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 CƠNG THƯƠNG

CƠNG TY TNHH KIM LOẠI MÀU THÁI NGUYÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BÃ ĐIỆN PHÂN CỦA NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN THÁI NGUYÊN ĐỀ THU HỒI ĐỒNG

DAP UNG NHU CAU LUYEN DONG

Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN VĂN KẾ

Trang 2

BO CONG THUONG CƠNG TY TNHHNN MỘT THÀNH VIÊN KIM LOẠI MẦU THÁI NGUYÊN Si ssa BAO CAO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SỐ HIỆU CƠNG TRÌNH: 230.07.RD/HĐ-KHCN

Ten để tài:”Nghiên cứu xứ lý bã điện phân của Nhà máy kẽm điện Thái "Nguyên để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đồng”

Co quan chủ trị: Cơng ty TNHHNN Một thành viên Kùn loại mâu Thái nguyén

Thái Nguyên, ngày ¿ thắng Yndm 2008

Trang 3

NHŨNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN CHÍNH

Ho va tén Hoc vi, chuyén mon

1- Nguyễn Văn Kế KS- CBKT Cong ty KLM Thai Nguyên

2 - Dang Trong Dinh KS - TP Luyén kim mt

3- Lê Minh Khai KS— GD Cong ty mt

4- Vũ Ngọc Hồ K§-~ PGĐ Cơng ty nt

5 - Nguyễn Văn Tuấn KS- CBKT nt

6 - Lữ Thị Thanh Hải CĐ- Hố PT nt

7 - Nguyễn Van Théu S5 — TP Kế tốn TK nt

$~ Vũ Đình Them KS — PTP Luyện kìm at

8 ~ Nguyễn Quốc Hương QĐ- PX Hồ tách mt 10-Hoaing Khai Quéc Minh KS-GD NM Kém nt 11-Bùi Huy Tuấn KS- TP KTKCS NM nt 11 - Đỗ Minh Hảo KS - CBKTKCS mt

Ngồi ra cịn được sự giúp đỡ nhiệt tình của Cán bộ, Cơng nhân Phân xưởng Hồ tách của Nhà máy kẽm điện phản Thái Nguyên trực thuộc Cơng ty 'TNHHNN Một thành viên kim loại mâu Thái Nguyên

Trang 4

L MỤC LỤC Trang Lời nĩi đầu 4 | PHANT: TONG QI 6

1.Xuất sứ của đề tài 6

TL Sơ đồ lưu trình cơng nghệ Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 6 TH, Tình hình chế biến các sẵn phẩm từ bã đồng của Nhà máy kẽm | ˆ 9

PHAN IL NOI DUNG NGHIEN CUU 10

1.Sơ đồ cơng nghệ 10

T.Cơ sở lý thuyết 10

TH Chế độ thí nghiệm và thao tác hồ tách 11

PHAN IIL KET QUA NGHIEN COU 13

T.Khảo sát thí nghiệm thực nghiệm 13

1Í: Dự Kiến các chỉ tiêu KTKT áp đụng vào thực tế sản xuất 19

PHAN HI, KẾT LUẬN VÀ KIỂN NGHỊ 20 |

PHULUC 2]

TẢI LIỆU THAM KHẢO 26

Trang 5

LỜI NĨI ĐẦU

Đồng là nguyên tố rất phổ biến trong thiên nhiên Cĩ rất nhiều khống

vật khác nhau chứa đơng nhưng cĩ 2 khống vật chủ yếu là sulfua và ơxit Ở

nước ta theo số liệu địa chất cơng bố, sơ bộ thấy khống sản đồng chủ yếu là:

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

trong lĩnh vực cơng nghiệp, quốc phịng và khoa bọc kỹ thuật hiện đại

Các lĩnh vực ứng dụng của nĩ như:

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

trong kỹ nghệ thơng tin liên lạc Lợi dụng tính đẫn điện tốt của nĩ

Ở Mỹ cịn dùng để phủ mái nhà chọc ười, để đĩng cọc mĩng những ngơi nhà lớn

ở thành phố Newyork Lợi dụng tính khơng rỉ và khơng bị ăn mịn của nĩ + Đồng hợp kim: - Đồng thau: là hợp kim Cu - Zn, ngồi ra cịn cĩ các Kim loại khác nhự Pb, Fe, Sn, Mn cịn gọi là đồng vàng - Đồng thanh: cĩ 2 loại: đồng thanh thiếc ký hiệu 5;O và đồng thanh nhơm ký hiệu 5,Á

~ Đồng bạch: gồm 2 loại chính là: Mai ~ so, chính là hợp kim Cu ~ Ni, va

Mơ - nen, cũng là hợp kim của Cu —Ni nhưng cĩ thêm Fe, Mn

- Đồng chì: Là hợp kim Cu — Pb it co ngĩt khi đơng đặc và cĩ tính ăn

khuơn tốt nên thường được dùng đề đúc tượng

+ Hợp chất của đơng:

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

Năm 2007, Cơng ty TNHHNN một thành viên Kim loại mẫu Thái Nguyên được Bộ Cơng 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 đẳng đáp ứng yêu cẩu luyện đồng " Nhằm tạo ra sân phẩm cĩ chất

Tượng là nguyên liệu sản xuất cho Nhà máy luyện đồng của Tổng Cơng ty

khống sản-TKV Đỏng thời đĩng gĩp một phản vào chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp luyện đồng của Việt Nam

