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

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 CễNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG ÔXIT KẼM (DƯỚI 10%) MỎ CHỢ ĐIỀN PHỤC VỤ U CẦU SẢN XUẤT BỘT KẼM Chđ nhiƯm đề tài: ThS Trần thị hiến 6853 15/5/2008 thành phố HÀ NỘI – 2007 NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH Trần Thị Hiến Thạc sỹ tuyển khoáng Đổng Quốc Hưng Kỹ sư tuyển khống Chu Văn Hồn Kỹ sư tuyển khoáng Vũ Văn Hà Kỹ sư tuyển khống Bùi Văn Ngụ Kỹ sư hóa Nguyễn Bảo Linh Kỹ sư tuyển khoáng Trần Đức Dũng Kỹ thuật viên tuyển khống Ngơ Đức Nhạ Kỹ sư khoáng vật Báo cáo tổng kết đề tài MỤC LỤC Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẶNG KẼM 1.1.1 Vài nét kim loại kẽm khoáng vật chứa kẽm 1.1.2 Nguồn tài nguyên quặng kẽm giới Việt Nam 1.1.2.1 Tài nguyên quặng kẽm giới 1.1.2.2 Tài nguyên quặng kẽm Việt Nam 10 1.1.3 Khái quát 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 ơxit kẽm mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kạn 12 1.1.4 Nhu cầu sử dụng quặng ơxit kẽm chì 12 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CƠNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG KẼM CHÌ TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 13 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước: 14 CHƯƠNG – 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 nghiên cứu 19 2.3.2.1 Kết phân tích hóa đa ngun tố quặng ngun khai 19 2.3.2.2 Kết phân tích thành phần độ hạt 19 2.3.2.3 Kết nghiên cứu đặc điểm thành phần khoáng vật 22 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài CHƯƠNG - NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ 26 3.1 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TUYỂN 26 3.1.1 Phương pháp 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 sàng quay 31 3.1.2.4 Thí nghiệm sàng rửa với điều kiện tối ưu chọn 32 3.1.3 Thí nghiệm khử slam 33 3.1.4 Thí nghiệm tuyển 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) thiết bị đa trọng lực (MGS) 40 3.2 THÍ NGHIỆM SƠ ĐỒ 41 3.2.1 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ (SĐ1) 41 3.2.2 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ (SĐ2) 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Danh mục bảng biểu Bảng 1- Các lĩnh vực sử dụng kẽm Bảng - Các khoáng vật kẽm chủ yếu Bảng - Trữ lượng quặng kẽm số quốc gia giới năm 2003 10 Bảng 4-Trữ lượng quặng kẽm số tỉnh, thành phố lãnh thổ Việt Nam10 Bảng - Trữ lượng mỏ kẽm chì Chợ Điền Bắc Kan 11 Bảng - Nhu cầu nguyên liệu Công ty Kim loại màu Thái Nguyên 13 Bảng -Yêu cầu quặng tinh ôxit kẽm phục vụ sản xuất bột kẽm có hiệu quả.13 Bảng - Bảng thành phần hóa mẫu nghiên cứu 19 Bảng - Kết phân tích thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu 21 Bảng 10- Kết thí nghiệm xác định thời gian đánh tơi 28 Bảng 11- Kết thí nghiệm xác định nồng độ đánh tơi 29 Bảng 12 - Kết thí nghiệm xác định chi phí nước rửa sàng quay 31 Bảng 13 - Kết thí nghiệm sàng rửa với điều kiện tối ưu 32 Bảng 14 - Kết thí nghiệm tách slam 34 Bảng 15 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt rộng -2+0,04 mm 35 Bảng 16 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt -2+1 mm 35 Bảng 17 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt -1+0,25 mm 36 Bảng 18 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt -0,25 +0,04 mm 36 Bảng 19 - Bảng tổng hợp kết đãi cấp hạt hẹp 36 Bảng 20 - Kết thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi 38 Bảng 21 - Kết thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi 39 Bảng 22- Kết tổng hợp thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi 39 Bảng 23- Kết thí nghiệm tuyển từ quặng nguyên khai 40 Bảng 24 - Kết thí nghiệm tận thu cấp -0,04 mm 40 Bảng 25 - Kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 41 Bảng 26 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ 42 Bảng 27 – Kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ 45 Bảng 28 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ 46 Bảng 29 – Kết phân tích hóa sản phẩm hai sơ đồ tuyển 46 Bảng 30 - Các tiêu công nghệ dự kiến 48 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Danh mục hình vẽ Hình 1: Sơ đồ gia cơng 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 cơng nghệ tuyển quặng ơxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền (SĐ2) 44 Hình 14: Sơ đồ thí nghiệm đề nghị 49 Danh mục 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, % Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài LỜI NĨI ĐẦU Kết tìm kiếm thăm dị quặng kẽm chì cho thấy trữ lượng kẽm chì nước ta không lớn, tập trung chủ yếu tỉnh Miền Bắc như: Bắc Kạn, Thái Nguyên, Hà Giang, Tuyên Quang Yên Bái Từ năm 2003 trở trước, xuất nguyên liệu thô chủ yếu, ngành công nghiệp khai thác, công nghệ chế biến khiêm tốn nhiều hạn chế, khai thác quặng giầu, sau sơ tuyển để đạt quặng thành phẩm Những năm gần quặng kẽm giầu sau nhiều năm khai thác trở nên cạn kiệt, chất lượng quặng kẽm bị nghèo hóa đáng kể đáp ứng nguyên liệu sản xuất bột kẽm hàm lượng số lượng Công ty TNHHNN thành viên Kim loại màu Thái Nguyên nhiều năm qua tiến hành khai thác chế biến quặng kẽm khu vực mỏ kẽm chì Chợ Điền Tuy nhiên, Công ty khai thác quặng ôxit kẽm có hàm lượng Zn ≥ 15 -18 % Tính đến hết năm 2005 trữ lượng quặng bảng cân hàm lượng từ 5%Zn ÷ 10% Zn chiếm khoảng 873.220 tấn, nguồn tài nguyên lớn áp dụng công nghệ để làm giầu hiệu góp phần làm tăng khả tận thu tài nguyên cách tốt Ngoài ra, để giải vấn đề biếu lò sản xuất bột kẽm, Công ty TNHHNN thành viên Kim loại màu Thái Ngun có cơng 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 giảm hàm lượng tạp chất có hại Fe2O3, SiO2, cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất bột kẽm giảm tượng biếu lò Đây vấn đề cần quan tâm, giải vấn đề vừa tiết kiệm tài nguyên vừa có ý nghĩa kinh tế - xã hội lớn Để tận thu tài nguyên cách hợp lý, đáp ứng phần yêu cầu cấp thiết Công ty, nhà máy liên doanh Việt Thái, Bộ Công Thương giao cho Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim chủ trì đề tài "Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng ôxit Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài kẽm nghèo (dưới 10 % Zn) mỏ Chợ Điền Thái Nguyên phục vụ yêu cầu sản xuất bột kẽm " Công tác nghiên cứu triển khai Phịng Nghiên cứu Tuyển khống thuộc Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Bộ Công Thương Cơng tác phân tích thực tại: Trung tâm Phân tích hố lý thuộc Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Viện Nghiên cứu Địa chất Khống sản Bộ Tài ngun Mơi trường, Trung tâm Phân tích Thí nghiệm địa chất - Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài gồm 50 trang, 30 bảng biểu, 14 hình vẽ phụ lục Báo cáo nêu khái quát tài nguyên quặng kẽm chì Việt Nam, phương pháp kết nghiên cứu thành phần vật chất mẫu, kết nghiên cứu điều kiện chế độ tuyển mẫu nghiên cứu, để nhận quặng tinh kẽm phục vụ yêu cầu sản xuất bột kẽm Báo cáo đưa sơ đồ công nghệ tiêu dự kiến tuyển loại quặng ơxit kẽm nghèo có thành phần khoáng vật thành phần hoá học tương tự mẫu nghiên cứu Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẶNG KẼM 1.1.1 Vài nét kim loại kẽm khoáng vật chứa kẽm Kẽm kim loại màu sử dụng nhiều rộng rãi kinh tế quốc dân, đứng thứ sau nhôm đồng Phổ biến 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 ngành công nghiệp khác.v.v Bảng 1- Các lĩnh vực sử dụng kẽm Trực tiếp Tỷ trọng, % Gián tiếp Tỷ trọng, % Mạ 47,00 Xây dựng 45,00 Đồng thau 19,00 Giao thông 25,00 Hợp kim kẽm 16,00 Máy, thiết bị CN 7,00 Khác 18,00 Khác 23,00 Tổng cộng 100,00 Tổng cộng 100,00 Nguồn: Đề án nhánh đổi cơng nghệ ngành khống sản đến 2015 [2] Trong tự nhiên kẽm tồn dạng hợp chất Có nhiều khống vật chứa kẽm chia làm nhóm chính: Nhóm khống vật ơxit nhóm khống vật sulfua + Nhóm khống vật ơxit: Đây nhóm khống vật thứ sinh tạo thành q trình ơxi hố từ khống vật sulfua Điển hình khống vật ơxit có Calamin (H2Zn2SiO5), Smitsơnit (ZnCO3) Ngồi cịn có Hiđrơzinkit (ZnCO3.3Zn(OH)2), Zinkit (ZnO), Vilemit (2ZnSiO2); Franclinhit ((Zn,Mn)O.Fe2O3); Ademin (Zn2 (OH){AsO4}4) + Nhóm khống vật sulfua: Khống vật sulfua kẽm phổ biến phổ biến mỏ Chợ Điền Sfalerit (ZnS) Sfalerit bao gồm hệ từ màu đen đến xanh phớt vàng, dạng khiết Sfalerit chứa 67,1%Zn Khống vật sulfua phổ biến Vuazit (ZnS) có mạng tinh thể khác với Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 Báo cáo tổng kết đề tài Sfalerit, Gotlarit (ZnSO4.7H2O) Các khoáng vật sulfua kẽm thường kèm với khống vật chứa chì phổ biến Galenit (PbS) Khoáng vật chứa kẽm tự nhiên thường cộng sinh với khống vật Chì, Đồng, Thiếc, Cađimi, Antimon, khoáng vật phi kim Thạch anh, Mica, Canxit, Đơlơmit, Sêrixit Các khống vật kẽm chủ yếu nêu bảng số Bảng - Các khống vật kẽm chủ yếu Tên khống vật Cơng thức Hàm lượng Zn % Tỷ trọng g/cm3 Độ cứng Calamin 2ZnO.SiO2.H2O 54,5 3,4 - 3,5 4-5 Smitsônit ZnCO3 59,5 3,58 - 3,8 2,5 Zinkit ZnO 80,3 5,7 Vilemit 2ZnSiO2 59,1 4,1 5-6 Franclinhit (Zn,Mn)O.Fe2O3 - - 5,2 Sfalerit ZnS 67,1 3,5 - 4,2 3-4 1.1.2 Nguồn tài nguyên quặng kẽm giới Việt Nam 1.1.2.1 Tài nguyên quặng kẽm giới Nguồn nguyên liệu quặng kẽm có 50 quốc gia, tập trung chủ yếu Australia, Trung Quốc, Mỹ, Canada, Peru Theo số liệu Tổ chức Nghiên cứu Kẽm Chì Quốc tế (ILZSG) tổng hợp số liệu có Việt Nam, trữ lượng quặng kẽm số nước nêu bảng số Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 36 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 17 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt -1+0,25 mm Tên sản phẩm Thu hoạch, % Bộ phận Toàn Hàm lượng β, % Zn SiO2 Thực thu Zn, % Bộ phận Toàn Quặng tinh 67,84 12,40 13,03 17,35 92,17 20,00 Quặng thải 32,16 5,88 2,33 41,29 7,83 1,70 100,00 18,28 9,59 25,05 3.1.4.4 Thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp -0,25+0,04 mm 100,00 21,70 Quặng cấp Bàn đãi phịng thí nghiệm, kích thước 450 x 1000mm, bàn đãi bùn Kết thí nghiệm nêu bảng 18 Bảng 18 - Kết thí nghiệm đãi cấp hạt -0,25 +0,04 mm Tên sản phẩm Thu hoạch, % Bộ phận Toàn Quặng tinh 62,93 Quặng thải Quặng cấp Hàm lượng β, % Thực thu Zn, % Zn SiO2 9,83 11,18 21,03 90,08 13,87 37,07 5,79 2,09 43,50 9,92 1,14 100,00 15,62 7,81 29,36 100,00 15,01 Bộ phận Toàn Tổng hợp kết đãi phân cấp hạt hẹp nêu bảng 19 Bảng 19 - Bảng tổng hợp kết đãi cấp hạt hẹp Thu hoạch, % Hàm lượng β, % Thực thu Zn, % TT Tên sản phẩm Q.tinh -2+1mm 19,26 8,82 14,83 15,06 30,02 14,78 Q.tinh -1+0,25mm 27,08 12,40 13,03 17,35 37,08 18,25 21,46 9,83 11,18 21,03 25,22 12,41 Quặng tinh đãi 67,80 31,05 12,96 17,86 92,32 45,44 Quặng thải -2+1mm 6,72 3,08 2,49 31,42 1,76 0,87 Q.thải -1+0,25mm 12,84 5,88 2,33 39,43 3,14 1,55 12,64 5,79 2,09 41,88 2,78 1,37 32,20 14,75 2,27 38,72 7,68 3,79 100,00 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 45,80 9,52 24,58 Q.tinh -0,25+0,04mm Q.thải -0,25+0,04mm Quặng thải đãi Quặng cấp Bộ phận Toàn Zn SiO2 Bộ phận Toàn 100,00 49,23 Năm 2007 37 Báo cáo tổng kết đề tài Nhận xét chung: Khi đãi phân cấp hạt hẹp cho kết tốt so với đãi không phân cấp Thu hoạch toàn quặng tinh đãi đạt 31,05 %, hàm lượng kẽm đạt 12,96 % tăng khoảng % so với đãi không phân cấp, hàm lượng SiO2 17,86 % giảm 5,48 % so với đãi không phân cấp, với thực thu toàn đạt 45,44 % Quặng thải đãi có thu hoạch tồn 14,75%, hàm lượng kẽm cịn 2,27 %, với thực thu tồn 3,79 % 3.1.5 Nghiên cứu tuyển từ Để giảm hàm lượng Fe2O3 sản phẩm đãi, sử dụng phương pháp tuyển từ khơ Q trình thí nghiệm phân tích từ tiến hành theo sơ đồ hình 10 Quặng tinh đãi Tuyển từ 3A Có từ Tuyển từ 4A Có từ Tuyển từ 5A Tuyển từ 6A Có từ Tuyển từ 7A SP khơng từ (Q.tinh) Có từ Có từ Hình 10: Sơ đồ thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 38 Báo cáo tổng kết đề tài 3.1.5.1 Thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi Kết thí nghiệm thể bảng 20 Bảng 20 - Kết thí nghiệm phân tích từ quặng tinh đãi TT Cường độ dòng điện Hàm lượng β, % Thu hoạch, % Bộ phận Toàn 47,31 3,67 1,67 4,89 43,55 3,58 1,63 2,58 5,76 37,63 3,70 1,68 7,16 2,22 9,56 19,71 5,28 2,40 7A 7,34 2,29 10,05 15,30 5,69 2,58 Không từ 55,13 17,12 18,35 11,96 78,08 35,48 Quặng cấp Bộ phận Toàn Zn 3A 12,57 3,90 3,78 4A 9,48 2,94 5A 8,32 6A Fe2O3 Thực thu Zn, % 100,00 31,05 12,96 22,33 100,00 45,44 Nhận xét: Kết thí nghiệm phân tích từ cho thấy: Tuyển với cường độ dòng điện 5A (10500 ơtxtet) cho sản phẩm khơng từ có thu hoạch phận 69,63 %, hàm lượng kẽm 16,57 %, hàm lượng Fe2O3 13,11%, với mức thực thu phận 89,06 % Sản phẩm có từ thu hoạch phận 30,37 %, hàm lượng kẽm 4,68 %, hàm lượng Fe2O3 43,48 %, với mức thực thu phận kẽm 10,94 % Chọn cường độ từ trường 10500 ơtxtet để tuyển hợp lý 3.1.5.2 Thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi Q trình thí nghiệm tiến hành theo sơ đồ hình 11 Với cường độ từ trường 10500 ơtxtet, tuyển quặng tinh đãi cấp hạt Kết thí nghiệm thể Q.tinh đãi (N.khai) bảng 21 Tuyển từ 5A 10500 ơtxtet SP.không từ (Q.tinh) SP.có từ (Q.thải) Hình 11: Sơ đồ tuyển từ quặng ôxit kẽm Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 