Nghiờn cứu điều kiện nghiền chà xỏt và tuyển nổi nõng cao chất lượng sản phẩm

10. Cấu trỳc của luận ỏn

4.5. Nghiờn cứu điều kiện nghiền chà xỏt và tuyển nổi nõng cao chất lượng sản phẩm

lượng sản phẩm graphit

Từ kết quả thực nghiệm với dung dịch nặng nờu trờn thấy rằng, để thu được quặng tinh graphit cú hàm lượng cao bắt buộc phải nghiền lại phần nổi và tiếp tục làm giàu, trước khi tỏch cỏc cấp hạt thành sản phẩm. Thiết bị nghiền lựa chọn để giải phúng kết hạch mà vẫn đảm bảo được kớch thước vảy graphit đú là thiết bị nghiền

khuấy chà xỏt, để sau khi tuyển tinh sản phẩm sẽ cú hàm lượng cacbon đạt yờu cầu đồng thời, giữ được tối đa kớch thước cỏc vảy graphit. Sơ đồ thực hiện được thể hiện trờn Hỡnh 4.12.

Cỏc yếu tố chớnh ảnh hưởng đến chỉ tiờu kĩ thuật của quỏ trỡnh nghiền chà xỏt quặng tinh graphit bao gồm: Nồng độ bựn vào nghiền, thời gian nghiền chà xỏt, tỷ lệ bi/quặng (B/q), tốc độ nghiền chà xỏt. Quặng sau nghiền chà xỏt được đưa đi tuyển tinh sau đú rõy tỏch cấp hạt +0,149 mm, nhằm xỏc định được thu hoạch, sau đú phõn tớch hàm lượng C và xỏc định thực thu, từ đú đỏnh giỏ kết quả nghiền chà xỏt lại quặng tinh. Kết quả nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc yếu tố nờu trờn đến hiệu suất nghiền (hàm lượng , tỷ lệ thu hồi ) được thể hiện trờn đồ thị Hỡnh 4.13 ữ Hỡnh 4.16.

Tinh quặng tuyển nổi sơ bộ

Sản phẩm bọt (tinh quặng) Tuyển nổi graphit Rõy tỏch cấp hạt

Sản phẩm ngăn mỏy

Cấp +0,149 mm

(Q. tinh graphit vảy thụ ) Cấp -0,149 mm

Hỡnh 4.12. Sơ đồ nghiền chà xỏt tuyển nổi quặng tinh graphit mỏ Bảo Hà, Lào Cai

Điều kiện cỏc thớ nghiệm nghiền chà xỏt được tổng hợp trong Bảng 4.6 Điều kiện tuyển nổi sau nghiền chà xỏt

- Nồng độ bựn tuyển tinh: 20% rắn. - Mụi trường tuyển pH: 7 ữ 7,5.

-Thủy tinh lỏng:150g/t, thời gian khuấy tiếp xỳc 5 phỳt

4.5.1. Xỏc định ảnh hưởng nồng độ bựn quặng

Đó thực hiện loạt thớ nghiệm TN4.1 ữ TN4.5 nhằm khảo sỏt ảnh hưởng nồng độ bựn quặng đến hiệu quả nghiền chà xỏt và tuyển tinh tỏch quặng graphit dạng vảy. Kết quả thớ nghiệm được thể hiện trong Bảng 4.6 và Hỡnh 4.13.

80

Bảng 4.6 Điều kiện và kết quả cỏc thớ nghiệm tuyển nổi sau nghiền chà xỏt

Số hiệu thớ nghiệm Nồng độ bựn, % rắn Tốc độ cỏnh khuấy, m/s (vũng/phỳt) Tỷ lệ bi/ quặng Thời gian nghiền chà xỏt, phỳt

Tổng tinh quặng Tinh quặng graphit thụ (+0,149mm)

