Nghiên cứu xử lý quặng calamin bằng phương pháp thủy luyện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Thanh Bình Nghiên cứu xử lý quặng Calamin phương pháp thủy luyện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Đặng Văn Hảo TS Trần Viết Thường HÀ NỘI – 2010 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN KẼM 12 1.1 PHƯƠNG PHÁP HỎA LUYỆN KẼM 12 1.2 PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN KẼM 13 PHẦN II: KHẢO SÁT THỰC TẾ SẢN XUẤT KẼM OXIT – LỊ ỐNG QUAY TẠI XÍ NGHIỆP LUYỆN KIM MÀU II _ THÁI NGUN 15 2.1 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 15 2.2 NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH NẤU LUYỆN 16 2.2.1 Nguyên lý trình 16 2.2.2 Diễn biến vùng lò 16 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA LUYỆN KẼM OXIT LÒ ỐNG QUAY 18 2.4 THÔNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT THÁNG ĐẦU NĂM 2010 TẠI XÍ NGHIỆP LUYỆN KIM MÀU II – THÁI 18 NGUYÊN 2.4.1 Các tiêu 03 lị ống quay 2.4.2 Hiệu suất thời gian chạy lị chi phí cho cố thường xảy 18 23 PHẦN III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Q TRÌNH HỊA TÁCH 26 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TÁCH 26 3.2 HÀNH VI CỦA CÁC CẤU TỬ TRONG Q TRÌNH HỒ TÁCH 27 3.3 NGHIÊN CỨU NHIỆT ĐỘNG HỌC & ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH 31 -1- HÒA TÁCH 3.3.1 Nhiệt động học 31 3.3.2 Động học q trình hồ tách 44 PHẦN IV: THIẾT BỊ VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 50 4.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 4.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 50 4.3 NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51 4.3.1 Phân tích thành phần thạch học Máy phân tích Rơnghen D8 - Advance thuộc Trung tâm phân tích Mỏ - Luyện kim 4.3.2 Đo tốc độ động khuấy LASER (Traceable® Digital Laser Tachometer) (TPC - 4060) 51 51 4.3.3 Phân tích thành phần phương pháp hóa học: 51 4.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 4.4.1 Nội dung nghiên cứu 56 4.4.2 Kết nghiên cứu 56 Phân tích thành phần quặng calamin 56 Nghiên cứu nhiệt động học hịa tách quặng calamin dung mơi axit H2SO4 4.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thông số cơng nghệ q trình hịa tách a Ảnh hưởng tỉ lệ lỏng/rắn (L/R) đến hiệu suất hòa tách quặng -2- 59 65 65 calamin b Ảnh hưởng nồng độ dung dịch axit H2SO4 đến khả hoà tách quặng calamin c Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hoà tách quặng calamin d Ảnh hưởng thời gian đến khả hoà tách quặng calamin e Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến khả hoà tách quặng calamin 67 70 73 75 f Ảnh hưởng độ hạt đến khả hoà tách quặng calamin 78 g Kiểm tra hiệu hịa tách chế độ cơng nghệ chọn 81 4.4.4 Ảnh hưởng thời gian đến khả tự lắng tách silic dung dịch sau hoà tách 86 4.4.5 So sánh hiệu xử lý quặng calamin phương pháp thủy luyện với hiệu xử lý phương pháp hỏa luyện Xí 87 nghiệp luyện kim màu