1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI (nêu được kết quả cần đạt tới của NC là gì)Xác định được các chỉ tiêu công nghệ tuyển đạt được và các thông số quá trình tuyển nổi trọng lực đối với một số mẫu than cám 6mm vùng Quảng Ninh, từ đó đánh giá khả năng áp dụng công nghệ này. 1.3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU1.3.1. Đối tượng nghiên cứu: (đối tượng cụ thể cần NC là gì)Quá trình tuyển nổi trọng lực than cám cấp hạt 6mm quy mô phòng thí nghiệm1.3.2. Phạm vi nghiên cứu: (hạn chế vùng NC trong đối tượng nêu trên)Giới hạn trong 23 mẫu than cám vùng Quảng Ninh(than cọc sáu và than vàng danh)1.4. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU1.4.1. Cách tiếp cận: (tiếp cận từ góc độ nào)Trên cơ sở tài liệu tham khảo thiết kế thiết bị thí nghiệm và nghiên cứu thí nghiệm quá trình tuyển nổi trọng lực than cám trên thiết bị thiết kế. Sau đó tối ưu hóa các thông số điều kiện của quá trình.1.4.2. Phương pháp nghiên cứu: (sử dụng phương pháp, tổ hợp các phương phápgì) Thu thập tài liệu, tổng hợp – phân tích để viết tổng quan Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiêm Thí nghiệm tuyển nổi trong thiết bị tuyển nổi trọng lực
CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT,MỤC TIÊU,ĐỐI TƯỢNG,PHẠM VI NGHIÊN CỨU,CÁCH TIẾP CẬN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI (nêu lý do, ý nghĩa NC với thực tiễn nay) Hiện vùng than Quảng Ninh tồn đọng lượng than cám chất lượng xấu với khối lượng lớn, chiếm nhiều diện tích lãng phí tài nguyên Việc nghiên cứu công nghệ tuyển thu hồi sử dụng than cám công nghệ đơn giản rẻ tiền mang lại hiệu lớn kinh tế xã hội bảo vệ môi trường Tuyển thông thường áp dụng cấp hạt -0,5mm Tuyển tầng sôi tốn nhiều chi phí nước lại không hiệu cấp -0,5mm Nếu nâng cao độ hạt tuyển lên đến mm góp phần giải vấn đề tuyển loại than cám nêu trên thiết bị Việc nghiên cứu phương pháp tuyển than thiết bị tuyển trọng lực vấn đề cấp thiết có ý nghĩa thực tiễn 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI (nêu kết cần đạt tới NC gì) Xác định tiêu công nghệ tuyển đạt thông số trình tuyển trọng lực số mẫu than cám -6mm vùng Quảng Ninh, từ đánh giá khả áp dụng công nghệ 1.3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: (đối tượng cụ thể cần NC gì) Quá trình tuyển trọng lực than cám cấp hạt -6mm quy mô phòng thí nghiệm 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu: (hạn chế vùng NC đối tượng nêu trên) Giới hạn 2-3 mẫu than cám vùng Quảng Ninh(than cọc sáu than vàng danh) 1.4 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4.1 Cách tiếp cận: (tiếp cận từ góc độ nào) Trên sở tài liệu tham khảo thiết kế thiết bị thí nghiệm nghiên cứu thí nghiệm trình tuyển trọng lực than cám thiết bị thiết kế Sau tối ưu hóa thông số điều kiện trình 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu: (sử dụng phương pháp, tổ hợp phương pháp gì) - Thu thập tài liệu, tổng hợp – phân tích để viết tổng quan - Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiêm - Thí nghiệm tuyển thiết bị tuyển trọng lực CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1 Tình hình tuyển than cấp hạt mịn giới Vấn đề tuyển than hạt mịn năm gần quan tâm nghiên cứu nhiều giới Trong nhiều loại than cấp liệu cho nhà máy tuyển, lượng than mịn (3(6)mm) chiếm đến hàng chục phần trăm tỷ lệ khối lượng Lượng than hạt mịn đưa nhà máy tuyển ngày tăng chất lượng