Nước thải của quỏ trỡnh tuyển nổi thường gồm nước thải quặng đuụi cỏc loại, bựn tràn bể cụ đặc, nước vệ sinh…, bị nhiễm bẩn bởi cỏc hợp chất khỏc nhau của thuốc tuyển nổi như etyl và butylxantat, cỏc hợp chất axit bộo, dầu hydrụ cacbon, cỏc chất tạo bọt, cỏc cation kim loại nặng như asen, thủy ngõn và nhiều kim loại khỏc. Những chất thải như vậy trước khi thải vào mụi trường cần thiết phải được xử lý làm sạch, nếu khụng sẽ làm ụ nhiễm nước hoặc bay hơi làm ụ nhiễm khụng khớ mụi trường.
Trước đõy, việc làm sạch cỏc nước thải được tiến hành tới giới hạn cho phộp của nồng độ cỏc chất cú hại cú trong một đơn vị thể tớch nước thải. Hiện nay, cũn cú cỏc quy định cụ thể hơn thể hiện trong QCVN 24:2009. Chỉ khi nào nước thải đảm bảo tiờu chuẩn mụi trường cho phộp thỡ mới cú thể bơm vào bói thải mà khụng cần phải xử lý.
Khi đỏnh giỏ cỏc phương phỏp xử lý này và lựa chọn phương phỏp tối
ưu phải tớnh đến tớnh khả thi, giỏ thành và một loạt cỏc tiờu chớ khỏc. Sau đõy là một số phương phỏp xử lý nước thải của cỏc nhà mỏy tuyển nổi quặng đó
được ỏp dụng hiệu quả trong thực tế sản xuất.
Phương phỏp clorua húa.
Phương phỏp clorua húa nước thải là phương phỏp tỏ ra hiệu quả nhờ
clo ở dạng lỏng khi sử dụng clorua vụi, hypụclorua canxi hoặc natri. Phương phỏp này cú thể làm sạch (ụxy húa) xyanua đơn chất cũng như hợp chất, rụđanua, xantat và nhiều thuốc tuyển hữu cơ khỏc.
Phương phỏp ụzụn húa (bựn hoặc dung dịch).
Phương phỏp này cú thể xử lý sõu xyanua, rụđanua đơn chất cũng như
hợp chất và nhiều cỏc chất hữu cơ khỏc. Điều khỏc biệt của phương phỏp này so với phương phỏp clorua húa là khi xử lý bằng ụzụn khụng đồng thời sinh ra cỏc chất bẩn trong đối tượng xử lý
Phương phỏp trao đổi ion
Phương phỏp trao đổi ion tỏ ra hiệu quả khi xử lý cỏc dung dịch chứa xyanua, cho phộp tỏi sinh lại xynua cũng như thu hồi cỏc kim loại màu, kim loại quý.
Phương phỏp làm sạch asen trong nước thải
Tựy thuộc vào cụng nghệ sản xuất và pH của mụi trường mà asen trong nước thải cú thểở dạng muối thiụ hoặc là anion chứa ụxy.
Asen húa trị 3 ở dạng As+3 chỉ tồn tại ở mụi trường axit mạnh, trờn thực tếở cỏc xớ nghiệp tuyển kim loại màu hầu như ớt gặp.
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 55 Asen ở dạng anion AsS4- và AsS4-3 cú thể cú trong dung , cỏc anion asen cú chứa ụxy cú thể tồn tại trong mụi trường kiềm, trung tớnh, kiềm yếu khi khụng cú ion H+ và sunfua.
+ Nguồn tỏc động mụi trường đối với tuyển quặng chỡ kẽm sunfua Bản Pú, Bảo Lõm, Cao Bằng.
Quặng chỡ kẽm sunfua Bản Pú, Bảo Lõm, Cao Bằng được cấu tạo bởi cỏc trầm tớch lục nguyờn xen cỏc trầm tớch cacbonat bị biến chất. Thành phần húa học quặng như nờu trong bảng 12, nờn trong nước vựng mỏ và nước thải xưởng tuyển sẽ ớt ảnh hưởng đến mụi trường nước.
Khi qỳa trỡnh tuyển nổi được thực hiện theo quy trỡnh hợp lý (chi phớ húa chất thuốc tuyển như trong bảng 38) thỡ cỏc húa chất thuốc tuyển được hấp phụ hết trờn bề mặt cỏc khoỏng vật, ngoại trừ pH. Nếu một trong số cỏc húa chất thuốc tuyển cũn dư, thỡ hầu hết cỏc húa chất hưu cơ trong chất thải
đều bị oxy húa, phõn hủy và ớt cú khả năng gõy hại ảnh hướng nhiều tới mụi trường [8].