II - Thái Nguyên thực PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 Tài liệu tham khảo 91 -3- DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Các tiêu lị ống quay số 1: 18 Bảng 2.2: Các tiêu lị ống quay số 2: 20 Bảng 2.3: Các tiêu lò ống quay số 3: 22 Bảng 2.4: Bảng tổng hợp hiệu suất thời gian chạy lò 03 quý đầu năm 2010 Bảng 2.5: Bảng tổng hợp chi phí cho dừng lò sửa chữa thời gian chạy lò 03 quý đầu năm 2010 Bảng 4.1: Kết phân tích thành phần hoá học quặng calamin Bảng 4.2: Kết phân tích thành phần khống vật quặng calamin Bảng 4.3: Sự phụ thuộc mức độ hòa tách kẽm quặng calamin vào nhiệt độ thời gian 24 24 56 57 59 Bảng 4.4 Sự phụ thuộc mức độ hòa tan vào thời gian 60 Bảng 4.5: Số liệu biểu thị mối quan hệ lgτ – 1/T 61 Bảng 4.6: Mức độ hòa tách kẽm quặng calamin theo thời gian nồng độ dung môi Bảng 4.7: Sự phụ thuộc độ hòa tan kẽm theo thời gian nồng độ dung môi Bảng 4.8: Số liệu xác định quan hệ lgτ – lgCo Bảng 4.9: Ảnh hưởng tỉ lệ L/R đến mức độ hồ tách cấu tử quặng calamin Bảng 4.10: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng nồng độ H2SO4 q trình hịa tách Bảng 4.11: Ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến hiệu suất hòa tách cấu tử quặng calamin Bảng 4.12: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng nhiêt độ q trình hịa tách -4- 62 63 64 65 67 68 70 Bảng 4.13: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất hòa tách cấu tử quặng calamin Bảng 4.14: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng thời gian q trình hịa tách Bảng 4.15: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hịa tách cấu tử quặng calamin Bảng 4.16: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng tốc độ khuấy q trình hịa tách Bảng 4.17 : Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến khả hoà tách quặng calamin Bảng 4.18: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng độ hạt q trình hịa tách Bảng 4.19 : Ảnh hưởng độ hạt đến khả hoà tách quặng calamin 71 73 73 76 76 79 79 Bảng 4.20: Thành phần dung dịch hoà tách quặng calamin 82 Bảng 4.21: Thành phần khống bã hồ tách quặng calamin 82 Bảng 4.22: Kết phân tích hàm lượng cấu tử dung dịch sau hoà tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Bảng 4.23: Thành phần khoáng vật bã hoà tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Bảng 4.24: Ảnh hưởng thời gian đến khả lắng tách silic dung dịch sau hoà tách quặng Bảng 4.25: Kết sản xuất bột ZnO 60% Xí nghiệp luyện kim màu II – Thái Nguyên năm 2009 -5- 84 84 86 87 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ hoả luyện kẽm 12 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ thủy luyện kẽm 14 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 15 Hình 2.2: Sơ đồ nhiệt độ vùng lị 16 Hình 3.1 - Phương pháp xác định tốc độ hịa tan theo tang góc lệch tiếp tuyến đường cong α − τ 36 Hình 3.2 - Phương pháp xác định lượng hoạt hố E 37 Hình 3.3 - Sơ đồ thuật tốn 38 