Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng sericit sơn bình hà tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TẠ QUỐC HÙNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SERICIT SƠN BÌNH - HÀ TĨNH Chuyên ngành : Tuyển khoáng Mã số : 60.53.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Văn Hạnh HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình trước Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2010 Tác giả luận văn: Tạ Quốc Hùng MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Danh mục ảnh chụp MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU KHỐNG SERICIT VÀ Q TRÌNH CHẾ BIẾN .4 1.1 Khái niệm sericit 1.2 Tính chất vật lý sericit 1.3 Khả ứng dụng ngành công nghiệp 1.4 Các công trình kết nghiên cứu thực tiễn tuyển khoáng sericit giới Việt Nam 1.5 Về lịch sử nghiên cứu địa chất mỏ sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh 1.6 Tình hình khai thác, chế biến tiêu thụ sản phẩm sericit .9 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU QUẶNG SERICIT SƠN BÌNH - HÀ TĨNH .13 2.1 Mẫu nghiên cứu gia công chuẩn bị mẫu thí nghiệm 13 2.2 Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu 15 2.3 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu thí nghiệm tuyển khống 30 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TUYỂN TRỌNG LỰC 32 3.1 Nghiên cứu nghiền giải phóng sericit phương pháp chà xát 32 3.2 Nghiên cứu trình tuyển tách xyclon thủy lực 44 3.3 Thí nghiệm sơ đồ chà xát phân cấp quặng sericit 51 CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TUYỂN NỔI .56 4.1 Sơ đồ thí nghiệm 56 4.2 Thí nghiệm xác định điều kiện chế độ tuyển tối ưu 57 4.3 Kết thí nghiệm sơ đồ tuyển .68 CHƯƠNG V ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SERICIT SƠN BÌNH, HÀ TĨNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU CÔNG NGHỆ DỰ KIẾN 74 5.1 Đề xuất sơ đồ tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà tĩnh 74 5.2 Các tiêu tuyển dự kiến 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 Kết luận 77 Kiến nghị 78 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Sản lượng sản phẩm mica - sericit số nước/năm giới Bảng 1.2 Sản phẩm sericit dùng công nghiệp giấy, sơn, chất phủ thị trường (sản phẩm hãng Bejin THC Lmd - Trung Quốc) 10 Bảng 1.3 Sản phẩm sericit sản xuất Trung Quốc theo tiêu chuẩn Đức hãng Chuzou Grea Minerals Co.Itd theo phương pháp ướt, Standard Q/GR 0012004 10 Bảng 1.4 Sản phẩm sericit sản xuất Trung Quốc theo tiêu chuẩn Đức hãng Chuzou Grea Minerals Co.Itd theo phương pháp khô, Standard Q/GR 0012004 11 Bảng 1.5 Sản phẩm sericit hãng Mineral and Pigmen Solutions, Inc cho mỹ phẩm… 11 Bảng 2.1 Kết phân tích thành phần khống vật mẫu quặng ngun khai sericit 20 Bảng 2.2 Thành phần độ hạt quặng sericit nguyên khai 23 Bảng 2.3 Kết phân tích microzon thành phần hóa học đơn khống sericit Sơn Bình 25 Bảng 2.4 Kết phân tích thành phần hóa học quặng sericit nguyên khai 25 Bảng 2.5 Thành phần khống vật quặng ngun khai sericit - Sơn Bình, Hà Tĩnh cấp hạt 27 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm tỷ lệ rắn lỏng 34 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm tốc độ khuấy nghiền chà xát .36 Bảng 3.3 Kết thí nghiệm chi phí thủy