Đang tải... (xem toàn văn)
... Tuyển từ từ trường cao Không từ Không từ Tuyển từ từ trường cao MONAZITE Bàn đãi Không từ RUTILE Có từ Đuôi Cát thạch anh Đuôi Tuyển Tinh quặng ZIRCON IV Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil. .. nặng Có từ ILMENITE Tuyển từ từ trường thấp Dẫn điện Tuyển từ từ trường cao Có từ LEUCOXEN Không từ RUTIL Không từ Tuyển điện Không dẫn điện Tuyển từ từ trường thấp Có từ MONAZIT Không từ ZIRCON... giàu tách quặng Rutil từ sa khoáng Thừa Thiên Huế Quặng nguyên Bơm hút Tuyển trọng lực Tuyển thô Tuyển Sấy Tuyển từ tuyển điện Tinh quặng Cát thải III Quy trình làm giàu tách quặng Rutil từ sa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ KHOA HÓA HỌC NIÊN LUẬN TÌM HIỂU QUY TRÌNH LÀM GIÀU VÀ TÁCH QUẶNG RUTIL TỪ SA KHOÁNG Ở THỪA THIÊN HUẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP TÁCH TiO2 TỪ QUẶNG RUTIL Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Kim Phượng GV hướng dẫn: TS Đặng Xuân Tín Lớp: Hóa K35 NỘI DUNG I. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN Một thành viên khoáng sản Thừa Thiên Huế II. Sơ lược về sa khoáng và titan đioxit III. Quy trình làm giàu và tách quặng rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil I. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN Một thành viên khoáng sản Thừa Thiên Huế • Thành lập vào năm 1987 • Trụ sở đặt tại 53 Nguyễn Gia Thiều, TP Huế • Đây là một trong những công ty hàng đầu về khai thác và chế biến khoáng sản titan của Việt Nam • Các sản phẩm chính của công ty: Ilmenit (≥52% TiO2), Rutile(≥85% TiO2), Monazit(≥57% REO), vv… I. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN Một thành viên khoáng sản Thừa Thiên Huế Kết quả sản xuất kinh doanh của công ty năm 2012 ST T Chỉ tiêu Đơn vị tính Thực hiện Tỷ đồng Kế hoạch năm (2012) 520 720 Đạt kế hoạch năm 138% 1 Doanh thu 2 Kim ngạch xuất khẩu Triệu đồng USD 25 32 128% 3 Lợi nhuận Tỷ đồng 110 150 136% 4 Nộp ngân sách Tỷ đồng 130 210 161% 5 Thu nhập bình quân Triệu/VNĐ/người/ tháng 6 8 133% II. Sơ lược về sa khoáng và titan đioxit 1. Sa khoáng ●Sa khoáng là sự tích tụ các khoáng vật có giá trị được hình thành trong sự tách biệt trọng lực trong quá trình lắng đọng. ●Môi trường hình thành bao gồm bồi tích, tàn tích, sa khoáng biển và sa khoáng cổ. ●Thành phần: Có tới trên 70 khoáng vật trong đó Ilmenit, Rutil, Anatas, Zircon là các khoáng vật có giá trị. ●Phân bố: Phân bố chủ yếu dọc bờ biển Việt Nam II. Sơ lược về sa khoáng và titan đioxit 2. Titan đioxit Cấu trúc thực tế của nó gồm 4 dạng tồn tại là rutile, anatase, brooktile và TiO2 vô định hình Cấu trúc dạng tinh thể của anatase và rutil II. Sơ lược về sa khoáng và titan đioxit Tan kém trong nước, trong dung dịch axit loãng hay dung dịch kiềm, tan trong H2SO4 đặc nóng, trong hydroxit nóng chảy hay trong cacbonat nóng chảy của các kim loại kiềm và trong các oxit kim loại nóng chảy, thể hiện tính axit. → TiO2 là một oxit lưỡng tính. Khối bát diện của titan đioxit III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế • Tình hình khai thác khoáng sản ở Thừa Thiên Huế: Sa khoáng titan ở TTH nằm dọc ven biển kéo dài từ Quảng Điền đến Phú Lộc. Các khoáng vật chính: Ilmenit 28,5-72,6 kg/m3 , zircon 5,73-12,49 kg/m3 , rutil 1,6-3,92 kg/m3 và