chúng ngày giảm, khâu khai thác giới hóa tự động hóa cao độ đồng thời suất khai thác lớn Trước công nghệ tuyển than hạt mịn áp dụng than luyện cốc, than lượng phương án truyền thống tách cấp hạt mịn (cám khô cám mịn) tuyển cấp hạt thô Tuy nhiên ngày có nhiều nhà máy tuyển than xây dựng xem xét phương án đưa độ sâu tuyển tới độ hạt gần tới 0,5 (3)mm than lượng Việc nâng cao chất lượng giá trị sản phẩm than hạt mịn cho phép đa dạng hóa sản phẩm áp dụng công nghệ tiên tiến để bảo vệ môi trường Phương pháp tuyển than chủ yếu tuyển trọng lực, phương pháp có hiệu cao cấp hạt thô, độ hạt than đưa tuyển giảm hiệu tuyển chi phí tuyển tăng Trong năm gần đây, giới xuất nhiều thiết bị tuyển than cấp hạt mịn Song song với cải tiến sơ đồ công nghệ xử lý than cấp hạt mịn, cho phép tuyển than cấp hạt mịn có hiệu đồng thời chi phí tuyển khử nước than cấp hạt mịn rẻ Phương pháp tuyển than cấp hạt mịn tốt đáp ứng yêu cầu kinh tế; tỷ lệ thu hồi; chất lượng sản phẩm tuyển; vấn đề khử nước sản phẩm tuyển Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lý than cấp hạt mịn theo Korte Bosman là: - Tính khả tuyển than thu hoạch cấp tỷ trọng lân cận; - Hiệu suất tuyển; - Yêu cầu chất lượng sản phẩm; - Giá bán sản phẩm; - Giá thành tuyển than Các thiết bị tuyển trọng lực phổ biến để tuyển than cấp hạt mịn là: xyclon huyền phù, xyclon nước, máng xoắn, máy lắng, bàn đãi gần thiết bị tuyển tầng sôi Ngoài ra, để thu hồi than cấp hạt -0,5mm sử dụng phương pháp tuyển thiết bị tuyển cột 2.2 Tình hình tuyển than hạt mịn Việt Nam Tài nguyên khoáng sản than Việt Nam chủ yếu tập trung vùng Quảng Ninh Trong năm gần sản lượng khai thác than vùng đạt đến 35-40 triệu tấn/năm vùng than khác Quảng Ninh sản lượng đạt chưa đến vài triệu Chính báo cáo tập trung vào đối tượng than hạt mịn vùng Quảng Ninh 2.2.1 Đặc điểm tính chất than hạt mịn vùng Quảng Ninh Đặc điểm tính chất than hạt mịn vùng Quảng Ninh nghiên cứu tổng kết chi tiết tài liệu số liệu trích dẫn từ tài liệu Than vùng Hòn Gai Các mỏ than chiếm tỷ trọng lớn khu vực Hòn Gai Hà Tu, Hà Lầm, Núi Béo Tân Lập Thành phần độ hạt cấp hạt - 6mm trình bày bảng 1.1 tiêu T tính khả tuyển cấp hạt than mịn trình bày bảng 1.2 Bảng 1.1: Thành phần độ hạt than cấp hạt 0-6mm mỏ than khu vực Hòn Gai Cấp hạt, mm 1-6 Hà Tu Hà Lầm Tân Lập Núi Béo Thu hoạch, 30,95 Độ tro, 24,46 Thu hoạch, 40,46 Độ tro, 26,27 Thu hoạch, 36,21 Độ tro, 26,21 Thu hoạch, 33,22 Độ tro, 30,23 0,1-1 37,11 18,47 41,32 19,17 39,92 16,55 43,54 18,43 -0,1 31,94 25,08 18,22 27,94 23,87 25,24 23,24 27,53 Cộng 100 22,44 100 23,64 100 22,12 100 24,46 Bảng 1.2: Kết đánh giá tính khả tuyển than cấp hạt nhỏ mịn vùng Hòn Gai Mỏ than Hà Tu Hà Lầm Tân Lập Núi Béo Cấp hạt,mm Chỉ tiêu T,% Tính khả tuyển 0,1-1 8,80 Khó tuyển 1-6 6,70 Trung bình tuyển 0,1-1 9,20 Khó tuyển 1-6 2,71 Dễ tuyển 0,1-1 8,27 Khó tuyển 1-6 3,67 Dễ tuyển 0,1-1 - 1-6 8,67 Khó tuyển Các đặc điểm tính chất bản: − Tỷ lệ than cám - 6mm mỏ than vùng Hòn Gai chiếm tỷ lệ từ 65% đến 75%; − Trong thành phần than cấp hạt nhỏ -6mm, tỷ lệ cấp hạt siêu mịn -0,1mm dao động khoảng 18,22% (Hà Lầm) tới 31,94% (Hà Tu) cấp hạt mịn -1mm từ 59,54% (Hà Lầm) tới 69,05% (Hà Tu); − Than cấp hạt mịn (cấp 0,1 - 1mm) mỏ than vùng Hòn Gai thuộc loại khó tuyển Than vùng Cẩm Phả Các mỏ than có sản lượng lớn khu vực Cẩm Phả Cọc Sáu, Đèo Nai, Mông Dương, Thống Nhất, Cao Sơn, Khe Chàm Dương Huy Thành phần độ hạt than