Nghiên cứu công nghệ tuyển bùn than cấp hạt 1mm vùng vàng danh bằng máy tuyển nổi jameson

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN BÙN THAN CẤP HẠT -1MM VÙNG VÀNG DANH BẰNG MÁY TUYỂN NỔI JAMESON Ngành: Kỹ thuật Tuyển khoáng Mã số 60520607 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Văn Luận HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Trường MỤC LỤC Trang phụ bìa ………………………………………………………………… Lời cam đoan ………………………………………………………………… Mục lục ……………………………………………………………………… Danh mục bảng biểu ……………………………………………………… Danh mục hình vẽ ……………………………………………………… Mở đầu ……………………………………………………………………… Chƣơng – Tình hình tuyển bùn than giới Việt Nam ……… 11 1.1 Tình hình tuyển bùn than giới ……………………………… 11 1.2 Tình hình xử lý bùn than hạt mịn Việt Nam ………………………… 14 1.3 Nhận xét ………………………………………………………………… 24 Chƣơng – Tổng quan thiết bị tuyển cột để tuyển bùn than … 26 2.1 Sơ đồ tuyển bùn than với máy tuyển cột ……………………… 26 2.2 Các loại máy tuyển cột để tuyển bùn than ……………………… 28 2.3 Máy tuyển Jameson ………………………………………………… 42 2.4 Nhận xét ………………………………………………………………… 48 Chƣơng – Mẫu nghiên cứu phương pháp nghiên cứu ………………… 50 3.1 Mẫu nghiên cứu ………………………………………………………… 50 3.2 Thiết bị điều kiện thí nghiệm ………………………………………… 53 Chƣơng – Nghiên cứu công nghệ tuyển bùn than Vàng Danh máy tuyển Jameson ……………………………………………………………… 56 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu tuyển bùn than máy Jameson … 56 4.2 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng yếu tố công nghệ tuyển ……… 56 4.3 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng thông số cấu tạo máy ………… 68 4.4 Nhận xét ………………………………………………………………… 80 Kết luận kiến nghị ………………………………………………………… 82 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………… 84 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Kết tuyển than cấp hạt -0,5mm ………………………… 12 Bảng 1.2: Thành phần độ hạt than cấp hạt 0-6mm mỏ than khu vực Hòn Gai …………………………………………………………………… 14 Bảng 1.3: Kết đánh giá tính khả tuyển than cấp hạt nhỏ mịn vùng Hòn Gai …………………………………………………………………… 14 Bảng 1.4: Thành phần độ hạt than cấp 0-6mm mỏ than khu vực Cẩm Phả …………………………………………………………………… 15 Bảng 1.5: Bảng thành phần độ hạt than vỉa than thuộc mỏ than Vàng Danh ………………………………………………………………………… 16 Bảng 1.6: Thành phần độ hạt than nguyên khaicấp vào phân xưởng sàng tuyển Mỏ than Mạo Khê …………………………………………………… 17 Bảng 1.7: Thành phần độ hạt than don xô Mỏ than Mạo Khê …………… 17 Bảng 1.8: Kết tuyển than hạt mịn máng xoắn …………………… 19 Bảng 1.9: Kết tuyển bùn than nhà máy tuyển than Hòn Gai … 21 Bảng 1.10: Kết thử nghiệm bán công nghiệp tuyển than cấp hạt mịn xyclon nước ………………………………………………………… 22 Bảng 1.11: Kết tuyển bùn than với loại hỗn hợp thuốc tuyển … 23 Bảng 2.1: Tính chất than đưa tuyển …………………………………… 29 Bảng 2.2: Kết tuyển máy tuyển cột máy tuyển Denver (ngăn máy) ………………………………………………………………… 30 Bảng 2.3: Kết tuyển bùn than máy tuyển Pneuflot số nhà máy tuyển than giới …………………………………………… 39 Bảng 2.4: Tính chất than đưa tuyển …………………………………… 46 Bảng 3.1: Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu ………………………… 50 Bảng 3.2: Kết tuyển bùn than với loại hỗn hợp thuốc tuyển ……… 51 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc Đức ………… 51 Bảng 3.4: Kết thí nghiệm gạt bọt phân đoạn với thuốc M3 …………… 52 Bảng 4.1: Kết tuyển bùn than với hỗn hợp thuốc tuyển khác 57 Bảng 4.2: Kết xác định chi phí chế độ cấp hỗn hợp thuốc tối ưu … 58 Bảng 4.3: Kết xác định chi phí hỗn