tinh lỏng 37 Bảng 3.4 Kết thí nghiệm thời gian nghiền chà xát 39 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm xác định cấp hạt quặng đầu .40 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm chà xát liên tục chà xát phân đoạn 42 Bảng 3.7 Kết thí nghiệm chà xát phân đoạn 43 Bảng 3.8 Các thơng số kỹ thuật xyclon thí nghiệm .46 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm phân cấp xyclon D50 với áp lực cấp liệu khác .47 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm phân cấp xyclon D50 với nồng độ pha rắn bùn quặng cấp liệu khác 48 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm phân cấp xyclon D25 49 Bảng 3.12 Kết thí nghiệm phân cấp xyclon D25 50 Bảng 3.13 Kết thí nghiệm hai sơ đồ .54 Bảng 4.1 Thành phần hóa học mẫu nghiên cứu 57 Bảng 4.2 Kết điều chỉnh pH môi trường axit sunfuaric 58 Bảng 4.3 Chi phí thuốc tập hợp FY102 .60 Bảng 4.4 Xác định hàm lượng rắn bùn quặng tuyển .61 Bảng 4.5 Chi phí thuốc đè chìm thủy tinh lỏng .63 Bảng 4.6 Ảnh hưởng chất điều chỉnh môi trường 64 Bảng 4.7 Kết thí nghiệm thời gian tuyển 66 Bảng 4.8 Kết thí nghiệm thời gian khuấy tiếp xúc 67 Bảng 4.9 Kết thí nghiệm sơ đồ hở tuyển cấp hạt – 0,10 + 0,01 mm 70 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm tuyển sericit theo sơ đồ N0 .71 Bảng 4.11 Kết thí nghiệm tuyển sericit sơ đồ N0 72 Bảng 5.1 Các tiêu công nghệ dự kiến theo sơ đồ đề nghị 76 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Cấu trúc mạng tinh thể muscovit Hình 1.2 Bản đồ vị trí địa lý khu vực Sơn Bình - Hà Tĩnh Hình 2.1 Sơ đồ gia công giản lược mẫu nghiên cứu 14 Hình 2.2 Giản đồ nhiệt vi sai mẫu quặng sericit nguyên khai vùng Sơn Bình .21 Hình 2.3 Giản đồ phổ Rơnghen mẫu quặng sericit nguyên khai Sơn Bình 22 Hình 2.4 Đường đặc tính độ hạt hệ tọa độ bán logarit 24 Hình 2.5 Phân bố thành phần hóa học theo cấp hạt quặng ngun khai .26 Hình 2.6 Giản đồ phân tích nhiệt vi sai cấp hạt < 0,10 mm 28 Hình 2.7 Giản đồ phổ rơnghen nhiễu xạ cấp hạt < 0,10 mm 29 Hình 3.1 Sơ đồ thí nghiệm nghiền chà xát 33 Hình 3.2 Biểu đồ liên hệ thu hoạch cấp hạt với tỷ lệ rắn lỏng bùn quặng 35 Hình 3.3 Biểu đồ liên hệ thu hoạch cấp hạt với tốc độ khuấy chà xát 36 Hình 3.4 Chi phí thủy tinh lỏng tối ưu cho trình nghiền chà xát .38 Hình 3.5 Động học trình nghiền chà xát 39 Hình 3.6 Ảnh hưởng cỡ hạt quặng đầu vào tới hiệu chà xát .41 Hình 3.7 Biểu đồ so sánh lựa chọn số lần chà xát 44 Hình 3.8 Nguyên lý phân cấp xyclon thủy lực 45 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên tắc thí nghiệm xyclon .47 Hình 3.10 Sự tương quan hàm lượng thực thu Al2O3 K2O với áp lực cấp liệu vào xyclon D25 49 Hình 3.11 Sự tương quan hàm lượng thực thu Al2O3 K2O với nồng độ pha rắn cấp liệu vào xyclon D25 51 Hình 3.12 Sơ đồ thí nghiệm nghiền chà xát phân cấp xyclon số 52 Hình 3.13 Sơ đồ thí nghiệm nghiền chà xát phân cấp xyclon số 53 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh kết thí nghiệm hai sơ đồ nghiền chà xát 54 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên tắc thí nghiệm tuyển sericit 57 Hình 4.2 Ảnh hưởng pH mơi trường đến hiệu tuyển sericit 58 Hình 4.3 Ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp đến hiệu tuyển sericit .60 Hình 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng rắn đến hiệu tuyển sericit 62 Hình 4.5 Ảnh hưởng chi phí thuốc đè chìm Na2SiO3 đến hiệu tuyển nổi.63 Hình 4.6 Ảnh hưởng chất điều chỉnh pH mơi trường tới hiệu tuyển sericit.65 Hình 4.7 Ảnh hưởng thời gian tuyển đến hiệu tuyển sericit .66 Hình 4.8 Ảnh hưởng thời gian khuấy tiếp xúc đến hiệu tuyển sericit 68 Hình 4.9 Thí nghiệm sơ đồ hở tuyển sericit cấp hạt – 0,10+0,01 mm 69 Hình 4.10 Sơ đồ tuyển vịng kín cấp hạt -0,10+0,01 mm N0 .71 Hình 4.11 Sơ đồ tuyển vịng kín cấp hạt -0,10+0,01 mm N0 .72 Hình 4.12 Biểu đồ so sánh kết thí nghiệm hai sơ đồ tuyển vịng kín 73 Hình 5.1 Sơ đồ đề nghị cơng nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh 75 DANH MỤC CÁC ẢNH CHỤP Trang Ảnh 2.1 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh (phóng đại 90 lần) 15 Ảnh 2.2 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh (phóng đại 450 lần) 16 Ảnh 2.3 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh (phóng đại 450 lần) 16 Ảnh 2.4 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh, Mquặng (phóng đại 90 lần) 17 Ảnh 2.5 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: Q-ban tinh thạch anh (phóng đại 90 lần) 17 Ảnh 2.6 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh (phóng đại 90 lần) 18 Ảnh 2.7 Cấu trúc thạch học quặng sericit Sơn Bình: S-Sericit, Q-thạch anh, Mquặng (phóng đại 90 lần) 18 Ảnh 5.1 Cấu trúc vi vẩy sản phẩm tinh quặng sericit 76 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận văn Ở nước ta, sericit phát nghiên cứu khoảng 10 năm trở lại Theo kết điều tra địa chất, lãnh thổ nước ta phát số khu vực tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Ninh, Quảng Trị, Tây Bắc có tập trung khống vật sericit dạng mỏ biểu khống hóa nằm thành tạo địa chất có thành phần tuổi khác Trong đó, vùng Sơn Bình - Hà Tĩnh đánh giá vùng có tiềm khoáng sản sericit Hiện nay, quặng sericit mỏ Sơn Bình - Hà Tĩnh Liên đồn Địa chất Bắc Trung đánh giá trữ lượng, chưa vào khai thác sử dụng Đây loại khoáng sản phát hứa hẹn nhiều tiềm đem lại giá trị kinh tế cao, có khả ứng dụng nhiều ngành cơng nghiệp Tuy nhiên quặng sericit nguyên khai chứa nhiều thành phần tạp chất khác khơng phải khống vật sericit, cần phải tuyển tách chúng có sản phẩm đạt yêu cầu chất lượng cho ứng dụng khác Chính vậy, việc nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình - Hà Tĩnh cần thiết cho q trình chế biến loại khống sản đầy tiềm tỉnh Hà Tĩnh nói riêng Việt Nam nói chung Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình - Hà Tĩnh” đặt nhằm đáp ứng yêu cầu Mục tiêu nhiệm vụ luận văn - Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất quặng sericit Sơn Bình - Hà Tĩnh, để xác định phương pháp tuyển khoáng phù hợp - Xác định khả tuyển tách khống sericit quặng sericit mỏ Sơn Bình - Hà Tĩnh đề xuất phương án tuyển khoáng phương pháp tuyển trọng lực, tuyển Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Quặng sericit nguyên khai lấy mỏ Sơn Bình - Hà Tĩnh 67 Kết thí nghiệm biểu diễn hình 4.7 cho thấy tính khống vật sericit tốt, phút đầu thực thu K2O vào sản phẩm bọt đạt 62% Đến phút thứ thực thu K2O lên tới gần 83 % Từ phút thứ đến phút thứ tăng thêm 1,08 % giá trị thực thu K2O vào sản phẩm bọt, hàm lượng K2O giảm xuống  % hàm lượng SiO2 sản phẩm bọt lại tăng từ 60 % lên tới 81 % Điều có lớn khoáng silicát lên theo Để đảm bảo có sản phẩm tinh quặng khống chất sericit có chất lượng mức thực thu K2O cao thời gian tuyển cần thiết - phút 4.2.7 Thí nghiệm xác định thời gian khuấy tiếp xúc Thí nghiệm tiến hành với điều kiện sau: - pH mơi trường: pH = 2,5 - Chi phí thuốc tập hợp: 400 g/t - Hàm lượng rắn: P = 20 % - Chi phí thuốc đè chìm: 2000 g/t - Thời gian tuyển nổi: phút - Điều kiện thí nghiệm thay đổi: Thời gian khuấy tiếp xúc tăng 3; 10 phút Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.8 hình 4.8 Bảng 4.8 Kết thí nghiệm thời gian khuấy tiếp xúc Thời gian khuấy (phút) 52,00 52,51 53,11 - Al2O3 27,20 27,16 26,71 16,54 K2 O 4,56 4,53 4,48 2,84 Al2O3 85,52 86,23 85,76 100 K2 O 83,55 83,71 83,86 100 Thu hoạch SP bọt (%) Hàm lượng (%) Thực thu (%) 10 Quặng đầu 68 g,b, g Al2O3, K2O % 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 10 12 Thời gian khuấy tiếp xúc (phút) b Al2O3 % b K2O % e Al2O3 % e K2O % Hình 4.8 Ảnh hưởng thời gian khuấy tiếp xúc đến hiệu tuyển sericit Kết thí nghiệm biểu diễn hình 4.8 tăng thời gian khuấy tiếp xúc từ phút lên phút không làm thay đổi đáng kể tiêu tuyển sericit Điều cho thấy thời gian khuấy tiếp xúc thuốc tuyển với bùn quặng tuyển cần thiết đảm bảo cho trình hấp phụ thuốc tuyển tốt phút 4.3 Kết thí nghiệm sơ đồ tuyển 4.3.1 Thí nghiệm sơ đồ tuyển vịng hở Thí nghiệm tiến hành theo sơ đồ hình 4.9 Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.9 69 Quặng đầu H2SO4 : 2000 g/t Thủy tinh lỏng: 2000 g/t Armax: 400 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển Armax: 160 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển vét Tuyển tinh Tuyển tinh Tuyển tinh Quặng đuôi Q Tinh vét Trung gian Trung gian Trung gian Quặng tinh Hình 4.9 Thí nghiệm sơ đồ hở tuyển sericit cấp hạt – 0,10+0,01 mm 70 Bảng 4.9 Kết thí nghiệm sơ đồ hở tuyển cấp hạt – 0,10 + 0,01 mm Tên sản phẩm Thu hoạch (%) Hàm lượng (%) Al2O3 K2O Na2O SiO2 Al2O3 K2O Na2O 75,55 16,54 2,84 0,52 100 100 100 100 Quặng tinh 15,35 48,83 35,08 8,13 0,78 9,92 32,56 43,94 22,92 Trung gian 4,24 51,40 34,66 6,61 0,73 2,88 8,89 SP bọt TT2 19,59 48,89 34,99 8,09 0,77 12,81 41,44 53,81 28,85 Trung gian 8,70 53,62 32,66 5,68 0,72 6,17 SP bọt TT1 28,29 50,69 34,27 7,15 0,75 18,98 58,62 71,21 40,84 Trung gian 17,53 62,00 26,63 3,73 0,72 14,39 28,22 23,02 24,16 SP bọt TNC 45,82 57,48 31,35 5,84 0,74 33,37 86,85 94,23 65,00 Q.Tinh T vét 8,24 1,28 0,75 7,04 11,66 3,73 11,83 Quặng đuôi 45,94 98,00 0,13 0,26 59,59 1,50 2,04 23,16 Quặng đầu 100 SiO2 Thực thu (%) 64,56 23,40 0,54 9,87 5,93 17,18 17,40 11,99 Từ kết bảng 4.9 cho thấy sản phẩm bọt tuyển tinh (SP bọt TT2) nhận có chất lượng cao: Thu hoạch đạt 19,59 % với hàm lượng K2O 8,09 % tương ứng với mức thực thu K2O 53,81 % Tiếp tục tuyển tinh lần nâng hàm lượng K2O sản phẩm tinh quặng sericit lên 8,13 % cao tuyển tinh 0,04 %, lại làm giảm mức thực thu K2O xuống thấp gần 10 % Như thấy cần tuyển tinh hai lần nhận quặng tinh sericit có hàm lượng mức thu thực thu K2O cao 4.3.2 Thí nghiệm sơ đồ tuyển vịng kín Thí nghiệm tiến hành theo hai sơ đồ hình 4.10 hình 4.11 Sự khác sơ đồ thí nghiệm số lần tuyển vét điểm quay vòng sản phẩm trung gian Ở sơ đồ thí nghiệm hình 4.10 tiến hành tuyển vét lần sản phẩm trung gian quay vòng vào khâu tuyển trước Cịn sơ đồ hình 4.11 tiến hành tuyển vét lần nhằm thu hồi triệt để sericit toàn sản phẩm trung gian khâu tuyển vét khâu tuyển tinh quay vòng khâu tuyển để có tinh quặng cuối có hàm lượng K2O cao Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.10, bảng 4.11 so sánh biểu đồ hình 4.12 71 Quặng đầu H2SO4 : 2000 g/t Thủy tinh lỏng: 2000 g/t FY 102: 400 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển sericit FY: 160 g/t SP Ngăn máy SP Bọt Khuấy tiếp xúc Tuyển tinh Tuyển vét Tuyển tinh Quặng Quặng tinh Hình 4.10 Sơ đồ tuyển vịng kín cấp hạt -0,10+0,01 mm N0 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm tuyển sericit theo sơ đồ N0 Tên sản phẩm Quặng đầu Thu Hàm lượng (%) Thực thu (%) hoạch (%) SiO2 Al2O3 K2O Na2O SiO2 Al2O3 K2O Na2O 100 75,55 16,54 2,84 0,52 Quặng tinh 30,89 48,89 34,41 8,09 0,82 19,99 64,25 87,98 48,49 Quặng đuôi 69,11 87,46 8,55 0,49 0,39 80,01 35,75 12,02 51,51 Trung gian 12,38 54,22 23,73 5,76 0,62 8,88 Trung gian 26,98 64,25 18,67 4,53 0,61 22,94 30,45 43,04 31,51 5,58 0,59 7,33 SP Bọt T vét 16,24 66,24 23,4 100 100 100 100 17,76 25,11 14,69 10,64 10,42 11,86 72 H2SO4 : 2000 g/t Thủy tinh lỏng: 2000 g/t FY 102: 400 g/t Quặng đầu Khuấy tiếp xúc Tuyển sericit FY 102: 160 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển tinh Tuyển vét Tuyển tinh FY 102: 160 g/t Tuyển vét Quặng tinh Quặng Hình 4.11 Sơ đồ tuyển vịng kín cấp hạt -0,10+0,01 mm N0 Bảng 4.11 Kết thí nghiệm tuyển sericit sơ đồ N0 Tên sản phẩm Thu hoạch (%) Hàm lượng (%) Thực thu (%) SiO2 Al2O3 K2O Na2O SiO2 Al2O3 K2O Na2O Quặng đầu 100 75,55 16,54 2,84 0,52 100 100 100 100 Quặng tinh 31,75 49,83 34,99 8,13 0,87 20,94 67,17 90,89 53,12 Quặng đuôi 68,25 87,51 7,96 0,38 0,36 79,06 32,83 9,11 46,88 Trung gian 12,38 54,22 23,73 5,76 0,62 8,88 17,76 25,11 14,69 Trung gian 26,98 64,25 18,67 4,53 0,61 22,94 30,45 43,04 31,51 SP bọt TV1 18,24 30,36 9,65 1,62 0,34 7,33 10,64 10,42 11,86 SP bọt TV2 8,24 74,32 16,2 2,47 0,47 8,11 8,07 7,17 7,45 Giá trị % 73 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Sơ đồ No Sơ đồ No Al2O3 K2O Na2O Hàm lượng % Al2O3 K2O Na2O Thực thu % Hình 4.12 Biểu đồ so sánh kết thí nghiệm hai sơ đồ tuyển vịng kín Từ biểu đồ hình 4.12 cho ta thấy kết thí nghiệm theo sơ đồ tuyển vịng kín N0 (hình 4.12) cho kết tốt hơn: Các tiêu thu hoạch quặng tinh; hàm lượng thực thu Al2O3, (K2O+Na2O) cao so với kết thí nghiệm sơ đồ N0 Do vậy, lựa chọn sơ đồ tuyển vịng kín N0 cho trình tuyển chọn riêng sericit cấp hạt (-0,10+0,01) mm Nhận xét chung: Quá trình nghiên cứu tuyển chọn riêng sericit cấp hạt (-0,10+0,01) mm quặng sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh nhằm thu hồi tối đa khoáng sericit, chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn nguyên liệu cho số ngành sản xuất công nghiệp đạt kết cao kết luận sau: Điều kiện chế độ tối ưu cho tuyển chọn riêng sericit quặng Sơn Bình pH môi trường từ - 2,5; mức chi phí thuốc tập hợp cation FY102: 400 g/t, mức chi phí thuốc đè chìm Na2SiO3 1500 - 2000 g/t; thời gian khuấy tiếp xúc thuốc tuyển phút thời gian tuyển - phút Sơ đồ công nghệ hợp lý cho tuyển sericit Sơn Bình gồm khâu tuyển chính, khâu tuyển tinh khâu tuyển vét Từ quặng đầu có hàm lượng SiO2 = 75,55 %; Al2O3 = 16,54 %; K2O = 2,84 % Na2O = 0,52 % sau tuyển nhận quặng tinh sericit có thu hoạch 31,75 %, hàm lượng SiO2 = 49,83 %; Al2O3 = 34,99 %; K2O = 8,13 % Na2O = 0,87 % tương ứng mức thực thu K2O 90,89 % 74 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG SERICIT - SƠN BÌNH, HÀ TĨNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU CÔNG NGHỆ DỰ KIẾN 5.1 Đề xuất sơ đồ tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà tĩnh Từ kết nghiên cứu đạt được, tác giả đề xuất sơ đồ cơng nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh (xem hình 5) bao gồm cơng đoạn tuyển sau: Quặng nguyên khai đập - 10 mm, sau qua phân cấp thủy lực Cấp hạt - 0,10 mm đưa phân cấp xyclon; cấp +0,1 mm đưa vào công đoạn nghiền chà xát phân đoạn Công đoạn nghiền chà xát phân đoạn tiến hành lần, kết hợp với phân cấp xyclon thủy lực nhằm tiếp tục giải phóng tách cấp - 0,10 mm quặng, cấp cho trình phân cấp xyclon, cấp +0,10 mm quặng thải Công đoạn phân cấp xyclon tiến hành qua hai giai đoạn: Giai đoạn phân cấp xyclon D50, độ hạt ranh giới phân chia - 0,045 mm; giai đoạn phân cấp xyclon D25, độ hạt ranh giới phân chia - 0,01 mm Sản phẩm bùn tràn phân cấp xyclon D25 sản phẩm quặng tinh sericit 1; sản phẩm cát hai giai đoạn phân cấp xyclon đưa vào khâu tuyển Công đoạn tuyển nổi: Trước vào máy tuyển quặng cấp vào thùng khuấy tiếp xúc thuốc tuyển gồm: Axit sunfuaric (H2SO4), với mức chi phí 2000 g/t; Thủy tinh lỏng (Na2SiO3), với mức chi phí 2000 g/t; amin (FY102), với mức chi phí 400 g/t, sau vào tuyển Sản phẩm bọt tuyển qua hai vịng tuyển tinh, sản phẩm ngăn máy tuyển qua hai vịng tuyển vét Sản phẩm trung gian khâu tuyển tinh tuyển tinh cấp quay trở lại với sản phẩm tinh quặng tuyển vét vào khâu tuyển Tinh quặng tuyển vét quay vịng trở lại khâu tuyển vét Sơ đồ tuyển tiến hành vịng kín, sản phẩm bọt khâu tuyển tinh nhận sản phẩm quặng tinh sericit 2; sản phẩm ngăn máy khâu tuyển vét quặng đuôi thải 75 Quặng đầu Đập – 10 mm Phân cấp thủy lực - 0,1mm + 0,1 mm Nghiền chà xát Phân cấp thủy lực +0,1 mm - 0,1 mm Nghiền chà xát - 0,045 mm Phân cấp xyclon - 0,1 mm Phân cấp thủy lực +0,045 mm Phân cấp xyclon - 0,01 mm +0,01 mm H2SO4: 2000 g/t Thủy tinh lỏng: 2000 g/t Amin: 400 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển sericit Tuyển tinh Amin: 160 g/t Khuấy tiếp xúc Tuyển vét Tuyển tinh Amin: 160 g/t Tuyển vét sericit Quặng tinh sericit Quặng tinh sericit Quặng Hình 5.1 Sơ đồ đề nghị cơng nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh 76 5.2 Các tiêu tuyển dự kiến Với sơ đồ tuyển đề xuất hình 5.1 nhận sản phẩm tinh quặng bảng 5.1 sau Bảng 5.1 Các tiêu công nghệ dự kiến theo sơ đồ đề nghị Thu Tên sản phẩm hoạch (%) Quặng nguyên khai 100 Hàm lượng (%) Thực thu (%) SiO2 Al2O3 K2O Na2O SiO2 Al2O3 K2O Na2O 74,48 16,20 3,52 0,59 100 100 100 100 Q.Tinh sericit 15,74 49,61 34,43 8,02 0,62 10,48 33,45 35,86 16,54 Q.Tinh sericit 16,76 49,83 34,99 8,13 0,87 11,22 36,21 38,72 24,72 Quặng đuôi 67,50 86,40 7,28 0,51 78,30 30,34 25,42 58,74 1,33 Ảnh 5.1 Cấu trúc vi vẩy sản phẩm tinh quặng sericit 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đề tài luận văn: “Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng sericit Sơn Bình - Hà Tĩnh” hồn thành sở tổng hợp phân tích tài liệu công bố trang WEB; hội nghị khoa học chuyên ngành; kết nghiên cứu đề tài KC.02.24/06-10 TS Nguyễn Văn Hạnh chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế biến khoáng sản sericit ứng dụng lĩnh vực sơn, polyme hóa mỹ phẩm” tác giả người tham gia thực đề tài Từ kết nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm trình bày luận văn cho phép tác giả rút số kết luận sau: Kết nghiên cứu thành phần vật chất cho thấy quặng sericit, Sơn Bình, Hà Tĩnh thuộc loại tổ hợp khống hóa thạch anh - sericit, đơn khống sericit có độ cao Thành phần khống vật quặng bao gồm: Các khoáng vật phi kim loại chủ yếu sericit, quartz, pyrophillit Ngồi có số khoáng vật khác với hàm lượng nhỏ kaolinit fenspat Các khống vật kim loại có mặt quặng khoáng vật chứa titan Rutil, khoáng vật chứa sắt hydroxyt sắt khoáng vật sunfua với hàm lượng nhỏ Đã xác định phương pháp cơng nghệ tuyển quặng sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh nghiền chà xát chọn lọc để giải phóng khống sericit khỏi liên kết quặng; kết hợp phương pháp tuyển trọng lực phân cấp xyclon với phương pháp tuyển truyền thống Đã xác lập chế độ tuyển tối ưu: + Khâu nghiền chà xát: - Tỷ lệ rắn/lỏng: 1/1,5 - Tốc độ khuấy nghiền chà xát: 1000 vịng/phút - Chi phí thủy tinh lỏng (Na2SiO3): 900 gam/tấn - Cấp hạt quặng đầu cho trình nghiền chà xát: - 10 mm - Nghiền chà xát phân đoạn (02 lần15 phút) 78 + Khẩu tuyển trọng lực xyclon: - Giai đoạn sử dụng xyclon D50: Nồng độ pha rắn R = 10%; áp lực cấp liệu P = 1,5 at - Giai đoạn sử dụng xyclon D25: Nồng độ pha rắn R = 5%; áp lực cấp liệu P = 2,5 at - Cỡ hạt sản phẩm quặng tinh sericit: - 10 m + Khâu tuyển chọn riêng sericit: - pH mơi trường: 2-2,5 - Chi phí thuốc tập hợp (FY102): 400 gam/tấn - Hàm lượng rắn: P = 25 % - Chi phí thuốc đè chìm (Na2SiO3): 1500-2000 gam/tấn - Chất điều chỉnh môi trường pH: H2SO4 - Thời gian tuyển nổi: 5-6 phút - Thời gian khuấy tiếp xúc thuốc tuyển: phút Kết tuyển nhận hai loại quặng tinh sericit có tiêu chất lượng sau: - Quặng tinh sericit 1: Hàm lượng SiO2 = 49,61 %, Al2O3 = 34,43%, (K2O+Na2O) = 8,64 %; thực thu Al2O3 = 33,45 %, K2O = 35,86 % Na2O = 16,54 % - Quặng tinh sericit 2: Hàm lượng SiO2 = 49,83 %, Al2O3 = 34,99 %, (K2O+Na2O) = 9,00 %; thực thu Al2O3 = 36,21 %, K2O = 38,72 % Na2O = 24,72 % Kiến nghị: Trên sở kết nghiên cứu luận văn tình hình nghiên cứu sericit nước ta thời gian qua, tác giả có số kiến nghị sau: Sericit loại khống chất cơng nghiệp cịn Việt Nam Hiện chưa có nhà máy chế biến loại khống chất cơng nghiệp tiềm này, kể loại hình quặng mica (muscovit) Tuy nhiên loại khống chất có giá trị kinh tế cao thị trường ngun liệu khống giới, có cơng nghệ 79 chế biến hợp lý tương lai gần thay nguồn hàng nhập cho nhiều ngành công nghiệp khác sơn, polyme hóa mỹ phẩm Kết nghiên cứu nhận sản phẩm sericit có chất lượng cao, tương đương với sản phẩm thương mại thị trường giới cho số ngành công nghiệp sơn, polyme So với sản phẩm dùng cho hóa mỹ phẩm hàm lượng số kim loại nặng cịn cao Do vậy, để tạo sản phẩm sericit có chất lượng cao hơn, cần tiếp tục nghiên cứu xử lý loại bỏ triệt để kim loại nặng độc hại Pb, As, Cd, Hg… Kết nghiên cứu đề tài luận văn thực phòng thí nghiệm có triển vọng tốt; cần triển khai quy mơ lớn để có số liệu đầy đủ hơn, phục vụ cho công tác thiết kế nhà máy chế biến, nhằm tăng hiệu sử dụng chống lãng phí nguồn tài ngun khống chất sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh; góp phần khơng nhỏ làm giàu đa dạng hóa nguồn tài nguyên cho đất nước 80 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Tạ Quốc Hùng, Đào Văn Sơn (2009) “Hồn thiện cơng nghệ tuyển mica từ quặng thải q trình tuyển cao lanh”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học Kĩ thuật Mỏ toàn quốc lần thứ 20, Vũng Tàu Tạ Quốc Hùng (2010) “Một số kết nghiên cứu khả tận thu nguồn nguyên liệu khoáng mica”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị KHCN Tuyển khống tồn quốc lần thứ 3, Hà Nội Nguyễn Văn Hạnh, Đào Duy Anh, Tạ Quốc Hùng, Nguyễn Văn Trọng, Hồ Ngọc Hùng (2010) “Một số kết nghiên cứu tuyển khống sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Kĩ thuật Mỏ quốc tế, Hạ Long Nguyễn Văn Hạnh, Tạ Quốc Hùng, Hồ Ngọc Hùng (2010) “Nghiên cứu tuyển chọn riêng khoáng vật sericit quặng sericit Sơn Bình” Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 19 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Bơi (1998), Tuyển nổi, Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội Nguyễn Bơi, Trần Văn Lùng, Phạm Hữu Giang (1999), Cơ sở Tuyển khoáng, Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội Nguyễn Văn Hạnh, Đào Duy Anh, Nguyễn Văn Trọng, Tạ Quốc Hùng, Hồ Ngọc Hùng (2010), “Một số kết nghiên cứu tuyển quặng sericit Sơn Bình, Hà Tĩnh”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học kĩ thuật mỏ quốc tế, Hạ Long Nguyễn Văn Hạnh, Tạ Quốc Hùng nnk (2009) Nghiên cứu tuyển tách sericit tuyển Báo cáo chuyên đề, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Văn Hạnh, Tạ Quốc Hùng, Hồ Ngọc Hùng (2010) “Nghiên cứu tuyển chọn riêng khoáng vật sericit quặng sericit Sơn Bình”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 19 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Thị Mai Hương (2009), Đặc điểm quặng hóa sericit vùng Sơn Trà - Hà Tĩnh định hướng sử dụng kinh tế quốc dân, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Sericit Application in contructional material Chuzhou Grea Minerals Co.LTD www.Chinagrea.com A.V Milovski, O V Konov (1982) http: //U.S Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2010 10 B.A Wills (1992), Mineral Processing Technology ... 4 0-4 5 4 2-4 8 5 5-7 5 pH 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7 Độ ẩm, % 1 1 1 +325 mesh, % 1 0,5 0,4 0,2 0,1 0,1 SiO2 6 0-6 8 5 5-5 8 5 2-5 8 5 2-5 8 5 0-5 5 4 7-5 4 4 7-5 4 Al2O3 1 8-2 5 2 5-2 8 2 5-2 8 2 5-2 9 2 6-3 0 2 7-3 2 2 7-3 2... tượng: Quặng sericit nguyên khai lấy mỏ Sơn Bình - Hà Tĩnh 2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng sericit vùng mỏ Sơn Bình - Hà Tĩnh phương pháp tuyển khoáng truyền thống tuyển. .. kết nghiên cứu thành phần vật chất quặng sericit - Sơn Bình - Hà Tĩnh, tác giả có số nhận xét sau: - Quặng sericit - Sơn Bình - Hà Tĩnh thuộc loại tổ hợp khống hóa thạch anh sericit, đơn khống sericit