nguyên khai cấp 0-6mm trình bày bảng 1.3 Các đặc điểm tính chất bản: − Tỷ lệ than cám 0-6mm mỏ than vùng Cẩm Phả chiếm tỷ lệ từ 65% đến 75%; − Trong thành phần than cấp hạt nhỏ -6mm, tỷ lệ cấp hạt siêu mịn -0,1mm dao động khoảng 16,64% (Khe Chàm) tới 22,03% (Thống Nhất) cấp hạt mịn -1mm từ 46,87% (Đèo Nai) tới 54,55% (Mông Dương); − Than cấp hạt mịn mỏ than vùng Cẩm Phả thuộc loại trung bình tuyển đến khó tuyển Bảng 1.3: Thành phần độ hạt than cấp 0-6mm mỏ than khu vực Cẩm Phả Cấp hạt, mm 0-0,1 0,1-1 1-3 3-6 (0-6) Thu hoạch,% 21,09 32,68 25,72 20,50 100,00 Độ tro,% 28,94 26,80 30,16 30,86 28,95 Thu hoạch,% 18,15 28,71 31,90 21,24 100,00 Độ tro,% 17,69 15,14 18,19 21,27 17,88 Mỏ Mông Thu hoạch,% 17,77 36,81 27,18 18,24 100,00 Dương Độ tro,% 29,87 23,33 26,60 27,31 26,11 Mỏ Thống Thu hoạch,% 22,03 33,49 26,40 18,08 100,00 Nhất Độ tro,% 21,88 29,74 23,46 25,95 25,66 Mỏ Thu hoạch,% 19,50 32,26 31,24 16,99 100,00 Mỏ Cọc Sáu Mỏ Đèo Nai Cao Sơn Mỏ Khe Độ tro,% 20,30 21,15 22,41 26,46 22,28 Thu hoạch,% 16,64 35,88 29,56 17,92 100,00 Chàm Độ tro,% 31,12 28,57 26,42 31,83 28,94 Mỏ Thu hoạch,% 20,35 31,98 16,78 30,89 100,00 Độ tro,% 22,07 22,53 23,03 31,68 25,35 Dương Huy 2.2.2 Tình hình tuyển than cấp hạt mịn nhà máy tuyển than Việt Nam Loại than sản xuất hàng năm tập đoàn Than & Khoáng sản chủ yếu loại than cám cỡ hạt – 15mm, than cục xô chiếm tỷ lệ nhỏ (xem bảng 1.4) Sản lượng than cám sản xuất năm 2010 tập đoàn vào khoảng 38,7 triệu tấn, lượng than cám xấu (từ cám trở lên) chiếm xấp xỉ 30 triệu Như vậy, lượng than cám chất lượng xấu chưa qua tuyển toàn tập đoàn chiếm tỷ lệ cao, loại than có giá trị kinh tế thấp khó tiêu thụ Các loại than cám qua tuyển cám 1, cám cám Việt Nam chiếm tỷ lệ nhỏ có nhà máy tuyển than Tất than hạt mịn nhỏ vùng Quảng Ninh không tuyển mỏ mà tách tiêu thụ dạng cám chuyển đến nhà máy tuyển Hiện vùng than Quảng Ninh có nhà máy tuyển: nhà máy tuyển than Cửa Ông, nhà máy tuyển than Hòn Gai (Nam Cầu Trắng) nhà máy tuyển than Vàng Danh Bảng 1.4: Sản lượng than nguyên khai loại than cám toàn tập đoàn năm 2010 Loại than cám Độ tro Khối lượng, trung Tuyển than Tuyển than Tuyển than Tổng tập Cám bình, 7,00% Cửa Ông 389.000 Hòn Gai 155.000 Vàng0Danh đoàn TKV 648.000 Cám 9,00 111.000 0 235.000 Cám 3a 11,50 278.000 93.000 380.000 Cám 3b 14,00 666.000 186.000 160.000 1.693.000 Cám 3c 16,50 1.110.000 434.000 2.867.000 Cám 4a 20,00 500.000 310.000 180.000 2.545.000 Cám 4b 24,00 222.000 31.000 290.000 2.050.000 Cám 30,00 1.788.000 372.000 1.220.000 Cám 6a 36,00 2.331.000 419.000 298.000 12.319.00 10.419.00 Cám 6b 42,00 555.000 124.000 186.000 4.223.000 Cám 7a 47,50 0 9.000 50.000 Cám 7b 52,50 0 220.000 Cám 7c 57,50 0 45.000 Than bùn 30,00 666.000 186.000 50.000 960.000 8.616.000 2.310.000 2.393.000 11.100.000 3.100.000 3.300.000 38.654.00 47.470.00 Cộng Than nguyên 36,64 khai Xưởng tuyển than II Cửa Ông Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng hãng BMCH Australia thiết kế với dây chuyền công nghệ tuyển tương đối đồng đại chủ động tách cám khô tuyển không phân cấp máy lắng Sản phẩm than máy lắng cấp hạt (1-35) mm (1 - 50) mm tuyển nâng cao chất lượng máy tuyển xyclon huyền phù Cấp hạt - mm phân loại thành sản phẩm than bùn (-0,1mm) than cám mịn (0,1 - 1mm) xyclon Ngoài ra, than cám mịn tuyển nâng cao chất lượng thiết bị máng xoắn Xưởng tuyển than Cửa Ông I với dây chuyền công nghệ tách cám khô