Trong quá trình thực hiện dé tài, chúng tơi đã nhận được sự ủng hộ và giúp

đỡ tận tình của Lãnh đạo Bộ Cơng nghiệp, Vụ Khoa học Cơng nghệ Bộ Cơng,

Thương, Tổng Cơng ty Khống sản - TKV Lãnh đạo Cong ty TNHHNN MTV

Trang 6

Kim loại mâu Thái Nguyên, các Phịng kỹ thuật, các Phịng quản lý Cơng ty,

Lãnh đạo Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên, Phịng Kỹ thuậi-KCS, Phân xưởng Hồ tách và làm sạch của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tinh dé

THAY MẶT BAN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Trang 7

PHAN I: TONG QUAN TÀI LIÊU

1 XUẤT XỨ CỦA ĐỀ TÀI:

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

2006 dùng cơng nghệ điện phân và do đặc thù của nguyên liệu tỉnh quạng kẽm

thường cộng sinh với các kim loại khác như:hai bảng đưới day

Bảng: Thành phần hố học tính quặng kẽm sulfua (%) Nguyen ts [Zn Fe Cd Cu Pb § As Sb Min Hàm lượng 160,75 | 5,79 931 0,30, 2,02 30/9 | 0,18 0,025 | 0,12 Nguyénté | Go Ni CaO MgO Sid, ALO, F cl Hamlugng (0,048 [0,025 | 208 144 112 0,55 9822 |0003 Bảng: Thành phân hố học bột ðxit kẽm (%) [Nguyen 6” [Zn Fe Cd Cu Pb § As §b [Mn Hàm lượng | 60,0 0,92 0,13 0016 [968 038 023 002 | 0,24 Nguyént3 |Co Ni QO [MgO |SO/ | ALO, [F Cl Hamlugng | 0,02 0001 |280 4,83 3/40 10 048 027

Dạng tồn tại của đồng trong tĩnh quặng kẽm sulfua, bột ðxit kẽm thường,

là dạng ơxit đồng và sulfua đồng, tuy nhiên tỉnh quặng kếm sulfua và bột kẽm

ơxit khi thiêu trong lị thiêu lớp sơi và lị thiêu nhiều tảng ở nhiệt độ 800 °C phần

lớn đồng sulfua đã chuyển hồ sang dạng ơxit

Vì vậy trong quá trình hồ tách axit tỉnh quặng kẽm ư điều kiện nồng độ

axit cao một số kim loại cộng sinh cũng tan ra và đi vào dung địch nếu đùng

dung dịch này điện phân thì chất lượng kẽm thỏi khơng cao vì lẫn tạp chất theo

con đường hồ học hoặc cơ học vậy dung địch này phải được mà phải làm sạch

dung dịch trước khi điện phân

J1.SƠ ĐỒ LƯU TRÌNH CƠNG NGHỆ NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN

Trang 8

Than Bột ơ xIt kẽm { ‡ { = La sinh khí Hồ tan trung tỉnh ‘Hoa tan trung tinh = >>> bụi ot 1 k, - | 4 + ð thiêu nhiều tổng, Bản DD trong E—————— Bun | tong Ban) tơ thiêu lớp sơi (đưa đi phối lậu} Bui ‡

ðxít kẽm Hồ tan axit Làm sạch nhiệt độ cao Hoa tan axit 4 anhu

¬¬ Ắ ẻ Khử bụi 83 _DDịh DDich Bä0u.Cd Bun DDiehen tt | Bul Lam as bốc hơi

bà (Đi hồ tan

trung tính]

Bui Khot Lam sạch

(Thấi) Sấy tự nhiên Nhiệt tấp || Hồtam Trung hồ [et K3

Bã cử cd pokn pp tteha Bh Lam sạch =

Đi hồ tan 4—Bin cực 4_——[ 4 ‡ ‡ Ì

— —— — trunattinn a ae Điện phân T Thay thế ] Ÿ Kết tình khử Fe }, Chuyển hố

ưa đến các cơng đoạn DD điền phân thải „_ Kẽm tẩm DDich DDich Bãsất

Hoa tach (di hoa tan (đihồ lan

Đúc thối trưng tính) trung tính)

Ỷ Hồ tan a xít 3

i Ba a po dihtan Một phần dịch thất { dẫn trạm nước thấi) xit ban ch

TT in 1 Nghiền tan TT ZnO

(Man TEZ90) Fie Tach Zn trong DD

Trang 9

Từ sơ đồ cơng nghệ Nhà máy nhận thấy các bấ Cu, Cả đồng được tách ra

từ cơng đoạn làm sạch dung dịch lượng bã đồng được khoảng 350 — 400 tấn/năm

hầm lượng đồng trong bã này cịn thấp khoảng 3-5%Cu việc nghiên cứu nâng

cao hàm lượng đồng trong bã đỏng là hết sức cần thiết để nâng cao hiệu quả kinh

tế trong sản xuất, tiết kiệm tài nguyên

2 Cơng đoạn làm sạch dung địch như sau:

Hồ tách quặng thiêu và bột ơxit kẽm thu được dụng dịch hồ tách trung tính Tuy khi hồ 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 (nhục

Cu, Cd, Ni, As, Sb) déu cĩ hàm lượng trên mức cho phép Do đĩ dung địch hồ 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 khơi dung dịch đưới đạng bã Trong đĩ các kim loại cĩ giá

trị được làm giàu cĩ thể thu hồi

Làm sạch dung dich ZnSO, chủ yếu đùng phương pháp thay thế bằng kẽm hạt để khử đi các nguyên tố tập chất cĩ điện thế tiêu chuẩn cao hơn kẽm Điện tích tiên chuẩn của kẽm tương đối thấp, khi cho kẽm hạt vào dung dich ZnSO,

liền xây ra các phản ứng với các kim loại mạng ion đương như Cu, Cả v.v như

sau:

Zn + CO* =Zn*+ Cụ

Các nguyên tố tạp chất trong dung dich Cu?*, Cd?*, Co*' so voi km déu cĩ

diện thế duong (trong dé E® Zn = - 7,63 V; BE? Cu = + 0,337 V; E°Cd = - 0,403V; E° Co = - 0,277V) nên đều cĩ thể bị kim loại kẽm thay thế tách ra khỏi

dung dich, dat được rnục đích khử tạp chất Trong bã lọc ra chủ yếu cĩ chứa Cu,

Ca, Co v.v loai bi ngày thường gọi là bã đồng Cadmi, dạng tổn tai của chúng

thường ở dạng kim loại được kết tủa

3 Thực tế điều kiện thao tác kỹ thuật của nhà máy kẽm điện phân:

Trong quá tình làm sạch đung địch ZnS0,, các yếu tổ sau đây cĩ ảnh

hưởng rất quan irọng đến phan ứng thay thế

- Chất lượng bột kẽm:

Bao gồm độ sạch và độ hạt của bột kẽm, phản ứng trao đổi xây ra trên bề

mặt kẽm hạt Phản ứng trao xảy ra trên bề mặt kếm bạt Vì vậy bể mặt bột kẽm

càng lớn thì cơ hội để bột kẽm tiếp xúc với các ion tạp chất trong dung địch càng êu Cỡ hạt bột kẽm quá nhỏ dễ nổi lên bề mặt dung địch cũng khơng cĩ lợi

nhiề

cho phân ứng trao đổi Nĩi chung cỡ hạt của bột kẽm nên khống chế ở 100-120 mmất Đồng thời thành phân hố học của bột kẽm phải sạch, nếu khơng lại đem

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

thường sử dụng bột kẽm hoạt ứnh của lị điện sản xuất ra, loại bột kẽm này về cỡ

hạt cũng như độ sạch đẻu cĩ thể đáp ứng yêu cầu của sản xuất cơng nghiệp

Trang 10

- Cường độ khuấy :

Do Cu, Cd trong dung địch cĩ xu thế khuếch tán lên bể mặt của bột

kẽm, sau khi tiếp xúc với nhan mới xây ra phân ứng trao đổi Tăng thêm cường, độ khuấy, một mặt cĩ lợi cho sự khuếch tán của các ion tham gia trao đổi, mặt

khác cĩ lợi cho việc khử đi các vật đính vào bề ma 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 khơng phải khuấy bàng khơng khí Vì khuấy khơng khí đem theo

ðxy vào sẽ làm cho đồng đã kết tủa nhất là Cadmi này sinh hiện tượng tan trở lại

Đơng thời đễ làm cho bột kẽm bị ðxy hố tạo thành hiện tượng tro bẻ mặt, Vì thế trong sản xuất cơng nghiệp xử dụng khuấy cơ giới và khống chế cường độ

khuấy ở mức nhất định

~ Nhiệt độ trong quá trình phần ứng :

Sử đụng lưu trình lầm sạch 2 giai đoạn, nhiệt độ cao trước nhiệt độ thấp

sau, cân phải khống chế nhiệt độ chặt chẽ Nĩi chưng, khi làm sạch nhiệt độ cao,

khống chế nhiệt độ là 85°C cĩ thể làm cho đại bộ phận Co, Ni trong dung dich kết tủa, tương tự khí làm sạch nhiệt độ thấp khống chế nbiét do nhd hon 50°C

Nếu để nhiệt độ quá cao cĩ 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 Antirooan vào là để khử Coban Điện thế tiêu chuẩn của Coban vốn dương hơn kẽm, lế ra cĩ thể bị kẽm thay thế, Nhưng do Coban cố siêu điện thế tương đối lớn, cho vào nhiều bột kẽm cũng khơng cĩ thể thay thế khử đi Coban được triệt để Khi trong dưng địch cĩ moối Antimoan, do siêu điện thế của Coban tương đối nhỏ sơ với Antimoan, dưới tác dụng của điện hố học, Antimoan trong dung địch tiếp nhận điện tử thành Coban trung tính kết tủa

~ Tác dụng của chất cho thêm :

Chất cho thêm cĩ tác đụng vơ cùng quan trọng trong quá trình trao đổi

lắng Cuđmi, một lượng ít CuS0, cĩ thể làm chất xúc tác để đảm bảo phần ứng

trao đổi tiến hành được hồn tồn Nĩi chung hàm lượng đồng trong dung dich khống chế ở mức 200 - 250 mg/l

