Nghiên cứu đã được thực hiện để kiểm tra hiệu quả của máy tuyển siêu trọng lực Falcon trong việc khử lưu huỳnh và giảm độ tro cỡ hạt -0,5mm than cám mỏ Nam Thông trong môi trường huyền phù.
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TẠI TRUNG QUỐC THỬ NGHIỆM KHỬ LƯU HUỲNH TRONG THAN CÁM BẰNG MÁY TUYỂN SIÊU TRỌNG LỰC TRONG MÔI TRƯỜNG HUYỀN PHÙ ThS Nguyễn Thị Thùy Linh Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: ThS Hồng Minh Hùng Tóm tắt: Nghiên cứu thực để kiểm tra hiệu máy tuyển siêu trọng lực Falcon việc khử lưu huỳnh giảm độ tro cỡ hạt -0,5mm than cám mỏ Nam Thông môi trường huyền phù Hiệu khử lưu huỳnh môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon tốt đáng kể so với tuyển thơng thường kích thước hạt 500μm >125μm Vì vậy, nên sử dụng xốy lốc phân cấp bùn 0,5mm vào hai máy tuyển siêu trọng lực Falcon tuyển bọt Cần tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu tuyển phương pháp siêu trọng lực Falcon cho cấp hạt 125μm Mở đầu Trung Quốc có trữ lượng lớn than hàm lượng lưu huỳnh cao sản phẩm than cám hàm lượng lưu huỳnh cao tăng liên tục mở rộng khai thác phương pháp giới hóa, việc làm cho việc khử lưu huỳnh trở nên khó khăn Than cám thường sử dụng tuyển nổi, keo tụ chọn lọc, bùn huyền phù xoáy lốc, máng xoắn máy tuyển tầng sôi cấp liệu v.v… Tuy nhiên, hiệu khử lưu huỳnh q trình/thiết bị khơng phải lý tưởng Máy tuyển siêu trọng lực Falcon giải pháp tuyển vật lý hiệu để loại bỏ pyrit than với gia tốc trọng trường cao Nghiên cứu thực để kiểm tra hiệu máy tuyển siêu trọng lực Falcon việc khử lưu huỳnh giảm độ tro cỡ hạt -0,5mm than cám mỏ Nam Thông môi trường huyền phù Việc thực tuyển với kích thước hạt khác đánh giá cách thực Bảng Sàng kiểm tra cho mỏ than Nam Thông rây sản phẩm kết đem so sánh với tuyển bọt thông thường Thử nghiệm 2.1 Mẫu than Mẫu than lấy vùng than Nam Thơng phía Tây Nam Trung Quốc, than phân loại than có hàm lượng lưu huỳnh cao thường pha trộn than luyện cốc Lưu huỳnh than mỏ Nam Thông tồn chủ yếu dạng pyrit, mục tiêu khử lưu huỳnh loại pyrit Bởi kích thước cấp liệu cho máy tuyển siêu trọng lực Falcon phải 500 500-250 250-125 125-74 74-45 1,8g/cm3 với hàm lượng độ tro 74,84% hàm lượng lưu huỳnh phải khoáng vật mạch, đặc biệt pyrit 2.2 Thiết bị thông số Máy tuyển siêu trọng lực Falcon loại SB40 sử dụng theo thơng số sau: kích thước hạt cấp liệu khơng q 0,5mm, gia tốc ly tâm lên tới 300g (tương đương với 2943 m/s2), tiêu nước cấp vào lên tới 1,2 m3/h Máy tuyển từ với chu kỳ định kỳ tốc độ cao sử dụng để loại bỏ bột magnetit có sản phẩm Các thơng số kỹ thuật cường độ dòng điện (0-2KA) cường độ từ trường (01650 MT) Các thử nghiệm tuyển thực theo điều kiện sau: tốc độ quay cánh quạt 1800 vòng/phút, sục khí 0,25m3/phút thể tích cột tuyển 1,5l Kết 3.1 Các thông số huyền phù tối ưu cho máy tuyển siêu trọng lực Falcon tuyển Nguyên tắc làm việc chung máy tuyển siêu trọng lực Falcon mô tả chi tiết Honaker, Singh, & Govindarajan (2000) Trong nghiên cứu này, môi trường nước thay môi trường huyền phù để tăng hiệu suất máy tuyển siêu trọng lực Falcon Các thơng số q trình tuyển môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon bao gồm tỷ lệ than huyền phù, tiêu cấp liệu, áp lực nước tầng sôi, tần số quay Phạm vi thích hợp cho tham số xác định thông qua thiết kế thử nghiệm cho nhân tố Các kết từ thiết kế thử nghiệm trực giao Box-Behnken (Myers Montgomery năm 1995) phân tích tối ưu hóa với phần mềm thiết kế Expert (Stat – Ease) Các điều kiện tối ưu thể Bảng Việc khử lưu huỳnh tuyển bọt chủ yếu dựa khác biệt đặc tính bề mặt than pyrit Góc dính ướt tương ứng với Pyrit khơng bị ơxy hóa than 30o 7175o Góc dính ướt lớn có nghĩa tính tốt Bảng cho thấy liều lượng tối ưu thuốc tập hợp (diesel) thuốc tạo bọt (fusel) thí nghiệm 3.2 Chỉ số đánh giá Hiện nay, số đánh giá hiệu khử lưu Bảng Các điều kiện thử nghiệm tối ưu môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon Tỷ lệ than/huyền phù Chỉ tiêu cấp liệu (l/phút) Áp lực nước tầng sôi (Mpa) Tần