Chất lượng quặng tinh
Kết quả phõn tớch hàm lượng đa nguyờn tố quặng tinh sơ đồ 2 nờu trong phần phụ lục. Thành phần húa học cỏc nguyờn tố chủ yếu quặng tinh chỡ, kẽm nờu trong cỏc bảng 35 ;36 và 37 . Bảng 35 : Hàm lượng quặng tinh chỡ Hàm lượng, % Pb Zn Cu As MgO Al2O3 42,16 3,49 0,11 0,19 1,67 0,01 Bảng 36 : Hàm lượng quặng tinh kẽm Hàm lượng, % Zn Pb Cu As Sb Fe SiO2 51,50 0,61 0,07 0,03 0,005 6,5 0,73
Bảng 37: Hàm lượng quặng tinh sunfua Hàm lượng, %
Zn Pb S 0,7 0,11 45,11
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 56 Bảng 38: Bảng chi phớ tiờu hao thuốc tuyển trong sơđồ 1.
Cụng đoạn tuyển nổi
Tuyển chỡ Tuyển kẽm Tuyển pyrit
TT Điều kiện và thuốc tuyển,g/t T. chớnh T. tinh T. vột T. chớnh T. tinh T. vột T. chớnh T. tinh 1 Độ mịn nghiền 85% cấp -0,074 mm - - 2 Nồng độ bựn quặng 30% - - 3 Na2CO3 1000 4 CaO 3500 5 H2SO4 2000 6 ZnSO4 1600 1600 600 7 Na2SO3 600 500 200 8 Na2SiO3 300 9 CuSO4 500 10 Etyl xantat 100 50 11 Butyl xantat 100 75 100 12 Dầu thụng 100 30 75 50 75 13 T. gian tuyển, phỳt 3 5 2 5 6 3 5 4
Bảng 39: Bảng chi phớ tiờu hao thuốc tuyển trong sơđồ 2.
Cụng đoạn tuyển nổi
Tuyển chỡ Tuyển kẽm Tuyển pyrit
TT Điều kiện và thuốc tuyển,g/t T. chớnh T. tinh T. vột T. chớnh T. tinh T. vột T. chớnh T. tinh 1 Độ mịn nghiền 85% cấp -0,074 mm - - 2 Nồng độ bựn quặng 30% - - 3 Na2CO3 1000 4 CaO 3500 5 H2SO4 2000 6 ZnSO4 800 2000 200 7 NaCN 50 60 20 8 Na2SiO3 300 9 CuSO4 500 10 Etyl xantat 100 50 11 Butyl xantat 100 75 100 12 Dầu thụng 100 30 75 50 75 13 T. gian tuyển, phỳt 3 5 2 5 6 3 5 4
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 57
KẾT LUẬN 1. Kết luận
Ở quy mụ phũng thớ nghiệm đó nghiờn cứu thành cụng sơ đồ tuyển quặng chỡ kẽm sunfua Bản Pú, Bảo Lõm, Cao Bằng.
Kết quả nghiờn cứu thành phần vật chất cho thấy: Cỏc khoỏng vật cơ
bản cú trong quặng sunfua kẽm chỡ gồm: Galenit 1-3%; sphalờrit 5-7% và pyrit, pyrụtin7-8%, cỏc khoỏng vật tạo đỏ như canxit, đolomit, barit và một số
cỏc khoỏng vật khỏc.... Mẫu kẽm chỡ sunfua cú hàm lượng 0,63% Pb và 3,02% Zn. Trong đú xuất hiện dấu hiệu khoỏng vật chỡ đó bị ụxy húa thành cỏc khoỏng vật như anglezit và seruxit nhưng khụng nhiều. Độ hạt cỏc khoỏng vật cú ớch dao động từ một vài chục micron đến hàng milimet và xõm nhiễm tương đối đồng đều trong cỏc cấp hạt.
Cỏc kết quả nghiờn cứu điều kiện và chếđộ tuyển nhận thấy:
- Đối với mẫu nghiờn cứu cú thể dựng thuốc tập hợp là etylxantat cho khõu tuyển chớnh chỡ với chi phớ 100g/t, butyl xantat cho khõu tuyển chớnh kẽm với chi phớ 100g/t, thuốc tạo bọt là dầu thụng với chi phớ tương ứng 75g/t và 100g/t.