IM TINH BINH CHE BIEN CAC SAN PHAM DONG TU BA DONG

CỦA NHÀ MÁY KÉM

1.Tình hình trên Thế giới

Trong cơng nghệ thuỷ luyện kếm thường cơng sình ra các kim

loại Cả, Cu, Mn, Pb ở khâu Hồ tách tỉnh quặng và làm sạch đụng

dịch điện phân tuỳ mục đích sử dụng mà các nước Một số nước cơng

phát Nhat Bản, Mỹ, Trung Quốc ding bã đồng để sản xuất Sulfat

Trang 11

2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Ở nước ta chưa cĩ nhà rnáy điện phân kẽm nào nghiên cứa xử lý bã đồng cĩ trong quá trình thuỷ luyện kẽm Chỉ cĩ nghiên cứu hoả luyện, thuỷ luyện đồng từ quặng Tờ kết quả nghiên cứu thành cơng này sẽ nghiên cứu tiếp ở quy

mơ bán cơng nghiệp

PHAN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.SƠ ĐỔ CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU, Thủng điều chế bùn bã lọc Nghiễn và điểu chế bùn Maylocép [>| KếthiaCd VP Đưa về HT Trung tỉnh Ẳ 1 Ba > 15%Cu Máy lọc ép 1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Lý thuyết hồ 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 hồ rách bằng cơn đường thuỷ luyện dựa trên các phản ứng hố bọc Trong điều kiện nhiệt độ để thúc đẩy tốc độ phản ứng hồ tan, phản ứng kết tủa (xi mãng hố) để tách các chất khác ra khỏi bã chứa đồng và để nâng cao hầm lượng đồng cĩ chứa trong Đã

- Trong bã thường cĩ Zn, Ca tính oxihố của Zn?", Cả'' mạnh hơn Cu?* và

HỈ nên chỉ cẩn dùng axit cĩ nơng độ vừa phải là cĩ thể tách Zn, Cĩ ra khỏi ba Cu Khí ta dùng một kim loại cĩ tính khử mạnh hơn để khử Cd? trong dung địch

về đạng kim loại Ở đây dùng là Kim loại kẽm vì sau đĩ kẽm đi vào dung địch và cĩ thể sử dụng trong điện phân kẽm của Nhà máy

Đồng là kim loại cĩ tính khử yếu do vậy đồng khơng bị hỗ tan ở điều

kiện hồ tách Cd, Zn Vậy bã thu được sau khi hồ tách Cd chính là bã cĩ chứa

hàm lượng đồng cao Ngồi ra cịn thu duge ba Cd x6p cĩ hàm lượng cao 60%

Trang 12

Các phản ứng hố học chính xảy ra: Ca+H,80, = CdS0,+H, (1) CdO +H, SO, = Cđ§O,+H,O — (2) Zn + H,80, = ZnSO, +H, (3) 2 Các nguyên vật liệu đùng trong hồ tách bã là sạch chứa Cụ Bã đồng: Hàm lượng 3,84%Cu, 35,6%Zn, 10,8%Cd, Bột kẽm kim loại: 92%Zn CuSO, thuần cơng nghiệp Voi bot 70%Ca0

UL CHE pO THE NGHIEM VA THAO TAC HOA TÁCH 1 Chế độ thí nghiệm + Chọn 4 chế độ hồ tách 1.1.Chế độ 1 cĩ các thơng số sau:

Nhiệt độ hồ | Nơng độ dun;

'Trọng lượng at s š Thời gian hồ

TT ba/mé (tin) tách dịch đưa vào tach R

CC) hồ tách

1 2 J70 pH=l 95h

+ Thao tác hồ tách bã

- Nghiên bị: Dàng 2 tấn bã đưa vào thùng điều chế bùn đùng 2,5 m nước để

điều chế, sau đĩ xả vào máy nghiên bí kiểu ướt (tbời gian nghiên bí 3h) từ máy

nghiền bí dung địch đưa vào bể hồ tách đồng thời bơm dung địch điện phân thải (phế) vào bể hồ tách đến pH= 2,5 thì dừng lại (thời gian bơm 2h) Dung dịch 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 dich đạt nhiệt độ, ta khuấy 1h thì kiểm tra pH của

dung dich, pH trong khoảng (3,5 ~ 4) là đạt yêu cầu, Nếu pH>4 thì phải bổ sung

thém 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 luơn luơn 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 địch đi lọc ép thời gian lọc ép 15h Bã thu được là bã đồng Dũng địch sau lọc ép bơm đi làm sạch khử tạp chất dung địch sạch thu được dùng trong quá trình hồ tách của Nhà máy kẽm điện phân thu hồi lại kẽm cĩ trong bã đồng tận dụng triệt để kẽm tiết kiệm tài

nguyên tăng giá trị của bã đồng

1.2.Chế độ 2 cĩ các thơng số sau:

Nhiét déhoa [Nongdodung) —

"Trọng lượng 2 a Thoi gian hoa TT ; tách dịch đưa vào " ba/mé (tan) ¬ tách ec) hồ tách I 2 72 poet 95h

Các bước thao tác cũng như chế độ 1 và chỉ thay tăng nhiệt độ dung địch từ

7C lên72°C, các thơng số khác khơng thay đi 1.2.Chế độ 3 cĩ các thơng số sau i Trong lượng | Thiệt độ hồ Tọn; TT bã/mẻ (tấn) e26 SRE tách CC)

Các bước thao tác cũng như chế độ 2 và chỉ th

lên75°C, thời gian khuấy từ 3h lên 3,5h, các thơng số khác khơng thay đổi 1.2.Chế độ 4 cĩ các thơng số sau Nồng độ dung Thai gian hod dịch đưa vào tách hồ tách pH=i 10h lay tăng nhiệt độ dụng địch từ 725C