số quay (Hz) 2,32 60 28 KHCNM SỐ 3/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN - KHỐNG SẢN THƠNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Bảng Các điều kiện thử nghiệm tối ưu cho tuyển bọt Liều lượng thuốc tập hợp (g/t) huỳnh sử dụng nước nước chủ yếu bao gồm việc loại bỏ lưu huỳnh, giảm lưu ηε = γ c (100 − Ac ) 100(100 − A f [%] ) (1) huỳnh, thu hồi lưu huỳnh than sạch, thu ηs = 100 S t − γ c S c Sf [%] (2 ) hoạch than sạch, hiệu suất thu hồi than sạch, hiệu suất loại bỏ lưu huỳnh Như sau: Hiệu suất thu hồi than sạch: Hiệu suất loại bỏ lưu huỳnh: Trong đó: Ac độ tro than (%), Af độ tro than nguyên khai (%), Sf hàm lượng lưu huỳnh than nguyên khai (%), Sc hàm lượng lưu huỳnh than (%), γc thu hoạch than (%) Thông thường, loại bỏ lưu huỳnh cao cho thấy hiệu suất khử lưu huỳnh tốt hơn, có trường hợp ngoại lệ Ví dụ, với hàm lượng lưu huỳnh than nguyên khai, loại bỏ lưu huỳnh nhiều đạt sản lượng than thấp Dưới điều kiện khắc nghiệt than không suất, loại bỏ lưu huỳnh 100%, mà thực tế không tuyển Vì vậy, nghiên cứu tổng quan sử dụng hiệu suất khử lưu huỳnh số để đánh giá hiệu khử lưu huỳnh γ c (S f − S c )100 Liều lượng thuốc tạo bọt (g/t) 2,32 trình tuyển thử nghiệm hiệu suất thu hồi than sạch, loại bỏ lưu huỳnh loại bỏ độ tro sử dụng số phụ Hiệu suất khử lưu huỳnh: (3) 3.3 Phân tích so sánh khử lưu huỳnh than hiệu khử độ tro với cấp hạt khác Bảng thể kết sàng kiểm tra tương ứng máy tuyển huyền phù siêu trọng lực Falcon sản phẩm tuyển bọt Độ tro than máy tuyển huyền phù siêu trọng lực Falcon tăng dần với cấp hạt giảm dần, hàm lượng độ tro đá thải giảm dần với cấp hạt giảm dần (bảng 5) Độ tro than cao 20,37% cấp hạt 45μm Hiệu khử độ tro máy tuyển siêu trọng lực Falcon môi trường huyền phù khơng phải lý tưởng cấp hạt nhỏ Điều chủ yếu lực ly tâm cấp hạt khống nhỏ với bán kính nhỏ khối lượng vượt qua lực cản dòng nước hướng tâm lắng xuống phía bên phần hình nón Kết là, cấp hạt mịn tràn với phần nước tràn sản phẩm than làm giảm hiệu máy tuyển, tăng làm tăng độ tro sản phẩm than So sánh bảng với bảng chứng tỏ tổng hàm lượng lưu huỳnh than máy Falcon thấp so với hàm lượng lưu huỳnh than tuyển 0,52%, điều có nghĩa khử lưu huỳnh môi [%] (3) S f (100 − A f − S f ) Bảng Kết sàng phân tích mơi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon ηs = Kích thước (μm) >500 500-250 250-125 125-74 74-45 500 500-250 250-125 125-74 74-45 500 54,51 8,59 1,52 45,49 55,27 6,23 29,82 3,66 71,01 77,37 84,30 500250 53,36 10,15 1,39 46,64 57,63 6,18 32,29 3,62 70,81 79,53 83,23 51,33 Cấp hạt (μm) 250125 12574 7445 500 58,21 10,36 2,38 41,79 54,89 5,20 28,97 3,56 73,46 61,06 79,18 Hiệu suất khử lưu huỳnh (%) 28,57 500250 60,34 12,22 2,33 39,66 58,47 5,12 30,56 3,44 76,28 59,09 75,87 29,44 67,18 13,63 2,09 32,82 54,68 4,34 27,10 2,83 79,60 50,36 66,21 25,03 60,78 12,19 1,72 39,22 39,31 3,62 22,83 2,47 69,16 57,59 67,55 24,59 64,71 66,22 12,36 13,67 1,65 1,69 35,29 33,78 39,51 41,20 3,03 2,37 21,94 22,97 2,14 1,92 72,65 74,22 50,03 41,70 63,54 60,58 19,42 10,55 63,47 12,84 1,93 36,53 47,64 3,79 25,55 2,61 74,31 53,07 68,10 23,02 Than Cấp hạt (μm) 250125 12574 74-45 500μm có kích thước lớn hơn, dễ dàng q trình tuyển sau gắn kết với bề mặt bong bóng khí Do thu hoạch than thấp cấp hạt Độ tro than tăng nhẹ với cấp hạt giảm dần, kết tăng tạo khí thủy lực So sánh bảng bảng sản phẩm máy tuyển siêu trọng lực Falcon vó giá trị cao so với tuyển bọt cho số hoạt động, ngoại trừ loại bỏ độ tro Hình 1-4 thể so sánh tuyển môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon với tuyển thông thường điều kiện hiệu suất thu hồi, loại bỏ lưu huỳnh, loại bỏ độ tro hiệu suất khử lưu huỳnh với cấp hạt khác Hình cho thấy hiệu suất thu hồi môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon tăng dần với kích thước giảm dần Hiệu Loại bỏ lưu huỳnh (%) Loại bỏ độ tro (%) Hình 2.So sánh loại bỏ lưu huỳnh cấp hạt khác suất thu hồi cấp hạt lớn ngang với tuyển nổi, hiệu suất thu hồi cấp hạt mịn 125μm rõ ràng cao