39 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 21 - Kết thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi Cấp hạt, Cường độ mm từ trường 10500 ơtxtet - 2+1 -1 +0,25 10500 ơtxtet -0,25 +0,04 10500 ơtxtet Tên sản phẩm Thu hoạch, % Bộ phận Toàn Hàm lượng β, % Thực thu Zn, % Zn Fe2O3 Bộ phận Tồn Có từ 29,96 2,64 4,78 47,42 9,65 1,36 Không từ 70,04 6,18 19,13 13,01 90,35 12,69 Quặng cấp 100,00 8,82 14,83 23,32 100,00 14,05 Có từ 35,74 4,43 3,12 49,50 8,57 1,71 Không từ 64,26 7,97 18,54 10,02 91,43 18,29 Quặng cấp 100,00 12,40 13,03 24,13 100,00 20,00 Có từ 30,92 3,04 2,62 43,40 7,25 1,01 Khơng từ 69,08 6,79 15,01 8,34 92,75 12,86 Quặng cấp 100,00 9,83 11,18 19,18 100,00 13,87 Tổng hợp kết thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi cấp hạt thể bảng 22 Bảng 22- Kết tổng hợp thí nghiệm tuyển từ quặng tinh đãi Cấp hạt, Cường độ mm từ trường 2+0,04 10500 ơtxtet Thu hoạch, % Hàm lượng β, % Thực thu Zn, % Tên sản phẩm Bộ phận Toàn Zn Fe2O3 Bộ phận Toàn Có từ 32,57 10,11 3,41 47,12 8,56 3,89 Khơng từ 67,43 20,94 17,57 10,36 91,44 41,55 Quặng cấp 100,00 31,05 12,96 22,33 100,00 45,44 Nhận xét: Với cường độ từ trường 10500 ơtxtet tuyển quặng tinh đãi cấp hạt khác nhau, cho kết tốt thu hoạch kẽm 67,43 %, hàm lượng kẽm đạt 17,57%, hàm lượng Fe2O3 10,36 %, với thực thu kẽm 91,44 % 3.1.5.3 Thí nghiệm tuyển từ quặng nguyên khai Quặng nguyên khai gia cơng xuống -2mm, sau phân thành hai cấp hạt -2+0,5 mm -0,5 mm tuyển với cường độ từ trường chọn 10500 ơtxtet Kết tổng hợp cho bảng 23 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 40 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 23- Kết thí nghiệm tuyển từ quặng nguyên khai Cường độ từ trường 10500 ơtxtet Thu hoạch, % Tên sản phẩm Có từ Quặng cấp Thực thu Zn, % Zn Fe2O3 SiO2 6,01 38,35 17,71 33,03 51,55 11,46 14,56 30,14 66,97 26,09 24,12 100,00 48,45 Không từ Hàm lượng β, % 100,00 8,82 Nhận xét: Kết tuyển bảng 23 cho thấy tuyển từ quặng nguyên khai hiệu tuyển không cao, sản phẩm không từ thu hoạch đạt 51,55%, hàm lượng kẽm 11,46%, hàm lượng Fe2O3 14,56%, hàm lượng SiO2 30,14% 3.1.6 Thí nghiệm tận thu cấp -0,04 mm (slam) thiết bị đa trọng lực (MGS) Điều kiện thí nghiệm [6] : Chi phí nước rửa: 3,5 lít/phút Nồng độ cấp quặng: 10 % Góc nghiêng: 00 Kết thí nghiệm thể bảng 24 Bảng 24 - Kết thí nghiệm tận thu cấp -0,04 mm TT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Thực thu Zn, % Hàm Bộ phận Toàn lượng Zn, % Bộ phận Toàn Quặng tinh 5,25 1,52 7,98 8,95 1,37 Quặng thải 94,75 27,37 4,50 91,05 13,96 Quặng cấp 100,00 28,89 4,68 100,00 15,33 Nhận xét: Theo tài liệu số báo cáo thiết bị tuyển đa trọng lực tuyển hiệu cấp hạt mịn Kết thí nghiệm bảng 24 cho thấy Đối với quặng ôxit kẽm, cấp hạt -0,04 mm cho kết thu hoạch phận 5,25 %, hàm lượng kẽm 7,98%, thực thu 8,95 % Hàm lượng kẽm tăng 3,3 % thu hoạch thực thu lại thấp Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 41 Báo cáo tổng kết đề tài 3.2 THÍ NGHIỆM SƠ ĐỒ Căn vào kết nghiên cứu thu trình nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng, thí nghiệm chế độ tuyển Thí nghiệm sơ đồ tiến hành theo hai sơ đồ - Sơ đồ 1: Gồm sàng rửa đánh tơi, đãi phân cấp hạt hẹp, tuyển từ - Sơ đồ 2: Gồm sàng rửa