hợp thuốc tối ưu ………………… 59 Bảng 4.4: Kết xác định nồng độ pha rắn tối ưu ……………………… 60 Bảng 4.5: Kết xác định lưu lượng bùn cấp liệu tối ưu ………………… 63 Bảng 4.6: Kết xác định áp lực cấp liệu tối ưu ………………………… 65 Bảng 4.7: Kết xác định chiều cao mức bùn tối ưu …………………… 67 Bảng 4.8: Kết xác định khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn … 69 Bảng 4.9: Kết xác định chiều sâu ngập bùn ống xuống … 71 Bảng 4.10: Kết xác định đường kính đầu phun bùn tối ưu …………… 73 Bảng 4.11: Kết xác định đường kính ống xuống tối ưu …………… 74 Bảng 4.12: Kết xác định đường kính ống phun bùn tối ưu …………… 76 Bảng 4.13: Kết xác định hình dạng đầu phun bùn …………………… 78 Bảng 4.14: Kết thí nghiệm chế độ tối ưu ……………………… 79 Bảng 4.15: Các chế độ công nghệ tối ưu tuyển bùn than vùng Vàng Danh thiết bị Jameson …….………………………………………… 80 Bảng 4.16: Kết tuyển bùn than vùng Vàng Danh máy Jameson …………………………………………………………………… 80 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Kết tuyển bùn than máy tuyển Jameson quy mô công nghiệp bán cơng nghiệp Australia ……………………………… 11 Hình 1.2: Sơ đồ tuyển than cấp hạt mịn Mỹ ……………………………… 12 Hình 1.3: Sơ đồ tuyển than hạt mịn truyền thống Australia ……………… 13 Hình 2.1: Sơ đồ tuyển bùn than khơng phân cấp ……………………… 26 Hình 2.2: Sơ đồ tuyển bùn than sau khử slam ……………………… 27 Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo đơn giản máy tuyển cột truyền thống …… 29 Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý máy tuyển CPT 32 Hình 2.5: kết tuyển bùn than cấp hạt -100 mesh …………………… 33 Hình 2.6: kết tuyển bùn than cấp hạt 100 -325 mesh ……………… 34 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy tuyển Microcel …………… 35 Hình 2.8: Kết thí nghiệm công nghiệp tuyển than bùn máy Microcel 36 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy tuyển Pneuflot ………………… 38 Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo máy tuyển Jameson …………………………… 40 Hình 2.11: Các vùng máy tuyển Jameson ……………………………… 44 Hình 2.12: Kết tuyển bùn than máy tuyển Jameson (JC) quy mô bán công nghiệp so với máy Wemco …………………………………… 46 Hình 2.13: Kết tuyển mùn than máy Jameson quy mô công nghiệp bán công nghiệp …………………………………………………… 47 Hình 2.14: Thực thu phần cháy cấp hạt vào sản phẩm than đá thải tuyển máy Jameson …………………………………………… 47 Hình 2.15: Thực thu phần cháy cấp hạt vào sản phẩm than đá thải tuyển máy Wemco …………………………………………… 48 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thực thu than vào thời gian gạt bọt ………………………………………………………………………… 52 Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo hình ảnh thiết bị …………………………… 53 Hình 3.3: Sơ đồ thiết bị thí nghiệm ………………………………………… 54 Hình 4.1: Biểu đồ miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào loại hỗn hợp thuốc tuyển 57 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chi phí hỗn hợp thuốc M3 cấp phân đoạn ……………… 59 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào nồng độ pha rắn 60 Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào lưu lượng bùn cấp liệu 63 Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào áp lực bùn cấp liệu 65 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chiều cao mức bùn 67 Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào khoảng cách từ mặt bùn đến đầu phun bùn 70 Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chiều sâu ngập bùn ống xuống 71 Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kính đầu phun bùn 73 Hình 