Tronglượng | Nhi độhoh | Nơngđộ dang | hư ời a

TT balmé (tain) Hà tách ce dịch đưa vào hồ tách tách lia ị

I 2 7ã pH=I 105h

Các bước thao tác cũng như chế độ 3 và chỉ thay tăng thời gian khuấy từ 3h lên

4h, các thơng số khác khơng thay đổi

Trang 14

PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

LKHAO SAT THI NGHIEM THỰC NGHIỆM

1, Mục đích của thí nghiệm

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

quả trình xử lý bã khi thuỷ luyện kẽm thu hỏi đồng

“Thử nghiệm sản xuất quy mơ lớn

2 Mẫu nghiên cứn, 2.1 Bã đồng

Mẫu nghiên cứu trong quá trình hồ tách là bã đồng của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên Mẫu này thu được rừ quá trình hồ tách và làm sạch dung

địch điện phân kẽm cĩ chất lượng và thành phần hĩa học như sau:

Bảng 1: Thành phân bã chúa đồng chất lượng thấp(đâu vào)

Bá Cu Nhà | TL |Âm | TL máykếm | ướt khơ Thành phân

ĐPTN |Tấn | % Tan %Cu | %En %Pb | %Củ | %Šb | %Mn | %Fe

80 [475 [32.8 3,84 | 35.6 10,8 [| |

2.2 Dung dịch điện phân thải (phế)

Bang 2: Thành phân dung địch điện phân thải Dung Thành phản địch | Zn a F Cd Elen TT Sb dién | (eA) | cmgA) | (mg) | ứng) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | mga) [man 50 160 — [60 11 15 2500 [2.1 012 thai [Gy Ni As CO | MgO | Ht (sft) | (ng) | @ngđ) | ứng) | ng) | @/D _J8a 07 066 [550 |2340 |I8D_

3.Kết quá thu được

3.1 Chế độ 1 hồ tách 20 tấn bã đầu vào được chia thành 10 mẻ thu được kết quả như sau;

Trang 15

Bảng3: Các thơng số thí nghiệm Tiéu hao DD DP phé

TT Thành pia phot Tew 1 mé Thai | Nhist pH | Thể

BaCuthu | TL | Âm | TL Thành phân

được sau ớt khơ

khhồ |Tấn |% |Tấn |%Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %Sv | #Mn | %Fc

tách 336 |35 [2,26 1512|134 |1 [15 0,23 0.4 {7

Bảng3: Thành phần dung dịch sau hồ tách

Dung Thanh phan dich | “Zn a F Ca Fe H Co Sb điện | (g0) | ứng) | ng) | GngH) | (mại) | (mgf) | (mg/) | @ngÐ) phân | 85 152 55 24 12 163 1,63 0,09 thai Bang6: Các chỉ tiêu KTKT Danh mục DVT Số lượng Khối lượng thực hiện Tiêu hao bã Tan ba/TSP 4,18 95

Tiêu hao điện

Trang 16

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

PP Thành phần phối liệu i mê Thời | Nhìn | PH | PH | Thể

DD điện [Lượng bã| Độ ẩm | Nước gin | độ | đâu | cuối | tíh

phân phế | đầu vào rửa | m Tấn % m | A | m {Tr [22 28 475 (25 [105 [72 Jit [35 [20 Bảng8: Thành phần bã đồng(sau hồ tách) BãCuthu | TL | Ấm | TL

được sau | vớt khơ

khihồ | Tấn ị% Tan | %Cu | %Zn | %Pb | %Cd | %CL | Mn | Fe tách 3,42 {35 2,2 | 15,62 | 12,141 1,07 wet 644i 418 Thanh phan Bảng9: Thành phân dụng dich sau hoa téch [mg] T7” ”””” "Thành phân — ˆ^“”” 7777 dịch a Cc + ca Fe H Co Pb điện | (gf) | (mgA) | (mg/l) | (mg/l) | (mg/) | (mgf) | (mẹ/) | (gil) phan [90 145 52 2,2 12,1 161 1,58 0,076 thai Bảng 10: Các chỉ tiêu KTKT TT † Danh mục [ĐVT | Số lượng Khối lượng t bores thực hiện Tao ba/TSP 4,30 1] Tiêu hao bã 95 2 | Tiêu hao DD ĐP phể m/TSP 21

|— 3] Tiêu hao điện KwhTSP j 45,20 | 300

4 Tiếu hao nước ¡MP | 49017 32

L_ 5] Chất lượng bã sản phẩm | %Cu i 15,62] |

Trang 17

3.3 Chế độ 3 hồ tách 20 tấn bã đầu vào được chia tbành 10 mẻ tu được kết

quả như sau:

Bảng 11: Các thơng số thí nghiệm

TẾ Thành phẫ: phủ Tên f mễ So | Thi | Nhg | x | rt | me

Lượng bãi Độ VĨC | vạn | độ | đâu | cmối | tch

đâu vào rửa 1 |2⁄2 mộ 2.0 Tan 415 % 2,5 mí 10,0 [5 h °c 11 35 10 mì Bảng12: Thành phần bã đồng(sau bồ tách) BaCuthu | TL [Ấm | TL đượcsau | vớt Khơ Thành phần khi bồ tách |Tấn |% | Tấn Cu | %2n | %Pb %Ca | %CI Mao | %Fe 345 135 [23 16,0 [224 | 1,05 0,70 | 0,23 ] 0,42 [hs Bảng13: Thành phân dụng dịch sau hồ tách mà Thanh phan | dich [Zn a F Ca Fe a Co Pb điện | (g/l) | (ngữ) | ứng) | ứngđ) | (mg/l) | (mei) | (mg/l) | (mg) phân | 94,5 149/01 |54 25 13,1 163 1,61 0,087 [i | | Bảng 14: Các chỉ tiêu KTKT TT | Đanh mục DVT Khối lượng 7 thực hiện i hao bã "Tấn bã/TSP 2 | Tiêu hao ĐD ĐP phế m/TSP sf

3 | Tiếu hao điện Kwh/TSP

4 | Tiêu hao nước m/TSP

5 | Chất lượng bã sản phẩm | %Cu

LẠ CC DU MEN be snp es

6 | Thuc thu đồng %

Trang 18

3.4 Chế độ 4 hồ tách 40 tấn bã đầu vào được chia thành 10 roẻ thu được kết quả như sau:

Bảng 15: Các thơng số thí nghiện TTỊ “Thành phần phối liệu 1 mẻ

DD điện | Lượng bãi Độ ẩm

được sau ướt khơ

Trang 19

Bảng19 Tính giá thành khi hồ tách nâng cao hàm lượng ding — Don gid ‘Thanh tién

SAN PHAM THU DUOC " 308.326.706

ÍT _ | Bã đồng (quy khơ) tin 893 | 10337083] 92326706 Chất lượng %Cu 15,60 | [| Thue thu % _— ] 9 IL_ | Bán sản phẩm IN | | Dung địch hoa tích am? 120 | 1809000| 216.000.000 | .|Nơng độ | aa 120 B_ |CHIPHÍGIAOCHOSX| — 290.673.363,5 tr Thu nhập động | 67200 450.240 |_4.021.363,46 1 | Tiên lương (4/TSP)| 46000| 67 308.200| — 2752719 Ì 2lanka (4/TEP) | 15000 | 6.7 100.500, 897.626 3 | Bồi dưỡng (4/T5P) (4/T%)| 6200| 67 41.340 371019 II | Nguyên liệu 276.400.000 Ì Ba da vào HT-quy khơ 6.500.000 |_ 247.000.000 Chất lượng Dung địch ĐP phế, 700.000| _ 29400000 THÍ | Năng lượng 1,960,000 1 | Điện nang 1.440.000 | 2| Nước 520,000 IV | Vật liệu pho | | 8.292.000 | Lợi nhuận (A-B) 53.342,1 | 4.Nhân xét

- Qua thực tế thao tác vận hành bồ tách bã đồng dé nang cao hàm lượng đồng trong bấ đồng của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đã đạt được mục tiêu để ra của đề tài (hầm lượng %Cu>159)

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

5 Xử lý mơi trường

- Mơi trường chất thải rắn : Các chất rấn tạo ra đều là sản phẩm để bán,

- Mơi trường chất thải lỏng: Dung dich tao ra đều được quay vịng lại hồ tách,

: Dùng chụp hút khí hút lên ống cao 15m

-Mơi trường khí

Trang 20

II BỰ KIẾN CÁC CHÍ TIỂU KTKT ÁP DỰNG VÀO TRUC TE SAN XUẤT

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

Do sự cần thiết phải xử lý một lượng bã đổng 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 cĩ hàm lượng đồng thấp giá trị khơng cao, khơng thể

đáp ứng yêu cầu luyện đồng nên cân phải xử lý tiếp để cĩ giá trị cao khi nĩ là

nguyên liệu cho quá trình luyện đồng Theo đánh giá của Ban chủ nghiệm đề tài

phương pháp này cĩ thể áp dụng vào sản xuất thực tế

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

Bảng11: Dự kiến các chỉ tiêu KTKT áp dụng vào thực tế

[TT [ CácchitlenKTKT DVT Séluong | Ghi =

| 1 | Tiéu hao ba Tan ba/TSP 42

[2 |TieuhaoDÐ ĐP phế m)/TSP 9,0

3 | Tiéu hao dién Kwh/TSP

4 | Fidu hao nude ee

Trang 21

lit |Nguyên liệu | I Ị | 3.303.000.000 |

Bã đa vào HT(quy khơ) | tấn | | 450] _ 6.509.000 |2:925.000.000 Chất lợng ] %Cu 3,84 Dung dich BP phe i | _— s40 700.000 |_ 378.000.000 THỊ | Năng lượn | 15.473,684 1 | Điện năng | 9.474 1200Ì 11368421 ms TNước 1,026 4.000] 4.105.263 TY_ | Vật liệu phụ [ 165.150.000 Lei nhuận thụ được(A-B) 213.329.266

PHẦN II KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Để tài:Nghiên cứu xử lý bã điện phán của Nhà máy kẽếm điện Thái

Nguyên để thu hồi đồng đáp ứng yêu cầu luyện đồng thu được sản phẩm cĩ hàm

lượng đồng > 15%Cu do Cơng ty TNHHNN Một thành viên kim loại mâu Thái

Nguyên thực hiện, đối tượng Nghiên cứu là bã đơng của Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên

1.Kết quả nghiên cứu

+ Đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát hồ tách bã đồng thu được các chỉ tiêu KTKT chính như sau: TTỊ Các chỉ tiêu KTKT T— ĐVT Sốlượg | Ghichú 1 |Tiêuhaobä Tấn bã/TSP 4,25 2 | Tiéwhao DD DP phé m/TSP i 13,4 3 ites hao điện KwIVTSP 1340 4— [Tiêu haonước mẺ/TSP 145 5 _ | Chất lượng bã sẵn phẩm %eu BI | 6 | Thuc thu déng % 97 | + Đã xác định và xây dựng được quy trình cơng nghệ, thao tác vận hành hồ tách,

+ Đã xây dựng được các thơng số kỹ thuật và các chỉ tiêu KTKT hồ tích bã đồng cho Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên thuộc Cơng ty TNHHNN Một thành viên Kim loại mầu Thái Nguyên, áp dụng vào thực tế sản xuất của Cơng ty

Trang 22

2-Lợi ích của đề tài

Với việc nghiên cứu sản xuất thí nghiệm hồ tách bã đồng dé nang cao ham lượng đồng của Nhà máy kẽm điện phâo Thái Nguyên đã thu được sản phẩm cĩ

hàm lượng đồng > 15%Cu Sản phẩm này bán cho Nhà máy luyện đồng Tầng

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

Nhà máy gĩp phân làm tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh của Cơng ty,

3.Kiến nghị

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

thương nghiệm thu đẻ tài và xem xét cho nâng đề tài lên cấn Ð, để Cơng ty chúng

tơi cĩ 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 Cơng ty nĩi riêng và của Việt Nam nĩi chung

THAY MAT BAN CHU NHIEM DE TAE

Nguyễn Vấn Kế

Trang 23

PHỤ LỤC 1.MƠ TẢ THIẾT BỊ 1 Máy nghiền bị nước Thơng số kỹ thuật TT | Danh muc Thơng số | Ghỉ chú | 1_ [Trọng lượng 9.000 Kg/chiếc 2 [Đạc tính về kỹ thuật ~ } 61.200x2.400mm 3 — | Năng xuất làm việc 5-8 th

4 [Năng xuất kỹ thuật của|12Vh thiết bị | 5 | Cong suat dong co 45 Kw 2.Máy lọc ép a.Thơng số trong quá trình làm việc Ghi chú [Tr] Thơng số đặc tính | Lọc nhiệt độ cao | Lọc nhiệt độ thấp H | Nhiệt độ lúc lọc 45-50 ° 2” [Tốc độ lọc 0,5m /m 3 [Nơng độ ật EH=45-50 PH=4,5-5,0 b Thơng số kỹ thuật TT Danh mục Thơng số Ghỉ chú 1 | Diện tích lọc 60m? 2 | Kich thuée ngoai khung loc | 920x920 mm [3 |Séluongkhoangloc | 60 Khoang 4 ]Kích thước ngồi 4804x1356x1440 mm | 5 [Tổng dung lượngtấmlọc — | S60 lit 6 | Độ dây tấm lọc 60 mm ba [7 | Độ dãy bánh lọc 32mm Ỉ R] [ap lực làm việc trong [1 Mpa khoang {

71 Ging suất động cơ area cm ¬

10 Ì Nguồn điệncẩp cho động cơ | 3 pha/380v/50Hz |

3 Máy khuấy

Trang 24

'Thơng số kỹ thuật TT Danh mục Thơng số Ghi ans | 1 ˆ Tang dịch làm việc [40 mF {2 TKÉh thước dường kính 8.000 mm 3 [M6menxoin ta Nm 4_ |Mơ menuốn 5.085 Nm | 5 | Đhiệt độ hoạt động 80°C 6 | Tải wong theo chiéu thang | 20KN đứng | 7 | Chiều cao 4.600 mm

8 | Cơng suất động cơ 112 Kw, tốc độ 1.500v/ph

9ˆ TNguơn điện cấp cho động cơ | 3 pha/380x/50Hz

TT Danh mục Thơng số Ghi cha

Khả năng chịu nhiệt | Năng suất | 30-35m1⁄h Số lượng khoang lọc 60 khoang 4 | Kích thước đường kính 9000mm ` 5

6 | Cơng suất động cơ 13Kw

j Nguồn điệncấp cho động cơ t 3 pha/380V/S0Hz 5.Bom hợp kim thép khơng gỉ và chịu ăn mịn

Trang 25

“Thơng số kỹ thuật

[TT Danh mục | Thong số Ghi chú

1 | Cơng suất bơm j mãn

"Tốc độ quay | 2.900vong/phut

Cơng suất động cơ 3Kw

Nguồn điệncấp cho động cơ | 3 pha/380V/50Hz xy af IL THAO TAC VAN HANH THIET BI 1 Vận hành bể cơ đặc