tuyển than cục máng rửa Dây chuyền xử lý bùn nước chủ yếu thực thông qua thiết bị hố gầu, hố cạn bể cô đặc cào tròn nên hiệu thu hồi than cám mịn đạt thấp Xưởng tuyển than Cửa Ông III với dây chuyền công nghệ đơn giản tách cám khô thiết bị tuyển nâng cấp chất lượng Đối với cấp hạt than mịn cấp 0,1-1mm hai nhà máy tuyển than Cửa Ông II Nam Cầu Trắng lắp đặt máng xoắn để tuyển nâng cao chất lượng Trong thời gian đầu trình tuyển than mịn 0,1-1mm máng xoắn đạt độ tro than 13-17% độ tro đá thải 55-65% Tuy nhiên thời gian gần hoạt động máng xoắn không ổn định hiệu Lý xác định khâu bùn nước bị tải, thiết bị xyclon phân cấp không hiệu dẫn đến cấp liệu máng xoắn không ổn định Kết khảo sát hiệu làm việc máng xoắn xưởng tuyển than Nam Cầu Trắng năm 2005, cho bảng 1.5 \ Bảng 1.5: Kết tuyển than hạt mịn máng xoắn TT Than Đá thải Độ tro than γ, % A, % γ, % A, % đầu, % 80,01 17,21 19,99 55,95 24,95 82,70 16,49 17,30 45,81 21,56 74,21 18,31 25,79 51,56 26,89 82,33 19,13 17,67 54,55 25,39 84,06 16,15 15,94 58,00 22,82 73,35 17,82 26,65 50,61 26,56 TB 79,44 17,52 20,56 52,57 24,70 Nhà máy tuyển than Vàng Danh với dây chuyền công nghệ tách cám khô trước tuyển máy tuyển huyền phù bể CK 20 Than cấp hạt nhỏ mịn xử lý hố gầu bể cô đặc cào tròn nên gây tổn thát than cám mịn vào sản phẩm bùn Gần nhà máy tuyển than Vàng Danh lắp riêng hệ thống xyclon huyền phù để tuyển than cám cỡ hạt – 18mm Than thu sau tuyển có độ tro nằm khoảng từ 9% đến 13% Nhưng sử dụng xyclon chi phí tuyển cao mát manhetit nhiều tuyển than hạt mịn than vùng Vàng Danh có khối lượng riêng lớn 2.2.3 Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn Việt Nam Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn cấp 0,1-1mm vùng Hòn Gai - Cẩm Phả chủ yếu tập trung vào nghiên cứu phương án thay hệ thống máng xoắn tồn hệ thống xyclon nước 10 STT Chi phí dầu diesel, kg/t 0,5 1,0 1,5 2,0 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 62,70 4,56 82,22 37,30 65,31 17,78 Than đầu 100,00 27,22 100,00 Than 68,58 5,88 88,68 Đá thải 31,42 73,77 11,32 Than đầu 100,00 27,21 100,00 Than 73,20 6,95 93,63 Đá thải 26,80 82,70 6,37 Than đầu 100,00 27,25 100,00 Than 74,15 7,82 93,92 Đá thải 25,85 82,87 6,08 100,00 27,22 100,00 Đá thải Than đầu Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí dầu diesel đến tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 0,5-1,6mm 4.3.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nước Điều kiện thí nghiệm: - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Chi phí thuốc tuyển dầu diesel: 1,5 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: thay đổi 9l; 12l; 15l; 18l /phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút 48 Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.6 đồ thị hình 4.6(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 4.6 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác STT Lưu lượng nước, lit/phút 12 15 18 21 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 62,38 4,82 81,62 37,62 64,47 18,38 Than đầu 100,00 27,26 100,00 Than 73,20 6,95 93,63 Đá thải 26,80 82,70 6,37 Than đầu 100,00 27,25 100,00 Than 75,15 8,68 94,24 Đá thải 24,85 83,13 5,76 Than đầu 100,00 27,18 100,00 Than 77,16 10,52 94,87 Đá thải 22,84 83,64 5,13 100,00 27,22 100,00 Đá thải Than đầu Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí nước đến tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 0,5-1,6mm 49 Hình3 Kết tuyển cấp hạt 0,5- 1,6mm Cọc Sáu 4.4 Kết luận 1/ Các cấp hạt 3-6mm, 1,6-3mm, 0,5-1,6mm mẫu than Cọc Sáu dễ tuyển thiêt bị tuyển trọng lực thí nghiệm Bằng cách điều chỉnh chi phí nước chi phí thuốc tuyển thu than 8%, đá thải 80% thực thu phần cháy lớn 90% 2/Ảnh hưởng độ hạt, lưu lượng nước, chi phí thuốc tập hợp đến kết tuyển phù hợp với quy luật Than cấp hạt thô cần mức chi phí dầu cao lưu lượng nước cao để đạt tiêu tuyển cao 3/ Các thông số tuyển phù hợp phụ thuộc vào cấp hạt nằm khoảng: - Chi phí dầu diesel: -2 kg/t Lưu lượng nước: 15-24 lít/phút, tương đương tốc độ dòng nước lên 3-8 cm/s Năng suất cấp liệu tuyển khoảng 1kg/3 phút hay 20 kg/giờ 50 CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN VÀNG DANH 5.1 Thí nghiệm với cấp 3-6 mm 5.1.1 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp dầu diesel Điều kiện thí nghiệm: - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Thuốc tuyển: dầu diesel chi phí thay đổi:2,0; 2,5;3,0; 3,5 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: 24 lít/phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.1 đồ thị hình 5.1(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.1 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác STT Chi phí dầu diesel, kg/t 2,0 2,5 3,0 3,5 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 45,28 5,20 67,58 Đá thải 54,72 62,36 32,42 Than đầu 100,00 36,48 100,00 Than 55,67 7,55 80,95 Đá thải 44,33 72,68 19,05 Than đầu 100,00 36,42 100,00 Than 58,46 9,36 83,31 Đá thải 41,54 74,45 16,69 Than đầu 100,00 36,40 100,00 Than 60,55 10,62 85,16 Đá thải 39,45 76,10 14,84 Than đầu 100,00 36,45 100,00 51 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí dầu diesel đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 3-6mm 5.1.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nước Điều kiện thí nghiệm: - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Chi phí thuốc tuyển dầu diesel: 3,0 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: thay đổi 24l; 27l; 30l; 33l /phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.2 đồ thị hình 5.2(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.2 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác STT Lưu lượng nước, lit/phút 24 27 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 58,46 9,36 83,31 Đá thải 41,54 74,45 16,69 Than đầu 100,00 36,40 100,00 Than Đá thải 60,30 39,70 10,25 76,19 85,13 14,87 52 30 33 Than đầu 100,00 36,43 100,00 Than 60,88 10,85 85,40 Đá thải 39,12 76,29 14,60 Than đầu 100,00 36,45 100,00 Than 61,88 11,65 85,99 Đá thải 38,12 76,63 14,01 Than đầu 100,00 36,42 100,00 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí nước đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 3-6mm Hình4 Kết tuyển cấp hạt 3-6mm Vàng Danh 5.2 Thí nghiệm với cấp 1,6-3 mm 5.2.1 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp dầu diesel Điều kiện thí nghiệm: 53 - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Thuốc tuyển: dầu diesel chi phí thay đổi: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: 21 lít/phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.3 đồ thị hình 5.3(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.3 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác STT Chi phí dầu diesel, kg/t 1,0 1,5 2,0 2,5 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 55,18 7,28 77,11 Đá thải 44,82 66,12 22,89 Than đầu 100,00 33,65 100,00 Than 57,82 7,22 80,79 Đá thải 42,18 69,76 19,21 Than đầu 100,00 33,60 100,00 Than 65,28 8,60 89,89 Đá thải 34,72 80,66 10,11 Than đầu 100,00 33,62 100,00 Than 66,36 9,15 90,84 Đá thải 33,64 81,92 9,16 Than đầu 100,00 33,63 100,00 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí dầu diesel đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 1,6-3mm 54 5.2.