4.10: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kính ống xuống 75 Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kín ống phun bùn 77 Hình 4.12: Hình dạng đầu phun bùn …………………………………… 78 Hình 4.13: Biểu đồ miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào hình dạng đầu phun bùn 79 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, bùn than Việt Nam tồn xưởng tuyển than trung tâm xưởng tuyển than mỏ lượng lớn chúng không tuyển để nâng cao chất lượng nên chúng có chất lượng thấp Vì vậy, bùn than sử dụng sản phẩm cấp thấp pha trộn với than chất lượng cao để tiêu thụ Hầu hết, bùn than xưởng tuyển thu gom từ sơ đồ bùn nước Mà muốn khử nước triệt để phải qua nhiều giai đoạn như: lắng đọng (bể cô đặc, hồ lắng…), ly tâm, lọc Vì thế, chi phí đầu tư vận hành cho trình khử nước bùn than tốn thiết bị có diện tích lớn suất nhỏ hiệu suất khử nước thấp Quá trình xử lý bùn than gây lãng phí tài nguyên, tốn kém, hiệu thấp ô nhiễm môi trường Vì vậy, việc nâng cao chất lượng mùn than góp phần tăng hiệu sử dụng sản phẩm than, đồng thời cho phép áp dụng trình khử nước triệt để khâu hồn thiện sản phẩm, nhằm giảm tác động ô nhiễm môi trường chống lãng phí tài nguyên Để tuyển mùn than, phương pháp phổ biến tuyển thiết bị tuyển dạng ngăn máy cột Các thiết bị tuyển dạng ngăn máy ngày khơng sử dụng để tuyển than, chúng có suất thấp chi phí sản xuất cao nên chúng dần thay máy tuyển cột Gần giới sử dụng nhiều loại thiết bị tuyển cột để tuyển bùn than, thiết bị có hiệu tuyển cao chi phí tuyển thấp Nổi bật số thiết bị tuyển cột thiết bị Jameson So với thiết bị tuyển cột khác, thiết bị Jameson có ưu điểm như: suất cao (đến 3000m3/h); chiếm diện tích nhà xưởng (giảm từ 30% đến 40% diện tích nhà xưởng); tỷ lệ thu hồi mức độ làm giàu cao; chi phí đầu tư giá thành tuyển thấp; lắp đặt vận hành dễ dàng Thiết bị áp dụng quy mô công nghiệp Australia, Nam Phi, Mỹ năm cuối kỷ XX cho kết tốt Hiện Việt Nam chưa có đơn vị nghiên cứu ứng dụng thiết bị tuyển Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị tuyển Jameson để tuyển bùn than Việt Nam có ý nghĩa thực tế cần thiết với ngành công nghiệp tuyển than nước ta Thiết bị đóng góp vào phát triển bền vững ngành công nghiệp khai thác, chế biến sử dụng than Việt Nam Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu công nghệ tuyển bùn than cấp hạt -1mm vùng Vàng Danh máy tuyển Jameson” cần thiết Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu tuyển bùn than cấp hạt -1mm Công ty than Vàng Danh máy tuyển Jameson chế độ công nghệ tuyển thông số cấu tạo khác Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu tuyển bùn than máy Jameson quy mơ phịng thí nghiệm dựa vào kết nghiên cứu tìm chế độ cơng nghệ tuyển thông số cấu tạo tối ưu máy Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xác định ảnh hưởng giá trị tối ưu chế độ công nghệ tuyển thông số cấu tạo máy, đến trình tuyển bùn than máy tuyển Jameson Từ hồn thiện chế độ cơng nghệ tuyển cấu tạo máy cho phù hợp với tính chất bùn than nghiên cứu, để sớm đưa thiết bị vào thực tế tuyển than Việt Nam Nhiệm vụ đề tài Thí nghiệm tuyển bùn than thiết bị tuyển Jameson chế độ công nghệ tuyển thông số cấu tạo khác để tìm chế độ cơng nghệ tuyển thông số cấu tạo tối ưu; Xây dựng sơ đồ công nghệ tuyển hợp lý để tuyển bùn than máy tuyển Jameson hoàn thiện cấu tạo máy Nội dung đề tài Tổng hợp tài liệu tình hình tuyển bùn than giới Việt Nam; Tổng hợp tài liệu loại máy tuyển để tuyển bùn than; 10 Tổng hợp tài liệu máy tuyển Jameson; Lấy