Nghiên cứu giảm hàm lượng lưu huỳnh trong tinh quặng sắt nhà máy tuyển đồng Sin Quyền - Lào Cai bằng phương pháp tuyển nổi

Bài viết này trình bày các kết quả nghiên cứu khả năng giảm hàm lượng lưu huỳnh (S) trong sản phẩm tinh quặng sắt của Nhà máy tuyển đồng Sin Quyền, Lào Cai bằng phương pháp tuyển nổi.

414 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 58, Kỳ (2017) 414-418 Nghiên cứu giảm hàm lượng lưu huỳnh tinh quặng sắt nhà máy tuyển đồng Sin Quyền - Lào Cai phương pháp tuyển Vũ Thị Chinh *, Nhữ Thị Kim Dung, Trần Thuận Đức Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Quá trình: Nhận 15/08/2017 Chấp nhận 18/10/2017 Đăng online 30/10/2017 Bài báo trình bày kết nghiên cứu khả giảm hàm lượng lưu huỳnh (S) sản phẩm tinh quặng sắt Nhà máy tuyển đồng Sin Quyền, Lào Cai phương pháp tuyển Trên sở phân tích thành phần vật chất mẫu nghiên cứu, xác định khoáng vật pyrotin nguyên nhân gây hàm lượng lưu huỳnh cao Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình khử lưu huỳnh gồm chế độ nghiền, chế độ thuốc tuyển nghiên cứu tỉ mỉ Sơ đồ tuyển chế độ tuyển tối ưu như: độ mịn nghiền; loại thuốc tập hợp; chi phí thuốc tập hợp, chi phí thuốc kích động; mơi trường bùn quặng tuyển đề xuất Quá trình khử lưu huỳnh mẫu nghiên cứu đạt kết khả quan, thu tinh quặng sắt có hàm lượng lưu huỳnh 0,43%, với hiệu khử lưu huỳnh 87% Từ khóa: Khử lưu huỳnh Tuyển Tinh quặng sắt © 2017 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Đặt vấn đề Quặng nguyên khai đưa nhà máy tuyển đồng Sin Quyền - Lào Cai có hàm lượng đồng khoảng 1% hàm lượng sắt khoảng 14% (Đào Duy Anh, 2015) Trong sơ đồ công nghệ tuyển nhà máy ưu tiên để thu hồi khoáng vât đồng sunfua, nên đè chìm khống vật sunfua khác (pyrit, pyrotin v.v ) vơi (CaO) Do đến giai đoạn tuyển lưu huỳnh, khơng kích động hết khống vật sunfua bị đè chìm giai đoạn tuyển đồng, dẫn đến hiệu thu hồi hết khoáng vật sunfua khơng cao, phần khống vật _ *Tác giả liên hệ E-mail: vuthichinh@humg.edu.vn sunfua sang giai đoạn tuyển thu hồi quặng sắt (Shao Wei - hua, 2005) Tinh quặng sắt Sin Quyền có hàm lượng sắt đạt 60,00% đủ tiêu chuẩn cho trình luyện kim, nhiên hàm lượng lưu huỳnh cao, khoảng từ - 5%, vượt tiêu chuẩn nguyên liệu trình luyện kim nhiều (yêu cầu 0,5% S), tinh quặng khó bán, giá thành thấp (Đỗ Hồng Nga, 2015) Nội dung nghiên cứu để thăm dò khả làm giảm hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm tinh quặng sắt nhằm tăng khả tiêu thụ sản phẩm tăng hiệu kinh tế cho nhà máy Thành phần vật chất mẫu nghiên cứu Mẫu nghiên cứu mẫu tinh quặng sắt sau Vũ Thị Chinh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(5), 414-418 tuyển từ nhà máy tuyển đồng Sin Quyền, Lào Cai, đưa phân tích hóa phân tích khống vật Kết phân tích cho Bảng Bảng Bảng Thành phần khoáng vật mẫu nghiên cứu Manhetit (Fe3O4) Pyrotin (FeS) Hematit (Fe2O3) Pyrit (FeS2) Thạch anh(SiO2) Albit (Na(AlSi3O8)) Cordierit (Al3(Mg,Fe)2(Si5AlO18)) Gypsum (CaSO4.2H2O) Tổng 81.40% 4.70% 0.40% 0.20% 2.40% 6.40% 3.30% 1.20% 100.00% Bảng Thành phần hoá học mẫu quặng Thành phần Fe Fe2O3 S CaO SiO2 As Hàm lượng,% 62.94 53.12 2.86 0.12 4.28 0.27 Khoáng vật manhetit khoáng vật chủ yếu mẫu quặng chiếm 81,4 %, tiếp khống vật albit 6,4 % khoáng vật pyrotin chiếm 4,7 % Lượng lưu huỳnh có mẫu nghiên cứu chủ yếu nằm khoáng vật pyrotin pyrit; Hàm lượng Fe mẫu quặng 62,94 % đạt yêu cầu cho luyện kim, nhiên hàm lượng S cao chiếm 2,86 % Kết nghiên cứu công nghệ 3.1 Xác định chế độ tuyển Hình Sơ đồ tuyển nguyên tắc 415 Sơ đồ nguyên tắc thí nghiệm để xác định chế độ tuyển cho hình 1(Srdjan M Bulatovic (2007)) Bảng Các thông số khảo sát Thông số Khoảng biến khảo sát thiên 0;3;5;7 phút, Thời ứng với độ gian mịn nghiền nghiền 60,94; 70,43; chà xát, 85,25; 