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nước Điều kiện thí nghiệm: - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Chi phí thuốc tuyển dầu diesel: 2,0 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: thay đổi 18l; 21l; 24l; 27l/phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.4 đồ thị hình 5.4(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.4 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác STT Lưu lượng nước, lit/phút 18 21 24 27 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 54,72 7,15 76,56 Đá thải 45,28 65,65 23,44 Than đầu 100,00 33,64 100,00 Than 65,28 8,60 89,89 Đá thải 34,72 80,66 10,11 Than đầu 100,00 33,62 100,00 Than 67,62 10,75 90,96 Đá thải 32,38 81,47 9,04 Than đầu 100,00 33,65 100,00 Than Đá thải 69,56 30,44 12,45 81,96 91,73 8,27 55 Than đầu 100,00 33,61 100,00 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí nước đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 1,6-3mm Hình5 Kết tuyển cấp hạt 1,6-3mm Vàng Danh 5.3 Thí nghiệm với cấp 0,5-1,6 mm 5.3.1 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp dầu diesel Điều kiện thí nghiệm: 56 - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Thuốc tuyển: dầu diesel chi phí thay đổi: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: 18 lít/phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.5 đồ thị hình 5.5(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.5 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác STT Chi phí dầu diesel, kg/t 1,0 1,5 2,0 2,5 Sản phẩm tuyển Than Thu hoạch,% Độ tro, % Thực thu phần cháy,% 58.72 7.25 76.82 Đá thải 41.28 60.18 23.18 Than đầu 100.00 29.10 100.00 Than 66.32 8.72 85.44 Đá thải 33.68 69.38 14.56 Than đầu 100.00 29.15 100.00 Than 71.64 9.55 91.48 Đá thải 28.36 78.73 8.52 Than đầu 100.00 29.17 100.00 Than 75.71 12.66 93.29 Đá thải 24.29 80.42 6.71 Than đầu 100.00 29.12 100.00 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí dầu diesel đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 0,5-1,6mm 57 5.3.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nước Điều kiện thí nghiệm: - Khối lượng mẫu 1,0 kg; - Chi phí thuốc tuyển dầu diesel: 2,0 kg/t; nhũ hóa với thuốc OP 5% - Nồng độ thuốc tạo bọt: 40 g/m3; - Lưu lượng nước: thay đổi 9l; 12l; 15l; 18l /phút - Thời gian tuyển: tuyển phút, tuyển vét phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 5.6 đồ thị hình 5.6(thu hoạch sản phẩm trung gian nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian vào than sạch) Bảng 5.6 Kết thí nghiệm tuyển trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác STT Lưu lượng nước, lit/phút 15 18 21 24 Sản phẩm tuyển Than Đá thải Than đầu Than Đá thải Than đầu Than Đá thải Than đầu Than Đá thải Than đầu 58 Thu hoạch,% 67,57 32,43 100,00 71,64 28,36 100,00 73,16 26,84 100,00 74,60 25,40 100,00 Độ tro, % 8,25 72,60 29,12 9,55 78,73 29,17 10,65 79,54 29,14 11,48 80,93 29,12 Thực thu phần cháy,% 87,47 12,53 100,00 91,48 