mẫu bùn than Công ty than Vàng Danh; Tiến hành thí nghiệm tuyển bùn than máy tuyển Jameson chế độ cơng nghệ tuyển khác nhau; Tiến hành thí nghiệm tuyển bùn than máy tuyển Jameson thông số cấu tạo khác máy; Xử lý số liệu viết báo cáo Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm; Phương pháp xử lý tốn 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: Xác định ảnh hưởng yếu tố công nghệ tuyển thông số cấu tạo máy đến kết tuyển bùn than máy tuyển Jameson, thiết bị chưa nghiên cứu áp dụng Việt Nam Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu mở khả áp dụng thiết bị tuyển Jamson vào thực tế tuyển than Việt Nam, để nâng cao hiệu sử dụng thu hồi than bùn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường mát tài nguyên Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận kiến nghị với 84 trang, 33 hình vẽ 35 bảng biểu Nhân dịp tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành tới Thầy (Cô) giáo Bộ mơn Tuyển khống, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ tác giả suốt thời gian làm luận văn Đặc biệt, tác giả xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Văn Luận tận tình giúp đỡ tác giả hoàn thành nội dung nghiên cứu luận văn 71 tiếp xúc bóng khí với hạt khống khơng đủ, bóng khí hạt khống chưa kịp tiếp xúc với ống xuống bị đưa ngăn máy làm giảm hiệu tuyển Điều kiện thí nghiệm: – Đường kính ống xuống: 130mm; – Đường kính ống phun bùn: 40mm; – Đầu phun bùn dạng hình trịn có đường kính: 17mm; – Khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn: 90mm; – Chiều sâu ống xuống bùn là: 450; 500; 550 600mm Kết thí nghiệm cho bảng 4.9 đồ thị hình 4.8 Bảng 4.9: Kết xác định chiều sâu ngập bùn ống xuống Than Chiều sâu bùn, mm ,% A, % 450 70,68 500 Đá thải Than đầu A, % ,% ,% A, % 12,28 90,52 29,32 77,86 9,48 100 31,51 73,83 12,86 93,85 26,17 83,88 6,15 100 31,45 550 72,65 13,31 92,17 27,35 80,45 7,83 100 31,67 600 71,22 14,12 89,56 28,78 75,23 10,44 100 31,71 ,% ,% Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào chiều sâu ngập bùn ống xuống 72 Khi thay đổi độ sâu ngập bùn ống xuống có số nhận xét sau: – Thực thu, thu hoạch độ tro sản phẩm than tăng dần chiều sâu ống xuống tăng từ 450mm đến 500mm đạt giá trị tối ưu chiều sâu 500mm Tiếp tục tăng chiều sâu ống xuống từ 500mm đến 600m thu hoạch thực thu than giảm, độ tro than tiếp tục tăng; – Thu hoạch độ tro sản phẩm than tăng dần chiều sâu ống xuống tăng thời gian tiếp xúc hạt khống bóng khí tăng; – Tiếp tục tăng chiều sâu giá trị tối ưu thời gian khuấy trộn bùn ống xuống lâu làm cho số hạt bị rời khỏi bóng khí Khi ống xuống ngập q sâu bùn bóng khí phải đến gần khu vực tháo đá thoát khỏi ống xuống, làm tăng tượng học làm giảm chất lượng sản phẩm bọt Vì mà thu hoạch than giảm chất lượng đi; – Từ kết thí nghiệm chọn chiều sâu ngập bùn quặng ống xuống 500mm, thu hoạch, độ tro thực thu than là: 73,83%; 12,86% 93,85% 4.3.3 Nghiên cứu xác định đƣờng kính đầu phun bùn tối ƣu Đường kính đầu phun bùn ảnh hưởng đến khả khuấy trộn bùn số lượng bóng khí ống xuống ảnh hưởng đến áp lực tiết diện dòng bùn lên mặt bùn Nếu đường kính đầu phun bùn tăng dần áp lực dịng bùn lượng bóng khí siêu mịn giảm dần, dẫn đến khả khấy trộn bùn ống xuống giảm ngược lại Nếu lưu lượng bùn cấp liệu vào máy không đổi mà đầu phun bùn có đường kính q nhỏ bùn bị tắc Điều kiện thí nghiệm: – Chiều sâu ống xuống bùn: 500mm; – Đường kính ống xuống: 130mm; – Khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn: 90mm; – Đường