- Để đố chỡm kẽm cho khõu tuyển chỡ đó xỏc định được chi phớ thuốc
đố chỡm tương ứng là: ZnSO4+NaCN= 500+50g/t hoặc Na2SO3+ZnSO4= 600+1600 g/t.
- Trong cỏc khõu tuyển tinh chỡ, sunfua sắt cần bổ xung thờm thuốc đố chỡm để cú được chất lượng quặng tinh tốt hơn. Trong cỏc khõu tuyển tinh kẽm bổ xung thuốc điều chỉnh mụi trường pH≅11 bằng vụi.
- Đó xỏc định được số lần tuyển tinh, tuyển vột cho cả khõu tuyển chỡ và kẽm. Đối với khõu tuyển chỡ cần 4 lần tuyển tinh và 1 lần tuyển vột, đối với khõu tuyển kẽm chỉ cần 3 lần tuyển tinh và 1 lần tuyển vột cỏc sản phẩm nhận
được đều cú cỏc chỉ tiờu tuyển khỏ cao.
Tiến hành thớ nghiệm tuyển vũng kớn theo sơ đồ 1 và sơ đồ 2 đó nhận
được quặng tinh chỡ cú hàm lượng trờn 41% thực thu chỡ trờn 69,0%, quặng tinh kẽm cú hàm lượng 51,% thực thu kẽm đạt trờn 81,0%. Sản phẩm sunfua sắt cú hàm lượng S trờn 45% thực thu đạt 24%. Cỏc sản phẩm quặng tinh đạt chất lượng thương phẩm, thoả món yờu cầu làm nguyờn liệu cho khõu xử lý tiếp theo
Đề tài hoàn thành đó mở ra triển vọng xử lý được nguồn nguyờn liệu chỡ kẽm sunfua cú hàm lượng Pb+Zn <4,5%, cú thành phần vật chất, thành
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 58 phần húa học tương tự như mẫu nghiờn cứu, tăng sản lượng và hiệu quả kinh tế núi chung.
Sơđồ cụng nghệ dự kiến
Căn cứ vào những kết quả thu được dự kiến sơ đồ cụng nghệ tuyển quặng chỡ kẽm sunfua Bản Pú, Bảo Lõm, Cao Bằng nhưở hỡnh 25.
Quặng đầu được gia cụng xuống -2mm sau đú nghiền đến 85% cấp - 0,074mm. Sau đú tuyển chớnh chỡ, quặng tinh thụ chỡ được tuyển tinh 4 lần nhằm tăng hàm lượng chỡ, trung gian tuyển tinh 1,2,3 và bọt tuyển vột vũng lại khõu tuyển chớnh, sản phẩm trung gian tuyển tinh 4 vũng lờn tuyển tinh 1. Quặng tinh kẽm thụ được tuyển tinh 3 lần duy trỡ ở pH =11, trung gian tuyển tinh 1,2,3 và bọt tuyển vột vũng lại khõu tuyển chớnh kẽm. Để tăng hàm lượng cho sản phẩm sunfua sắt đó tiến hành tuyển tinh 4 lần cú cấp thờm thủy tinh lỏng, cỏc sản phẩm ngăn mỏy nhập vào quặng thải chung. Để khụng ảnh hưởng đến mụi trường nờn sử dụng cụng nghệ đố chỡm kẽm khụng xyanua. Nếu đem tuyển cỏc loại quặng chỡ kẽm sunfua cú thành phần khoỏng vật và hoỏ học tương tự như mẫu nghiờn cứu thỡ cỏc chỉ tiờu cụng nghệ dự kiến cú thểđạt được như bảng 40. Bảng 40: Cỏc chỉ tiờu cụng nghệ dự kiến. Hàm lượng, % Thực thu, % Tờn sản phẩm Pb Zn S Pb Zn S Quặng tinh chỡ 41 6 - 70 2 - Quặng tinh kẽm 0,7 51 - 6 82 - Quặng tinh sunfua sắt - 45 - - 25 2. Kiến nghị.
Cần tiếp tục triển khai nghiờn cứu sõu hơn thu hồi cỏc sản phẩm đi kốm như sunfua sắt, canxit, đolomit... vừa tiết kiệm tài nguyờn và khụng gõy ụ nhiễm mụi trường.
Nhằm bảo vệ mụi trường thuốc đố chỡm kẽm khõu tuyển chỡ nờn sử
dụng hỗn hợp Na2SO3+ZnSO4 với chi phớ 600+1600 g/t (sơ đồ 1), mặc dầu một số chỉ tiờu cú giảm.