Hình 3.4 - Đặc trưng quan hệ 40 Hình 3.5 - Xác định n theo tg β 41 Hình 3.6 - Xác định n theo quan hệ lg τ – lg Co 41 Hình 3.7: Mơ hình q trình hồ tách 44 Hình 4.1 - Thiết bị hịa tách 51 Hình 4.2 - Thiết bị đo tốc độ động khuấy 51 Hình 4.3 - Kết phân tích Rơnghen nhiễu xạ quặng calamin 58 Hình 4.4 - Sự phụ thuộc mức độ hòa tách kẽm quặng calamin vào thời gian nhiệt độ Hình 4.5 - Đồ thị quan hệ lgτ – 1/T 60 61 Hình 4.6 - Mối quan hệ mức độ hịa tách kẽm quặng calamin theo thời gian nồng độ dung mơi Hình 4.7 - Quan hệ lgτ – lgCo 80o C 63 64 Hình 4.8a - Ảnh hưởng tỉ lệ L/R đến mức độ hoà tách cấu tử quặng calamin Hình 4.8b - Ảnh hưởng tỉ lệ L/R đến hiệu suất hoà tách Zn quặng calamin Hình 4.9a - Ảnh hưởng nồng độ dung dịch axit đến hiệu suất -6- 66 66 68 hoà tan Pb, Cd, Ni, Co quặng calamin Hình 4.9b - Ảnh hưởng nồng độ dung dịch axit đến hiệu suất hoà tan Fe, Cu quặng calamin Hình 4.9c - Ảnh hưởng nồng độ dung dịch axit đến hiệu suất hoà tách Zn quặng calamin Hình 4.10a- Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất hoà tan Pb, Cd, Ni, Co quặng calamin Hình 4.10b - Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất hoà tan Fe, Cu quặng calamin Hình 4.10c - Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất hồ tách Zn quặng calamin Hình 4.11a - Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hoà tan Pb, Ni, Cd, Co quặng calamin Hình 4.11b - Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hoà tan Fe, Cu quặng calamin Hình 4.11c - Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hoà tách Zn quặng calamin Hình 4.12a - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Pb, Cd, Co, Ni quặng calamin Hình 4.12b - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Fe, Cu quặng calamin Hình 4.12c - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Zn quặng calamin Hình 4.13a - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hoà tan Pb, Cu, Co, Ni quặng calamin Hình 4.13b - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hồ tan Cu, Fe quặng calamin Hình 4.13c - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hoà tách Zn quặng calamin -7- 69 69 71 72 72 74 74 75 77 77 78 80 80 81 Hình 4.14 - Kết phân tích Rơnghen nhiễu xạ bã hồ tách quặng calamin Hình 4.15 Kết phân tích Rơnghen nhiễu xạ bã hịa tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Hình 4.16 - Khả tự lắng Si theo thời gian -8- 83 85 87 ĐẶT VẤN ĐỀ Kẽm số kim loại màu loài người phát sử dụng từ sớm Thế kỷ thứ XVI, số nước: Ấn Độ, Trung Quốc, Đức, Anh, Nga, sản xuất kẽm quy mô công nghiệp Ở Việt Nam, qua thăm dò nhà địa chất ghi nhận hàng trăm điểm chứa kẽm mỏ chì - kẽm Chúng phân bố rộng rãi, chủ yếu tập trung tỉnh: Bắc giang, Thái Nguyên, Hoàng Liên Sơn, Nghệ An, Hà tĩnh, với trữ lượng hàng triệu quặng đủ đáp ứng nhu cầu nước kẽm chì Trong quặng kẽm oxit chiếm gần 30% trữ lượng Hiện tại, tinh quặng sunfua kẽm nguồn nguyện liệu chủ yếu cấp cho hai nhà máy