kính ống phun bùn là: 40mm; – Đầu phun bùn lỗ hình trịn có đường kính là: 19; 17; 15 13mm Kết thí nghiệm cho bảng 4.10 đồ thị hình 4.9 73 Bảng 4.10: Kết xác định đường kính đầu phun bùn tối ưu Than Đường kính đầu phun bùn, mm Than đầu A, % ,% ,% A, % 13 74,43 13,75 93,76 25,57 83,28 6,24 100 31,53 15 75,63 14,21 94,79 24,37 85,36 5,21 100 31,55 17 73,83 12,86 93,85 26,17 83,88 6,15 100 31,45 19 69,27 11,14 89,93 30,73 77,56 10,07 100 31,55 ,% A, % Đá thải ,% ,% Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kính đầu phun bùn Từ kết thí nghiệm có số nhận xét sau: – Thực thu, thu hoạch độ tro sản phẩm than tăng dần tăng dần đường kính đầu phun bùn từ 13mm đến 15mm Vì đường kính đầu phun bùn tăng áp lực phun bùn giảm, áp lực dòng bùn tác dụng lên mặt bùn giảm, diện tích tiếp xúc dịng bùn mặt bùn tăng dần làm cho chế độ khuấy ống xuống bớt mãnh liệt hơn; – Nếu tiếp tục tăng đường kính đầu phun bùn lên 15mm áp lực phun bùn bị giảm q mức dẫn đến số lượng bóng khí ống xuống thiếu khả khuấy trộn bùn Khi có hạt có tính kỵ nước tự 74 nhiên cao có khả bám vào bóng khí dẫn đến thu hoạch, thực thu độ tro sản phẩm than giảm Ngoài ra, đường kính đầu phun bùn q lớn dịng bùn có tiết diện lớn bị va chạm với thành ống xuống trước tiếp xúc với mặt bùn, làm giảm hiệu tuyển; – Từ kết thí nghiệm chọn đường kính đầu phun bùn tối ưu 15mm, thu hoạch, độ tro thực thu than là: 75,63%; 14,21% 94,79% 4.3.4 Nghiên cứu xác định đƣờng kính tối ƣu ống xuống Đường kính ống xuống tăng dần diện tích mặt bùn ống tăng dần, xác suất va chạm hạt khống với bóng khí giảm dần làm giảm dần khả khuấy trộn bùn bóng khí Nếu giảm dần đường kính ống xuống xác suất va chạm hạt khống với bóng khí tăng dần, khuấy trộn xẩy mạnh Khi đường kính ống xuống nhỏ làm giảm khả chuyển tổ hợp hạt khống – bóng khí từ ống xuống ngăn máy ống di xuống dễ bị tắc Điều kiện thí nghiệm: – Chiều sâu ống xuống bùn: 500mm; – Đường kính ống phun bùn: 40mm; – Đầu phun bùn dạng hình trịn có đường kính: 15mm; – Khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn: 90mm; – Đường kính ống xuống thay đổi là: 90; 110; 130 150mm Kết thí nghiệm cho bảng 4.11 đồ thị hình 4.10 Bảng 4.11: Kết xác định đường kính ống xuống tối ưu Than Đường kính ống xuống, mm ,% 90 A, % Đá thải Than đầu ,% ,% A, % ,% ,% A, % 74,92 13,73 94,56 25,08 85,17 5,44 100 31,65 110 76,85 14,76 95,41 23,15 86,39 4,59 100 31,34 130 75,63 14,21 94,79 24,37 85,36 5,21 100 31,55 150 70,44 12,64 89,59 29,56 75,81 10,41 100 31,31 75 Hình 4.10: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kính ống xuống Khi thay đổi đường kính ống xuống từ 90mm đến 150mm có nhận xét sau: – Thu hoạch, độ tro thực thu sản phẩm than tăng dần đường kính ống xuống tăng từ 90mm đến 110mm Khi tăng đường kính ống xuống q 110mm hiệu tuyển máy giảm thu hoạch, độ tro thực thu sản phẩm than lại giảm; – Tăng dần đường kính ống xuống mức độ khuấy trộn bùn than ống giảm dần đạt đến giá trị phù hợp nên hạt khoáng bám vào bóng khí hơn, thu hoạch độ tro sản phẩm than tăng Nhưng đường kính ống xuống tăng giá trị tối ưu khuấy trộn bùn quặng ống khơng đủ mạnh có hạt có tính kỵ nước tốt bám vào bóng khí, thu hoạch độ tro sản phẩm than giảm đi; – Từ kết thí nghiệm chọn đường kính ống xuống tối ưu 110mm, thu hoạch, độ tro thực thu than là: 76,85%; 14,76% 95,41% 76 4.3.5 Nghiên cứu xác định đƣờng kính ống phun bùn tối ƣu Áp lực dòng bùn qua đầu phun bùn phụ thuộc vào đường kính ống phun bùn, đầu phun bùn ảnh hưởng đến áp lực dịng