tách quặng monazite

... giàu tách quặng Monazite Tách tổng oxit đất từ quặng Monazite CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nhà máy chế biến khoáng sản Thừa Thiên Huế - Thuộc công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Thừa Thiên Huế. .. nguyên tố đất từ quặng Monazite: chế hóa axit kiềm 9/30/15 16 CHƯƠNG TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE 3.1 Chế hóa axit 9/30/15 17 CHƯƠNG TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE 3.2... 19 CHƯƠNG TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE 3.2 Chế hóa kiềm 9/30/15 20 CHƯƠNG TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE 3.2 Chế hóa kiềm - Các phản ứng xảy phân hủy quặng Monazite dung

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHOA HÓA

Đề tài: Tìm hiểu quy trình làm giàu và tách quặng Monazite từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế

và tách tổng oxit đất hiếm từ quặng Monazite

SV thực hiện : Mai Thị Tình

GV hướng dẫn : ThS Đặng Xuân Tín

Lớp: Hóa K35

Tổng quan

Làm giàu và tách quặng Monazite

Tách tổng oxit đất hiếm từ quặng Monazite

NỘI DUNG

1

2 3

1.1 Giới thiệu nhà máy chế biến khoáng sản Thừa Thiên Huế

- Thuộc công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Thừa Thiên Huế

- Một trong những công ty hàng đầu khai thác và chế biến khoáng sản Titan ở Việt Nam

- Các sản phẩm chính: tinh quặng Ilmenite, Rutil, Monazite, bột Zircon, xỉ Titan

- Sản phẩm sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất: gạch, gốm, thủy tinh, sơn, luyện kim… và nhiều ngành công nghiệp khác

- Sản phẩm được cung cấp cho thị trường như Nhật Bản, Trung Quốc, Malaysia và các nước Đông Nam Á

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.2 Quặng sa khoáng

1.2.1 Nguồn gốc hình thành

- Sa khoáng là sự tích tụ các khoáng vật có giá trị được hình thành từ sự tách biệt trọng lực trong quá trình lắng đọng

- Môi trường hình thành các loại mỏ sa khoáng gồm: bồi tích, tàn tích, sa khoáng biển và sa khoáng cổ

Sa khoáng phải thỏa mãn 2 yếu tố:

 Chịu được quá trình phong hóa

- Quặng Titan sa khoáng ven biển là kiểu quặng có giá trị lớn nhất của nước ta hiện nay

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.2.2 Thành phần

Thành phần chủ yếu:

• Cát thạch anh (SiO2) chiếm 95-99 %

• Còn lại là khoáng vật nặng, chủ yếu gồm:

– Ilmenite (FeTiO3)

– Zircon (ZrSiO4)

– Rutil (TiO2)

– Monazite (Ce, Ln, Th)[PO4, SiO4]

– Một số khoáng vật khác: Leucoxen, Anataz, Manhetit, Xenotim, Nhưng với hàm lượng thấp

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.2.3 Phân bố, trữ lượng

• Trên thế giới: Mỏ Titan lớn nằm ở Australia, Ấn Độ, Nam Phi, Bắc Mĩ, Brazil, Trung Quốc…trữ lượng khoảng 1,5 tỉ tấn.

• Việt Nam: Gồm quặng sa khoáng và quặng gốc

– Quặng gốc tập trung chủ yếu ở Thái Nguyên và Tuyên Quang với trữ lượng khoảng 4,83 triệu tấn

– Quặng sa khoáng phân bố chủ yếu từ Quảng Ninh đến Bà Rịa –

Vũng Tàu trữ lượng xác định khoảng 9,2 triệu tấn

Vùng Đông Bắc Bộ trữ lượng 90 ngàn tấn

Vùng ven biển Hải Phòng- Thái Bình- Nam Định có khoảng 11 ngàn tấn Ilmenite, 3 ngàn tấn Zircon

Vùng Ninh Thuận- Bình Thuận khoảng 6 triệu tấn Ilmenite

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Riêng ở tỉnh Thừa Thiên Huế sa khoáng kéo dài ven biển từ huyện Quảng Điền đến huyện Phú Lộc.

- 2,4 ngàn tấn Ilmenite

- 510 ngàn tấn Zircon,

- trên 3 ngàn tấn Monazite

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

2.1 Tuyển thô

- Sử dụng phương pháp tuyển trọng lực và tuyển nổi

- Thiết bị tuyển trọng lực chủ yếu là tuyển lực xoắn ốc, bàn đãi

Hình 2: Thiết bị tuyển lực xoắn ốc

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

- Quá trình tuyển nổi: sử dụng chất hoạt động bề mặt để tách quặng từ hỗn hợp bùn quặng.

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

Hình 2: Bể tuyển nổi

2.2 Tuyển tinh

- Sử dụng các phương pháp tuyển từ từ trường thấp, tuyển từ từ trường cao và tuyển điện để tách khoáng vật nặng thành từng phần riêng biệt: Ilmenite, Rutil, Zircon, Monazite

- Nguyên tắc: Dựa trên sự khác biệt về độ dẫn điện hoặc tính chất từ của các thành phần nguyên liệu.