đánh tơi, đãi không phân cấp, tuyển từ 3.2.1 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ (SĐ1) Sơ đồ thí nghiệm biểu thị hình 12 Kết thí nghiệm thể bảng 25 Tổng hợp kết thí nghiệm trình bầy bảng 26 Bảng 25 - Kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ Công đoạn Tên sản phẩm Đánh tơi Phân cấp xoắn Cyclon Tuyển bàn đãi Tuyển từ khô Thu hoạch,% Thực thu, % Hàm lượng Bộ phận Toàn Zn, % Bộ phận Toàn Sản phẩm +10mm - 16,95 16,15 - 31,04 Sản phẩm -10mm - 83,05 7,32 - 68,96 Quặng đầu - 100,00 8,82 - 100,00 Sản phẩm +0,25mm 38,75 32,18 9,98 52,80 36,41 Sản phẩm -0,25mm 61,25 50,87 5,64 47,20 32,55 Quặng cấp 100,00 83,05 7,32 100,00 68,96 Sản phẩm +0,04mm 30,71 15,62 7,81 42,49 13,83 Quặng thải -0,04mm 69,29 35,25 4,68 57,51 18,72 Quặng cấp 100,00 50,87 5,64 100,00 32,55 Quặng tinh đãi 69,15 33,05 12,42 92,46 46,46 Quặng thải đãi 30,85 14,75 2,27 7,54 3,79 Quặng cấp 100,00 47,80 9,29 100,00 50,24 Quặng thải TTừ 34,53 11,41 2,32 6,44 2,99 Quặng tinh TTừ 65,47 21,64 17,75 93,56 43,47 Quặng cấp 100,00 33,05 12,42 100,00 46,46 Tổng hợp kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ đãi phân cấp thể bảng 26 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 42 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 26 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ Thu hoạch, % Hàm lượng Zn % Thực thu Zn, % TT Tên sản phẩm Quặng tinh +10 mm 16,95 16,15 31,01 Quặng tinh tuyển từ 21,64 17,75 43,51 38,59 17,05 74,52 Quặng tinh tổng hợp Quặng thải (slam) 35,25 4,68 18,70 Quặng thải đãi 14,75 2,27 3,79 Quặng thải TTừ 11,41 2,32 2,99 Quặng thải tổng hợp 61,41 3,66 25,48 Quặng đầu 100,00 8,83 100,00 Nhận xét: Căn vào kết nhận cho thấy tuyển theo sơ đồ đãi phân cấp, sơ đồ phức tạp nhận quặng tinh kẽm có hàm lượng tiêu thực thu cao Hàm lượng quặng tinh kẽm tổng hợp đạt 17,05 % Zn, với mức thực thu toàn đạt 74,52% Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 43 Báo cáo tổng kết đề tài Quặng nguyên Sàng rửa, đánh tơi 10 mm - 10 mm + 10 mm Sàng rung mm +2 mm - mm Đập -2 mm Phân cấp xoắn - 0,25 mm + 0,25 mm Cyclon Sàng mm +1mm - 0,04 mm Đãi -2+1mm Đãi -1+0,25 Đãi-0,25+0,04 Sấy Sấy Tuyển từ Tuyển từ Tuyển từ 10500 ơtxtet 10500 ơtxtet 10500 ơtxtet Sấy Q.tinh tổng hợp Q.thải tổng hợp Hình 12: Sơ đồ cơng nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền (SĐ1) Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 44 Báo cáo tổng kết đề tài Quặng nguyên Sàng rửa, đánh tơi 10 mm - 10 mm + 10 mm Sàng rung mm +2 mm - mm Đập -2 mm Phân cấp xoắn + 0,25 mm - 0,25 mm Cyclon - 0,04 Đãi -2+0,04 mm Sấy Tuyển từ 10500 ơtxtet Q.tinh tổng hợp Q thải tổng hợp Hình 13: Sơ đồ công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền (SĐ2) Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 45 Báo cáo tổng kết đề tài 3.2.2 Thí nghiệm tuyển theo sơ đồ (SĐ2) Sơ đồ thí nghiệm biểu thị hình 13 Kết thí nghiệm thể bảng 27 Tổng hợp kết thí nghiệm trình bầy bảng 28 Bảng 27 – Kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ Công đoạn Tên sản phẩm Đánh tơi Thu hoạch,% Hàm lượng Thực thu, % Zn, % Bộ phận Toàn Bộ phận Toàn Sản phẩm +10mm - 16,45 16,20 - 30,21 Sản phẩm -10mm - 83,55 7,37 - 69,79 Quặng đầu - 100,00 8,82 - 100,00 39,68 33,15 9,65 51,97 