lên mặt bùn khả tự hút khí vào máy Giảm đường kính ống phun bùn áp lực bùn qua đầu phun tăng làm tăng tốc độ phun bùn, khuấy trộn bóng khí hạt khoáng xẩy mãnh liệt Nếu đường kính ống phun bùn giảm mức mà lưu lượng bùn cấp liệu khơng thay đổi ống phun bùn bị tắc Nhưng đường kính ống phun bùn tăng q mức, áp lực dịng bùn qua đầu phun bùn giảm làm giảm khả tự hút khí máy thiếu bóng khí làm giảm khả khuấy trộn bùn quặng ống xuống Điều kiện thí nghiệm: – Chiều sâu ống xuống bùn: 500mm; – Đường kính ống xuống: 110mm; – Đầu phun bùn dạng hình trịn có đường kính: 15mm; – Khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn: 90mm; – Đường kính ống phun bùn thay đổi là: 50; 40; 30 20mm Kết thí nghiệm cho bảng 4.12 đồ thị hình 4.11 Bảng 4.12: Kết xác định đường kính ống phun bùn tối ưu Than Đường kính ống Đá thải Than đầu phun bùn, mm ,% A, % ,% ,% A, % ,% ,% A, % 20 73,1 15,78 90,22 26,9 75,18 9,78 100 31,76 30 74,51 15,21 92,12 25,49 78,8 7,88 100 31,42 40 76,85 14,76 95,41 23,15 86,39 4,59 100 31,34 50 71,45 12,83 91,02 28,55 78,66 8,91 100 31,62 Từ kết thí nghiệm thay đổi đường kính ống phun bùn có số nhận xét sau: – Tăng dần đường kính ống phun bùn từ 20mm đến 40mm thu hoạch thực thu than tăng dần độ tro than giảm dần Nếu tăng đường kính ống phun bùn lên 40mm thu hoạch, thực thu độ tro than giảm; 77 – Khi tăng đường kính ống phun bùn thu hoạch thực thu than tăng cịn độ tro than giảm Vì đường kính ống phun bùn tăng dần áp lực phun bùn qua đầu phun giảm dần lượng bóng khí siêu mịn sinh giảm hiệu hạt mịn giảm lại làm tăng hiệu tuyển hạt thô chế độ khuấy bùn ống xuống mức độ vừa phải hơn; Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào đường kín ống phun bùn – Nhưng đường kính ống phun bùn tăng giá trị tối ưu áp lực cấp liệu khơng đủ để khuấy trộn hút khơng khí vào ống xuống Vì vậy, có hạt có tính kỵ nước tốt có khả bám vào bóng khí, làm cho thu hoạch, thực thu độ tro sản phẩm than giảm; – Chọn đường kính ống phun bùn tối ưu 40mm, thu hoạch, độ tro thực thu than là: 76,85%; 14,76% 95,41% 4.3.6 Nghiên cứu xác định hình dạng đầu phun bùn Hình dạng dịng bùn sau khỏi đầu phun bùn phụ thuộc vào hình dạng đầu phun bùn, ảnh hưởng đến áp lực tiết diện dòng bùn lên mặt bùn Do hình dạng đầu phun bùn ảnh hưởng đến khả 78 khuấy trộn bùn lượng bóng khí ống xuống Hình dạng đầu phun bùn nghiên cứu hình 4.12 [10] Hình 4.12: Hình dạng đầu phun bùn Điều kiện thí nghiệm: – Chiều sâu ống xuống bùn: 500mm; – Đường kính ống xuống: 110mm; – Khoảng cách từ đầu phun bùn đến mặt bùn: 90mm; – Đường kính ống phun bùn là: 40mm; – Các loại đầu phun bùn: + lỗ hình trịn có đường kính là: 15mm; + lỗ hình trịn, lỗ có đường kính là: 5mm; + lỗ hình vành khăn có đường kính là: 15mm Kết thí nghiệm cho bảng 4.13 biểu đồ hình 4.13 Bảng 4.13: Kết xác định hình dạng đầu phun bùn Than Dạng lỗ Đá thải Than đầu A, % ,% ,% A, % ,% ,% A, % lỗ tròn 73,57 15,09 91,17 26,43 77,11 8,83 100 31,48 lỗ tròn 76,85 14,76 95,41 23,15 86,39 4,59 100 31,34 Vành khăn 77,32 14,42 96,33 22,68 88,88 3,67 100 31,31 ,% Từ kết thí nghiệm nhận thấy: – Lỗ dạng hình vành khăn cho hiệu tuyển cao nhất, dạng lỗ tròn cho hiệu thấp so với lỗ dạng vành khan chút, dạng lỗ tròn cho hiệu nhất; 79 Hình 4.13: Biểu đồ miêu tả phụ thuộc thu hoạch, thực thu độ tro than vào hình dạng đầu phun bùn – Mỗi dạng lỗ cho hình dáng dịng bùn tốc độ dịng bùn qua đầu phun khác nên tạo chế độ khuấy trộn khả khuấy trộn bùn với bóng khí ống xuống khác nhau, mà cho kết tuyển khác Dạng