90,87% g/t cấp -0,074mm isobutyl Loại xantat; butyl thuốc xantat; amin tập hợp xantat Thơng số Khoảng khảo sát biến thiên Chi phí 200; 300; thuốc tập 400; 500 hợp, g/t pH bùn 4-5; 2-3; quặng 8-9 tuyển 3.1.1 Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian nghiền đến kết tuyển tách S Mẫu quặng nghiền với khoảng thời gian 0; 3; phút (với mục đích tạo bề mặt mới), sau đưa phân tích rây để xác định hàm lượng cấp hạt - 0, 074 mm tương ứng là: 60,94; 70,43; 85,25; 90,87% Các mẫu tuyển nghiền với thời gian đưa vào tuyển với loại thuốc tập hợp khác nhau: isobutyl xantat; butyl xantat; amin xantat Kết thí nghiệm thể Hình Khi nghiền mẫu nghiên cứu có độ hạt từ 60,94 % lên 85,25 % cấp - 0,074 mm, dùng thuốc tập hợp izobutyl xantat, cho phép lấy sản phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh giảm từ 2,86 % xuống 2,03 %, với thuốc tập hợp butyl xantat lấy sản phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh giảm xuống 1,28 % dùng thuốc amin xantat cho phép lấy sản phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh giảm xuống 0,85 % Nếu tiếp tục nghiền mẫu nghiên cứu đến độ hạt lên 90,87 % mm, hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm sắt sử dụng ba loại thuốc tuyển tăng Như độ hạt sản phẩm nghiền 85,25 % cấp -0,074 mm ứng với thời gian nghiền phút độ hạt tối ưu ba loại thuốc sử dụng, thuốc amin xantat tốt Với chế độ mịn nghiền tối ưu, hiệu tách lưu huỳnh đạt thuốc amin xantat 72,97 % 416 Vũ Thị Chinh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(5), 414-418 Hình Hàm lượng lưu huỳnh lại sản phẩm sắt tuyển độ mịn nghiền khác với ba loại thuốc tập hợp Hình Hàm lượng lưu huỳnh lại quặng tuyển chi phí thuốc tập hợp khác với ba loại thuốc tập hợp Hình Hàm lượng lưu huỳnh lại sản phẩm sắt tuyển pH khác với ba loại thuốc tập hợp Các điều kiện thay đổi: chi phí thuốc tập hợp:; 3.1.2 Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng 200; 300; 400; 500 g/T ứng với loại thuốc chi phí thuốc tập hợp đến kết tuyển tập hợp: amin xantat; butyn xantat; isobutyl Tiến hành thí nghiệm điều kiện khơng xantat Kết thí nghiệm thể đổi sau: Độ mịn nghiền 85,25 % cấp - 0,074 mm; hình pH khơng dùng thêm thuốc điều chỉnh mơi trường Chi phí thuốc tập hợp ba loại thuốc tăng (pH = 4-5); chi phí thuốc kích động 40g/T CuSO4; từ 200 g/T lên 500 g/T, tuyển lấy sản chi phí thuốc tạo bọt 100 g/T MIBC; nồng độ bùn phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh giảm, 800 g/1 nhiên sử dụng thuốc tập hợp amin xantat Vũ Thị Chinh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(5), 414-418 cho hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm sắt thấp nhất; Chọn chi phí thuốc tập hợp 400 g/T giá trị tối ưu, tăng chi phí thuốc lên 500 g/T hiệu suất tách lưu huỳnh tăng không nhiều; Tại điều kiện tối ưu sử dụng thuốc amin xantat cho hiệu suất tách lưu huỳnh 72,97 % 3.1.3 Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng độ pH bùn quặng đến kết tuyển Tiến hành thí nghiệm điều kiện khơng đổi sau: Độ mịn nghiền 85,25 % cấp - 0,074 mm; chi phí thuốc tập hợp: 400 g/t thuốc tập hợp amin xantat; butyn xantat; isobutyl xantat; chi phí thuốc tạo bọt: 100 g/T MIBC; nồng độ bùn: 800g/3l Các điều kiện thay đổi: Độ pH bùn tuyển nổi: pH = 4-5 (không cho thêm thuốc điều chỉnh môi trường); pH = 2-3 (điều chỉnh môi trường H2SO4); pH = - (điều chỉnh môi trường NaOH) Kết thí nghiệm biểu diễn Hình Khi thay đổi độ pH bùn từ 2-3; 4-5; 89, hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm sắt giảm, nhiên môi trường bùn tuyển cho kết khử lưu huỳnh tốt môi trường axit yếu (pH = -5) 417 Trong ba loại thuốc tập hợp, thuốc amin xantat thuốc cho kết tuyển tách lưu huỳnh tốt mẫu nghiên cứu 3.2 Kết thí nghiệm sơ đồ tuyển sơ đồ Mục tiêu