng 13 Kết tuyển mẫu TT1 STT Tên sản phẩm Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu Thu hoạch, % 17.37 82.63 100.00 Hàm lượng, % Ni 0.76 0.53 0.57 Co - Thực thu, % Ni 23.16 76.84 100.00 Co - Bảng 14 Kết tuyển mẫu TT2 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu 15.68 84.32 100.00 Hàm lượng, % Ni Co 0.89 0.51 0.57 - Thực thu, % Ni Co 24.48 75.52 100.00 - Bảng 15 Kết tuyển mẫu TT3 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu 19.40 80.60 100.00 Hàm lượng, % Ni Co 0.80 0.068 0.51 0.047 0.57 0.051 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Thực thu, % Ni Co 27.23 25.87 72.77 74.13 100.00 100.00 Năm 2007 33 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 16 Kết tuyển mẫu TT4 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu 12.58 87.42 100.00 Hàm lượng, % Ni Co 0.78 0.54 0.57 - Thực thu, % Ni Co 17.21 82.79 100.00 - Bảng 17 Kết tuyển mẫu TT5 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Quặng tinh Quặng thải Quặng đầu 12.50 87.50 100.00 Hàm lượng, % Ni Co 1.61 0.118 0.42 0.041 0.57 0.051 Thực thu, % Ni Co 35.31 64.69 100.00 28.92 71.08 100.00 Kết thí nghiệm từ TT1 đến TT5 cho thấy thí nghiệm nung nhiệt độ 12000C cho kết hơn, thí nghiệm TT4 với độ hạt đầu vào – 0.1 mm cho chất lượng quặng tinh nhất, quặng tinh thu có hàm lượng niken 0.78 %, ứng với thực thu 17.21 % Với mẫu TT1 cho kết khơng tốt: quặng tinh thu có hàm lượng 0.76 Ni, ứng với thực thu 23.16 % Hai mẫu TT2 TT5 nung nhiệt độ 12500C cho chất lượng quặng tinh tốt hơn, mẫu TT5 có kết đột biến, quặng tinh nhận có hàm lượng niken 1.61 %, ứng với thực thu 35.31 % 3.2.4 Thăm dò khả hòa tách axit Khi xử lý hỗn hợp quặng oxit, tổ hợp phức tạp, loại sản phẩm trung gian khó tuyển, hướng cơng nghệ hay áp dụng q trình hóa tuyển Để tăng tính hiệu q trình hịa tách, ngun liệu đầu cần qua khâu tiền xử lý, trình gia cơng nhiệt ngun liệu quặng số trường hợp làm tăng tính hịa tách chọn lọc cấu tử có ích Ở Ấn Độ, hòa tách quặng niken laterit, khâu tiền xử lý nung hồn Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 34 Báo cáo tổng kết đề tài nguyên quặng đầu vào có hàm lượng ~ % Ni 72.5 % oxit sắt, sau hòa tách axit thu 86.6 % Ni dung dịch có 4.7 % sắt Đối với mẫu nghiên cứu thăm dò khả hòa tách axit với chế độ tiền xử lý khác Các mẫu thí nghiệm tiến hành hịa tách với nồng độ acid 1,4N Kết thí nghiệm ghi bảng 18 Bảng 18 Kết thí nghiệm hịa tách niken từ quặng crơmit mỏ Cổ Định Thanh Hóa Chế độ tiền xử lý Kh lượng Tên sản phẩm sản phẩm 12 % C; t0C = Dung dịch (lít) 650; thời gian: Quặng thải 2h Quặng đầu (g) 12 % C; t C = Dung dịch (lít) 750; thời gian: Quặng thải 2h Tổng cộng 12 % C; t C = Dung dịch (lít) 850; thời gian: Quặng thải 2h Tổng cộng 0.50 500.00 0.50 500.00 0.50 500.00 Thực thu, % Khối lượng Ni NĐ, mg/l Qni (g) Ni 897.00 0.224 7.87 2.626 92.13 0.57 2.850 100.00 2172.0 0.543 19.05 2.307 80.95 0.57 2.850 100.00 614.00 0.154 5.39 2.697 94.61 0.57 2.850 100.00 3.2.5 Thăm dò sơ đồ tuyển Sau thăm dò chế độ tiền xử lý, chế độ tuyển, tiến hành thí nghiệm thăm dị sơ đồ cơng nghệ tuyển xử lý tuyển quặng crômit Cổ Định – Thanh Hóa *) Sơ đồ 1: Là sơ đồ kết hợp nung hồn ngun, tuyển từ, nung sunfua hóa tuyển Thí nghiệm tiến hành theo sơ đồ hình 12 Quặng đầu có độ hạt – mm trộn với % than, sau nung hoàn nguyên thiêu phẩm đưa thuyển từ, sản phẩm có từ trộn với 10 % chất sunfua hóa nung nhiệt độ 8500C Thiêu phẩm nghiền đến Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 35 Báo cáo tổng kết đề tài – 0,1 mm, đưa tuyển thu quặng tinh