lỗ tròn cho hiệu tuyển có lẽ dịng bùn va chạm với trước xuống đến mặt bùn nên làm giảm hiệu khuấy trộn; – Từ kết thí nghiệm chọn lỗ dạng hình vành khăn, thu hoạch, độ tro thực thu than là: 77,32%; 14,42% 96,33% Vì thí nghiệm khảo sát thông số cấu tạo máy không chạy với nồng độ bùn tối ưu 80g/l mà thí nghiệm với nồng độ 60g/l Cho nên, sau xác định thông số cấu tạo tối ưu sử dụng thông số tối ưu để làm thí nghiệm với nồng độ bùn 80g/l, kết thí nghiệm bảng 4.14 Bảng 4.14: Kết thí nghiệm chế độ tối ưu Tên sản phẩm ,% A, % ,% Than 78,17 14,87 96,78 Đá thải 21,83 89,86 3,22 Than đầu 100 31,24 100 80 4.4 Nhận xét Từ kết tuyển bùn than Vàng Danh máy tuyển Jameson xác định chế độ công nghệ tiêu công nghệ tuyển tuyển bùn than vùng Vàng Danh máy Jameson bảng 4.15 4.16 Bảng 4.15: Các chế độ công nghệ tối ưu tuyển bùn than vùng Vàng Danh thiết bị Jameson Thông số, đơn vị TT Vàng Danh Chi phí thuốc, g/t 3000 Nồng độ pha rắn bùn đầu, g/l Lưu lượng bùn cấp liệu, l/s 2,52 Áp lực cấp liệu, atm 1,05 Khoảng cách mặt bùn đến mép ngăn máy, mm 20 Chiều sâu ngập bùn ống xuống, mm 500 Đường kính ống xuống, mm 110 Đường kính ống phun bùn, mm 40 Đường kính đầu phun bùn, mm 15 10 Khoảng cách từ mặt bùn đến đầu phun bùn, mm 90 11 Hình dạng đầu phun bùn 80 Vành khăn Bảng 4.16: Kết tuyển bùn than vùng Vàng Danh máy Jameson Than Đá thải Than đầu ,% A, % ,% ,% A, % ,% ,% A, % 78,17 14,87 96,78 21,83 89,86 3,22 100 31,24 Từ kết bảng 4.15 4.16 có số nhận xét sau: – Bùn than vùng Vàng Danh cấp hạt -1mm, sau tuyển máy tuyển Jameson điều kiện tuyển bảng 4.15 với chế độ cấp thuốc gián đoạn thu sản phẩm than có độ tro 14% với mức thực thu đạt 95% sản phẩm đá thải có độ tro 80% đủ điều kiện thải bỏ; 81 – Kết tuyển khả quan chi phí thuốc tuyển để tuyển than Vàng Danh cao (3000g/t) phải cấp thuốc gián đoạn thời gian tuyển tăng làm giảm suất máy Vì vậy, để áp thiết bị để tuyển than Vàng Danh cần phải tiếp tục có nghiên cứu về: tính chất than bùn vùng Vàng Danh; cải tiến chất lượng thuốc; tuyển theo cỡ hạt khác nhau; 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ bùn than vùng Vàng Danh cấp hạt -1mm có độ tro 31 – 32%%, sau tuyển thiết bị tuyển Jameson xác định chế độ công nghệ tuyển thông số cấu tạo tối ưu máy sau: Các tiêu cơng nghệ tối ưu: Chi phí thuốc: 3000g/t; Nồng độ pha rắn bùn đầu: 80g/l; Lưu lượng bùn cấp liệu: 2,52l/s; Áp lực cấp liệu: 1,05atm; Khoảng cách mặt bùn đến mép ngăn máy: 20mm; Chiều sâu ngập bùn ống xuống: 500mm; Các thơng số cấu tạo tối ưu: Đường kính ống xuống: 110mm; Đường kính ống phun bùn: 40mm; Đường kính đầu phun bùn: 15mm; Khoảng cách từ mặt bùn đến đầu phun bùn: 90mm; Hình dạng đầu phun bùn: Vành khăn Từ giá trị công nghệ cấu tạo tối ưu sau tuyển thu sản phẩm than có độ tro nhỏ 15% với thực thu đạt 90% sản phẩm đá thải có độ tro 80% đủ điều kiện để thải bỏ Kết thí nghiệm tuyển bùn than vùng Vàng Danh thiết bị tuyển Jameson khả quan Đây thí bị tuyển có cấu tạo đơn giản, khơng có chi tiết chuyển động, khơng cần máy bơm khí nén, vận hành điều chỉnh chế độ công nghệ tuyển dễ dàng Nhưng nhược điểm chúng để có suất cao cần phải bố trí nhiều ống xuống Kiến nghị Cần nghiên có nghiên cứu cải tiến chất lượng thuốc M3, nhằm giảm chi phí hỗn hợp thuốc tuyển 83 Tiếp tục nghiên cứu tuyển bùn than thiết bị tuyển Jameson chế độ công nghệ khác như: ảnh hưởng nước làm giàu thứ sinh, lập mối quan hệ đường kính ống xuống ống phun bùn với lưu lượng bùn cấp liệu … Để hồn thiện cơng nghệ cấu tạo máy tuyển Jameson; Cần