8,52 100,00 92,25 7,75 100,00 93,17 6,83 100,00 Đồ thị: biểu diễn ảnh hưởng chi phí nước đến tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 0,5-1,6mm Hình6 Kết tuyển cấp hạt 0,5- 1,6 mm Vàng Danh 5.4 Kết luận 1/ Các cấp hạt 3-6mm, 1,6-3mm, 0,5-1,6mm mẫu than Vàng Danh tuyển chấp nhận thiêt bị tuyển trọng lực thí nghiệm Bằng cách điều chỉnh chi phí nước chi phí thuốc tuyển thu than 10%, đá thải 75% thực thu phần cháy lớn 90% 2/Ảnh hưởng độ hạt, lưu lượng nước, chi phí thuốc tập hợp đến kết tuyển phù hợp với quy luật Than cấp hạt thô cần mức chi phí dầu cao lưu lượng nước cao để đạt tiêu tuyển cao 3/ Các thông số tuyển phù hợp phụ thuộc vào cấp hạt nằm khoảng: - Chi phí dầu diesel: 2- kg/t Lưu lượng nước: 18-30 lít/phút, tương đương tốc độ dòng nước lên 4,5-6 cm/s Năng suất cấp liệu tuyển khoảng 1kg/3 phút hay 20 kg/giờ 59 KẾT LUẬN CHUNG Thiết bị tuyển trọng lực, cụ thể thiết bị tuyển tầng sôi loại thiết bị cho phép tuyển cấp hạt than độ hạt từ 0,5 -6mm Trên thiết bị tuyển tầng sôi thí nghiệm, cấp hạt hẹp ( cấp 0,5-1,6mm, 1,6 -3mm, 3-6mm) hai mẫu than nghiên cứu lấy từ mỏ Cọc Sáu Vàng Danh cho kết tuyển tốt: than độ tro nho 10%, đá thải độ tro lớn 75% thực thu thành phần cháy khoảng 90% 3.Thiết bị tuyển tầng sôi điều chỉnh điều chỉnh lưu lượng nước, chi phí dầu diesel Đối với máy thiết kế đề tài thông sô phù hợp là: chi phí dầu diesel 1-3 kg/t, lưu lượng nước nằm khoảng 15-30 lít/phút (tương đương tốc độ dòng nước lên 3-6 cm/s) Mẫu than mỏ Vàng Danh khó tuyển so với mẫu than mỏ Cọc Sáu Có thể thành phần than Vàng Danh có khối lượng riêng cao so với than Cọc Sáu ảnh hưởng đến thiết bị thiết bị tuyển trọng lực Trong khuôn khổ thời gian có hạn nên chưa khảo sát nhiều thông số điều kiện khác Các nghiên cứu cần thiết: - nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ cấp liệu, chi phí thuốc tạo bọt, lưu lượng khí… - nghiên cứu thiết bị quy mô lớn triển khai sản xuất - nghiên cứu tuyển cấp hạt rộng 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO G.H Luttrell, T.C Westerfield, J.N Kohmuench, M.J Mankosa Development of high-efficiency hydraulic separator, Mineral & Metallurgical Processing, Vol 23,No 1, 2006, pp33-39 In-Plant Testing of the Hydrofloat Separator for Coarse Phosphate Recovery, Report 02-137-188, FIPR Florida, 2004 P.Zhang, R.Snow, J.Miller, J.Kohmuench, Improving phosphate flotation with new chemistry, smart flowsheet and novel equipment, SME Annual Meeting, Denver, Colorado 2004 M.J.Mankosa, J N.Kohmuench, M.D Eisenmann, G.H Luttrell, Testing of the Hydrofloat separator for coal cleaning applications, www.eriezflotation.com 61 Mục lục 62 [...]... thực tế tại các nhà máy tuyển than hiện nay Hiện nay, Công ty tuyển than Hòn Gai đã có hệ thống tuyển nổi cột để nâng cấp bùn than mịn Tuy nhiên đối tượng chính của máy tuyển nổi cột là than cấp -0,1mm 2.3 Các thiết bị tuyển than hạt mịn truyền thông và các kết quả đã đạt được Phương pháp tuyển than cấp hạt mịn phổ biến nhất là phương pháp tuyển trọng lực, bằng các thiết bị tuyển: xyclon huyền phù,... phù, xyclon nước, máng xoắn, máy lắng, bàn đãi, thiết bị tuyển tầng sôi Ngoài ra, để thu hồi than cấp hạt -0,5mm có thể sử dụng phương pháp tuyển nổi bằng thiết bị tuyển nổi cột 2.3.1 Xyclon huyền phù Tuyển than hạt mịn bằng xyclon huyền phù ngày càng trở nên phổ biến hơn, bởi các nguyên nhân sau : tỷ trọng phân tuyển rõ ràng hơn so với các