so với tuyển Lý thu hồi than chủ yếu tỷ lệ thuận với thu hoạch than Thu hoạch than môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon thấp cấp +125μm so với tuyển Tuy nhiên cấp -125μm thu hoạch than tăng môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon so với tuyển Bởi mơi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon làm việc không tốt than cám, dẫn đến số lượng lớn bùn mịn chảy vào sản phẩm tràn Hình cho thấy loại bỏ lưu huỳnh máy tuyển siêu trọng lực Falcon giảm liên tục với kích thước hạt giảm dần loại bỏ lưu huỳnh máy tuyển siêu trọng lực Falcon KHCNM SỐ 3/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN - KHOÁNG SẢN 31 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Hình So sánh loại bỏ độ tro cấp hạt khác Hình So sánh hiệu khử lưu huỳnh cấp hạt khác cấp hạt +125μm tốt đáng kể so với tuyển nổi, lại thấp cấp hạt -125μm, điều chứng tỏ máy tuyển huyền phù siêu trọng lực Falcon làm việc khơng hiệu cấp hạt mịn Hình cho thấy hiệu suất khử độ tro môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon xuống cấp với kích thước hạt giảm dần Mặc dù loại bỏ độ tro cấp hạt +125μm máy tuyển siêu trọng lực cao chút, lại thấp đáng kể cấp hạt -125μm Hình cho thấy môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon tạo hiệu khử lưu huỳnh cao đáng kẻ so với tuyển Việc tăng hiệu mkhuwr lưu huỳnh kết thu hoạch than giảm hàm lượng lưu huỳnh giảm Từ bảng thấy hàm lượng lưu huỳnh tha môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon tất cấp hạt thấp so với tuyển thu hoạch than hầu hết cấp hạt cao so với tuyển Như kết luận hiệu khử lưu huỳnh máy tuyển siêu trọng lực Falcon cao chứng tỏ hiệu tách pyrit cao tuyển bọt Kết luận Hiệu khử lưu huỳnh môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon tốt đáng kể so với tuyển thơng thường kích thước hạt 500μm >125μm Vì vậy, nên sử dụng xốy lốc phân cấp bùn 0,5mm vào hai máy tuyển siêu trọng lực Falcon tuyển bọt Cần tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu tuyển phương pháp siêu trọng lực Falcon cho cấp hạt 125μm Tài liệu thảm khảo: An experimental study on fine coal desulfurization by centrifugal gravity separation in a dense medium Youjun Tao, Yuemin Zhao, Guangyuan Zie, Yaoli Peng, Zengqiang Chen School of chemical engineering and technology, CUMT, Xuzhong 221116, China Some results of experimental research of desulphurization in fine coal with super gravity separator in suspension environment in China MSc Nguyen Thi Thuy Linh Institute of Mining Science and Technology – Vinacomin Summary: Falcon centrifugal gravity separation tests were conducted to study desulfurization and deashing performance with diffirent size fractions of a high-sulfur Chinese -0,5mm fine coal in a dense medium Were used to evaluate the separation efficiency The results show that for -0,5mm coal particles, all performance indicators except ash rejection are higher for the Falcon concentrator than for flotation More specifically, for the +0,125mm size fraction, Falcon centrifugal separation produced better ash and sulfur rejection performance than froth flotation However, the Falcon concentrator also showed higher combustible recovery but lower ash and sulfur rejection than froth flotation for the -0,125mm size fraction 32 KHCNM SỐ 3/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN - KHOÁNG SẢN ... (2000) Trong nghiên cứu này, môi trường nước thay môi trường huyền phù để tăng hiệu suất máy tuyển siêu trọng lực Falcon Các thơng số q trình tuyển môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực. .. than môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon cao so với tuyển 3,56%, điều chứng tỏ hiệu khử độ tro môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon xấu so với tuyển Thu hoạch than. .. với tuyển Tuy nhiên cấp -125μm thu hoạch than tăng môi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon so với tuyển Bởi mơi trường huyền phù máy tuyển siêu trọng lực Falcon làm việc không tốt than