Dong day của bể điều tiết, dịng đáy bể lắng sau 8 giờ cơ đặc, thơng báo

cho phịng bơm bùn chuẩn bị hoạt động Sau khi nhận được thơng báo mở van xả bùn từ nhỏ đến lớn, sau khi kết thúc xả bùn, thĩng báo phịng bơm tắt bơm sau đĩ mới đĩng 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 bĩi trơn của các bộ phận, lượng đầu máy ép đầu và tình

hình đường ống, phát hiện cĩ vấn đề phải kịp thời báo cáo xử lý

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

chuẩn, ngăn chặn rị dung dịch, rị đục và đường chảy của dung dịch khơng

thơng suốt, phát hiện vải bị hơng phải kịp thời thay, áp lực miệng vào dung dịch lọc phải đạt được ổn định đều, khơng được lúc to lúc nhỏ, nếu dung dịch ép ra bị đục hoặc thời gian lọc ép quá dai thi phai 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 bơi trơn

của các bộ phận, kiểm tra cánh khuấy, nếu phát hiện cĩ 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 nghiên bị,

4.1 Trước khi vận hành phái kiểm tra tình trạng thiết bị, mức độ bởi trơn

của các bộ phận, kiểm tra số lượng bi, chất lượng bị, nếu phát hiện cĩ van dé

phải báo cáo kịp thời để xử lý

4.2 Trước khi vận hành phải điểu chế bùn bằng thùng điều chế bùn sau đĩ

chạy máy nghiên bi ổn định mới mở van xã bùn vào máy nghiền bị kiểu ướt

Điều chế bùn liên tục và máy nghiễn hoạt động liên tục khi nào đủ lượng dung dịch cần dùng thì dùng lại

Trang 27

TAI LIEU THAM KHAO

TT Tên tài liệu và tác giả

1 |Lý thuyết các quý trình luyện kim- Thuỷ luyện - Dai hoc BK Ha noi

[2 _ | Lý thuyết các quý trình luyện kim- Điện phân - Đại học BK Hà nội |3 _ | Cơng nghệ luyên đồng - Đại học BK Hà nội

|4£ [Luyện kim mẫu và quý hiếm - Đại học BK Hà nội

5 |§ách tra cứu tốm tất các kim loại mầu — Người dịch: Lê Văn Chức;

Nguyễn Khắc Lư

6 | Hod hoc vơ cơ - Lê Mậu Quyển

7| Báo cáo nghiên cứu khả thí Nhà máy đồng Tầng Loỏng ~ Tổng Cong ty

Khống sản - TKV

§ _ | Thiết kế kỹ thuật cơng nghệ Nhà máy kẽm điện phân Thái nguyên - Cơng

ty TNHHNN Một thành viên Kim loại mầu Thái Nguyên

9 | Tạp chí: Khoa học cơng nghệ Kim loại Số 13 tháng 8/2007 Bài viết: Định hướng phát triển ngành khống sản giai đoạn 2006-2010 và những

năm tiếp theo — Trương Đức Chính

Trang 28

NHA MAY KEM BIEN PHAN THÁI NGUYÊN CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Phịng ký thị 08 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thai nguyên, ngày - tháng — năm 2007

PHIEU TRA KẾT QUÁ PHAN TICH

THANH PHAN PHAN TICH

STT TÊN MẪU zn] Fe | Ca] cul Po} § | As | $s | Mn | co | Mi ]cao[tgo[SIO;[AÐj r | ci | GHI CHÚ

Trang 29

NHA MAY KEM ĐIỆN PHÁN THÁI NGUYÊN CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Phịng kỹ thuật - KCS 'Bệc lập - Tự do - Hanh phúc

Thái nguyên, ngày - tháng — năm 2007

PHIEU TRA KET QUA PHAN TICH

Trang 30

NHÀ MÁY KEM BIEN PHÂN THÁI NGUYÊN CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Phịng kỹ thuật - KCS Độc lập - Tư do - Hạnh phúc Thái nguyễn, ngày tháng — năm 2007

+ PHIEU TRA KET QUA PHAN TICH

Trang 31

NHÀ MAY KEM BIEN PHAN THÁI NGUYÊN

Phịng kỹ thuật - KCS CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Độc lập - Tự do - Hanh phúc

Thái nguyên, ngày - tháng — nấm 2007

PHIEU TRA KET QUA PHAN TÍCH

HANH PHAN PHAN TICH

Trang 32

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÁN THÁI NGUYÊN CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Phéng ky thuat - KCS Độc lập - Tự do - Hanh phúc

TÊN NÂU gil zn [ot mal ee mgtl : ee

‘Dung dịch sau hồ tach 85 152 5 7 600 2,83 0,09 35

.|(Chế độ 1) cu

TP.KY THUAT - Kes GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

VC] Gy! idl | ị roe 25 v7

Bui Huy Tuần) :

Trang 33

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHAN THAI NGUYEN CƠNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Phịng kỹ thuật - KC8 Độc lâp - Tự do - Hanh phúc

Thái nguyên, ngây thang năm 2007 PHIẾU TRẢ KẾT QUÁ PHÁN TÍCH

str] TEN MAU LOU, eles % Ble % cd % F86] % sec GHI GHÚ

Trang 34

NHA MAY KEM DIEN PHAN THÁI NGUYÊN CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Phịng kỹ thuat - KCS Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Thai nguyên, ngây - tháng năm 2007

ST TÊN MẪU we cu mm | Fe - GHI CHÚ % % % % | Ba BGng sau hoa t&ch

~KCS / GIAM DOC NHA MAY

Bài Huy Tuấi `

Trang 35

NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN CONG HOA XA HỘI GHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Phịng kỹ thuât- KCS Độc lập - Tự do › Hạnh phúc

STT TÊN MẪU Zn q FJ €4 ] Fe Co Sb Ni pH „ | BHI CHÚ

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	4,73 MB