phương pháp tuyển khác và không chịu ảnh hưởng của thời tiết;... Thiết bị tuyển siêu trọng lực Việc tăng cường quá trình phân tách theo tỷ trọng bằng cách chuyển từ trường trọng lực thông thường sang trường lực ly tâm cao hơn nhiều cũng được nghiên cứu nhiều để cải thiện quá trình tuyển hạt mịn Mặc dù có nhiều kết quả triển vọng trong nghiên cứu nhưng các thiết bị này ngày nay vẫn chưa được áp dụng trong thực tế Nổi bật trong các thiết bị dạng này là thiết bi siêu trọng. .. quả tuyển cao khi tuyển hai giai đoạn nên chúng dần bị thay thế bởi máng xoắn và gần đây là các thiết bị tuyển tầng sôi 2.3.3 Máng xoắn Trong nhiều năm trước, thiết bị tuyển than cấp hạt mịn theo nguyên lý màng mỏng phổ biến nhất là máng xoắn Máng xoắn ngày nay là thiết bị tuyển than chi phí thấp và được sử dụng khá rộng rãi để tuyển than cấp hạt 0,2 - 2,0mm Thiết bị này trước kia được thiết kế để tuyển. .. năm gần đây tuyển than chủ yếu trong các máy tuyển nổi cột rất đa dạng về thiết kế Ngày nay tuyển nổi cột được thừa nhận là thiết bị hiệu quả để tuyển than hạt mịn cấp -0,5mm và nhất là cấp -0,25mm Nếu như ở Bắc Mỹ thiết bị tuyển nổi cột chủ yếu là dạng CPT, Microcel thì ở Australia lại là máy Jameson, ở Trung Quốc, Nam Phi lại là máy dạng Pneuflot 15 2.4 Thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt... siêu trọng lực dạng Falcon, thiết bị này thường được dùng để khử lưu huỳnh dạng pyrit ra khỏi than là chính 2.3.7 Tuyển nổi cột Tuyển nổi là phương pháp phổ biến để tuyển than hạt mịn cấp -0,5 mm từ những năm 1950 thế kỷ trước Do than có tính kỵ nước tự nhiên nên quá trình tuyển tách than khỏi đá thải diễn ra khá dễ dàng Nếu như trước kia quá trình tuyển than diễn ra trong các máy tuyển than truyền... trọng của lớp tầng sôi Kết quả tuyển than hạt mịn bằng thiết bị TBS tại Nam Phi được cho ở bảng 1.7 19 Bảng 1.7: Kết quả tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm bằng thiết bị TBS Các chỉ tiêu công nghệ Giá trị Độ tro than đầu, % 23,2 Độ tro than sạch, % 12,3 Độ tro đá thải, % 48,6 Thu hoạch than sạch, % 69,9 Tỷ trọng phân tuyển 1,672 Độ lệch đường cong phân phối, EP 0,1043 Sai số cơ giới, I 0,1552 Hiệu suất tuyển, ... khoáng vật theo nguyên lý tuyển trọng lực thì mới chỉ được phát hiện và áp dụng trong những năm gần đây Thiết bị tuyển tầng sôi (hindered settling bed seperator (HSBS)) còn gọi là thiết bị phân tách rơi vướng mắc là loại thiết bị trong đó các hạt cấp liệu rơi ngược với dòng 16 nước đều đặn đi lên từ đáy thiết bị Các hạt vật liệu được phân tách trong các thiết bị này chủ yếu theo tỷ trọng và ở mức độ thấp... phép tuyển hiệu quả than cấp hạt 0,1-10mm Máy lắng có chi phí tuyển và vận hành thấp Máy lắng rất có hiệu quả khi tách đất đá ra khỏi than ở tỷ trọng phân tuyển cao nhưng sản phẩm than sạch có chất lượng thấp Hơn nữa, chất lượng của than sạch cũng như tỷ trọng phân tuyển đều phụ thuộc vào từng cấp hạt hẹp đưa tuyển Nhất là đối với cấp hạt mịn (-6mm) tuyển bằng máy lắng có hiệu quả không cao 2.3.6 Thiết. .. hồi huyền phù và điều khiển tự động các thiết bị Việc sử dụng môi trường nặng để tuyển than cấp hạt mịn đã thành công từ trước Ngày nay, công nghệ này đang được sử để tuyển than hạt mịn ở Nam Phi, Australia, Mỹ Đa số, sử dụng xyclon nhỏ và áp lực cấp liệu cao để tuyển than cấp hạt mịn bằng xyclon huyền phù Khi tuyển than bằng xyclon huyền phù thì hiệu suất tuyển của cấp hạt mịn đạt được kém hơn so