Thu hoạch so với quặng nguyờn khai,% Hàm lượng C, % Thực thu C so với quặng nguyờn khai, % Thu hoạch so với quặng nguyờn khai,% Hàm lượng C, % Thực thu C so với quặng nguyờn khai, % TN4.1 30 35 (700) 4/1 5 14,47 72,45 88,93 5,62 75,32 35,88 TN4.2 35 35 (700) 4/1 5 14,93 71,01 89,93 5,27 80,85 36,16 TN4.3 40 35 (700) 4/1 5 16,16 66,26 90,69 4,59 89,05 34,66 TN4.4 45 35 (700) 4/1 5 15,88 67,81 91,27 4,13 94,57 33,09 TN4.5 50 35 (700) 4/1 5 15,96 67,34 91,14 4,05 91,05 31,32 TN4.6 45 25 (300) 4/1 5 15,46 68,98 90,42 4,53 84,42 32,45 TN4.7 45 30 (500) 4/1 5 15,77 68,21 91,14 4,16 93,06 32,84 TN4.8 45 35 (700) 4/1 5 16,11 67,08 91,57 4,14 94,85 33,25 TN4.9 45 40 (900) 4/1 5 16,02 67,30 91,36 3,87 94,95 31,14 TN4.10 45 35 (700) 0/1 5 13,94 73,70 87,11 6,38 84,91 45,92 TN4.11 45 35 (700) 1/1 5 13,98 73,75 87,46 6,05 86,72 44,48 TN4.12 45 35 (700) 2/1 5 15,48 68,12 89,42 5,50 87,85 41,00 TN4.13 45 35 (700) 3/1 5 15,37 69,08 89,92 4,43 90,64 34,01 TN4.14 45 35 (700) 4/1 5 16,02 66,85 90,87 4,07 94,83 32,73 TN4.17 45 35 (700) 4/1 10 15,65 68,25 90,63 3,69 94,92 29,74 TN4.18 45 35 (700) 4/1 15 15,26 70,73 91,49 3,29 95,12 26,57 TN4.19 45 35 (700) 4/1 20 14,99 71,91 91,32 3,03 95,22 24,43

81

Hỡnh 4.13. Ảnh hưởng nồng độ % rắn đến hiệu quả nghiền chà xỏt thu hồi graphit vảy (+0,149 mm).

Kết quả thớ nghiệm cho thấy, khi nồng độ pha rắn thay đổi từ 30% đến 50% nghiền chà xỏt sau đú tuyển tinh, rõy phõn cấp thu được sản phẩm cấp +0,149 mm cú thu hoạch bộ phận dao động từ 25,33% đến 18,29% với hàm lượng cacbon thay đổi từ 75,32% đến 91,05%.

Cú thể thấy ảnh hưởng của nồng độ bựn quặng tới hiệu quả quỏ trỡnh nghiền chà xỏt cú liờn quan đến tớnh linh động và tốc độ chuyển dịch cựa khối bựn quặng. Theo

[21] độ nhớt của bựn quặng tăng dần khi tăng của nồng độ pha rắn do làm giảm độ linh động và tốc độ chuyển dịch của cả khối bựn quặng xuống rất nhanh. Do vậy kết quả thớ nghiệm trờn cú thể lý giải khi nồng độ pha rắn thấp, xỏc suất va chạm của cỏc hạt võt liệu với nhau giảm, dẫn đến hiệu quả nghiền chà xỏt kộm. Ngược lại ở nồng độ bựn quặng quỏ lớn (50%), độ linh động của khối bựn quặng kộm, dẫn đến khả năng chuyển dịch của vật liệu giảm làm hạn chế tỏc động va đập và chà xỏt của chỳng vào nhau, do vậy, làm giảm hiệu quả quỏ trỡnh nghiền chà xỏt. Với nồng độ bựn quặng 45% rắn thu được quặng tinh graphit cú thu hoạch toàn bộ 4,13% với hàm lượng cấp

+0,149 mm đạt 94,47% C ứng với thực thu 33,09%. Cỏc thớ nghiệm sau sẽ chọn nồng độ bựn nghiền chà xỏt là 45%.

