Chương IV tuyển siêu trọng lực

1 CHƯƠNG IV TUYỂN SIÊU TRỌNG LỰC 4.1 Sự xuất máy tuyển siêu trọng lực Cuối năm 1970 xuất thiết bị tuyển siêu trọng lực hệ để thu hồi hạt khoáng mịn, đặc biệt cỡ hạt – 10 m Lực tác dụng vào hạt khoáng máy tuyển siêu trọng lực tăng gấp 200 đến 300 lần so với lực trọng trường Mặc dù thiết máy tuyển siêu trọng lực xuất 30 năm, xong việc sử dụng loại thiết bị tuyển vào sản xuất Nguyên nhân sau: - Thiết bị tuyển thường bổ sung thêm vào dây chuyền tuyển thơng thường nhằm tận thu thêm chất có ích (Au; Ag; v.v ); - Thiết bị có giá thành cao, suất thiết bị khơng lớn; - Nếu thiết bị xử lý từ quặng đầu, gặp loại quặng sau khai thác lại có độ hạt mịn để tuyển thiết bị siêu trọng lực, mà thông thường quặng phải nghiền mịn; Tất lí dẫn đến chi phí sản xuất lớn, nhà máy sử dụng loại thiết bị để tuyển nhằm thu hồi thêm chất có ích Thiết bị tuyển siêu trọng lực sử dụng để tuyển vàng, tuyển quặng kim loại sản phẩm đuôi tuyển tuyển mùn than với mục đích loại bỏ pirit giảm hàm lượng lưu huỳnh than cỡ hạt nhỏ mm 4.2 Các loại máy tuyển siêu trọng lực 4.2.1 Máy tuyển Falcon Máy tuyển gồm tang quay hình nón cụt có góc nghiêng khác nhau, đoạn phần hình trụ, đáy nhỏ phía dưới, bề mặt nón cụt nhẵn quay với vận tốc lớn Bùn khoáng cấp liên tục vào ống lắp tâm nón cụt, bùn chảy xuống đáy nón cụt theo ống dẫn từ xuống theo chiều quay tang, sau bùn khuấy đẩy lên thành tang tạo phân tầng theo mặt nghiêng tang Trong vùng trường siêu trọng lực tang quay tạo (lực li tâm máy tạo đạt đến 300g) gồm hai thành phần Thành phần lực lớn vng góc với thành máy lực tạo trình lắng vướng mắc phân tầng hạt vật liệu đầu chủ yếu theo tỷ trọng thứ yếu theo độ hạt Cấu tạo máy cho hỡnh 4.1 v hỡnh 4.2 Hình 4.1: Máy tuyển Falcon cắt Hỡnh 4.2: Mỏy tuyn Falcon (cỏt mỏy) Thành phần lực thứ yếu song song với thành tang đẩy dòng bùn (những hạt phân tầng theo khối lượng riêng) chuyển động trượt từ lên Trong q trình chuyển động hạt nặng hạt thơ tiếp tục lớp đệm bề mặt tang Các hạt có tỷ trọng lớn trượt sát mặt tang, hạt nhẹ trượt lớp trên, có lực ma sát với mặt tang nên lớp hạt chuyển động với tốc độ khác Phần gọi vùng ổn định Mép tang có đường kính nhỏ đường kính tang nên cản trở lớp đệm trơi vào dòng tràn Thiếu thành phần lực theo chiều thẳng đứng mép dòng tràn có đường kính nhỏ nguyên nhân để hạt nặng dừng lại tác dụng lực li tâm đẩy hạt chui qua khe hẹp quanh thành tang Các máng vận chuyển 12 van nước đặt cách khe hẹp để tháo hạt nặng qua khe vào máng dẫn Có thể điều chỉnh dòng chảy ống thoát qua khe tháo cách thay đổi lưu lượng khí cấp vào van kẹp từ điều khiển tâm Hạt có tỷ trọng nhỏ nằm lớp vượt qua mép dòng tràn nhờ lực qn tính Các hạt nhẹ với hạt mịn phân chia vào sản phẩm nhẹ Máy tuyển siêu trọng lực Falcon dùng để tuyển tinh khoáng vật sunfua, sắt, thiếc titan vàng, máy dùng để tuyển than cấp hạt 0,6 mm Sử dụng máy để tuyển than gặp khó khăn vận tốc tháo sản phẩm cố định điều kiện vận hành khơng đổi, khơng thay đổi lượng cấp liệu Khi thay đổi suất phải thay đổi tốc độ quay tang dẫn đến thay đổi chất lượng sản phẩm 4.2.2 Máy tuyển Knelson Máy tuyển siêu trọng lực Knelson đời vào năm 1978, đến có 