3. Sơ đồ công nghệ tuyển theo nguyên lý kết hạt kỵ nước.
3.3 Q trình kết hạt tác dụng khuấy – tuyển nổi.
Trong q trình tuyển nổi thơng thường hiện tược các hạt kỵ nước tạo tổ hợp với nhau là một hiện tượng thường được quan sát thấy và được coi là dáu hiệu của quá trình tuyển nổi tốt.
Quá trình kết hạt dưới tác dụng của các chất hoạt tính bề mặt được trích dẫn trong các báo cáo từ những năm 1950 và 1960 với các bun khoáng thạch anh, alumina và galenit trong nước. Derjiagin năm 1968 đã chứng minh rằng quá trình tuyển nổi hạt galenit cực mịn -16µm được cải thiện đáng kể khi nồng độ xantat vượt quá 150mg/l khi các tổ hợp hạt bền vững được hình thành.
Hình 12: Hiện tượng kết hạt và đặt tính tuyển nổi các hạt galenit mịn tại các nồng
độ xantat khác nhau (1-5-10µm; 2-10-20µm; 3-20-40µm; I- Vùng phân tán; II- Vùng chuyển tiếp; III- Vùng kết hạt)
Warren là người đã đưa ra thuật ngữ kết hạt tác động khuấy để nhấn mạnh đặc tính của hiện tượng này là diễn ra trong trường lực khuấy. Sau đó ơng đã nêu lên một số yếu tố quan trọng dẫn đến hiện tượng này là phải có mặt các chất hoạt tính bề mặt tạo tính kỵ nước cho bề mặt hạt khống. Như vậy hai đặc tính quan trọng của hiện tượng kết hạt dưới tác động khuấy:
- Chất hoạt động bề mặt kỵ nước hóa bề mặt hạt khống.
- Cần có một lực khuấy tối thiểu để hiện tượng kết hạt có thể diễn ra.
Đồ thị hình 9 (Koh và Warren) cho thấy sau khi khuấy mạnh phân bố độ hạt của huyền phù hạt khoáng mịn scheelite trong dung dịch oleat natri thay đổi rõ rệt. Hình vẽ này cũng cho thấy sự khác biệt cơ bản kết quả tuyển nổi bùn scheelite cực mịn khi ở trạng thái phân tán và khi được kết hạt. Đã xác định được tốc độ tuyển nổi của các hạt kết đường kính trung bình 20µm là gấp 10 lần tốc độ tuyển nổi của các hạt khoáng mịn scheelite đường kính trung bình 1µm.
Koh (1984) đã tiến hành thí nghiệm kết hạt tách dụng khuấy trong thiết bị đo độ nhớt Couette để xác định mức độ trượt tới hạn. Đối với các hạt khống mịn scheelite thì giá trị này là 138 s-1. Vượt qua giá trị trên thì tốc độ giảm khối lượng các hạt nhỏ hơn 2µm giảm tuyến tính cho đến giá trị 1000 s-1.
Richard đã nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số điều kiện đến quá trình kết hạt tác động khuấy các hạt khống scheelite mịn bao gồm độ hạt, điện tích bề
mặt và độ kỵ nước, tốc độ và thời gian khuấy, nồng độ bùn cũng như các thơng số kích thước của thùng khuấy.
Q trình kết hạt tác dụng khuấy có ưu điểm là các hạt kết hình thành có tính kỵ nước, có độ hạt thơ và độ bền vững thuận lợi cho q trình phân tách tuyển nổi thơng thường. Hơn nữa các hóa chất sử dụng cũng vẫn là các hóa chất dùng trong quá trình tuyển nổi thơng thường.
Rubio (1978) thơng báo q trình khuấy tiền xử lý bùn quặng malachite mịn với mức độ khuấy cao dẫn đến hiện tượng kết hạt các hạt malachite nhiều hơn so với các hạt đá thải và dẫn đến kết quả tuyển nổi cao hơn. Tốc độ khuấy là 2060 vịng/phút, thời gian khuấy 40-60 phút và chi phí amyl xantat cao ở mức 3,75 kg/t.
Hu và Yu (1988) đã áp dụng quá trình được gọi là phân tán được kiểm hoát – kết hạt tác động khuấy để tác các hạt khoáng mịn rhodochrosite khỏi apatit. Sau khi cấp hai chất phân tán là thủy tinh lỏng và HY-85, quá trình kết hạt tác động khuấy được tiến hành với oleat natri. Các hạt apatit được kết hạt còn các hạt rhodochrosite còn lại trong trạng thái phân tán. Phân tích độ hạt cho thấy kích thước trung bình của các hạt rhodochrosite giảm từ 3,68µm xuống 2,65µm trong khi kích thước trung bình của apatit tăng 4,02µm lên 12,91µm. So với q trình tuyển nổi thơng thường q trình kết hạt trước tuyển nổi cho kết quả tốt hơn. Sau một giai đoạn tuyển chính và ba giai đoạn tuyển tinh hàm lượng P trong tinh quặng mangan giảm từ 0,28% xuống 0,133% với hàm lượng Mn trong tinh quặng không thay đổi. Thực thu Mn đạt 66,02%.
Các nghiên cứu thí nghiệm và thử nghiệm bán cơng nghiệp đối với quặng scheelite sử dụng kết hạt tác động khuấy tại King Idland được Koh (1984) tiến hành. Trong thí nghiệm quặng được nghiền mịn xuống độ hạt -11µm và cho thêm các thuốc xô đa, thủy tinh lỏng và oleat natri. Quá trình khuấy mạnh (200 vòng/phút) kéo dài trong 1 giờ là điều kiện quyết định để tuyển nổi tốt.
Hình 13: Tuyển nổi bùn quặng phân tán và được kết bông các hạt scheelite siêu
mịn; a) Đường đặc tính độ hạt trước và sau khi kết bơng; b) Tỷ lệ khối lượng còn lại sau tuyển nổi (W/W0) phụ thuộc vào thời gian tuyển nổi.