82

4.5.2. Xỏc định ảnh hưởng của tốc độ cỏnh khuấy đến hiệu quả nghiền chà xỏt.

Đó tiến hành loạt thớ nghiệm TN4.6 ữ TN4.9 nhằm khảo sỏt ảnh hưởng của tốc độ cỏnh khuấy đến hiệu quả nghiền chà xỏt và tuyển tinh tỏch quặng graphit dạng vảy. Kết quả thớ nghiệm được thể hiện trong Bảng 4.6 và Hỡnh 4.14.

Hỡnh 4.14. Ảnh hưởng tốc độ quay cỏnh khuấy đến hiệu quả nghiền chà xỏt thu hồi graphit vảy (+0,149 mm).

Sự tăng tốc độ khuấy từ 500 v/phỳt đến 800 v/phỳt đó ảnh hưởng lớn tới hiệu quả tuyển tỏch trong quỏ trỡnh nghiền khuấy chà xỏt. Khi giảm tốc độ khuấy xuống 500 v/phỳt, hiệu quả nghiền chà xỏt giảm xuống thấp. Cú thể thấy rừ để quỏ trỡnh nghiền khuấy chà xỏt cú hiệu quả thỡ điều kiện quan trọng là phải đảm bảo tớnh linh động của bựn quặng. Tức là tốc độ khuấy phải đủ lớn để khụng xảy ra hiện tượng hạt vật liệu bị lắng đọng và khụngchuyển động nhằm tạo lớp bọt nổi trờn bềmặt thựng nghiền chà xỏt.

Vỡ vậy ở thớ nghiệm tốc độ khuấy thấp (500 v/phỳt) do thuỷ động lực của dũng chất lỏng quỏ nhỏ, khụng đủ cuốn theo cỏc hạt vật liệu lớn nờn cỏc hạt thụ bị sa lắng dưới đỏy thựng, dẫn đến làm giảm xỏc suất va chạm và cường độ lực va đập, chà xỏt của vật liệu. Khi tăng tốc độ khuấy lờn trờn 800 v/phỳt cú ảnh hưởng khụng đỏng kể

83

tới hiệu quả nghiền của vật liệu. Cú thể với cỡ hạt -0,5 mm của quặng tinh thụ graphit đưa vào thớ nghiệm, động năng do cỏnh khuấy quay với tốc độ 800 v/phỳt tạo ra đó đủ lớn để cả cỏc hạt vật liệu lớn nhất cú trạng thỏi chuyển động nằm trong vựng chuyển động lơ lửng trong dũng chất lỏng và bị dũng chất lỏng cuốn theo; đảm bảo cho xỏc suất va đập và chà xỏt vào nhau lớn. Do vậy khi tăng tốc độ khuấy lờn trờn 800 v/phỳt chỉ cú ý nghĩa làm tăng tớnh ổn định của trạng thỏi chuyển động lơ lửng của vật liệu trong dũng chất lỏng. Với tốc độ khuấy 35m/s (700v/phỳt) thu được quặng tinh graphit cú thu hoạch toàn bộ 4,14% với hàm lượng cấp +0,149 mm đạt 94,85% C ứng với thực thu 33,25%. Thớ nghiệm chế độ tiếp theo sẽ lựa chọn tốc độ khuấy 35m/s (700v/phỳt).

4.5.3. Xỏc định tỷ lệ bi/quặng.

Đó tiến hành loạt thớ nghiệm TN4.10 ữ TN4.15 nhằm khảo sỏt ảnh hưởng của tốc độ cỏnh khuấy đến hiệu quả nghiền chà xỏt và tuyển tinh tỏch quặng graphit dạng vảy. Kết quả thớ nghiệm được thể hiện trong Bảng 4.6 và Hỡnh 4.15.

Hỡnh 4.15. Ảnh hưởng tỷ lệ bi/quặng đến hiệu quả nghiền chà xỏt thu hồi graphit vảy (+0,149 mm)

84

Để tăng hiệu quả quỏ trỡnh nghiền chà xỏt, cần phải xỏc định tỷ lệ bi/quặng hay hệ số điền đầy bi. Tỷ lệ bi/quặng ảnh hưởng đến quỏ trỡnh nghiền chà xỏt đối với quặng graphit, nếu chỉ sử dụng cỏnh nghiền chà xỏt thỡ khả năng giải phúng cỏc tạp chất là rất thấp và hàm lượng cacbon cấp +0,149 mm khụng đạt được như mong muốn. Với tỷ lệ bi/quặng dao động từ 0/1 đến 5/1 và cựng cỏnh khuấy nghiền chà xỏt kết quả thu được hàm lượng cấp +0,149 mm tăng từ 84,91% C lờn đến 94,88% C, tuy nhiờn, thực thu cấp +0,149 mm giảm từ 45,92% xuống cũn 28,81% và thực thu cấp - 0,149 mm tăng từ 41,19% lờn 62,33%. Kết quả thớ nghiệm đó chứng minh, khi tỷ lệ bi/quặng càng lớn thỡ sản phẩm thu được cú hàm lượng cacbon càng cao, song, thực thu graphit cấp +0,149 mm giảm, trong khi thực thu cấp -0,149 mm tăng. Điều này cú thể giải thớch, tăng tỷ lệ bi/quặng làm tăng tần suất va đập và chà xỏt giữa bi và quặng, cỏc tạp chất bỏm dớnh trờn bề mặt cỏc vảy graphit sẽ bị bào mũn, loại bỏ, làm cho cỏc vảy graphit sạch hơn, tuy nhiờn, tần suất chà xỏt tăng cũng đồng nghĩa với việc cỏc vảy graphit bị vỡ vụn tăng lờn, đi vào cấp -0,149 mm. Kết quả thớ nghiệm cũng cho thấy, với tỷ lệ bi/quặng là 5/1, quặng tinh graphit cấp +0,149 mm cú hàm lượng cao nhất (94,88% C), tuy nhiờn, mức thu hồi vảy graphit lại thấp nhất (28,81%), do đú, để đạt mục tiờu vừa thu được sản phẩm quặng tinh cú hàm lượng đạt yờu cầu làm nguyờn liệu cho cỏc ngành cụng nghiệp cụng nghệ cao, vừa giữ tối đa lượng graphit vảy, lựa chọn tỷ lệ bi/quặng là 4/1, ở tỷ lệ này, quặng tinh graphit cấp

+0,149mm thu được cú hàm lượng 94,83% C và thực thu tương ứng 32,73%. Tỷ lệ bi/quặng là 4/1 được chọn là tỷ lệ phự hợp cho cỏc thớ nghiệm tiếp theo.

4.5.4. Xỏc định ảnh hưởng thời gian nghiền chà xỏt

Đó tiến hành loạt thớ nghiệm TN4.16 ữ TN4.19 nhằm khảo sỏt ảnh hưởng của tốc độ cỏnh khuấy đến hiệu quả nghiền chà xỏt và tuyển tinh tỏch quặng graphit dạng vảy. Kết quả thớ nghiệm được thể hiện trong Bảng 4.6 và Hỡnh 4.16.

85

Hỡnh 4.16. Ảnh hưởng thời gian nghiền chà xỏt đến hiệu quả nghiền chà xỏt thu hồi graphit dạng vảy (+0,149 mm)

Kết quả thớ nghiệm trong Bảng 4.6 và Hỡnh 4.16 cho thấy, thời gian nghiền chà xỏt tỷ lệ thuận với hàm lượng C ở cấp hạt +0,149 mm và tỷ lệ nghịch với thực thu C ở cấp hạt này, nguyờn nhõn là khi tăng thời gian nghiền chà xỏt, tần suất va đập, cọ sỏt giữa bi và quặng tăng lờn, một mặt làm sạch cỏc tạp chất trờn bề mặt vảy graphit, một mặt làm tăng độ vỡ vụn cỏc vảy graphit +0,149 mm dẫn tới mức thu hoạch cấp này giảm.