Điện phân kẽm: Điện phân kẽm - Sơng Cơng Điện phân kẽm Phú Bình - Thái nguyên), quặng kẽm oxit dạng: calamin, smitsonit, hiđrozinkit số này, quặng calamin có trữ lượng lớn chưa quan tâm mức Công ty Luyện kim màu thuộc Tập đồn than khống sản Việt Nam dùng phương pháp Hỏa luyện để chế biến quặng kẽm oxit nói (hồn ngun lò Ventơrin Tuyên Quang lò ống quay – nhà máy Luyện kim loại mầu II Thái Nguyên) thành kẽm oxit Xét chất cơng nghệ trình làm giàu kẽm quặng phương pháp nhiệt ¾ Ưu điểm phương pháp: thiết bị đơn giản, vốn đầu tư thấp, dễ vận hành ¾ Nhược điểm: Hiệu suất thu hồi Zn thấp (hiệu suất thu hồi kẽm nhà máy nêu nằm khoảng 80 ÷ 83%) Tiêu hao nhiên liệu lớn, qua phân tích thấy hồn lượng than nằm lại xỉ (do cháy không hết) ≈ 25% Thường xuyên phải dừng lò để phá u bướu bám vào thành lò làm cho hệ số tiêu hao vật liệu chịu lửa lớn tuổi thọ lò ngắn, điều ảnh -9- Hiệu suất, % Pb(%) Cd(%) Ni(%) Co(%) 210 320 450 700 Tốc độ, v/p Hiệu suất, % Hình 4.12a - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Pb, Cd, Co, Ni quặng calamin 45 40 35 30 Fe(%) 25 Cu(%) 20 15 10 210 320 450 700 Tốc độ, v/p Hình 4.12b - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Fe, Cu quặng calamin - 77 - ηZn(%) 99 98 ηZn(%) 97 96 95 94 200 300 400 500 600 700 Tốc độ, v/p Hình 4.12c - Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất hoà tan Zn quặng calamin Nhận xét: Từ kết thu được, cho thấy đến tốc độ khuấy 450 v/ phút hiệu suất thu hồi kẽm kim loại quặng calamin tăng theo tăng tốc độ khuấy, sau tốc độ khuấy tăng tiếp hiệu suất có tăng khơng đánh kể Vậy chọn tốc độ khuấy 450v/p tốc độ khuấy thích hợp f Ảnh hưởng độ hạt đến khả hoà tách quặng calamin - Điều kiện thí nghiệm + Nồng độ axit H2SO4 : 140 g/l + Nhiệt độ : 80o C + Tỷ lệ R/L : 1/7 + Tốc độ khuấy : 450v/p + Thời gian : 120phút - Kết nghiên cứu thể bảng 4.18, bảng 4.19 hình 4.13a, 4.13b, - 78 - 4.13c Bảng 4.18: Kết phân tích cấu tử quặng calamin ảnh hưởng độ hạt q trình hịa tách Độ hạt, Zn(g/l) Fe(g/l) 0.125 ≤ 23.11 5.93 140.70 8.45 41.3 4.46 1.98 0.160 ≤ 23.11 5.90 138.80 9.9 40.2 4.30 1.95 0.315 ≤ 23.08 5.75 124.83 9.9 35.2 4.04 1.85 0.500 ≤ 23.06 5.70 112.79 9.9 38.2 3.98 1.80 mm Cu(mg/l) Pb(mg/l) Cd(mg/l) Ni(mg/l) Co(mg/l) Bảng 4.19 : Ảnh hưởng độ hạt đến khả hoà tách quặng calamin Hiệu suất hòa tan, % Độ hạt, mm Zn Fe Cu Pb Cd Ni Co ≤ 0.125 98.27 39.01 20.69 0.19 5.58 3.72 1.41 ≤ 0.160 98.27 38.82 20.41 0.20 5.43 3.58 1.39 ≤ 0.315 98.12 37.83 18.36 0.20 4.76 3.37 1.32 ≤ 0.500 98.05 37.50 16.59 0.20 5.16 3.32 1.29 - 79 - Hiệu suất, % Pb(%) Cd(%) Ni(%) Co(%) 0,125 0,16 0,315 0,5 Độ hạt, mm Hiệu suất, % Hình 4.13a - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hoà tan Pb, Cu, Co, Ni quặng calamin 45 40 35 30 Fe(%) 25 Cu(%) 20 15 10 0,125 0,16 0,315 0,5 Độ hạt, mm Hình 4.13b - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hoà tan Cu, Fe quặng calamin - 80 - ηZn(%) 98.28 98.24 ηZn(%) 98.2 