36,27 Sản phẩm +0,25mm Phân cấp Sản phẩm -0,25mm xoắn Quặng cấp 60,32 50,40 5,87 48,03 33,52 100,00 83,55 7,37 100,00 69,79 Sản phẩm +0,04mm 39,19 19,75 7,82 52,25 17,51 Quặng thải -0,04mm 60,81 30,65 4,61 47,75 16,01 Quặng cấp 100,00 50,40 5,87 100,00 33,52 Quặng tinh đãi 60,93 32,23 11,02 74,93 40,30 Quặng thải đãi 39,07 20,67 5,75 25,07 13,48 Quặng cấp 100,00 52,90 8,96 100,00 53,78 Quặng thải TTừ 35,00 11,28 5,99 19,01 7,66 Quặng tinh TTừ 65,00 20,95 13,73 80,99 32,63 Quặng cấp 100,00 32,23 11,02 100,00 40,30 Cyclon Tuyển bàn đãi Tuyển từ khô Tổng hợp kết thí nghiệm tuyển theo sơ đồ đãi phân cấp thể bảng 28 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 46 Báo cáo tổng kết đề tài Bảng 28 - Tổng hợp sản phẩm tuyển theo sơ đồ TT Tên sản phẩm Thu hoạch, % Hàm lượng Zn % Thực thu Zn, % Quặng tinh +10 mm 16,45 16,20 30,23 Quặng tinh tuyển từ 20,95 13,73 32,63 Quặng tinh tổng hợp 37,40 14,82 62,86 Quặng thải đãi 30,65 4,61 16,01 Quặng thải tuyển từ 20,67 5,75 13,48 Quặng thải (slam) 11,28 5,99 7,66 Quặng thải tổng hợp 62,60 5,23 37,14 Quặng đầu 100,00 8,82 100,00 Nhận xét: Căn vào kết nhận cho thấy tuyển theo sơ đồ đãi không phân cấp, sơ đồ đơn giản sơ đồ quặng tinh nhận có hàm lượng tiêu thực thu khơng cao Hàm lượng quặng tinh chung đạt 14,82 % Zn, với mức thực thu toàn đạt 62,86% Tuy kết thí nghiệm hai sơ đồ hàm lượng kẽm đạt chất lượng song với mục đích giảm tạp chất Fe2O3, SiO2 sản phẩm lựa chọn sơ đồ Kết phân tích hố sản phẩm hai sơ đồ thể bảng 29 (xem thêm phụ lục ) Bảng 29 – Kết phân tích hóa sản phẩm hai sơ đồ tuyển Tên sơ đồ Hàm lượng nguyên tố, % Zn Fe2O3 SiO2 Sơ đồ 17,05 14,30 18,70 Sơ đồ 14,82 16,50 22,85 Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 47 Báo cáo tổng kết đề tài KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Căn vào kết nghiên cứu thành phần vật chất, thí nghiệm chế độ, kết thí nghiệm sơ đồ rút kết luận sau đây: Quặng ơxit kẽm chì khu vực mỏ Chợ Điền Bắc Kạn có đặc điểm khống vật chứa kẽm Calamin, Smitsơnit, khống chứa sắt gơtit, limônit hyđrôxit sắt bùn sét… Trong mẫu nghiên cứu, cấp hạt >10 mm chiếm 16,20 % Cấp -0,04 mm chiếm 36,13 % Hàm lượng kẽm giảm dần theo chiều giảm độ hạt kẽm phân bố cấp hạt lớn chủ yếu Đặc điểm sở để sử dụng phương pháp tuyển rửa kết hợp với sàng rung, phân cấp xoắn, cyclon để thu hồi quặng cấp hạt lớn thải bỏ cấp hạt mịn Đã thí nghiệm xác định chế độ tuyển rửa với thông số tối ưu cho mẫu nghiên cứu: Thời gian đánh tơi phút, tỷ lệ R:L = 1:1, chi phí nước rửa sàng quay 3m3/tấn Nghiên cứu sử dụng phương pháp tuyển trọng lực bàn đãi, tuyển từ khô để tăng hàm lượng kẽm giảm hàm lượng tạp chất Fe2O3, SiO2 Kết thí nghiệm cho thấy phương pháp sàng rửa, đãi, tuyển từ cấp hạt cho kết tốt, hàm lượng kẽm đạt 17,17%, hàm lượng ôxit silic giảm xuống cịn 17,91 % SiO2, hàm lượng ơxit sắt cịn 10,36 % Fe2O3 Sau thí nghiệm hai sơ đồ tuyển với hai phương án: - Sàng rửa đánh tơi, đãi phân cấp, tuyển từ (sơ đồ 1) - Sàng rửa đánh tơi, đãi không phân cấp, tuyển từ (sơ đồ 2) Đã khuyến nghị nên dùng sơ đồ 1, để tăng hàm lượng kẽm, giảm hàm lượng tạp chất Fe2O3, SiO2, sơ đồ phức tạp sơ đồ Với sơ đồ công nghệ chọn, từ quặng đầu hàm lượng kẽm 8,82 % nhận quặng tinh chung có thu hoạch tồn 38,59 %, hàm lượng kẽm 17,05 %, thực thu toàn Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 48 Báo cáo tổng kết đề tài 74,52 % tạp chất Fe2O3, SiO2 đạt kết yêu cầu để sản xuất bột kẽm có hiệu Kết nghiên cứu cho thấy khả hiệu tuyển quặng ôxit kẽm nghèo mỏ Chợ Điền Bắc Kạn, nhận quặng tinh đạt yêu cầu chất lượng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất bột kẽm Đề tài hoàn thành mở triển vọng xử lý nguồn nguyên liệu ơxit kẽm nghèo, có thành phần vật chất, thành phần hóa tương tự mẫu nghiên cứu mỏ Chợ Điền Bắc Kạn, tăng sản lượng hiệu kinh tế nói chung Sơ đồ cơng nghệ dự kiến Căn vào kết thu dự kiến sơ đồ công nghệ tuyển quặng ôxit kẽm nghèo hình 14 Tuy nhiên sơ đồ cơng nghệ linh động khâu đãi phân cấp tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu, phân cấp hẹp hay phân cấp hạt rộng để đãi Sơ đồ công nghệ gồm cơng đoạn chính: Tuyển rửa, phân cấp, đãi phân cấp tuyển từ khô quặng tinh đãi Với tiêu dự kiến bảng 30 Bảng 30 - Các tiêu công nghệ dự kiến Tên sản phẩm Hàm lượng % Thu hoạch, % Zn Fe2O3 SiO2 Thực thu Zn, % Quặng tinh tổng hợp 37÷ 40 >16,00 27,13 25÷30 Quặng đầu 100,00 8,82 26,09 24,12 100,00 Kiến nghị Kết nghiên cứu đề tài khả quan, sử dụng làm sở để thiết kế xây dựng dây chuyền tuyển quặng ơxit kẽm nghèo có thành phần vật chất mẫu nghiên cứu quy mô công suất nhỏ Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007 49 Báo cáo tổng kết đề tài Quặng nguyên Sàng rửa, đánh tơi 10 mm - 10 mm + 10 mm Sàng rung mm +2 mm - mm Đập -2 mm Phân cấp xoắn - 0,25 mm + 0,25 mm Cyclon Sàng mm +1mm - 0,04 mm Đãi -2+1mm Q.tinh tổng hợp Đãi -1+0,25 Đãi-0,25+0,04 Sấy Sấy Tuyển từ Tuyển từ Tuyển từ 10500 ơtxtet 10500 ơtxtet 10500 ơtxtet Hình 14: Sơ đồ cơng nghệ dự kiến Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Sấy Q.thải tổng hợp Năm 2007 50 Báo cáo tổng kết đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo ”Kết cơng tác thăm dị tỉ mỉ mỏ quặng ôxit sunfua chi kẽm Chợ Điền Bắc Thái” Cục địa chất 1984 Đề án nhánh “Đổi mới, đại hóa cơng nghệ ngành cơng nghiệp khống sản đến 2015 định hướng đến 2025” – Tập đồn than khống sản 2006 Báo cáo “Tổng hợp quặng ôxit mỏ Chợ Điền – Bắc Kạn Thái Nguyên” Công ty TNHH NN MTV KLM Thái nguyên 2006 Tuyển tập báo cáo hội nghị KHKT Mỏ toàn quốc lần thứ XIII -XVI Nguyễn Văn Chiển “ Giáo trình khống vật học” Nhà xuất giáo dục 1962 Đổng Quốc Hưng “Nghiên cứu công nghệ thu hồi thiếc mịn thiết bị tuyển đa trọng lực Viện Nghiên cứu Mỏ Luyện kim 2006 Nguyễn Văn Thái “Nghiên cứu xác lập công nghệ tuyển quặng kẽm chì ơxit từ quặng nghèo” Cơng ty Kim loại màu Thái Nguyên 2002 V.V.Trôixki “Tuyển rửa khống sản có ích” Lịng đất Matxcơva 1978 Tiếng Nga V.I Karmazin, V V Karưxin “Các phương pháp tuyển từ” Lịng đất Matxcơva 1978 Tiếng Nga 10 V.N Sơkhin, A G Lơpatin.” Các phương pháp tuyển trọng lực” Lịng đất Matxcơva.1980 Tiếng Nga 11 L.A Lômôxev, N.A Nexterôva, L.A Drơvchenkơ “Tuyển từ quặng có từ tính” Lịng đất Matxcơva 1979 Tiếng Nga 12 “Sổ tay tuyển khoáng, tập 3” Lòng đất Matxcơva 1974 Tiếng Nga 13 “Sổ tay tuyển khống” Lịng đất Matxcơva, 1983 Tiếng Nga 14 15 16 http://www.sciencedirect.com/science http://www.min-eng.com/ http://query.nytimes.com Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Năm 2007