Kết quả nghiờn cứu trong phũng thớ nghiệm của đề tài cú triển vọng tốt cần nghiờn cứu triển khai ở qui mụ lớn hơn để cú thể đưa vào ỏp dụng, tăng hiệu quả sử dụng nguồn nguyờn liệu này.
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 59 Hỡnh 25: Sơđồ cụng nghệ dự kiến tuyển quặng chỡ kẽm sunfua Bản Pú - Na2CO3, pH=8 - Na2SO3+ZnSO4= 600+1600 g/t - Etylxantat 100 g/t - Dầu thụng 100 g/t Tuyển chớnh Pb Tuyển tinh Pb 1 Tuyển tinh Pb 2 Tuyển tinh Pb 3 Tuyển vột Tuyển sunfua Tuyển tinh Zn 1 Tuyển tinh Zn 2 Tuyển tinh Zn 3 Tuyển tinh - Vụi, pH=10,5 - CuSO4 500g/t - butylxantat 100 g/t - Dầu thụng 75 g/t - H2SO4, pH=7 - XT 100 g/t - DT 75 g/t Na2SO3+ZnSO4 150+500 g/t Na2SO3+ZnSO4 150+500 g/t Na2SO3+ZnSO4 100+300 g/t Q.tinh Pb Q.tinh Zn Thải Tr.gian Pb 1 Tr.gian Zn SP sunfua - Vụi, pH=11 - Vụi, pH=11 Tuyển tinh Pb 4 Na2SO3+ZnSO4 100+300 g/t Tr.gian Pb 2 4 lần 85% -0,074 mm Quặng đầu Nghiền Tuyển vột Pb Tuyển chớnh Zn
Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lờ Minh Chõu “Bỏo cỏo Nghiờn cứu kiểm tra tớnh tuyển quặng sunfua Pb - Zn khoỏng sàng Mờtis Lang Hit”. Viện KH&CN Mỏ
Luyện kim. Năm 1982.
2. Nguyễn Văn Chiển “ Giỏo trỡnh khoỏng vật học”. Nhà xuất bản giỏo dục. Năm 1962
3. Nguyễn Minh Đường đề ỏn nhỏnh “Đổi mới, hiện đại húa cụng nghệ trong ngành cụng nghiệp khoỏng sản đến 2015 định hướng đến 2025” – Tập đoàn than khoỏng sản. Năm 2006
4. Nguyễn Khắc Hiền “Bỏo cỏo kết quả thăm dũ mỏ chỡ kẽm Bản Pú, huyện Bảo Lõm, Tỉnh Cao Bằng”. Năm 2009.
5. Trần Thị Hiến “ Bỏo cỏo Nghiờn cứu cụng nghệ tuyển quặng ụxyt kẽm nghốo mỏ ChợĐiền Bắc Kạn“. Viện KH&CN Mỏ Luyện kim. 2007 .
6. Chu Văn Hoàn “Nghiờn cứu tớnh tuyển,tớnh luyện quặng chỡ kẽm Tà Pan-Bắc Mờ-Hà Giang”. Viện KH&CN Mỏ Luyện kim. Năm 2002. 7. Trần Thị Tuyết Mai và nnk “Bỏo cỏo tổng kết đề tài nghiờn cứu cụng nghệ tuyển quặng chỡ kẽm Lang Hớt Bắc Thỏi”. Viện KH&CN Mỏ
Luyện kim.
8. Environmental aspects of selected non-ferrous metals (Cu, Ni, Pb, Zn, Au) ore mining. Technical report series N05.
9. V.P. Nebera, D.X. Sụbụlev. “Thực trạng và xu hướng phỏt triển chớnh của phương phỏp tuyển nổi ở nước ngoài”. Lũng đất. Matxcơva. 1980. Tiếng Nga
10. L.I.A. Subov “Những thuốc tuyển được cấp bằng sỏng chế và ứng dụng của chỳng“. Lũng đất. Matxcơva, 1973. Tiếng Nga
11. X.I.Mitrophanov “Tuyển nổi chọn riờng”. Lũng đất. Matxcơva. 1967. Tiếng Nga
12. “Sổ tay tuyển khoỏng, tập2, 3”. Lũng đất. Matxcơva. 1974. Tiếng Nga
13. http://portal.gkz-rf.ru/docs-portlet/download?id=c3802490-dfb2- 11dc-9a48-55bcaa02a8a5.