98.16 98.12 98.08 98.04 98 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Độ hạt, mm Hình 4.13c - Ảnh hưởng độ hạt đến hiệu suất hoà tách Zn quặng calamin Nhận xét: Từ kết nêu trên, cho thấy hiệu suất thu hồi kẽm kim loại quặng calamin đạt giá trị tốt ứng với độ hạt ≤ 0,16mm Từ chọn độ hạt ≤ 0,16mm độ hạt thích hợp cho trình hịa tách quặng calamin g Kiểm tra hiệu hịa tách chế độ cơng nghệ chọn Qua khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới khả hịa tách quặng calamin, chọn thơng số hịa tách sau : + Nồng độ axit H2SO4 : 140 g/l + Thời gian : 120 phút + Nhiệt độ : 80o C + Tỷ lệ R/L : 1/7 + Tốc độ khuấy : 450v/p + Độ hạt : ≤ 0.16 mm Thí nghiệm hịa tách quặng với thơng số công nghệ trên, chọn kết - 81 - thể bảng 4.20, bảng 4.21 hình 4.14 Bảng 4.20: Thành phần dung dịch hoà tách quặng calamin Cấu tử g/l H2SO4 Zn Fe Cu Pb Cd Ni Co 134 23,12 6,26 116.28 x10-3 9.40 x10-3 38.48 x10-3 4.14 x10-3 1.88 x10-3 Bảng 4.21: Thành phần khoáng bã hồ tách quặng calamin Thành phần khống vật Hàm lượng (%) Vơ định hình Có Illit – KAl2[AlSi3O10](OH)2 33-35 Clorit – Mg2Al3[AlSi3O10](OH)8 4–6 Thạch cao – CaSO4 4–6 Thạch anh – SiO2 14 – 16 Felspat – K0.5Na0.5AlSi3O8 4–6 Hêmatit – Fe2O3 4–6 Zn2SiO4 Ít - 82 - Hình 4.14 - Kết phân tích Rơnghen nhiễu xạ bã hoà tách quặng calamin Nhận xét: - Từ kết hòa tách quặng calamin với chế độ chọn thấy rằng, toàn lượng Zn quặng Calamin vào dung dịch hoà tách Cùng với kẽm kim loại khác hòa tan vào dung dịch lượng tương đối lớn, lượng dư axit sunfuric lớn - 83 - - So sánh thành phần dung dịch thu từ q trình hịa tách quặng calamin với dung dịch dùng hịa tách bã q trình hịa tách trung tính thấy rằng, kinh tế dung dịch dùng làm dung dịch hồi lưu cho hòa tách mẻ quặng calamin - Minh chứng cho ý tưởng này, tác giả tiến hành thí nghiệm hịa tách mẻ quặng calamin dung dịch hịa tách calamin đợt I theo điều kiện thí nghiệm: + Dung dịch hồi lưu : có thành phần nêu bảng 4.20 + Thời gian : 120 phút + Nhiệt độ : 80o C +Tỷ lệ R/L : 1/7 + Tốc độ khuấy : 450 v/p + Độ hạt : ≤ 0.16 mm Kết nghiên cứu thể bảng 4.22, 4.23 hình 4.13 Bảng 4.22: Kết phân tích hàm lượng cấu tử dung dịch sau hoà tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Ng.tố H2SO4 Zn Fe Cu Pb Cd Ni Co g/l 129,67 35,08 9,35 176,13 14,16 47,98 6,78 2,89 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Bảng 4.23: Thành phần khống vật bã hồ tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Thành phần khống vật Hàm lượng (%) Vơ định hình có Hemimorphite( Calamin) – Zn4Si2O7(OH)2 2-4 Illit – KAl2[AlSi3O10](OH)2 30 - 32 Clorit – Mg2Al3[AlSi3O10](OH)8 6-8 - 84 - Hình 4.15 Kết phân tích Rơnghen nhiễu xạ bã hòa tách quặng calamin dung dịch hồi lưu Bơmit – AlO.OH 4-6 Thạch anh – SiO2 12 - 14 Gơtit - Fe2O3.H2O 6-8 - 85 - Nhận xét: Từ kết thu (bảng 4.22, 4.23, hình 4.15) cho thấy hiệu việc dùng dung dịch trình q trình hịa tách tinh quặng calamin đợt I làm hồi liệu cho hòa