- Tùy thuộc vào thành phần các khoáng vật chứa trong tinh quặng tập hợp mà sử dụng sơ đồ phối hợp tuyển

từ và tuyển điện khác nhau

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

- Đối với tinh quặng chứa nhiều Ilmenite

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

- Đối với tinh quặng chứa ít Ilmenite

- Để thu được tinh quặng chất lượng cao trong sơ đồ tuyển từ, tuyển điện các sản phẩm trên phải được tuyển đi tuyển lại nhiều lần.

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH TÁCH VÀ LÀM GIÀU

• Monazite là một khoáng vật photphat có màu nâu đỏ chứa các loại đất hiếm, thường tồn tại dạng tinh thể nhỏ riêng lẽ.

• Có ít nhất 4 loại Monazite

– Monazit-Ce (Ce, La, Pr, Nd, Th, Y)PO4

– Monazit-La (La, Ce, Nd, Pr)PO4

– Monazit-Nd (Nd, La, Ce, Pr)PO4

– Monazit-Sm (Sm, Gd, Ce, Th)PO4

• Các nguyên tố họ lantanit trong quặng monazite chủ yếu là ceri (45-48%), lantan (~24%), neodym (~17%),

praseodym (5%) và một lượng nhỏ samari, gadolinium, yttrium, europium…

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

Quá trình xử lí tinh quặng Monaite gồm 5 giai đoạn:

- Phân hủy tinh quặng để được những hợp chất hiếm và Th, tan được trong các axit vô cơ

- Chuyển đất hiếm và Th vào dạng dung dịch

- Tách đất hiếm và Th ra khỏi ion photphat

- Tách riêng đất hiếm và Th

- Điều chế các đất hiếm riêng rẽ

Có hai phương pháp vẫn được sử dụng để tinh chế các nguyên tố đất hiếm từ quặng Monazite: chế hóa bằng axit và bằng kiềm

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

3.1 Chế hóa bằng axit

3.2 Chế hóa bằng axit

- Phản ứng chuyển hóa muối photphat

2LnPO4 + 3H2SO4đ = Ln2(SO4)3 + 2H3PO4 Th3(PO4)4 + 6H2SO4 = 3Th(SO4)3 + 4H3PO4 ThSiO4 + 2 H2SO4 = Th(SO4)2 + SiO2 + 2H2O

- Kết tủa oxalate đất hiếm bằng dung dich H2C2O4 bão hòa 80oC

Ln2(SO4)3 + 3H2C2O4 = Ln2(C2O4)3 + 3H2SO4 Th(SO4)2 + 2H2C2O4 = Th(C2O4)2 + 2H2SO4

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

3.1 Chế hóa bằng axit

- Kết tủa của các oxalate được xử lý với dung dịch NaOH 2,5N nóng để chuyển thành Ln(OH)3 và Th(OH)4

Ln2(C2O4)3 + 6NaOH = 3Na2C2O4 + 2Ln(OH)3 Th(C2O4)2 + 4NaOH = 2Na2C2O4 + Th(OH)4

- Nung Ln(OH)3 + Th(OH)4 thu được tổng oxit đất hiếm: Ln2O3 và ThO2

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

3.2 Chế hóa bằng kiềm

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

3.2 Chế hóa bằng kiềm

- Các phản ứng chính xảy ra khi phân hủy quặng Monazite bằng dung dịch natri hiđroxit

2LnPO4 + 6NaOH = 2Ln(OH)3 + 2Na3PO4 Th3(PO4)4 + 12NaOH = 3Th(OH)4 + 4Na3PO4

- Hòa tách đất hiếm bằng HCl 12M ở 80 oC, để loại bỏ bả quặng

- Kết tủa oxalat đất hiếm bằng dung dịch H2C2O4 bão hòa 80oC

- Lọc rửa kết tủa, nung ta thu được tổng oxit đất hiếm

CHƯƠNG 3 TÁCH TỔNG OXIT ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG MONAZITE

- Thừa Thiên Huế là một trong những nơi giàu tài nguyên sa khoáng ven biển.

- Hiểu rõ nguồn gốc, thành phần, phân bố, trữ lượng sa khoáng trong nước và trên thế giới

- Biết được quy trình làm giàu, tách quặng từ sa khoáng ven biển Thừa Thiên Huế

- Có 2 phương pháp thường dùng để tách tổng oxit đất hiếm từ quặng Monazite: chế hóa bằng axit và chế hóa bằng kiềm

- Nhà máy áp dụng công nghệ khai thác, chế biến phù hợp với quy trình sản xuất địa phương

- Sản phẩm đáp ứng được chỉ tiêu chất lượng và số lượng của khách hàng trong và ngoài nước

KẾT LUẬN

Tài liệu tham khảo

[1] Th.Đặng Xuân Tín (2004), Bài giảng hóa học các nguyên tố hiếm, Trường Đại học Khoa Học Huế.

[2] Nguyễn Hoàng Vũ (2012), Khảo sát quá trình tách Thori oxit từ quặng Monazite ở Thừa Thiên Huế, Trường đại học

Sư Phạm TP Hồ Chí Minh

[3] Nguyễn Thành Anh (2014), Thu hồi đất hiếm từ bã thải tuyển quặng đồng sin quyền ứng dụng làm phân bón cho cây

chè và một số loại rau tại Đà Lạt, Lâm Đồng, Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam viện Hóa học, tr 20-21.

Tài liệu internet

[4] kheo-va-anh-i-qua-vi-d-sa-khoang-titan-ven-bin-min-trung

CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE