Nghiên cứu tuyển than trung gian sau máy lắng của mỏ than phấn mễ

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU TUYỂN THAN TRUNG GIAN SAU MÁY LẮNG CỦA MỎ THAN PHẤN MỄ Chuyên ngành: Kỹ thuật tuyển khoáng Mã số: 60520607 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS PHẠM VĂN LUẬN HÀ NỘI – NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Thị Hường MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương 1: Tổng quan tình hình khai thác, tuyển sử dụng than mỡ giới Việt Nam 12 1.1.Tình hình khai thác, tuyển sử dụng than mỡ giới 12 1.1.1 Tình hình khai thác sử dụng than mỡ giới 12 1.1.2 Tình hình tuyển than mỡ giới 14 1.2 Tình hình khai thác, tuyển sử dụng than mỡ Việt Nam 16 1.2.1 Tình hình khai thác sử dụng than mỡ Việt Nam 16 1.2.2 Tình hình tuyển than mỡ Việt Nam 18 1.2.3 Các nghiên cứu tuyển than mỡ Việt Nam 20 1.3 Lựa chọn thiết bị tuyển than mỡ chất lượng thấp Việt Nam 25 Chương 2: Mẫu phương pháp nghiên cứu 27 2.1 Mẫu nghiên cứu 27 2.2 Thiết bị thí nghiệm 30 2.3 Điều kiện thí nghiệm cách xử lý số liệu 30 Chương 3: Nghiên cứu tuyển than thiết bị tuyển tầng sôi 33 3.1 Nghiên cứu xác định tốc độ dòng nước tạo tầng sôi tối ưu 33 3.2 Nghiên cứu xác định khoảng cách nghiêng tối ưu 36 3.3 Nghiên cứu xác định góc nghiêng tối ưu nghiêng 39 3.4 Nghiên cứu xác định chiều dài nghiêng tối ưu 42 3.5.Nhận xét 45 Chương 4: Nghiên cứu tuyển than phương pháp tuyển 47 4.1 Nghiên cứu lựa chọn hỗn hợp thuốc tuyển 47 4.2 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng nồng độ pha rắn bùn đầu 48 4.2 Nghiên cứu xác định chi phí hỗn hợp thuốc tuyển 50 4.4 Thí nghiệm gạt bọt phân đoạn xác định hệ số động học tuyển 52 4.4.1 Phương pháp xác định số động học tuyển kc 52 4.4.2 Kết thí nghiệm so sánh hỗn hợp thuốc tuyển 54 4.4.3 Kết thí nghiệm thay đổi nồng độ pha rắn bùn đầu 56 4.4.4 Kết thí nghiệm thay đổi chi phí thuốc tập hợp 59 4.5 Nhận xét 61 Kết luận kiến nghị 63 Tài liệu tham khảo 65 Phụ lục 65 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Trữ lượng, chất lượng than mỡ Việt Nam giai đoạn 2005 -2015 17 Bảng 1.2: Nhu cầu than mỡ Việt Nam năm tới 18 Bảng 1.3 : Yêu cầu chất lượng than mỡ để sản xuất cốc hóa nhà máy cốc hóa 18 Bảng 1.4: Bảng cân sản phẩm tuyển mỏ than Phấn Mễ theo thiết kế 20 Bảng 1.5: Thành phần độ hạt hai mẫu trung gian thí nghiệm 21 Bảng 1.6 : Bảng cân sản phẩm đãi .22 Bảng 1.7: Kết thí nghiệm tuyển 22 Bảng 1.8 Thành phần độ hạt mẫu thí nghiệm .23 Bảng 1.9 Kết thí nghiệm đãi than mỏ Thanh An 23 Bảng 1.10 Kết thí nghiệm tuyển mỏ Thanh An 23 Bảng 1.11: Kết thí nghiệm tuyển than Nà Sàng 24 Bảng 2.1: Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu 27 Bảng 2.2: Bảng phân tích chìm than cấp hạt 28 Bảng 2.3: Thành phần độ hạt mẫu sau đập xuống -3mm 28 Bảng 2.4: Thành phần tỷ trọng than cấp hạt 0,5 – 3mm sau đập 29 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm xác định tốc độ dịng nước tạo tầng sôi tối ưu 34 Bảng 3.2: Hiệu suất tuyển tốc độ dòng nước tạo tầng sôi thay đổi 35 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm xác định khoảng cách nghiêng tối ưu 37 Bảng 3.4: Hiệu suất tuyển khoảng cách nghiêng thay đổi 38 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm xác định góc nghiêng tối ưu nghiêng 40 Bảng 3.6: Hiệu suất tuyển góc nghiêng nghiêng thay đổi .41 Bảng 3.7: Kết thí nghiệm xác định chiều dài nghiêng tối ưu 43 Bảng 3.8: Hiệu suất tuyển chiều dài nghiêng thay đổi 44 Bảng 3.8: Các chế độ công nghệ tối ưu tuyển than cấp hạt 0,1 – 3mm 45 thiết bị tuyển tầng sôi vùng khác 45 Bảng 3.9: Kết tuyển than vùng khác chế độ tối ưu 46 Bảng 4.1: Kết tuyển bùn than với hỗn hợp thuốc tuyển khác .47 Bảng 4.2: Kết xác định nồng độ pha rắn tối ưu 49 Bảng 4.3: Kết xác định chi phí hỗn hợp thuốc tối ưu 51 Bảng 4.4: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc Đức 54 Bảng 4.5: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc M2 .55 Bảng 4.6: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc M1 .55 Bảng 4.7: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 60g/l 57 Bảng 4.8: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 80g/l 57 Bảng 4.9: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 100g/l 57 Bảng 4.10: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 600g/t 59 Bảng 4.11: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 800g/t 59 Bảng 4.12: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 1000g/t 60 Bảng 4.13: Chất lượng khối lượng sản phẩm theo cấp hạt 61 Bảng 4.14: Chất lượng khối lượng sản phẩm so với than nguyên khai 62 Bảng 2: Kết xác định hệ số Kc với hỗn hợp thuốc M2 .66 Bảng 3: Kết xác định hệ số Kc với hỗn hợp thuốc M1 .66 Bảng 4: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 60g/l tuyển với thuốc M2 67 Bảng 5: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 80g/l tuyển với thuốc M2 67 Bảng 6: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 100g/l tuyển với thuốc M2 67 Bảng 7: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 600g/t 68 Bảng 8: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 800g/t 68 Bảng 9: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 1000g/t 68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình cơng nghệ tuyển lắng kết hợp tuyển .15 Hình 1.2 Mơ hình cơng nghệ tuyển huyền phù, lắng tuyển 15 Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ xưởng tuyển than Phấn Mễ theo thiết kế 19 Hình 1.4 : Sơ đồ tuyển gồm tuyển tuyển vét 21 Hình 2.1: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm sau đập 29 Hình 2.2: Thiết bị tuyển tầng sơi phịng thí nghiệm 30 Hình 2.3: Sơ đồ thí nghiệm tuyển thiết bị tuyển tầng sơi 31 Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm tuyển than cấp hạt -0,5mm .31 Hình 3.1: Đồ thị miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào tốc độ dòng nước tạo tầng sôi 33 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sai lệch thu hoạch than thực tế 35 Hình 3.3: Đồ thị miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào khoảng cách nghiêng 37 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sai lệch thu hoạch than thực tế 38 Hình 3.5: Đồ thị miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào góc nghiêng nghiêng .40 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sai lệch thu hoạch than thực tế 41 Hình 3.7: Đồ thị miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chiều dài nghiêng 43 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn sai lệch thu hoạch than thực tế 44 Hình 4.1: Biểu đồ miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào loại hỗn hợp thuốc tuyển 48 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào nồng độ pha rắn 49 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chi phí hỗn hợp thuốc M2 51 Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian 56 gạt bọt với hỗn hợp thuốc tuyển khác 56 Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian 58 gạt bọt với nồng độ pha rắn bùn đầu khác 58 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian 60 gạt bọt với chi phí hỗn hợp thuốc khác 60 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Than mỡ có vai trị quan trọng phát triển cơng nghiệp gang thép nước giới Than mỡ nguồn than quý Việt Nam, nguồn nguyên liệu dùng để luyện than cốc, cung cấp cho ngành cơng nghiệp luyện kim Ở nước ta chưa có công nghệ để luyện loại than khác thành than Cốc thay than mỡ Hiện nay, lượng than trung gian sau máy lắng mỏ than Phấn Mễ tồn lượng lớn Lượng than Công ty xử lý phương pháp tuyển trọng lực tuyển nổi, hiệu tuyển chưa mong muốn Do nhằm tận thu tài nguyên phát triển bền vững công nghiệp luyện kim sử dụng than cốc đề tài “Nghiên cứu tuyển than trung gian sau máy lắng mỏ than Phấn Mễ” cần thiết Nghiên cứu đưa chế độ cơng nghệ thiết bị tuyển hợp lý, có tính tăng hiệu thu hồi than chất lượng thấp Mỏ than Phấn Mễ 2.Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu than trung gian máy lắng xưởng tuyển than mỏ than Phấn Mễ Phạm vi nghiên cứu đề tài xác định chế độ công nghệ thiết bị tuyển hợp lý để tuyển than trung gian máy lắng mỏ than Phấn Mễ, cho hiệu tận thu tối đa than 3.Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đưa thông sốtối ưu tuyển than mỡ chất lượng thấp hiệu thiết bị tuyển tầng sôi thiết bị tuyển 4.Nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu tuyển than trung gian sau máy lắng Mỏ than Phấn Mễ thiết bị tuyển tầng sôi phương pháp tuyển nổi, nhằm thu hồi than có độ tro nhỏ 20 - 25% đá thải có độ tro 70 – 75% 5.Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu tình hình tuyển than mỡ giới Việt Nam - Lấy mẫu than trung gian máy lắng xưởng tuyển than Phấn Mễ 10 - Phân tích độ hạt, phân tích độ ẩm, phân tích chìm số tiêu khác than - Thí nghiệm tuyển tầng sơi thí nghiệm tuyển - Đánh giá kết nghiên cứu, đề xuất chế độ công nghệ tối ưu kiến nghị tối ưu nhằm giải vấn đề tồn Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm; - Phương pháp xử lý toán học số liệu thí nghiệm; - Nghiên cứu tổng hợp, thống kê, phân tích số liệu thực nghiệm đưa quy luật ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến kết tuyển Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: Hiện nay, lượngthan trung gian sau máy lắng tồn lượng lớn Lượng than Công ty xử lý phương pháp tuyển trọng lực tuyển nổi, hiệu tuyển chưa mong muốn Kết nghiên cứu luận văn sở khoa học cho việc lựa chọn công nghệ thiết bị tuyển hợp lý cho loại than Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu đưa chế độ công nghệ thiết bị tuyển hợp lý có tính tăng hiệu tuyển than chất lượng thấp Mỏ than Phấn Mễ Cơ sở thực tiễn: Kết nghiên cứu cho phép nâng cao hiệu thu hồi than chất lượng thấp Mỏ than Phấn Mễ Cấu trúc luận văn Luận văn trình bày chương, phần kết luận kiến nghị với 68 trang, 22 hình vẽ 48 bảng biểu Luận văn hoàn thành giúp đỡ quý báu học thuật tạo điều kiện làm việc thuận lợi Thầy, Cơ giáo Bộ mơn Tuyển Khống, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô giáo Bộ môn Tuyển Khống tận tình giúp đỡ tác giả mặt khoa học, làm thí nghiệm suốt thời gian làm 54 việc xác định Kc theo cách thứ hai cho kết không khác so với cách thứ ba Do đó, luận văn dùng cách thứ hai để xác định Kc Để xác định Kc phương pháp bình phương nhỏ cần phải tối thiểu hóa hàm số sau: n Z yi at i (4.7) i Trong đó: - n: số lượng điểm thực nghiệm đồ thị; - yi: gía trị thực nghiệm điểm ti Điều kiện để tối thiểu hóa hàm số (5.7) là: dZ dt (4.8) Từ hàm số (4.7), suy ra: n n n y i at i i t i yi n t i2 a i t i yi a (4.9) i n i t i i 4.4.2 Kết thí nghiệm so sánh hỗn hợp thuốc tuyển Lần lượt thí nghiệm tuyển bùn than với hỗn hợp thuốc Đức, M2, M1 chi phí nồng độ pha rắn bùn đầu 800g/t 80g/l Kết thí nghiệm cho bảng 4.4; 4.5; 4.6 đồ thị hình 4.4 Bảng 4.4: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc Đức Thời gian gạt bọt, s Tên sản phẩm 10 Theo phận Theo lũy tích ,% A, % ,% ,% A, % ,% Than 35,14 9,28 54,05 35,14 9,28 54,05 30 Than 13,41 11,43 20,14 48,55 9,87 74,19 60 Than 7,14 30,49 8,41 55,69 12,52 82,6 120 Than 4,43 50,34 3,73 60,12 15,3 86,33 180 Than 1,48 67,45 0,82 61,6 16,56 87,15 Đá thải 38,4 80,26 12,85 100 41,02 100 Cộng 100 41,02 100 55 Bảng 4.5: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc M2 Thời gian gạt bọt, s Theo phận Tên sản phẩm Theo lũy tích ,% A, % ,% ,% A, % ,% 10 Than 32,83 8,45 51,12 32,83 8,45 51,12 30 Than 12,76 10,15 19,5 45,59 8,93 70,62 60 Than 6,88 30,56 8,13 52,47 11,76 78,75 120 Than 5,97 51,78 4,9 58,44 15,85 83,65 180 Than 1,75 67,35 0,97 60,19 17,35 84,62 Đá thải 39,81 77,28 15,38 100 41,21 100 100 41,21 100 Cộng Bảng 4.6: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc M1 Than Theo phận A, % ,% ,% 31,91 7,88 49,98 Theo lũy tích A, % ,% ,% 31,91 7,88 49,98 30 Than 11,66 9,12 18,02 43,57 8,21 68 60 Than 7,36 30,77 8,66 50,93 11,47 76,66 120 Than 6,75 50,32 5,7 57,68 16,02 82,36 180 Than 1,88 66,84 1,06 59,56 17,62 83,42 Đá thải 40,44 75,88 16,58 100 41,18 100 Cộng 100 41,18 100 Thời gian gạt bọt, s 10 Tên sản phẩm Từ kết thí nghiệm sử dụng phương pháp bình phương nhỏ để xác định số động học tuyển nổi, Kc Kết tính tốn cụ thể cho bảng 1; 2; (phụ lục) Theo kết tính tốn thành lập phương trình động học cho loại thuốc tuyển cho công thức 4.10; 4.11 4.12: = - e-0,8889t (4.10) M2(t) = - e-0,8068t (4.11) M1(t) = - e-0,7705t Đức(t) (4.12) 56 Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian gạt bọt với hỗn hợp thuốc tuyển khác Từ kết thí nghiệm có số nhận xét sau: – Thuốc Đức cho tốc độ cao thuốc M1 cho tốc độ thấp Nhưng để chủ động nguồn thuốc tuyển tạo điều kiện nâng cao chất lượng thuốc tự điều chế nên thí nghiệmchỉ dùng thuốc M2; – Tất hỗn hợp thuốc cho tốc độ 60 giây đầu cao, sau 60 giây thuốc Đức cho thực thu than gần 85% hỗn hợp thuốc M1 M2 cho thực thu 80%; – Sau giây thứ 120 tốc độ bùn than với hỗn hợp thuốc không thay đổi, chứng tỏ thu hầu hết than sạch; – Từ kết thí nghiệm xác định số động học hỗn hợp thuốc tuyển Đức, M2 M1 là: 0,8889; 0,8068 0,7705 4.4.3 Kết thí nghiệm thay đổi nồng độ pha rắn bùn đầu Lần lượt thí nghiệm tuyển bùn than nồng độ pha rắn 60g/l; 80g/l 100g/l với hỗn hợp thuốc M2 chi phí 800g/t Kết thí nghiệm cho bảng 4.7; 4.8; 4.9 đồ thị hình 4.5 57 Bảng 4.7: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 60g/l Than Theo phận A, % ,% ,% 31,32 8,14 49,11 Theo lũy tích A, % ,% ,% 31,32 8,14 49,11 30 Than 11,42 9,22 17,7 42,74 8,43 66,81 60 Than 8,65 29,86 10,36 51,39 12,04 77,17 120 Than 5,87 52,55 4,75 57,26 16,19 81,92 180 Than 2,12 66,34 1,22 59,38 17,98 83,14 Đá thải 40,62 75,68 16,86 100 41,42 100 100 41,42 100 Thời gian gạt bọt, s 10 Tên sản phẩm Cộng Bảng 4.8: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 80g/l Than Theo phận A, % ,% ,% 32,83 8,45 51,12 Theo lũy tích A, % ,% ,% 32,83 8,45 51,12 30 Than 12,76 10,15 19,5 45,59 8,93 70,62 60 Than 6,88 30,56 8,13 52,47 11,76 78,75 120 Than 5,97 51,78 4,9 58,44 15,85 83,65 180 Than 1,75 67,35 0,97 60,19 17,35 84,62 Đá thải 39,81 77,28 15,38 100 41,21 100 100 41,21 100 Thời gian gạt bọt, s 10 Tên sản phẩm Cộng Bảng 4.9: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với nồng độ pha rắn 100g/l Thời gian gạt bọt, s 10 30 60 120 180 Tên sản phẩm Than Than Than Than Than Đá thải Cộng Theo phận A, % ,% ,% 33,21 9,21 51,45 13,41 10,36 20,51 7,02 30,22 8,36 6,02 50,87 5,05 1,53 68,88 0,81 38,81 79,14 13,82 100 41,4 100 Theo lũy tích A, % ,% ,% 33,21 9,21 51,45 46,62 9,54 71,96 53,64 12,25 80,32 59,66 16,14 85,37 61,19 17,46 86,18 100 41,4 100 58 Từ kết thí nghiệm sử dụng phương pháp bình phương nhỏ để xác định số động học tuyển nổi, Kc Kết tính tốn cụ thể cho bảng 4; 5và (phụ lục) Theo kết tính tốn thành lập phương trình động học cho loại thuốc tuyển cho công thức 4.13; 4.14 4.15: 60g/l(t) = - e-0,7637t (4.13) 80g/l(t) = - e-0,8068t (4.14) 100g/l(t) = - e-0,8520t (4.15) Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian gạt bọt với nồng độ pha rắn bùn đầu khác Từ kết thí nghiệm có số nhận xét sau: – Nồng độ pha rắn bùn đầu tăng số động học trình tuyển tăng dần Vì nồng độ pha rắn tăng xác suất va chạm hạt khống bóng khí tăng làm tăng thực thu sản phẩm than nên làm tăng tốc độ bùn than đồng thời làm giảm chất lượng sản phẩm than tượng học; – Ở 60 giây đầu tốc độ bùn than nồng độ tăng nhanh, sau giây thứ 120 tốc độ bùn than không thay đổi; 59 – Chọn nồng độ pha rắn bùn đầu tối ưu 80g/l, nồng độ thu sản phẩm than có chất lượng cao đồng thời số động học có giá trị không thấp nhiều so với tuyển nồng độ 100g/l; – Từ kết thí nghiệm xác định số động học tuyển với thuốc M2 nồng độ pha rắn 60g/l; 80g/l 100g/l là: 0,7637; 0,8068 0,8520 4.4.4 Kết thí nghiệm thay đổi chi phí thuốc tập hợp Lần lượt thí nghiệm tuyển bùn than nồng độ pha rắn 80g/l với thuốc tuyển M2 chi phí 600g/t; 800g/t 1000g/t Kết thí nghiệm cho bảng 4.10; 4.11; 4.12 đồ thị hình 4.6 Bảng 4.10: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 600g/t Than Theo phận A, % ,% ,% 29,87 7,48 46,94 Theo lũy tích A, % ,% ,% 29,87 7,48 46,94 30 Than 10,77 8,13 16,81 40,64 7,65 63,75 60 Than 9,68 28,35 11,78 50,32 11,63 75,53 120 Than 6,87 48,68 5,99 57,19 16,08 81,52 180 Than 2,38 63,44 1,48 59,57 17,98 83 Đá thải 40,43 75,24 17 100 41,13 100 100 41,13 100 Thời gian gạt bọt, s 10 Tên sản phẩm Cộng Bảng 4.11: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 800g/t Thời gian gạt bọt, s 10 30 60 120 180 Tên sản phẩm Than Than Than Than Than Đá thải Cộng Theo phận A, % ,% ,% 32,83 8,45 51,12 12,76 10,15 19,5 6,88 30,56 8,13 5,97 51,78 4,9 1,75 67,35 0,97 39,81 77,28 15,38 100 41,21 100 Theo lũy tích A, % ,% ,% 32,83 8,45 51,12 45,59 8,93 70,62 52,47 11,76 78,75 58,44 15,85 83,65 60,19 17,35 84,62 100 41,21 100 60 Từ kết thí nghiệm sử dụng phương pháp bình phương nhỏ để xác định số động học tuyển nổi, Kc Kết tính tốn cụ thể cho bảng 7; 8; (phụ lục) Theo kết tính tốn thành lập phương trình động học cho loại thuốc tuyển cho công thức 4.16; 4.17 4.18: Bảng 4.12: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn chi phí thuốc M2 1000g/t Thời gian gạt bọt, s 10 30 60 120 180 Tên sản phẩm Than Than Than Than Than Đá thải Cộng Theo phận A, % ,% ,% 33,91 9,82 52,07 13,88 11,72 20,86 7,82 32,68 8,96 4,75 52,41 3,85 1,37 70,75 0,68 38,27 79,16 13,58 100 41,27 100 Theo lũy tích A, % ,% ,% 33,91 9,82 52,07 47,79 10,37 72,93 55,61 13,51 81,89 60,36 16,57 85,74 61,73 17,77 86,42 100 41,27 100 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian gạt bọt với chi phí hỗn hợp thuốc khác 600g/l (t) = - e-0,7505t (4.16) = - e-0,8068t (4.17) 800g/l(t) 61 1000g/l(t) = - e-0,8665t (4.18) Từ kết thí nghiệm có số nhận xét sau: – Chi phí hỗn hợp thuốc tuyển tăng dần số động học trình tuyển tăng dần Vì chi phí hỗn hợp thuốc tuyển tăng tính tập hợp thuốc tăng làm tăng thực thu sản phẩm than nên làm tăng tốc độ bùn than đồng thời làm giảm chất lượng sản phẩm than tính chọn riêng thuốc giảm đi; – Ở 60 giây đầu tốc độ bùn than chi phí hỗn hợp thuốc tuyển tăng nhanh, với chi phí thuốc tuyển 1000g/t thu sản phẩm than đạt gần 85%, cịn với chi phí thuốc 800g/t 600g/t thực thu sản phẩm than đạt 80% Sau giây thứ 120 tốc độ bùn than khơng thay đổi; – Từ kết thí nghiệm xác định số động học tuyển với thuốc M2 chi phí hỗn hợp thuốc 600g/t; 800g/t 1000g/t là: 0,7505; 0,8068 0,8665; – Theo kết thí nghiệm chọn chi phí hỗn hợp thuốc tuyển tối ưu 800g/t, chi phí này thu sản phẩm than có chất lượng cao đồng thời số động học có giá trị khơng thấp nhiều so với tuyển chi phí 1000g/t 4.5 Nhận xét Sau đập than trung gian máy lắng Mỏ than Phấn Mễ xuống -3mm đưa cấp hạt 0,5 – 3mm tuyển thiết bị tuyển tầng sôi cấp hạt -0,5mm tuyển phương pháp tuyển thu sản phẩm than đá thải có số lượng chất lượng bảng 4.13 4.14 Bảng 4.13: Chất lượng khối lượng sản phẩm theo cấp hạt Tên sản phẩm 0,5 - 3mm -0,5mm ,% A, % ,% ,% A, % ,% Than 23,6 24,45 44,31 60,32 16,02 86,39 Trung gian 9,75 39,55 14,65 Đá thải 66,65 75,22 41,04 39,68 79,89 13,61 100 59,76 100 100 41,36 100 Than đầu 62 Bảng 4.14: Chất lượng khối lượng sản phẩm so với than nguyên khai Tên sản 0,5 - 3mm Cộng -0,5mm phẩm ,% A, % Than 18,06 24,45 33,91 14,16 16,02 20,28 32,22 20,75 54,19 Trung gian 7,46 39,55 11,21 51 75,22 31,4 76,52 59,76 76,52 23,48 41,36 23,48 Đá thải Than đầu ,% ,% A, % ,% ,% A, % ,% 7,46 39,55 11,21 9,32 79,89 3,2 60,32 75,94 100 55,44 34,6 100 Từ kết bảng 4.14 nhận thấy: – Sau tuyển than cấp -3mm máy tuyển tầng sôi phương pháp tuyển thu tổng sản phẩm than có thu hoạch, độ tro thực thu là: 32,22%; 20,75% 54,19% Để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng cho than luyện cốc loại than cần phải pha trộn với loại than khác có chất lượng cao nhằm thu sản phẩm có độ tro nhỏ 15% Hoặc sử dụng than sau tuyển cho trình luyện cốc cịn than q trình tuyển tầng sôi đưa pha trộn với than chất lượng cao; – Sản phẩm đá thải trình tuyển tầng sơi tuyển có độ tro 75% nên thải bỏ 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hiện nhu cầu than mỡ nước ngày tăng, nguồn cung cấp than mỡ nước ngày khan hiếm, hàng năm ngành luyện cốc nước phải nhập lượng lớn than mỡ để thỏa mãn nhu cầu Vì vậy, cần phải tận thu nâng cao cao hiệu sử dụng nguồn than mỡ hoi nước Từ than đầu có độ tro xấp xỉ 55% sau đập xuống -3mm, đưa cấp hạt 0,5 – 3mm tuyển thiết bị tuyển tầng sơi cịn cấp hạt -0,5mm tuyển phương pháp tuyển thu sản phẩm than cuối có độ tro 21% sản phẩm đá thải có độ tro 75% Đã xác định chế độ công nghệ tối ưu tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm thiết bị tuyển tầng sôi cấp hạt -0,5mm phương pháp tuyển sau: Thiết bị tuyển tầng sôi: + Tốc độ dịng nước tạo tầng sơi: 63mm/s; + Khoảng cách nghiêng: 37,5mm; + Chiều dài nghiêng: 900mm; + Góc nghiêng nghiêng: 700 Phương pháp tuyển nổi: + Hỗn hợp thuốc tuyển: M2; + Chi phí hỗn hợp thuốc tuyển: 800g/t; + Nồng độ pha rắn bùn đầu: 80g/l; Tại giá trị tối ưu thu tổng sản phẩm than có thu hoạch, độ tro thực thu là: 32,22%; 20,75% 54,19% Cịn sản phẩm đá thải có độ tro 75% đem thải bỏ Đã xác định số động học tuyển bùn than với hỗn hợp thuốc M2 thành lập phương trình động học có dạng sau: (t) = - e-0,8068t (4.17) 64 Do than mỡ có khối lượng riêng thấp phí nước tuyển than mỡ thiết bị tuyển tầng sôi thấp nửa so với than vùng Hòn Gai – Cẩm Phả Kết nghiên cứu tuyển than trung gian máy lắng mỏ than Phấn Mễ cách kết hợp q trình tuyển tầng sơi tuyển cho phép thu lượng lớn than có chất lượng tốt, đồng thời thu sản phẩm đá thải có độ tro 75% đủ điều kiện để thải bỏ Kiến nghị Cần phải tiến hành nghiên cứu tuyển than cấp hạt -0,5mm máy tuyển cột để nâng cao suất hạ giá thành tuyển Tiếp tục nghiên cứu cải thiện chất lượng hỗn hợp thuốc tuyển M2 Cần có nghiên cứu tăng cường tầng sơi q trình tạo xung nước khí để cải thiện hiệu tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm thiết bị tầng sôi nhằm tận thu tối đa than 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Ngọc Đăng (1999), Động học tuyển nổi, giảng Cao học ngành Tuyển khoáng, trường Đại học Mỏ - Địa chất Phạm Hữu Giang (2006), Nghiên cứu tận thu than sạch, nâng cao hiệu sử dụng than mỡ, nhằm giảm mát tài nguyên chống ô nhiễm môi trường Xưởng tuyển than Phấn Mễ, Báo cáo đề tài cấp Bộ Phan Thị Thu Hà (2014), Nghiên cứu công nghệ tuyển than chất lượng thấp cỡ hạt – 20mm khu vực Vàng Danh – ng Bí thiết bị tuyển tầng sơi băng tải rửa, Luận văn Thạc sỹ, trường Đại học Mỏ - Địa chất Phạm Văn Luận (2012), Nghiên cứu công nghệ tuyển tầng sôi để tuyển than vùng Quảng Ninh, Luận án Tiến sỹ, trường Đại học Mỏ - Địa chất Nguyễn Văn Minh (2013), Nghiên cứu công nghệ tuyển bùn than (cấp hạt -0,5mm ), Luận văn Thạc sỹ, trường Đại học Mỏ - Địa chất 66 PHỤ LỤC Bảng 1: Kết xác định hệ số Kc với hỗn hợp thuốc Đức t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1511 0,8598 14,02 0,6772 0,25 0,4445 0,6411 35,89 1,7487 1,7487 0,889 0,4111 58,89 86,33 1,99 3,98 1,778 0,169 87,15 2,0518 6,1554 2,667 0,0695 93,05 ,% y ty 0,17 54,05 0,7776 0,1322 0,5 74,19 1,3544 82,6 o, % 83,1 12,6909 14,27778 Kc =0,8889 Bảng 2: Kết xác định hệ số Kc với hỗn hợp thuốc M2 t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1372 0,8718 12,82 0,6125 0,25 0,4035 0,668 1,5488 1,5488 0,8069 0,4462 55,38 83,65 1,8109 3,6218 1,6138 0,1991 80,09 84,62 1,8721 5,6163 2,4207 0,0889 91,11 11,5211 14,2789 ,% y ty 0,17 51,12 0,7158 0,1217 0,5 70,62 1,2249 78,75 o, % 33,2 Kc =0,8069 Bảng 3: Kết xác định hệ số Kc với hỗn hợp thuốc M1 t, phút t2 at e-at ,% y ty 0,17 49,98 0,6927 0,1178 0,0289 0,131 0,8772 12,28 0,5 68 1,1394 0,5697 0,25 0,3853 0,6802 31,98 76,66 1,455 1,455 0,7706 0,4627 53,73 82,36 1,735 3,47 1,5412 0,2141 78,59 83,42 1,797 5,391 2,3118 0,0991 90,09 11,0035 14,2789 Kc =0,7706 o, % 67 Bảng 4: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 60g/l tuyển với thuốc M2 t, phút ,% y t2 ty at e-at o, % 0,17 0,17 49,11 0,6755 0,1148 0,0289 0,1298 0,8783 0,5 0,5 66,81 1,1029 0,5515 0,25 0,3819 0,6826 1 77,17 1,4771 1,4771 0,7637 0,4659 2 81,92 1,7104 3,4208 1,5274 0,2171 3 83,14 1,7802 5,3406 2,2911 0,1012 10,9048 14,2789 Kc =0,7637 Bảng 5: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 80g/l tuyển với thuốc M2 t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1372 0,8718 12,82 0,6125 0,25 0,4035 0,668 1,5488 1,5488 0,8069 0,4462 55,38 83,65 1,8109 3,6218 1,6138 0,1991 80,09 84,62 1,8721 5,6163 2,4207 0,0889 91,11 11,5211 14,2789 ,% y ty 0,17 51,12 0,7158 0,1217 0,5 70,62 1,2249 78,75 o, % 33,2 Kc =0,8069 Bảng 6: Kết xác định hệ số Kcở nồng độ 100g/l tuyển với thuốc M2 t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1448 0,8652 13,48 0,6358 0,25 0,426 0,6531 34,69 1,6256 1,6256 0,852 0,4266 57,34 85,37 1,9221 3,8442 1,704 0,182 86,18 1,9791 5,9373 2,556 0,0776 92,24 12,1657 14,2789 ,% y ty 0,17 51,45 0,7226 0,1228 0,5 71,96 1,2715 80,32 Kc =0,8520 o, % 81,8 68 Bảng 7: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 600g/t t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1276 0,8802 11,98 0,5074 0,25 0,3753 0,6871 31,29 1,4077 1,4077 0,7505 0,4721 52,79 81,52 1,6885 3,377 1,501 0,2229 77,71 83 1,772 5,316 2,2515 0,1052 89,48 10,7158 14,2789 ,% y ty 0,17 46,94 0,6337 0,1077 0,5 63,75 1,0147 75,53 o, % Kc =0,7505 Bảng 8: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 800g/t t, phút t2 at e-at 0,0289 0,1372 0,8718 12,82 0,6125 0,25 0,4035 0,668 1,5488 1,5488 0,8069 0,4462 55,38 83,65 1,8109 3,6218 1,6138 0,1991 80,09 84,62 1,8721 5,6163 2,4207 0,0889 91,11 11,5211 14,2789 ,% y ty 0,17 51,12 0,7158 0,1217 0,5 70,62 1,2249 78,75 o, % 33,2 Kc =0,8069 Bảng 9: Kết xác định hệ số Kcở chi phí hỗn hợp thuốc tuyển M2 1000g/t t, phút t2 ty at e-at ,% y 0,17 52,07 0,7354 0,125 0,0289 0,1473 0,863 13,7 0,5 72,93 1,3067 0,6534 0,25 0,4333 0,6484 35,16 81,89 1,7087 1,7087 0,8665 0,4204 57,96 85,74 1,9477 3,8954 1,733 0,1768 82,32 86,42 1,9966 5,9898 2,5995 0,0743 92,57 12,3723 14,2789 Kc =0,8665 o, % ... vét than trung gian máy lắng xƣởng tuyển than Phấn Mễ Vào năm 2006, TS Phạm Hữu Giang tiến hành nghiên cứu tuyển hai mẫu than trung gian máy lắng mỏ than Phấn Mễ, tính chất mẫu nghiên cứu cho... thấp Mỏ than Phấn Mễ 2.Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu than trung gian máy lắng xưởng tuyển than mỏ than Phấn Mễ Phạm vi nghiên cứu đề tài xác định chế độ công nghệ thiết bị tuyển. .. PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mẫu nghiên cứu Mẫu nghiên cứu lấy bãi than trung gian máy lắng thuộc Xưởng tuyển than Phẫn Mễ Mẫu lấy theo tiêu chuẩn, đảm bảo số lượng tính đại diện cho than Trung gian máy lắng