thí nghiệm xác định ảnh hưởng khâu tuyển vét đến khả giảm hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm sắt Tiến hành thí nghiệm tuyển với sơ đồ lần tuyển lần tuyển vét Hình Điều kiện khâu tuyển chính: lấy điều kiện cho kết tuyển tốt phần nghiên cứu xác định chế độ công nghệ (phần 3.1) Điều kiện khâu tuyển vét bao gồm: - Các điều kiện không đổi: Chi phí thuốc kích động 50g/T CuSO4; chi phí thuốc tạo bọt: 30g/T MIBC - Các điều kiện thay đổi: Chi phí thuốc tập hợp amin xantat: 50; 100 g/t; 150g/t; 200g/t Kết thí nghiệm thể Bảng Sơ đồ lần tuyển lần tuyển vét với thuốc tập hợp amin xantat, nhận quặng tinh sắt có hàm lượng Fe đạt 65,21% hàm lượng S đạt 0.43% Hiệu tách S đạt 87 % Hình Sơ đồ tuyển tách S khỏi tinh quặng sắt Sin Quyền với khâu tuyển vét 418 Vũ Thị Chinh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(5), 414-418 Bảng Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp khâu tuyển vét đến kết tuyển tách S Điều kiện thí nghiệm Tuyển vét: 50 g/t Tuyển vét: 100g/t Tuyển vét:150g/t Tuyển vét: 200g/t Sản phẩm Sản phẩm sắt Sản phẩm sắt Sản phẩm sắt Sản phẩm sắt γ,% 89,42 87,6 86,44 86,17 βS,% 0,80 0,67 0,43 0,45 εS ,% 74,98 79,47 87 86,41 ES ,% 74,98 79,47 87 86,41 βFe,% 64,36 64,94 65,21 65,35 Kết luận Tài liệu tham khảo Trong mẫu nghiên cứu, sắt chủ yếu tồn dạng khoáng vật oxit (manhetit), phần nhỏ tồn dạng sunfua (pyrotin, pyrit) Pyrotin khống vật có từ tính mạnh nên tuyển từ khơng tách lưu huỳnh sản phẩm có từ Đã tìm điều kiện tuyển tách lưu huỳnh khỏi sản phẩm sắt tối ưu thuốc tập hợp amin xantat , chế độ tuyển tối ưu cho phép lấy sản phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh 0,85%S Với sơ đồ cơng nghệ gồm khâu tuyển khâu tuyển vét, sử dụng thuốc tâp hợp amin xantat thu sản phẩm sắt có hàm lượng Fe đạt 65,21% hàm lượng lưu huỳnh 0.43% S, đủ tiêu chuẩn cung cấp cho khâu luyện kim Đào Duy Anh, 2011 Nghiên cứu tuyển mẫu quặng đồng Vi Kẽm tỉnh Lào Cai Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim Đỗ Hồng Nga, 2015 Báo cáo kết thử nghiệm hiệu suất khử S tinh quặng sắt phương pháp nung vê viên Shao Wei - hua, 2005 Test study analysis on desulfur in iron concentrate of a certaion copper- iron plant Srdjan M Bulatovic, 2007 Handbook of flotation reagents Zeng Hai-pang, Hunan Nonferrous Metals, 2008 Flotation Research on Desulphur in Iron Concentrate of Fengshan Copper Mine ABSTRACT Study on the reduction of sulfur content in iron concentrates of Sin Quyen Copper Plant Chinh Thi Vu, Dung Kim Thi Nhu, Duc Thuan Tran Faculty of Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam The paper presents the testwork results on desulphurization of iron ore concentrate from Sin Quyen Copper Plant The analysis of mineralogical composition has shown that pyrrhotite mineral is the main source of high sulfur content in the iron concentrate The main factors, which influence on the desulphurization process, is detailed analyzed The desulphurization flotation flowsheet has been worked out and the test result shows that: the sulfur content of the ion ore concentrate is reduced to 0,43% and the sulfur removal efficiency is 87%  ... lần tuyển lần tuyển vét với thuốc tập hợp amin xantat, nhận quặng tinh sắt có hàm lượng Fe đạt 65,21% hàm lượng S đạt 0.43% Hiệu tách S đạt 87 % Hình Sơ đồ tuyển tách S khỏi tinh quặng sắt Sin Quyền. .. huỳnh giảm xuống 1,28 % dùng thuốc amin xantat cho phép lấy sản phẩm sắt có hàm lượng lưu huỳnh giảm xuống 0,85 % Nếu tiếp tục nghiền mẫu nghiên cứu đến độ hạt lên 90,87 % mm, hàm lượng lưu huỳnh. .. thu sản phẩm sắt có hàm lượng Fe đạt 65,21% hàm lượng lưu huỳnh 0.43% S, đủ tiêu chuẩn cung cấp cho khâu luyện kim Đào Duy Anh, 2011 Nghiên cứu tuyển mẫu quặng đồng Vi Kẽm tỉnh Lào Cai Viện Khoa