70 nước áp dụng để tuyển quặng Máy gồm tang quay hình nón cụt tương tự máy tuyển Falcon (hình 4.3), thành máy có gờ đồng tâm Bùn khoáng cấp vào ống dẫn tâm nón chảy xuống đáy nón, bùn chảy trượt từ lên nhờ lực ly tâm Dòng bùn chảy qua gờ tạo dòng xốy với nước cấp qua lỗ thành tang (theo phương tiếp tuyến, ngược chiều quay tang) tao tầng sơi (lớp đệm) làm cho hạt có khối lượng riêng lớn qua lớp tầng sôi vào sát thành nón hạt có khối lượng riêng nhỏ bị đẩy vào Các hạt có khối lượng riêng nhỏ theo dòng bùn chảy trượt lên qua gờ vào sản phẩm nhẹ Các hạt có khối lượng riêng lớn giữ lại trước gờ Đối với máy tuyển Knelson làm việc gián đoạn, sau thời gian làm việc người ta ngừng cấp liệu ngững máy, dòng nước cấp vào bên cạnh nón rửa trôi hạt nằm gờ xuống đáy tháo máy Đối với máy tuyển Knelson tháo liên tục hạt khoáng vật nặng qua lớp tầng sôi qua khe tháo vòng quanh nón vào sản phẩm nặng Nhược điểm máy tuyển Knelson chi phí nước rửa lớn để tạo lớp đệm tầng sôi, thường gấp 2-3 lần lưu lượng bùn Hình 4.3: Máy tuyển Knelson 4.2.3 Máy lắng siêu trọng lực Kelsey Máy lắng kelsey gồm dãy ngăn có lưới chắn mặt ngồi, quay quanh ống cấp liệu đặt trung tâm (hình 4.4) Trong máy trường trọng lực đạt tới 100g Một lưới hình trụ đặt ngang phía ngăn để giữ lớp vật liệu đệm (là hạt lớn nặng) không theo sản phẩm Các tạo xung học lắp ngăn làm cho lớp đệm dao động có chu kỳ thích hợp Các hạt khoáng vật nặng lớp đệm tơi xốp qua lớp đệm qua van vào sản phẩm nặng, hạt khống vật nhẹ trượt mặt lớp đệm qua ngưỡng tràn phía máy vào sản phẩm nhẹ Máy dùng để tuyển quặng thiếc sa khống, quặng sắt, vàng, chì, mangan platin Máy dùng để tuyển than cám Nhược điểm máy: Hạt đệm luôn bị nên phải bù hạt đệm Hình 4.4: Máy tuyển Kelsey 4.2.4 Máy tuyển đa trường trọng lực MGS Cấu tạo máy cho hình 4.5 4.6, gồm có thùng hình trụ đặt nghiêng phía Ơng hình trụ nối với phận gây chấn động (tương tự phận gây chấn động bàn đãi) Ống hình trụ vừa quay tròn để sử dụng lực li tâm để cải thiện phân chia hạt khoáng theo tỷ trọng,vừa chuyển động lắc đẩy hạt nặng phía ngồi làm tơi xốp lớp vật liệu 6 Hình 4.5: Máy tuyển đa trọng lực MGS Thành tang quay Dao gạ t Cấp liệu N íc Tû träng cao Tû träng thÊp Hình 4.6: Cấu tạo máy tuyển đa trường trọng lực MGS Nguyên lý làm việc máy sau: Bùn đầu cấp thành màng mỏng qua ống vào thành thùng máy chảy cuối thùng máy Dưới tác dụng dòng chảy rối hạt vật liệu tơi xốp tác dụng lực ly tâm (do tang quay tròn) hạt có khối lượng riêng lớn chuyển động sát thành máy cánh gạt gạt phía đầu thùng máy, hạt có khối lượng riệng nhỏ theo bùn tràn cuối tang vào sản phẩm nhẹ Người ta cấp thêm lượng nước nhỏ qua ống vào chỗ sản phẩm nặng để rửa hạt có khối lượng riêng nhỏ bám vào sản phẩm nặng Máy dùng để tuyển quặng thiếc, crôm, vonfram, sunfua vàng Máy dùng để tuyển tách pirit than So với công nghệ thông thường dùng để khử lưu huỳnh than cám, máy MGS loại lượng pirit gần gấp đôi Nhược điểm máy có suất thấp lực li tâm tạo đạt 25 g Hiện máy có loại MGS C900 suất tấn/h ; Máy MGS C902 suất tấn/ h ; Máy MGS MeGaSepTM suất đến 30 tấn/h Diện tích mặt ngồi tang từ 3,7 đến 20 m2 Máy công nghiệp thường lắp thành cặp dãy cho