tuyển có hàm lượng niken 1.31 % ứng với thực thu 38.61 % Kết thí nghiệm ghi bảng 19 Bảng 19 Kết thí nghiệm theo sơ đồ hình 12 Hàm lượng, % Thực thu, % Ni Co Ni Co 1.31 0.183 38.61 60.28 83.20 0.42 0.024 61.39 39.72 100.00 0.57 0.051 100.00 100.00 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Quặng tinh 16.80 Quặng thải Quặng đầu Kết phân tích ICP quặng tinh sơ đồ ghi bảng 20 (xem chi tiết phụ lục 5) Bảng 20 Kết phân tích ICP quặng tinh niken sơ đồ Th phần Ni Co Cr H.lượng % 1.31 0.183 0.35 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO MnO 68.74 0.40 3.92 2.24 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim 1.18 Năm 2007 36 Báo cáo tổng kết đề tài Hình 12 Sơ đồ công nghệ nghiên cứu khả thu hồi niken từ quặng mỏ crômit Cổ Định – Thanh Hóa (sơ đồ 1) Quặng đầu % than Nung hồn ngun Tuyển từ 10 % pyrit SP khơng từ Nung sunfua hóa Nghiền Khuấy - Na2CO3 - Na2SiO3 - Na2S + CuSO4 - Xantat - DT Tuyển Quặng thải Quặng tinh Ni *) Sơ đồ 2: Là sơ đồ kết hợp nung sunfua hóa, tuyển tuyển từ Thí nghiệm tiến hành theo sơ đồ hình 13 Quặng đầu có độ hạt – mm trộn với 10 % chất sunfua hóa nung nhiệt độ 8500C Thiêu phẩm nghiền đến – 0,1 mm, đưa tuyển thu quặng tinh tuyển có hàm lượng niken 1.15 %, ứng với thực thu 23.67 %, sản phẩm ngăn máy tiếp tục đưa tuyển từ thu quặng tinh (sản phẩm có từ chứa niken) có hàm lượng niken 0.88 %, ứng với thực thu 13.56 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 37 Báo cáo tổng kết đề tài % Quặng tinh tổng hợp thu có hàm lượng niken 1.03 %, với thực thu 37.22 % Kết thí nghiệm ghi bảng 21 Bảng 21 Kết thí nghiệm theo sơ đồ hình 13 STT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Hàm lượng, % Ni Lũy tích Thực thu, % Ni Lũy tích Quặng tinh TN 11.73 1.15 1.15 23.67 23.67 Quặng tinh TT 8.78 0.88 1.03 13.55 37.22 Quặng thải 79.49 100.00 0.45 0.57 62.78 100.00 Quặng đầu 0.57 100.00 Hình 13 Sơ đồ cơng nghệ nghiên cứu khả thu hồi niken từ quặng mỏ crơmit Cổ Định – Thanh Hóa (sơ đồ 2) Quặng đầu Pyrit Nung sunfua hóa Nghiền - Na2CO3 - Na2SiO3 - Na2S + CuSO4 - Xantat - DT Khuấy Tuyển Tuyển từ Quặng tinh TN Quặng tinh TT Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Quặng thải Năm 2007 38 Báo cáo tổng kết đề tài KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Ở quy mô phịng thí nghiệm, đề tài nghiên cứu, xác định thành phần vật chất mẫu nghiên cứu, điều kiện chế độ tiền xử lý mẫu cho thí nghiệm tuyển đưa sơ đồ tuyển để thu hồi quặng tinh niken từ quặng crơmit Cổ Định Thanh Hóa Các kết nghiên cứu thành phần vật chất mẫu cho thấy khoáng vật chủ yếu mẫu sét - kaolinit, chiếm đến xấp xỉ 65 % phân bố tăng dần từ cấp hạt thô đến cấp hạt mịn Fenspat thạch anh chiếm khoảng 13 %, tiếp đến khoáng vật chứa sắt chiếm đến xấp xỉ 12 % Clorit amfibol thứ chiếm khoảng – % Ngồi cịn gặp khống vật khác crơmit, khống vật silicat niken như: Nepuit, willemseit, nimit, nikelalumit…Niken với hàm lượng thấp (0.57 %), chủ yếu nằm dạng xâm tán mịn khoáng vật sắt silicat niken Các kết nghiên cứu điều kiện, chế độ tiền xử lý công nghệ tuyển cho thấy: Đối với mẫu nghiên cứu thiết phải có khâu tiền xử lý, tạo điều kiện thuận lợi cho khâu tuyển thu hồi quặng tinh niken có hàm lượng Ni ≥ 1.2 % Kết tuyển sơ đồ cho thấy kết hợp tốt khâu chuẩn bị nguyên liệu cho tuyển (khâu tiền xử lý) khâu tuyển khả nhận quặng tinh niken có hàm lượng > 1.2 % hoàn toàn thực Kết nghiên cứu thăm dò nhận quặng tinh niken có hàm lượng đạt 2.67 % nhiên thực thu thấp, đạt 28 %, hàm lượng niken quặng tinh giảm xuống 1.31 % thực thu