Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng sa khoáng titan zircon trong tầng cát đỏ khu vực bình thuận, việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ĐỖ THỊ NHƯ QUỲNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SA KHOÁNG TITAN – ZIRCON TRONG TẦNG CÁT ĐỎ KHU VỰC BÌNH THUẬN, VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ĐỖ THỊ NHƯ QUỲNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SA KHOÁNG TITAN – ZIRCON TRONG TẦNG CÁT ĐỎ KHU VỰC BÌNH THUẬN, VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật tuyển khống Mã số: 60520607 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Hữu Giang HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Đề tài: “NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SA KHỐNG TITAN – ZIRCON TRONG TẦNG CÁT ĐỎ KHU VỰC BÌNH THUẬN, VIỆT NAM” triển khai Phịng Cơng nghệ Tuyển khống – Công ty TNHH MTV TVĐT Xây dựng Công nghiệp Mỏ Luyện kim - Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Cơng tác phân tích thành phần khống vật, đặc điểm cấu trúc quặng thành phần hóa học mẫu nghiên cứu sản phẩm thí nghiệm tiến hành tại: Trung tâm phân tích hóa lý - Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim; Trung tâm Phân tích thí nghiệm Địa chất - Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam; Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Xạ - Hiếm – Liên Đoàn Địa chất Xạ - Hiếm… Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu số liệu luận văn trung thực, khách quan Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2015 Tác giả Đỗ Thị Như Quỳnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đối tượng nghiên cứu Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 10 1.1 Tình hình khai thác chế biến quặng titan giới 10 1.2 Tình hình khai thác chế biến quặng titan nước 24 1.3 Tình hình khai thác, chế biến quặng titan tỉnh Bình Thuận 32 CHƯƠNG MẪU NGHIÊN CỨU 37 2.1 Mẫu nghiên cứu 37 2.2 Nghiên cứu thành phần vật chất 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ 50 3.1 Nghiên cứu chế độ tuyển để lấy quặng tinh tổng hợp 50 3.2 Nghiên cứu công nghệ tuyển tách khoáng vật 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 I Kết luận 80 II Kiến nghị 81 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Thống kê trữ lượng quặng titan giới 10 Bảng 1.2 Mơ hình khai thác-tuyển số mỏ giới 11 Bảng 1.3 Sản lượng quặng titan thơ nhóm nước, khối kinh tế giới 20 Bảng 1.4 Sản lượng quặng titan thô nước giới 21 Bảng 1.6 Sản lượng ilmenit, xỉ rutil (tự nhiên nhân tạo) toàn cầu 23 Bảng 1.7 Sản lượng zircon tồn cầu (của nước chính, cơng bố) 24 Bảng 1.8 Trữ lượng, tài nguyên quặng Ti-Zr Việt Nam (Trữ lượng nguyên thủy tính đến 01/2013) 25 Bảng 1.9 Trữ lượng tài nguyên quặng tian-zircon tỉnh Bình Thuận 32 Bảng 2.1: Bảng khối lượng mẫu đơn 37 Bảng 2.2: Kết phân tích thành phần khống vật mẫu đơn 39 Bảng 2.3: Kết phân tích hóa mẫu đơn 40 Bảng 2.4 Kết phân tích rơnghen mẫu quặng đầu 41 Bảng 2.5: Kết phân tích trọng sa mẫu quặng đầu 41 Bảng 2.6: Kết phân tích chìm mẫu đầu 42 Bảng 2.7: Kết phân tích trọng sa phần chìm 43 Bảng 2.8: Tổng hợp hàm lượng khoáng vật khoáng vật nặng 43 Bảng 2.9 Thành phần hóa học mẫu nghiên cứu 45 Bảng 2.10 