tách mẻ quặng calamin cao Cụ thể hàm lượng kẽm dung dịch đợt II tăng gần gấp lần nồng độ kẽm dung dịch đợt I Nhờ hàm lượng kẽm bã thải cịn khơng đáng kể Hay nói cách khác, việc dùng dung dịch sau hòa tách lần quặng calamin làm hồi lưu cho hòa tách mẻ quặng calamin hướng Lần hòa tách này, giúp tận dụng lượng axit sunfuric dư dung hòa tách lần mà tăng hiệu suất kẽm kim loại quặng calamin 4.4.4 Ảnh hưởng thời gian đến khả tự lắng tách silic dung dịch sau hồ tách - Điều kiện thí nghiệm: + Nồng độ axit H2SO4 : 140 g/l + Thời gian : 120 phút + Nhiệt độ : 80o C + Tỷ lệ R/L : 1/7 + Tốc độ khuấy : 450v/p + Độ hạt : ≤ 0,16mm - Kết khảo sát nêu bảng 4.23 hình 4.14 Bảng 4.24: Ảnh hưởng thời gian đến khả lắng tách silic dung dịch sau hoà tách quặng τ lắng (phút) Si (g/l) 30 45 60 75 90 3.470 2.113 1.995 1.846 1.801 - 86 - ηZn(%) 3.4 3.2 3.0 Si (g/l) 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 25 35 45 55 65 75 85 95 Thời gian, phút Độ hạt, mm Hình 4.11 - Khả tự lắng Si theo thời gian Nhận xét: Từ kết thu được, nhận thấy khả tự lắng silic tăng theo thời gian, sau 60 phút độ lắng tụ silic đạt hiệu (2 g/l) Sau thời gian này, ảnh hưởng thời gian không đáng kể 4.4.5 So sánh hiệu xử lý quặng calamin phương pháp thủy luyện với hiệu xử lý phương pháp hỏa luyện Xí nghiệp luyện kim màu II - Thái Nguyên thực Kết sản xuất bột oxit kẽm 60% Xí nghiệp luyện kim màu II – Thái Nguyên năm 2009 Bảng 4.25: Kết sản xuất bột ZnO 60% Xí nghiệp luyện kim màu II – Thái Nguyên năm 2009 Thông số Hàm lượng kẽm quặng đầu vào (%) Lị 16 -18 - 87 - Lị Khơng hoạt động Lò 16-18 quý I Hàm lượng kẽm sản phẩm bột 60 – 60 ZnO 60% (%) quý II 60 – 60 Hàm lượng kẽm bã xỉ (%) 13,27 – 13,54 Hiệu suất thực thu kẽm (%) ~ 83% năm 13,12 – 12,93 ~ 82% Nhận xét: Từ số liệu báo cáo nêu bảng 4.25 Xí nghiệp luyện kim màu II – Thái Nguyên thấy rằng, hiệu suất thu hồi kẽm trình xử lý quặng calamin hỏa luyện lị ống quay khơng cao Cụ thể, hiệu xuất thực thu kẽm đạt 82 – 83%, xử lý thủy luyện điều kiện hoà tách chọn cho hiệu suất thu hồi kẽm đạt ~ 98 % Tiêu hao nhiên vật liệu chịu lửa làm làm cho giá thành bột kẽm oxit cao Chất lượng bột kẽm oxit thấp, gặp nhiều khó khăn việc tiêu thụ làm sơn, bột độn cao su (hàm lượng Pb ≈ 8%) Bước đầu nhận định, phương pháp thủy luyện đem lại hiệu cao việc chế biến quặng calamin - 88 - PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đã tiến hành phân tích thành phần hóa học thành phần khống học quặng oxit kẽm nghèo Cơng ty luyện kim luyện kim màu Thái Nguyên Từ kết khẳng định, quặng oxit kẽm nghèo nhà máy sản xuất bột kẽm Thái Nguyên thuộc loại calamin Đã tiến hành nghiên cứu nhiệt động học phản ứng hòa tách kẽm quặng calamin Từ tính tốn lượng hoạt hóa bậc phản ứng phản ứng kẽm dạng calamin với axit H2SO4 Cụ thể: - Năng lượng hoạt hoá phản ứng: E = 3291 cal/mol, nói lên q trình hịa tách xảy miền động học khuếch tán - Bậc phản ứng : n ≈1, suy phản ứng hòa tách