Để thu hồi tối đa cỏc vảy graphit kớch thước lớn trong quặng, đó thử nghiệm nghiờn cứu nghiền phõn đoạn mẫu quặng. Thớ nghiệm nghiền chà xỏt phõn đoạn đó được thực hiện như sau: sau khi nghiền chà xỏt 5 phỳt sẽ tiến hành tuyển tinh và rõy lấy ra cấp +0,177 mm, cấp -0,177 mm tiếp tục được nghiền chà xỏt 5 phỳt rồi tuyển tinh và rõy lấy ra cấp hạt +0,149 mm, cấp -0,149 +0,074mm và -0,074mm cỏc sản phẩm được phõn tớch hàm lượng C để đỏnh giỏ hiệu quả của giải phỏp. Kết quả thớ nghiệm được nờu trong Bảng 4.7.

86

Bảng 4.7. Kết quả nghiền chà xỏt phõn đoạn đến hiệu quả tuyển

Thời gian nghiền Tờn sản phẩm Thu hoạch, % Hàm lượng C, % Thực thu C, % Bộ phận Toàn bộ Bộ phận Toàn bộ 5+5 phỳt Cấp +0,177 mm 9,47 2,10 95,05 18,23 16,91 Cấp -0,177+0,149 mm 10,32 2,29 93,99 19,64 18,22 Gộp cấp +0,149 mm 19,79 4,39 94,50 37,86 35,13 Cấp hạt -0,149 +0,074 mm 19,17 4,25 79,41 30,82 28,60 Cấp hạt -0,074 mm 27,43 6,08 51,81 28,76 26,69 Trung gian 2 29,14 6,46 2,98 1,76 1,63 Trung gian 3 4,47 0,99 8,78 0,79 0,74 Quặng cấp tớnh lại 100,00 22,17 49,40 100,00 92,79

Kết quả thớ nghiệm trong Bảng 4.7 cho thấy, cấp +0,149 mm (+100 mesh), cú thu hoạch toàn bộ 4,39%, hàm lượng 94,50 % C thực thu 35,13%. Như vậy, giải phỏp nghiền phõn đoạn cho hiệu quả tỏch tạp chất và thu hồi quặng tinh graphit vảy cấp

+0,149 mm cú hàm lượng C và tỷ lệ thu hồi tốt nhất so với giải phỏp nghiền liờn tục 5, 10, 15 và 20 phỳt. Chế độ hợp lý cho khõu nghiền chà xỏt đú là: Nồng độ bựn quặng 45%, tỷ lệ bi/quặng là 4/1; thời gian nghiền chà xỏt phõn đoạn bọt tuyển tinh 1 là 5 phỳt (50,82% cấp -0,074mm), tiếp tục nghiền chà xỏt thờm 5 phỳt (54,75% cấp

-0,074mm); tốc độ nghiền chà xỏt 35 m/s (700 v/ph).

4.6. Kết luận về nghiờn cứu thu hồi quặng tinh graphit vảy thụ bằng nghiền chà xỏt và tuyển nổi.

Đó ỏp dụng phương phỏp phõn tớch tỷ trọng trong dung dịch nặng bằng mỏy ly tõm để đỏnh giỏ mức độ giải phúng khoỏng vật của sản phẩm graphit. Từ đõy đề xuất hệ số giải phúng graphit KL, hệ số bảo toàn graphit vảy thụ trong quỏ trỡnh

nghiền KP và hệ số nghiền chà xỏt tối ưu KO để đỏnh giỏ và xỏc định chế độ nghiền chà xỏt tối ưu quặng tinh tuyển nổi sơ bộ graphit để vừa đảm bảo chất lượng quặng tinh graphit vừa đảm bảo giữ tối đa kớch thước vảy graphit.