monazit 0,17-0,87 kg/m3 . Năm 1999 khai thác và xuất khẩu 47.000 tấn Ilmenit, 1.800 tấn zircon, 220 tấn rutil và 50 tấn monazit. III. Quy trình làm giàu và tách quặng rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế 1. Nguồn gốc quặng và sơ đồ khai thác tổng quát Nguồn quặng chính của công ty Humexco là ở vùng Hải KhêQuảng Ngạn và Kế Sung-Vinh Mỹ. Ngoài ra còn có khai thác ở các mỏ Phong Hải (Phong Điền), Vinh Xuân (Phú Vang), Quảng Lợi (Quảng Điền), và Hương Thọ III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Quặng nguyên Bơm hút Tuyển trọng lực Tuyển thô Tuyển nổi Sấy Tuyển từ và tuyển điện Tinh quặng Cát thải III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế 2. Quy trình tuyển thô (làm giàu quặng) Trước đây khi muốn khai thác thì công nhân phải thực hiện các phương pháp thủ công bằng cách đưa các tầng cát xuống đáy các hồ có độ sâu từ 25-30m, do đó rất nguy hiểm và nguy cơ tai nạn lao động dễ xãy ra. → Sử dụng mô hình bơm hút Mô hình khai thác bằng bơm hút cát đạt trên bè nổi trong hồ khi thác, vận chuyển quặng nguyên khai về khu vực tuyển thô bằng hệ thông bơm cát, cụm thiết bị tuyển thô được đặt trên bờ moong, gần gương khai thác, tương đối cơ động, định kỳ di chuyển theo khu vực khai thác III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Quặng nguyên khai thác từ bơm hút Q.đuôi Q.T Tuyển chính (6 vít) TG Bơm trung gian Bơm Q.tinh Tuyển trung gian (4 vít) Tuyển tinh (3 vít) TG Bơm thải Cát thải Q.đuôi Q.T Q. đuôi TG Quặng tinh III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Ưu điểm của phương pháp • Là mô hình có thiết bị khai thác trên bè rất thuận tiện cho việc khai thác ven biển • - Có tính cơ động tương đối cao, hoàn chỗ dễ dàng, thực thu khá cao, thích hợp với mỏ có toàn bộ hay một phần thân quặng nằm dưới mức nước ngầm, nước biển, nguồn nước không quá khó khăn Nhược điểm của phương pháp • - Công nhân vận hành bơm hút phải thao tác đúng quy định thuần thục • - Công nhân làm nhiệm vụ chọc tầng để đưa lượng quặng cấp liệu cho bơm hút được bảo đảm và bè đặt bơm hút luôn ở sát chân tầng quặng dễ gây mất an toàn lao động khi có sự sụt lỡ tầng quặng lớn III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Tuyển trọng lực Nguyên tắc: Dựa trên sự chênh lệch tốc độ lắng của hạt với khối lượng riêng và kích cỡ khác nhau trong dòng nước dưới tác dụng của lực ly tâm Thiết bị tuyển trọng lực xoắn ốc III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Tuyển nổi • Nguyên tắc: Dựa trên khả năng thấm ướt khác nhau của các khoáng vật trong nước và khả năng bám kết của các hạt sa khoáng vào các bong bóng khi di chuyển các hỗn hợp nhão. Thiết bị tuyển nổi III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Quy trình tuyển quặng tinh Quặng sau khi đã trãi qua giai đoạn tuyển trọng lực máy rung thuốc tập hợp hệ thống máng bể tuyển nổi thêm thuốc tạo bọt và Thuốc tạo bọt là dầu thông. Nhờ có tính kết dính, bền, có khả năng tạo lớp nên người ta cho dầu thông vào để tạo nên các bọt khí lớn nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa các bọt khí với các hạt sa khoáng, từ đó tách được nhiều khoáng hơn. Sau khi thêm thuốc tạo bọt người ta lại thêm thuốc tập hợp vào nhằm tăng khả năng hấp phụ của bọt khí đối với các hạt khoáng do đó