nghiên cứu tuyển bùn than nhiều vùng khác với máy tuyển Jameson để phù hợp với điều kiện cụ thể Việt Nam 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Hữu Giang nnk (2005), Nghiên cứu ứng dụng xoáy lốc nước để tuyển than cấp hạt mịn, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công nghiệp Phạm Hữu Giang (2006), “Nghiên cứu đánh giá đề xuất mô hình cơng nghệ hợp lý tuyển than vùng Quảng Ninh, nhằm tận thu tài nguyên bảo vệ môi trường”, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Hoàng Minh Hùng (2005), “ Xây dựng áp dụng thử nghiệm dây chuyền tuyển than bã sàng cho mỏ than vùng Quảng Ninh công nghệ tuyển huyền phù kiểu tang quay” Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước Phạm Văn Luận (2011), Nghiên cứu công nghệ tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn vùng Quảng Ninh, Luận văn 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 Barbara J Arnold, Mark S Klima and Peter J Bethell (2007), Designing The Coal Preparation Plant Of The Future, SME Michael F Carretta, James N Graham, Wendy J Dawson (1997), Jameson cell scale – up experiences at BHP coal’s Goonyella coal preparation plant, Coal Prep 97, April 29 – May 1, Lexington, Kentucky Cowburn, Stone, Bourke, Hill, (2005), Design developments of the Jameson cell, Centenary of Flotation 2005 Symposium, Brisbane June 5-9 2005 J Cowburn, G Harbort, E Manlapig, Z Pokrajcic (2006), Improving the recovery of coarse coal particles in a Jameson cell, Minerals Engineering, Vol 19, page 609–618 10 Hasan Hacifazlioglu, Ihsan Toroglu, (2007), Optimization of design and operating parameters in a pilot scale Jameson cell for slime coal cleaning, Fuel Processing Technology Vol 88, page 731–736 85 11 Janusz S Laskowski (2001), Coal Flotation and Fine Coal Utilization, Elsevier 12 Dr M Mankosa, Dr J Kohmuench, Eriez, US, (2001), A Comeback for Fine Coal Recovery, World Coal - April 13 Lutz Markworth, Evren Ưren, Mario Gerards,(2010), Pneuflot®: Cost Efficient application for Fine Coal Beneficiation, International Coal Preparation Congress 2010 conference proceedings, SME 14 Matis, K A, (1995), Flotation Science and Engineering, pp 331 – 364 CRC press 15 Snigdha S Mohanty, (2007) evaluation of the imhoflot G-cell for fine coal cleaning, Master of Science degree in the field of Mining and Mineral Resources Engineering, Southern Illinois University Carbondale 16 S.R.S Sastri, P.S.R Reddy, K.K Bhattachayya, (1988), Recovery of coal fines using column flotation, Minerals Engineering, Vol 1, No 4, pp 359-363 17 T.Taşdemi, B Öteyaka A.Taşdemi (2007), Air entrainment rate and holdup in the Jameson cell, Minerals Engineering, Vol 20, page 761–765 18 R H Yoon, G H Luttrell, G T Adel, M J Mankosa, (1992) The Application of MicrocelTM Column Flotation to Fine Coal Cleaning, Coal Preparation, Vol 10, pp 177-188 ... ? ?Nghiên cứu công nghệ tuyển bùn than cấp hạt -1mm vùng Vàng Danh máy tuyển Jameson? ?? cần thiết Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu tuyển bùn than cấp hạt -1mm Công. .. manhetit nhiều tuyển than hạt mịn than vùng Vàng Danh có khối lượng riêng lớn Nhà máy tuyển than Vietmindo với dây chuyền công nghệ tuyển than cấp hạt – 100mm máy lắng Than cấp hạt - 1mm phân loại... Công ty than Vàng Danh máy tuyển Jameson chế độ công nghệ tuyển thông số cấu tạo khác Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu tuyển bùn than máy Jameson quy mơ phịng thí nghiệm dựa vào kết nghiên cứu tìm