đạt 38,61 % (sơ đồ 1) Hướng nghiên cứu kết hợp tiền xử lý hòa tách axit kết nhận hạn chế mở thêm hướng có khả Kết nghiên cứu đề tài khảng định khả thu hồi quặng tinh niken có hàm lượng niken lớn 1.2 %, đáp ứng tốt yêu cầu Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài 39 làm nguyên liệu cho khâu luyện kim Nếu xử lý tốt quặng đầu vào xác định điều kiện, chế độ tuyển hợp lý nâng cao chất lượng thực thu quặng tinh niken Kiến nghị - Cần tiếp tục nghiên cứu kỹ điều kiện chế độ tiền xử lý để tạo điều kiện thuận lợi cho khâu tuyển - Các hướng công nghệ tiền xử lý tuyển có khả cho kết tốt cần tiếp tục nghiên cứu là: *) Nghiên cứu theo hướng nung sunfua hóa quặng đầu – nghiền – tuyển – tuyển từ *) Nghiên cứu theo hướng nung thiên tích quặng đầu – nghiền – tuyển – tuyển từ *) Cần tiếp tục nghiên cứu điều kiện chế độ hòa tách niken từ quặng sau khâu tiền xử lý để mở hướng đưa lại hiệu *) Cần nghiên cứu kỹ sơ đồ công nghệ tổng hợp, kết hợp phương pháp tiền xử lý phương pháp tuyển cách hợp lý để đưa lại hiệu cao Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 40 Báo cáo tổng kết đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO “Báo cáo tính trữ lượng Mỏ Crơmit Cổ Định đợt II” – Đồn địa chất 2, Cục Địa chất – Bộ Cơng nghiệp thành lập tháng năm 1959 Trần Văn Lùng, “Tuyển từ, tuyển điện phương pháp đặc biệt khác” – Hà Nội 1998 ”Sổ tay Tuyển khống, q trình bản” - Nhà xuất “Lòng đất” - Matxcơva - 1983 (Tiếng Nga) A.A Abramov, “Những phương pháp tuyển làm giàu quặng” – Nhà xuất “Lòng đất” – Matxcơva – 1984 (Tiếng nga) A X trernhiak, “ Tuyển quặng phương pháp hóa học” - Nhà xuất “Lịng đất” - Matxcơva - 1976 (Tiếng Nga) L IA Subov, ”Những thuốc tuyển cấp sáng chế ứng dụng chúng”, Nhà xuất “Lòng đất” - Matxcơva - 1973 (Tiếng Nga) M A Fisman, D X Xobonev, “Thực tế tuyển loại quặng kim loại mầu hiếm, tập 3, tuyển loại quặng niken coban” – Maxcova 1961 (Tiếng Nga) V P Nebera, “Tình hình phương hướng phát triển chủ yếu phương pháp tuyển nước ngoài” - Nhà xuất “Lòng đất” - Matxcơva 1974 (Tiếng Nga) Ore flotation - United States Patent 5053119 - Truy cập qua internet – tháng 6/2007 - http://www.freepatentsonline.com/5053119.html 10 Roman Berezowsky – “Nickel extraction technology evelopments” Presented at MEMS 13th Annual Conference Toronto, Ontario April 22, 2004 Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007 41 Báo cáo tổng kết đề tài PHỤ LỤC Phụ lục Kết phân tích đối chứng sản phẩm tuyển Nơi phân tích Hàm lượng niken, (%) N80 N85 N116 C0 VNCM&LK 1.23 1.46 1.15 0.58 TTPTTNĐC 1.30 1.61 1.16 0.57 Phụ lục Kết tuyển mẫu nghiên cứu không qua khâu tiền xử lý Thu hoạch, % Hàm lượng, % Thực thu, % stt Tên sản phẩm Quặng tinh 3.48 0.61 0.048 3.72 3.28 Quặng thải 96.52 0.57 0.051 96.28 96.72 Quặng đầu 100.00 0.57 0.051 100.00 100.00 Ni Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Co Ni Co Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài 42 Phụ lục Các thiết bị dùng để thí nghiệm Máy đập hàm 100x150 Máy đập trục 150x 250 Máy sàng rung 300x600 Máy tuyển lít Máy tuyển 1,5 lít Máy tuyển lít Máy nghiền bi sắt lít Máy khuấy thuốc tuyển Phụ lục Các hóa chất, thuốc tuyển dùng để thí nghiệm Xô đa Axit sulfuric Thủy tinh lỏng Sunfat đồng Sunfua natri CaSO4.2H2O NaCl Dầu thông 70 % hoạt tính Dầu bạch đàn với tiêu kỹ thuật sau: - Tỷ trọng d20 = 0,8976 - α - pinen 10 % - Limonen 20 % - Cineol 30 % - Pinocarveol 10 % 10 Amac T 11 Rofamin 12 Xantat 13 Pyrit 14 Than Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Luyện kim Năm 2007