hình 4.7 4.8 Hình 4.7 : Máy tuyển đa trọng lực cơng nghiệp Hình 4.8 : Bố trí máy tuyển đa trọng lực xưởng tuyển khoáng 4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết tuyển máy siêu trọng lực Trong hai mươi năm cuối kỷ 20 việc sử dụng máy tuyển siêu trọng lực để thu hồi khống vật có ích cấp hạt mịn khử lưu huỳnh than cám chứng tỏ hiệu thiết bị tuyển siêu trọng lực Tuy nhiên chưa có nhiều cơng trình cơng bố cho việc thiết kế máy chọn loại thiết bị tuyển Theo hãng Falcon, đặc điểm sau quan trọng để xác định khả máy tuyển siêu trọng lực + Bề mặt nón tuyển: Với lực li tâm, máy có diện tích bề mặt nón lớn có suất lớn + Trường lực li tâm: Trường lực li tâm lớn cho máy có suất lớn, nhiên tốc độ quay nón lớn tốc độ mài mòn mặt nón lớn, lực li tâm lớn dễ làm cho máy rung (Vì khó chế tạo nón cân lực cách tuyệt đối) Khi tốc độ quay nón tăng tăng lực li tâm dẫn đến làm tăng khả thu hồi hạt mịn vào sản phẩm 9 + Sự tăng tốc bùn khống: Máy có cánh khuấy có ưu điểm máy dựa vào lực ma sát bùn khoáng thành nón Khi có thêm tốc độ quay bùn khống làm giảm độ mài mòn nón quay 4.4 Kết thử nghiệm bốn loại máy tuyển siêu trọng lực Người ta dùng loại máy tuyển siêu trọng lực để tuyển than cám, kết cho bảng 4.1: Bảng 4.1 : Kết thí nghiệm tuyển tan số máy tuyển siêu trọng lực Loại máy Máy Falcon Máy lắng Kelsey Máy Knelson Máy MGS Mẫu than Lllinois 0,208– 0,037mm Wiringham 0,5-0,037 mm Lllinói 0,0208-0,037mm Pittsburgh Thu hoạch TS % Độ tro đá % 88,3 68,1 96,9 43,6 84,2 69,1 Tỷ lệ thải S% 72,5 70,3 86,1 72,9 64,4 Mozley 0,0208-0,037 mm Các số liệu bảng so sánh loại máy tuyển khác nhau, máy thí nghiệm với loại than khác nhau, kết thí nghiệm bán công nghiệp cho thấy dùng máy tuyển siêu trọng lực để tách lưu huỳnh đạt cao (sản phẩm thải có tỷ lệ thu hồi lưu huỳnh 72 %) Tuy nhiên nghiên cứu không nói rõ lượng lưu huỳnh lại than loại lưu huỳnh gì, khó đánh giá toàn diện kết tách lưu huỳnh máy Với cỡ hạt đưa tuyển 0,1 – 0,3 mm máy tuyển siêu trọng lực cho kết tuyển tốt nhất, cỡ hạt lớn bé không tốt Độ lệch đường cong phân phối E = 0,1 – 0,2 tương đương với máng xoắn có E = 0,12 – 0,2 ; bàn đãi có E = 0,15 – 0,2; xiclon nước có E = 0,2 – 0,25 Thực tế tuyển than (tách lưu huỳnh) máy tuyển siêu trọng lực với cỡ hạt – 0,59 mm cho kết tốt, nhiên than cần khử mùn sét trước tuyển 10 Khi tuyển máy tuyển Falcon với lực li tâm lớn 70g ảnh hưởng không tốt đến cấp hạt 600 – 210 m tác độ tích cực đến cấp hạt 210 – 370 m Thực tế tuyển than cỡ hạt 600 – 210 m sử dụng lực li tâm 50 g tối ưu, tuyển cấp hạt 210 – 370 m lực li tâm tối ưu đến 125g 4.5 Một số sơ đồ công nghệ tuyển sử dụng máy tuyển siêu trọng lực 4.5.1 Sơ đồ tuyển quặng vàng sa khoáng + Khi dùng máy tuyển Falcon Quặng đầu cỡ hạt – mm sản phẩm sàng quay cấp vào máy tuyển Falcon SB 2500 để lấy quặng tinh thô đưa tuyển tinh máy tuyển Falcon SB 750 để giảm lượng quặng cấp cho bàn đãi Quặng máy tuyển đưa tuyển vét máng đãi quặng tinh máy tuyển SB 750 đưa tuyển bàn đãi + Khi dùng máy tuyển Knelson Quặng đầu đưa qua sàng song, phần lưới cấp vào máng đãi, phần lưới cấp vào máy đánh tơi Sản phẩm cát máy đánh tơi đưa qua sàng lỗ lưới mm Phần lưới cấp vào máng