hiệu suất tuyển nổi cao hơn. III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế • . Qúa trình sấy Sau khi qua quá trình tuyển nổi, các hạt sa khoáng được đưa vào nơi chứa. Sau đó, các hệ thống băng chuyền sẽ đưa các hạt sa khoáng vào máy sấy, các hạt sẽ được sấy khô nhờ hệ thống bàn chà trong máy sấy, đồng thời hệ thống bàn chà còn làm nhiệm vụ nghiền các hạt có kích thước lớn thành các hạt có kích thước nhỏ hơn III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế • 3. Quy trình tuyển tinh • 3.1. Phương pháp tuyển: tuyển từ và tuyển điện Nguyên tắc: Dựa vào độ dẫn điện và tính chất từ của các thành phần nguyên liệu * Quy trình tuyển: Sa khoáng sau khi sấy khô hầm chứa máy tuyển từ. Lúc đầu, dưới tác dụng của nam châm trong máy thì các hạt có từ tính như ilmenite, manhetit, zircon, rutil sẽ tách ra khỏi các hạt không có từ tính theo hai hướng khác nhau III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Quy trình tuyển quặng tinh Nếu trong quặng tinh tập hợp chứa nhiều Ilmenit phải tiến hành như sau: Tổng khoáng vật nặng Có từ ILMENITE Tuyển từ từ trường thấp Dẫn điện Tuyển từ từ trường cao Có từ LEUCOXEN Không từ RUTIL Không từ Tuyển điện Không dẫn điện Tuyển từ từ trường thấp Có từ MONAZIT Không từ ZIRCON III. Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Nếu quặng tinh tập hợp chứa ít Ilmenit Tổng khoáng vật nặng Không dẫn điện Dẫn điện Có từ Tuyển điện Tuyển từ từ trường thấp LLMENITE Có từ LEUXECON Tuyển từ từ trường cao Không từ Không từ Tuyển từ từ trường cao MONAZITE Bàn đãi Không từ RUTILE Có từ Đuôi Cát thạch anh Đuôi Tuyển nổi Tinh quặng ZIRCON IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil *Có hai phương pháp để sản xuất TiO2 thương mại +Phương pháp axit sunfuric +Phương pháp clo hóa ●Phương pháp clo hóa Quy trình này sử dụng khí clo trong quá trình clorua hóa nguyên liệu titan - Clo hóa hỗn hợp quặng với cacbon Quặng rutil được trộn với than cốc, sau đó dẫn khí Clo đi qua hỗn hợp. Sản phẩm tạo thành là TiCl4 với CO2 TiO2 + 2Cl2 + C 2TiCl4 + CO2 IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Cách 1: TiCl4 được đốt cháy trong khí oxi ở 900-14000C tạo thành TiO2 và khí Clo TiCl4 + O2 900-14000C 2Cl2 + TiO2 Qúa trình này có thể tiến hành liên tục cho hai dòng khí được đun nóng 900-14000C gặp nhau trong bình phản ứng. Bình phản ứng được nung và giữ ở 7500C. Theo ống khí, các hạt TiO2 (khói) sẽ được đưa vào bộ phận lọc bụi IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Cách 2: Thủy phân dung dịch TiCl4 Cần chuẩn bị dung dịch nước TiCl4 bắng cách rót TiCl4 vào nước lạnh hoặc dung dịch axit HCl loãng. TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl Sau đó nung H2TiO3 ở 850-9000C sẽ thu được TiO2 Cách 3: Phân hủy hơi TiCl4 bằng hơi nước (thủy phân trong pha khí) TiCl4 tác dụng với hơi nước ở 300-4000C TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl Cho dòng khí no nước và dòng không khí với hơi TiCl4 đã được nung nóng 300-4000C vào trong bình. Bình phản ứng cũng đã được nung nóng tới 300-4000C. Để tách TiO2 khỏi HCl có thể dùng màng lọc bằng gốm IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Ưu điểm: - Khí clo được thu hồi dùng lại - Sản phẩm trung gian là TiCl4 đã có thể bán để dùng cho ngành sản xuất titan bọt - Thành phẩm ở dạng rutil sạch, khoảng kích thước hạt hẹp hơn, được sử dụng rất rộng rãi trong ngành sơn, giấy, plastic IV. Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Nhược điểm: -Phản ứng ở nhiệt độ cao, tiêu tốn nhiều năng lượng -Bình phản ứng phải chọn loại vật liệu có thể chống sự phá hoại của HCl khi có mặt của hơi nước KẾT LUẬN • Với những ứng dụng to lớn và vai trò hết sức quan trọng của TiO2 trong lĩnh vực công nghiệp, công ty TNHH NN Một thành viên khoáng sản Thừa Thiên Huế đã và đang áp dụng nhiều công nghệ khai thác và tuyển quặng tiên tiến , phù hợp với tình hình sản xuất ở địa phương để có thể đáp ứng được chỉ tiêu về chất lượng và số lượng trong và ngoài nước. • Tuy nhiên những năm gần đây việc khai thác và chế biến titan đã gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, đồng thời, hàm lượng quặng thải cao bên cạnh đó điều kiện làm việc của công nhân còn nhiều khó khăn và nguy hiêm. Do đó nhà máy nên tăng cường các biện pháp bảo hộ lao động đặc biệt là bảo hộ phóng xạ và xây dựng hệ thống lọc bụi để hạn chế ô nhiễm không khí. TÀI LIỆU THAM KHẢO • 1]. Trương Đức Chính, “Một số vấn đề chế biến sâu quặng titan ở Việt Nam”, Tập đoàn công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam. • [2]. Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ, Tập 3, Nxb Giáo dục • [3]. Trần Xuân Mậu, Giaó trình Cơ sở công nghệ hóa học, trường Đại học Khoa Học Huế. • [4]. Tài liệu do nhà máy sản xuất zircon cung cấp. • [5]. Đặng Xuân Tín, Bài giảng, Hóa học các nguyên tố hiếm. • Tài liệu internet • [6]. http://humexco.com.vn.?cat_id=112 • [7]. http://www.bddcmn.vn/TapChiDC/tcDetail.aspx?item=12 • [8]. http://123doc.vn/document/1308975-nghien-cuu-xay-dung-mo-hinh-khai-thac-tuyen-tho-di-dong-sa-khoang-titan-ven-bien.htm • [9]. http://ngothithuyduong.violet.vn/present/same/entry_id/9725574 • [10]. http://humexco.com.vn/index.asp?lang=vn • [11]. http://trt.com.vn/tabid/58/itemid/16499/categoryId/0/type/1/Default.aspx • [12]. http://d.violet.vn/uploads/resources/50/450267/preview.swf • [13]. http://vinachem.com.vn/Desktop.aspx/Xuat-ban-pham/102/1330/ • [14]. http://vi.wikipedia.org/wiki/Sa_kho%C3%A1ng • [15]. http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-che-tao-khao-sat-tinh-chat-va-cau-truc-cua-vat-lieu-polyme-nanocompozit-tren-co -so-nhua-nhiet-deo-51725/ CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHU Ý LẮNG NGHE. [...]... từ từ trường thấp Dẫn điện Tuyển từ từ trường cao Có từ LEUCOXEN Không từ RUTIL Không từ Tuyển điện Không dẫn điện Tuyển từ từ trường thấp Có từ MONAZIT Không từ ZIRCON III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Nếu quặng tinh tập hợp chứa ít Ilmenit Tổng khoáng vật nặng Không dẫn điện Dẫn điện Có từ Tuyển điện Tuyển từ từ trường thấp LLMENITE Có từ LEUXECON Tuyển từ từ... III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế Quặng nguyên khai thác từ bơm hút Q.đuôi Q.T Tuyển chính (6 vít) TG Bơm trung gian Bơm Q.tinh Tuyển trung gian (4 vít) Tuyển tinh (3 vít) TG Bơm thải Cát thải Q.