Nghiên cứu tuyển nổi than cám vùng Quảng Ninh bằng thiết bị tuyển nổi trọng lực phòng thí nghiệm

Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn tại Việt Nam

Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn cấp 0,1-1mm vùng Hòn Gai - Cẩm Phả chủ yếu tập trung vào nghiên cứu phương án thay thế hệ thống máng xoắn đang tồn tại bằng các hệ thống xyclon nước. Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Mỏ Địa chất, Viện khoa học công nghệ mỏ, thử nghiệm bán công nghiệp tại Nhà máy tuyển Nam Cầu Trắng cho thấy mặc dù có các kết quả tuyển khả quan nhưng hệ thống tuyển bằng xyclon nước chưa khẳng định ưu thế vượt trội về hiệu quả tuyển cũng như tính ổn định so với hệ thống máng xoắn.

Các thiết bị tuyển than hạt mịn truyền thông và các kết quả đã đạt được Phương pháp tuyển than cấp hạt mịn phổ biến nhất là phương pháp tuyển trọng lực,

Nhưng chúng có: có tỷ trọng phân tuyển cao; dễ phản ứng với các biến động đầu vào (chất lượng và hàm lượng phần rắn trong cấp liệu); tuyển than chỉ có hiệu quả với cấp hạt 0,2 - 1mm và sử dụng hai giai đoạn tuyển (tuyển chính và tuyển vét). Ưu điểm của bàn đãi khi tuyển than cấp hạt mịn bao gồm: chi phí sản xuất thấp; có độ mềm dẻo cao khi làm việc; tính chọn riêng cao; mức độ làm giàu cao; có thể nhìn thấy trực tiếp sự phân chia trên mặt bàn để đưa ra những điều chỉnh kịp thời; lượng nước yêu cầu thấp, tỷ lệ rắn/lỏng trong cấp liệu vào khoảng 2,5 đến 1.

Thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn 1 Nguyên lý tuyển tầng sôi

• Các thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn

Phương pháp này cho phép lượng nước theo cấp liệu dịch chuyển theo phương ngang trên bề mặt của thiết bị và đi vào máng hứng sản phẩm tràn nên làm giảm đáng kể sự rối loạn của dòng nước tạo tầng sôi theo phương thẳng đứng ở trong buồng phân chia. Sự khác nhau về hiệu suất phân chia này có thể là do loại bỏ được sự rối loạn của dòng nước cấp liệu nên làm giảm được tốc độ của dòng nước đi lên trong thiết bị tầng sôi theo phương ngang, giả thuyết này cần được xác nhận tính xác thực của nó. Cần lưu ý rằng, hiệu suất phân tuyển theo tỉ trọng của máy HSBS chỉ phù hợp với cấp liệu có cỡ hạt nằm trong một giới hạn hẹp, hơn nữa tốc độ dòng nước đi lên thường thấp nên các máy này khi tuyển vật liệu đầu có độ hạt nằm trong giới hạn quá rộng, thường có sự lẫn lộn của các hạt thô có tỉ trọng thấp vào phần có tỉ trọng lớn.

Tăng tốc độ dòng nước đi lên được xem là giải pháp để chuyển các hạt thô có tỉ trọng thấp vào sản phẩm tràn, song việc tăng tốc độ dòng nước đi lên cũng làm trôi hết các hạt mịn có tỉ trọng lớn vào máng tràn và sự lẫn lộn này sẽ làm giảm hiệu quả tuyển chung của máy [2],[3]. Một giải pháp là đưa bóng khí vào thùng máy để hỗ trợ sự dịch chuyển của các hạt thô có tỉ trọng trung bình với điều kiện là các hạt có tỉ trọng thấp phải có tính kị nước tự nhiên hoặc nó được làm kị nước bề mặt bằng cách phủ lớp thuốc tập hợp. Thiết bị này hoạt động tương tự như các máy HSBS truyền thống, trong đó cấp liệu rơi ngược với dòng nước đi lên, song lớp tầng sôi phải được thông khí liên tục bằng khí nén được phun lên từ hệ thống ống phun, tạo nên một lượng nhỏ các bóng khí trong lớp tầng sôi.

Với thiết bị mới này có thể tối đa hóa hiệu quả sử dụng bằng cách thiết kế vòng tuyển nổi phân chia vật liệu đầu nơi mà vật liệu thô được điều chỉnh riêng biệt từ mùn.Thiết bị Hydrofloat được phát minh để cung cấp một giải pháp cho ngành công nghiệp để vượt qua một thỏch thức lõu dài - thu hồi hiệu quả của cỏc hạt thụ hơn 150-200 àm.

Kết quả phân tích chìm nổi các cấp hạt hai mẫu than 1. Mẫu than Cọc Sáu

Đã tiến hành phân tích chìm nổi xác định thành phần tỷ trọng than của các cấp hạt trên. Thành phần độ hạt của hai mẫu than được trình bày tại bảng 2.1 còn thành phần tỷ trọng các cấp hạt than được trình bày tại các bảng 2.2 và 2.3.

Thiết bị thí nghiệm

Phương pháp và điều kiện thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 4.1 và đồ thị hình 4.1( thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian với than sạch). Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 4.2 và đồ thị hình 4.2( thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên gộp sản phẩm trung gian với than sạch).

Thí nghiệm với cấp 1,6-3 mm

Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 4.4 và đồ thị hình 4.4(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch).

Thí nghiệm với cấp 0,5-1,6 mm

Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 4.6 và đồ thị hình 4.6(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch). Bằng cách điều chỉnh chi phí nước và chi phí thuốc tuyển có thể thu được than sạch dưới 8%, đá thải trên 80% và thực thu phần cháy lớn hơn 90%. 2/Ảnh hưởng của độ hạt, và lưu lượng nước, chi phí thuốc tập hợp đến kết quả tuyển là phù hợp với quy luật.

Than cấp hạt thô hơn thì cần mức chi phí dầu cao hơn và lưu lượng nước cao hơn để đạt được các chỉ tiêu tuyển cao. Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 5.1 và đồ thị hình 5.1(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch). Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 5.2 và đồ thị hình 5.2(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch).

Thí nghiệm với cấp 1,6-3 mm

Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 5.4 và đồ thị hình 5.4(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch).

Thí nghiệm với cấp 0,5-1,6 mm

Kết quả thí nghiệm được trình bày tại bảng 5.6 và đồ thị hình 5.6(thu hoạch sản phẩm trung gian quá nhỏ nên đã gộp sản phẩm trung gian vào than sạch).

Tình hình thực tế than cám ở Việt Nam và hoạch định chi phí khi đưa ra sản xuất đại trà

• Tình hình thực tế than cám Việt Nam cỡ 0,5 -6 mm

Sau khi tuyển than bằng máy tuyển nổi tầng sôi thì thu được than có chất lượng tốt hơn là loại than cám 2A, độ tro <10%, giá thành khoảng 2,5 – 3,0triệu/tấn ( phụ thuộc vào từng thời điểm và chất lượng kiểm định cũng như giá thành thị trường). Vậy ta có thể thấy rằng nếu có thể áp dụng tuyển than cám cỡ hạt 0,5 -6 mm bằng máy tuyển nổi tầng sôi thì sẽ đem lại hiệu quả tốt, giải quyết được một lượng than cám lớn giá thành rẻ trở thành loại than cám chất lượng tốt bán được giá thành cao và đáp ứng cho nhu cầu sử dụng của hộ tiêu thụ, cắt giảm bớt chi phí khi phải nhập khẩu than cám chất lượng tốt từ nước ngoài cũng như không để lãng phí tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu tối đa nguy cơ ô nhiễm môi trường. Qua các thông số về chỉ tiêu công nghệ tuyển mà đề tài đã thực hiện được cho thấy rằng : “ Thiết bị tuyển nổi trọng lực rất thích hợp cho việc tuyển than cấp hạt mịn -6m.” Thiết bị này cho năng suất cao, than sạch có hàm lượng độ tro thấp (<10%), ổn định khi làm việc….

- Kết quả tuyển bằng thiết bị và công nghệ này tuyển nổi tầng sôi mở ra khả năng áp dụng thiết bị này để tuyển than cám -6 mm tại vùng Quảng Ninh góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường. Tóm lại, than cám chất lượng xấu 5B, sau khi được tuyển bằng thiết bị tuyển nổi trọng lực(tuyển nổi tầng sôi), sẽ thu được than sạch chất lượng cao 2A có giá trị kinh tế cao, thu được lợi nhận kinh tế vô cùng lớn. Thiết bị cho ra những kết quả về chất lượng than sạch và đá thải vô cùng khả quan khi tuyển than cấp hạt -6mm mà các thiết bị tuyển nổi và tuyển trọng lực thông thường không làm được.

Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng hưởng của lượng mùn than (cấp -0,5mm) đến hiệu quả tuyển than trong thiết bị tuyển nổi – trọng lực vì sự có mặt của nó làm tăng độ nhớt của môi trường, tạo ra lớp huyền phù tự sinh làm giảm tốc độ lắng đọng của các hạt và làm tăng kích thước hạt lớn nhất trong than đưa tuyển.