đãi, phần lưới với bùn tràn máy đánh tơi cấp vào máy tuyển Knelson tuyển Sản phẩm tuyển đưa vào máng đãi Qua máng đãi tuyển để lấy vàng hạt thô sản phẩm thải Sản phẩm tinh máy tuyển đưa vào tuyển tinh máy tuyển Knelson Máy tuyển tinh Knelson cho quặng tinh cấp vào bàn đãi sản phẩm đuôi quay lại máy tuyển Tinh quặng đãi đưa luyện 4.5.2 Sơ đồ tuyển quặng gốc Quặng đầu đưa nghiền, sản phẩm nghiền phần cho qua phân cấp xiclon lấy bùn tràn đưa tuyển thuỷ luyện, sản phẩm cát quay lại máy nghiền Một phần cho qua sàng, sản phẩm lưới quay lại nghiền, sản phẩm lưới cấp vào máy tuyển Falcon tuyển tuyển tinh Tinh quặng máy tuyển Falcon tuyển tinh đưa vào bàn đãi lấy tinh quặng vàng Sản phẩm 11 tuyển tuyển tinh gộp với sản phẩm nghiền để cấp vào sàng xiclon 4.5.3 Sơ đồ tuyển vét quặng đuôi * Quặng đuôi tuyển quặng sắt Dùng máy tuyển Falcon để tuyển lai quặng đuôi tuyển (ngược) quặng sắt sản phẩm bọt (SiO2) đưa tuyển máy tuyển Falcon để lấy phần nhẹ đưa thải, phần nặng cấp trở lại máy tuyển * Quặng đuôi tuyển trọng lực quặng thiếc titan Quặng đuôi tuyển trọng lực quặng thiếc titan cấp vào sàng lỗ lưới mm, sản phẩm lưới đưa thải, sản phẩm lưới cấp vào máy tuyển Falcon C4000 Qua máy tuyển Falcon lấy quặng thải quặng tinh Sản phẩm quặng tinh cấp vào máy tuyển Falcon C1000 Máy tuyển Falcon C1000 cho quặng tinh đưavào tuyển bàn đãi, sản phẩm đuôi đưa trở lại máy tuyển Falcon tuyển Bàn đãi cho quặng tinh quặng đuôi cho quay trở lại máy tuyển Falcon C4000 tuyển 4.5.4 sơ đồ tuyển than cám Than đầu cấp vào sàng lỗ lưới mm, sản phẩm lưới đưa tuyển xiclon huyền phù Sản phẩm lưới cấp vào xiclon khử mùn (tách cấp – 0,045 mm), sản phẩm bùn tràn đưa tuyển nổi, sản phẩm cát xiclon đưa tuyển máy tuyển Falcon để lấy than đá thải 4.5.5 Dự án Muzhievski Đây xưởng tuyển công nghiệp để tuyển vàng Ucraina Quặng đầu đưa qua sàng 3mm, phần lưới cấp vào máy nghiền, sản phẩm nghiền cấp trở lại máy sàng Sản phẩm lưới cấp vào xiclon, sản phẩm cát xiclon cấp vào máy tuyển Knelson tuyển để lấy quặng tinh, sản phẩm đuôi quay lại nghiền Bùn tràn xiclon cấp vào xiclon phân cấp thứ hai Sản phẩm cát xiclon thứ hai đưa vào máy tuyển Knelson, sản phẩm bùn tràn đưa bể cô đặc để lấy 12 sản phẩm thải nước tuần hoàn Kết tuyển vàng số dự án cho bảng 4.2 Baneg 4.2: Kết tuyển quặng vàng số mỏ Năm 1995 1997 – 1998 1997 – 1998 1996 – 2000 1997 - 2000 1999 - 2000 Tên mỏ Biler Bogatyr Molodezhnoe Kedrovskoe Kedrovskoe Muzhievski Năng suất t/h 15 15 15 15 15 20 - 25  g/t  % 26 21 – 24 11,5 7–8 10 88 80 92 – 94 86 – 90 70 – 80 85 - 90 ... nghiệm bốn loại máy tuyển siêu trọng lực Người ta dùng loại máy tuyển siêu trọng lực để tuyển than cám, kết cho bảng 4.1: Bảng 4.1 : Kết thí nghiệm tuyển tan số máy tuyển siêu trọng lực Loại máy Máy... 4.7 4.8 Hình 4.7 : Máy tuyển đa trọng lực cơng nghiệp Hình 4.8 : Bố trí máy tuyển đa trọng lực xưởng tuyển khoáng 4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết tuyển máy siêu trọng lực Trong hai mươi năm... thiết bị tuyển Theo hãng Falcon, đặc điểm sau quan trọng để xác định khả máy tuyển siêu trọng lực + Bề mặt nón tuyển: Với lực li tâm, máy có diện tích bề mặt nón lớn có suất lớn + Trường lực li