đuôi Q.T Q đuôi TG Quặng tinh III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên... Không từ Không từ Tuyển từ từ trường cao MONAZITE Bàn đãi Không từ RUTILE Có từ Đuôi Cát thạch anh Đuôi Tuyển nổi Tinh quặng ZIRCON IV Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil *Có hai phương pháp để sản xuất TiO2 thương mại +Phương pháp axit sunfuric +Phương pháp clo hóa ●Phương pháp clo hóa Quy trình này sử dụng khí clo trong quá trình clorua hóa nguyên liệu titan - Clo hóa hỗn hợp quặng với cacbon Quặng rutil. .. hầm chứa máy tuyển từ Lúc đầu, dưới tác dụng của nam châm trong máy thì các hạt có từ tính như ilmenite, manhetit, zircon, rutil sẽ tách ra khỏi các hạt không có từ tính theo hai hướng khác nhau III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Quy trình tuyển quặng tinh Nếu trong quặng tinh tập hợp chứa nhiều Ilmenit phải tiến hành như sau: Tổng khoáng vật nặng Có từ ILMENITE... tới 300-4000C Để tách TiO2 khỏi HCl có thể dùng màng lọc bằng gốm IV Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Ưu điểm: - Khí clo được thu hồi dùng lại - Sản phẩm trung gian là TiCl4 đã có thể bán để dùng cho ngành sản xuất titan bọt - Thành phẩm ở dạng rutil sạch, khoảng kích thước hạt hẹp hơn, được sử dụng rất rộng rãi trong ngành sơn, giấy, plastic IV Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil Nhược điểm:... tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế *Quy trình tuyển quặng tinh Quặng sau khi đã trãi qua giai đoạn tuyển trọng lực máy rung thuốc tập hợp hệ thống máng bể tuyển nổi thêm thuốc tạo bọt và Thuốc tạo bọt là dầu thông Nhờ có tính kết dính, bền, có khả năng tạo lớp nên người ta cho dầu thông vào để tạo nên các bọt khí lớn nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa các bọt khí với các hạt sa khoáng, từ. .. pháp tách TiO2 từ quặng rutil Cách 1: TiCl4 được đốt cháy trong khí oxi ở 900-14000C tạo thành TiO2 và khí Clo TiCl4 + O2 900-14000C 2Cl2 + TiO2 Qúa trình này có thể tiến hành liên tục cho hai dòng khí được đun nóng 900-14000C gặp nhau trong bình phản ứng Bình phản ứng được nung và giữ ở 7500C Theo ống khí, các hạt TiO2 (khói) sẽ được đưa vào bộ phận lọc bụi IV Phương pháp tách TiO2 từ quặng rutil. .. sa khoáng vào máy sấy, các hạt sẽ được sấy khô nhờ hệ thống bàn chà trong máy sấy, đồng thời hệ thống bàn chà còn làm nhiệm vụ nghiền các hạt có kích thước lớn thành các hạt có kích thước nhỏ hơn III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế • 3 Quy trình tuyển tinh • 3.1 Phương pháp tuyển: tuyển từ và tuyển điện Nguyên tắc: Dựa vào độ dẫn điện và tính chất từ của các thành... quặng nằm dưới mức nước ngầm, nước biển, nguồn nước không quá khó khăn Nhược điểm của phương pháp • - Công nhân vận hành bơm hút phải thao tác đúng quy định thuần thục • - Công nhân làm nhiệm vụ chọc tầng để đưa lượng quặng cấp liệu cho bơm hút được bảo đảm và bè đặt bơm hút luôn ở sát chân tầng quặng dễ gây mất an toàn lao động khi có sự sụt lỡ tầng quặng lớn III Quy trình làm giàu và tách quặng Rutil. .. và tách quặng Rutil từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế 2 Quy trình tuyển thô (làm giàu quặng) Trước đây khi muốn khai thác thì công nhân phải thực hiện các phương pháp thủ công bằng cách đưa các tầng cát xuống đáy các hồ có độ sâu từ 25-30m, do đó rất nguy hiểm và nguy cơ tai nạn lao động dễ xãy ra → Sử dụng mô hình bơm hút Mô hình khai thác bằng bơm hút cát đạt trên bè nổi trong hồ khi thác, vận chuyển quặng