87

Hệ số bảo toàn graphit vảy thụ trong quỏ trỡnh nghiền KP: �� = �+0,149

+0,149

Hệ số nghiền chà xỏt tối ưu K : o�� = �+0,149 mm(t)ì�+�,��� −�,�−�,� ��(�)

+�,��� ��

Nghiờn cứu thớ nghiệm quỏ trỡnh nghiền chà xỏt theo phương phỏp luận đề xuất đó làm sỏng tỏ cỏc quy luật ảnh hưởng của một số thụng số quỏ trỡnh tạo cơ sở và luận giải cỏc kết quả quỏ trỡnh nghiền chà xỏt và tuyển nổi. Sự phự hợp giữa hệ số K0 và mức thu hoạch tinh quặng graphit hạt thụ khi chất lượng graphit đạt cao trờn 90% đó khẳng định khả năng ỏp dụng hệ số này trong việc tối ưu húa quỏ trỡnh nghiền chà xỏt

Nghiờn cứu thớ nghiệm nghiền chà xỏt – tuyển nổi đó cho phộp thu được sản phẩm tinh quặng graphit vảy thụ +0,149mm với hàm lượng >94% C. Kết quả nghiờn cứu đó xỏc lập được cỏc thụng số cụng nghệ phự hợp cho quỏ trỡnh nghiền - chà xỏt mẫu quặng graphit mỏ Bảo Hà, tỉnh Lào Cai như sau: tốc độ nghiền chà xỏt 35 m/s (700 v/ph); tỷ lệ bi/quặng 4/1; nồng độ pha rắn trong bựn quặng 45%; thời gian nghiền chà xỏt: 5 phỳt+ 5 phỳt với phương phỏp nghiền phõn đoạn.

Theo sơ đồ tuyển nghiền chà xỏt – tuyển nổi đó nghiờn cứu, sản phẩm graphit hạt mịn cú hàm lượng C cũn thấp cũng như cũn tồn tại cỏc sản phẩm trung gian chứa graphit. Để thu được sản phẩm tinh quặng graphit hạt mịn cú hàm lượng C cao hơn cũng như thực thu tổng thể graphit tối đa cần tiếp tục nghiờn cứu tuyển vũng kớn, tối ưu húa cỏc sơ đồ cú tớnh đến việc xử lý cỏc sản phẩm trung gian.

88

CHƯƠNG 5.

NGHIấN CỨU SƠ ĐỒ TUYỂN NỔI NHẰM THU HỒI TỐI ĐA QUẶNG TINH GRAPHIT DẠNG VẢY

5.1 Mục đớch nghiờn cứu

Trong Chương 4 đó nghiờn cứu chế độ nghiền chà xỏt và tuyển nổi lại quặng tinh graphit thu được từ khõu tuyển sơ bộ để thu hồi graphit vảy thụ. Kết quả đó thu hồi được sản phẩm graphit vảy thụ cú hàm lượng 94,5% C với mức thực thu C trờn 35%. Quặng tinh graphit cấp -0,149 mm và cỏc sản phẩm trung gian ở thớ nghiệm trờn cú hàm lượng C thấp, chưa đỏp ứng yờu cầu nguyờn liệu cho cỏc lĩnh vực sử dụng.

Chương này sẽ thực hiện nghiờn cứu tuyển tinh sản phẩm -0,149mm để thu hồi quặng tinh graphit cấp hạt -0,149 mm đạt yờu cầu chất lượng làm nguyờn liệu cho cỏc ngành cụng nghiệp với mức thu hồi C cao. Đồng thời, nghiờn cứu xử lý cỏc sản phẩm trung gian (sản phẩm ngăn mỏy cỏc khõu tuyển tinh) nhằm thu hồi thờm lượng graphit cú trong cỏc sản phẩm này. Cuối cựng là thớ nghiệm cỏc phương ỏn sơ đồ tuyển vũng kớn ở quy mụ phũng thớ nghiệm và trờn dõy chuyền bỏn cụng nghiệp nhằm xỏc định được sơ đồ cụng nghệ hợp lý nhất cho tuyển nổi quặng graphit mỏ Bảo Hà, tỉnh Lào Cai thu được tối đa lượng graphit vảy thụ cú chất lượng cao cũng như cỏc sản phẩm khỏc đỏp ứng tiờu chuẩn nguyờn liệu cho cỏc ngành cụng nghiệp sử dụng graphit khỏc nhau.