xảy miền động học trung gian Đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ: tỉ lệ R/L, nồng độ axit sunfuric, nhiệt độ thời gian đến q trình hịa quặng calamin Từ nghiên cứu chọn chế độ công nghệ hòa tách quặng calamin sau: + Nồng độ axit H2SO4 : 140 g/l + Thời gian : 120 phút + Nhiệt độ : 80o C + Tỷ lệ R/L : 1/7 + Tốc độ khuấy : 450v/p + Độ hạt : ≤ 0,16mm Thí nghiệm hịa tách mẻ quặng calamin dung dịch hồi lưu chế độ hịa tách chọn, kết thu nói lên rằng, việc sử dụng dung dịch sau trình hòa tách quặng calamin lần làm dung dịch hồi lưu cho hòa tách mẻ quặng calamin đạt hiệu cao Đã khảo sát khả tự lắng silic dung dịch sau hòa tách quặng calamin chế độ tối ưu Kết thu cho thấy khả tự lắng silic nhỏ - 89 - Kiến nghị: Kết nghiên cứu cho thấy xử lý quặng calamin phương pháp thủy luyện hướng Để hoàn thiện công nghệ cần tiếp tục nghiên cứu thêm hai vấn đề: + Tiếp tục nghiên cứu phương pháp khử silic dung dịch hòa tách đến giới hạn cho phép + Lặp lại việc sử dụng dung dịch thu q trình hịa tách lần trước làm hồi lưu cho hòa tách lần tiếp theo, nồng độ axit sunfuric dung dịch thu khơng cịn đáp ứng u cầu làm dung mơi hịa tách mẻ quặng calamin - 90 - TÀI LIỆU THAM KHẢO B S Boyanova, R I Dimitrova, and Z D ivkovi - 27 March 1998 Thermal behaviour of low-quality zinc sulphide concentrate Journal of Mining and Metallurgy, 40B (1) (2004) 41 - 55 J Min Met 40B (1) (2004) 41 M Pourbaix (1966), Atlas of electrochemical equilibra, Pergamon Press Phùng Viết Ngư - Luyện kẽm, NXB Đại học & Trung học chuyên nghiệp, Hà nội 1981 Lê Xuân Khuông, Trương Ngọc Thận - Lý thuyết trình luyện kim thuỷ luyện, NXB giáo dục, Hà nội 1999 Đinh Phạm Thái, Lê Xuân Khuông, Phạm Kim Đĩnh - Luyện kim loại màu quý hiếm, NXB Giáo dục, Hà nội 1996 TS Đặng Văn Hảo PGS TS Phạm Kim Đĩnh - "Bài báo nghiên cứu công nghệ sản xuất kẽm 99.9% từ tinh quặng kẽm Việt Nam" – Tạp chí KH&CN trường ĐHKT số 66/2008 Đặng Văn Hảo - Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Bộ, mã số B2003 -28 – 92, Hà nội 2005 Luận chứng kinh tế kỹ thuật xây dựng nhà máy Điện phân kẽm Thái Nguyên – 2003 10 Báo cáo kết sản xuất bột oxit kẽm 60% Xí nghiệp luyện kim màu II – Thái Nguyên năm 2009 11 Các trang web tham khảo: http://stdoc.vista.gov.vn/vi/TailieuKHCNVN06 http://meslab.wordpress.com - 91 - ... silic dung dịch sau hoà tách 86 4.4.5 So sánh hiệu xử lý quặng calamin phương pháp thủy luyện với hiệu xử lý phương pháp hỏa luyện Xí 87 nghiệp luyện kim màu II - Thái Nguyên thực PHẦN IV: KẾT... 56 4.4.1 Nội dung nghiên cứu 56 4.4.2 Kết nghiên cứu 56 Phân tích thành phần quặng calamin 56 Nghiên cứu nhiệt động học hòa tách quặng calamin dung môi axit H2SO4 4.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thơng... Trường Đại học Bách khoa Hà Nội: ? ?Nghiên cứu xử lý quặng Calamin phương pháp thủy luyện? ?? Mục đích đề tài là: - Nâng cao hiệu suất thu hồi kẽm kim loại quý quặng calamin - Ứng dụng cơng nghệ có