Kết phân tích rây phân tích hóa mẫu nghiên cứu 46 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ pha rắn cấp liệu 52 Bảng 3.2: Kết thí nghiệm xác định suất cấp liệu tối ưu 54 Bảng 3.3: Kết tuyển tinh quặng tinh tuyển vít xoắn 57 Bảng 3.5: Kết tuyển đãi cấp hạt hẹp thuộc quặng tinh thơ vít xoắn 59 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm tuyển thơ b ng vít xoắn -bàn đãi 60 Bảng 3.7 Tổng hợp kết thí nghiệm tuyển thơ b ng vít xoắn – bàn đãi 62 Bảng 3.8 Kết phân tích từ máy tuyển từ ướt theo hàm lượng TiO2 63 Bảng 3.9: Kết phân tích từ máy tuyển từ theo hàm lượng KVNCI 65 Bảng 3.11: Kết thí nghiệm tuyển từ thu hồi ilmenit theo TiO2 67 Bảng 3.12 Kết phân tích hàm lượng khoáng vật sản phẩm tuyển từ 68 Bảng 3.13 Thực thu khoáng vật sản phẩm tuyển từ 68 Bảng 3.14: Kết phân tích hoạt độ phóng xạ quặng tinh ilmenit 68 Bảng 3.15 Kết phân tích ICP quặng tinh ilmenit 70 Bảng 3.16 Kết đãi tách thạch anh theo hàm lượng KVNCI 74 Bảng 3.17 Thực thu khoáng vật đãi tách thạch anh 74 Bảng 3.18 Kết tuyển vít tách thạch anh theo hàm lượng KVNCI 76 Bảng 3.19: Thực thu khoáng vật tuyển vít tách thạch anh 76 Bảng 3.20 Kết tuyển máy tuyển điện theo hàm lượng KVNCI 78 Bảng 3.21 Thực thu khoáng vật tuyển điện 78 Bảng 3.22 Kết phân tích hóa quặng tinh zircon 79 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình KT-CB quặng titan 12 Hình 1.2 Hình ảnh khai thác b ng tàu cuốc 13 Hình 1.3 Khai thác khơ với hỗ trợ máy cạp gạt 13 Hình 1.4 Hai hình ảnh khác khai thác ướt b ng tàu cuốc 14 Hình 1.5 Một số hình ảnh khai thác chế biến quặng titan 14 Hình 1.6 Sơ đồ tuyển quặng titan với quặng chứa sét hạt thô có sử dụng chà xát, thu nước tuần hồn lọc sản phẩm 16 Hình 1.7 Dây chuyền tuyển thơ b ng vít tuyển kết hợp tuyển trọng lực b ng Floatex, có chà xát, xyclon khử nước sản phẩm 17 Hình 1.8 Tổng quan khai thác chế biến quặng titan 18 Hình 1.9 Tổng quan công ty khai thác chế biến quặng titan 19 Hình 1.10 Tỷ lệ sản lượng cơng ty khai thác chínhnăm 2012 20 Hình 1.11 Bản đồ phân bố quặng tian Việt Nam 26 Hình 1.12 Cụm tuyển thơ 48 vít đặt tương đối cố định 27 Hình 1.13 Dây chuyền tuyển từ ướt tách ilmenit 29 Hình 1.14 Dây chuyền tuyển từ - tuyển điện tách rutin, monazit 29 Hình 1.15 Sơ đồ công nghệ khai thác - tuyển thô phổ biến 30 Hình 1.16 Cơng nghệ dây chuyền tuyển tinh phổ biến 31 Hình 1.17 Bản đồ phân bố quặng tian Bình Thuận 34 Hình 1.18 Khai thác b ng bơm hút cụm tuyển vít tuyển thơ 36 Hình 1.19 Khai thác b ng máy xúc, vận chuyển quặng b ng thủy lực 36 Hình 2.1: Sơ đồ gia cơng mẫu đơn 38 Hình 2.2: Sơ đồ phân tích thành phần độ hạt 46 Hình 2.3: Đường đặc tính độ hạt mẫu nghiên cứu 47 Hình 3.1: Thiết bị tuyển vít xoắn thí nghiệm 51 Hình 3.2: Sơ đồ thí nghiệm tuyển quặng titan b ng vít xoắn 51 Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ pha rắn cấp liệu vít xoắn 53 Hình 3.4 Ảnh hưởng suất cấp liệu tới vít xoắn 55 Hình 3.5 Sơ đồ tuyển tinh sản phẩm quặng tinh tuyển vít xoắn 56 Hình 3.6 Sơ đồ thí nghiệm bàn đãi thu hồi quặng tinh thơ 58 Hình 3.7 Sơ đồ thí nghiệm phối hợp vít xoắn bàn đãi 61 thu hồi quặng tinh thô 61 Hình 3.8 Hình ảnh máy tuyển từ đa hướng dạng ướt 63 Hình 3.9 Sơ đồ thí nghiệm phân tích từ 64 Hình 3.10 Sơ đồ thí nghiệm tuyển từ 67 Hình 3.11 Hình ảnh hạt khống vật mẫu 71 Hình 3.12 Thành phần hóa học hạt 73 Hình 3.13 Sơ đồ thí nghiệm đãi 74 Hình 3.14 Sơ đồ thí nghiệm tuyển vít 75 Hình 3.15 Hình ảnh máy tuyển điện vầng sáng hình tang trống 77 Hình 3.16 Sơ đồ thí nghiệm tuyển điện 78 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước ta nước có trữ lượng tài nguyên quặng sa khoáng titan- zicon lớn giới, tài nguyên quặng tập trung chủ yếu khu vực Bình Thuận Trong năm qua, cơng nghệ tuyển quặng sa khống biển titan – zircon tầng cát xám nghiên cứu áp dụng nhiều địa phương Việt Nam, riêng quặng titan – zircon tầng cát đỏ Việt Nam chưa đầu tư nghiên cứu, đề xuất công nghệ tuyển cách hoàn chỉnh Đặc điểm quặng titan – zircon tầng cát đỏ có nhiều sét, tổng hàm lượng khoáng vật nặng quặng thấp tầng cát xám, theo quy trình cơng nghệ, thiết bị cần áp dụng phù hợp Vì đề tài “Nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng sa khống titan – zircon tầng cát đỏ khu vực Bình Thuận, Việt Nam” cần thiết Đối tượng nghiên cứu Mẫu nghiên cứu công nghệ tuyển mẫu quặng sa khoáng titan – zircon tầng cát đỏ khu vực Bình Thuận, Việt Nam Mục tiêu đề tài Trên sở nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng, đề tài nghiên cứu khả thu hồi titan, zircon b ng phương pháp tuyển khác nhau, từ đề xuất sơ đồ cơng nghệ tuyển hợp lý nh m thu tinh quặng ilmenit có hàm lượng TiO2 ≥ 50 %; thực thu ≥ 85 %, tinh quặng zircon có hàm lượng ZrO2 ≥ 62 %; thực thu ≥ 80 % Nội dung nghiên cứu đề tài - Thu thập tài liệu tuyển quặng sa khoáng titan – zircon tầng cát đỏ vùng Bình Thuận, Việt Nam - Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng - Giới thiệu đặc điểm địa chất khu vực Bình Thuận, Việt Nam - Tình hình tuyển quặng sa khống biển Việt Nam - Nghiên cứu chế độ tuyển đưa sơ đồ kiến nghị công nghệ tuyển quặng titan – zircon tầng cát đỏ vùng Bình Thuận, Việt Nam Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp thu thập, phân tích, đánh giá thơng tin tổng quan cơng nghệ tuyển quặng titan ngồi nước - Sử dụng phương pháp phân tích: phương pháp phân tích khống tướng, thạch học kính hiển vi phân cực AXIOLAB, kính hiển vi điện tử quét S M, xác định số đặc tính lý đá b ng máy xác định tính, xác định thành phần hóa học mẫu nghiên cứu b ng hệ phân tích hấp phụ nguyên tử (AAS) hay cảm ứng quang phổ plasma (ICP) Phân tích trọng sa, phân tích chìm để làm sáng tỏ thành phần vật chất mẫu quặng đầu, mẫu sản phẩm trình thực nghiệm, mẫu quặng tinh… - Sử dụng phương pháp thực nghiệm: B ng thí nghiệm thực nghiệm thực hành vít xoắn, bàn đãi loại máy tuyển từ, máy tuyển điện để lựa chọn thơng số cơng nghệ hợp lý, xác lập quy trình công nghệ tuyển đáp ứng mục tiêu đề tài - Tổng hợp xử lí số liệu, viết báo cáo Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu đề tài đề xuất sơ đồ công nghệ tuyển với chế độ tuyển phù hợp với đối tượng quặng Từ kết nghiên cứu đề tài cho phép triển khai nghiên cứu mẫu lớn (bán cơng nghiệp) sau lập dự án 70 Bảng 3.15 Kết phân tích ICP quặng tinh ilmenit HÀM LƯỢNG CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH 0,54 20 Ga < 10 CaO 0,82 21 Ge < 20 Fe2O3 43,09 22 La 198,4 K2O 0,01 23 Li 5,3 MgO 0,17 24 Mo