10. Cấu trỳc của luận ỏn
1.2. Tiềm năng, phõn bố, khai thỏc, phương phỏp tuyển và sử dụng quặng graphit
1.2.4. Phương phỏp tuyển quặng graphit
Chất lượng graphit phụ thuộc vào 3 yếu tố chớnh, bao gồm kớch thước hạt graphit, hàm lượng cacbon của graphit, và thành phần tạp chất… Cũng như cỏc loại
15
quặng khỏc, graphit nguyờn khai cần được tuyển làm giàu để đạt chất lượng thương phẩm; quy trỡnh tuyển cũng sẽ quyết định chất lượng thương phẩm [10]. Đối với graphit, bờn cạnh quỏ trỡnh tuyển vật lý (tuyển nổi) , nếu muốn đạt sản phẩm thương mại với trờn 99% cacbon thỡ cần ỏp dụng cả quỏ trỡnh xử lý húa - nhiệt [36]. Cỏc quỏ trỡnh chế biến graphit thể hiện trờn Hỡnh 1.5.
Cỏc khoỏng vật đi kốm cú kớch thước nhỏ như sột hoặc dạng laterit cú thể bao lấy vảy graphit và làm cho quỏ trỡnh tuyển trở nờn rất phức tạp. Hạt graphit mịn cũng cú thể bao lấy hạt khoỏng đi cựng, kộo theo cỏc hạt khoỏng này trong quỏ trỡnh tuyển nổi và làm giảm chất lượng của sản phẩm. Mica cũng thường xen kẹp với cỏc lớp graphit và do đú rất khú tỏch trong quỏ trỡnh tuyển.
Hỡnh 1.5. Cỏc quỏ trỡnh chế biến graphit [10]
Túm lại, mặc dự về bản chất tỏch graphit ra khỏi cỏc khoỏng vật khỏc khụng khú nhưng để tuyển được graphit cú độ tinh khiết cao lại rất phức tạp.
* Gia cụng chuẩn bị nguyờn liệu.
Sau khi quặng được khai thỏc, cụng đoạn quan trọng tiếp theo là gia cụng chuẩn bị quặng cho cụng tỏc tuyển. Cỏc loại khoỏng sản núi chung và quặng graphit núi
16
riờng được gia cụng bằng cỏc loại thiết bị đập như: Mỏy đập hàm, đập trục, đập cụn và nghiền bằng mỏy nghiền bi, nghiền thanh hoặc mỏy nghiền tự nghiền. Dựa trờn đặc tớnh của loại quặng cụ thể để chọn chế thiết bị, cũng như chế độ đập, nghiền tối ưu, nhằm thu được sản phẩm tốt nhất cho bước tuyển tiếp.
* Tuyển vật lý - tuyển nổi.
Graphit chớnh là khoỏng vật đầu tiờn được thực hiện tuyển nổi [2]. Nú cú đặc tớnh kị nước rất cao và dễ dàng nổi. Mặc dự vậy, để tăng hiệu quả của quỏ trỡnh tuyển nổi tỏch graphit ra khỏi cỏc khoỏng vật thạch anh, mica, felspat, và cacbonat, người ta thường thờm vào mụi trường tuyển cỏc thuốc tuyển như kerosen (dầu hỏa) (để bao lấy graphit), và dầu thụng (để ổn định bọt). Ngoài ra, pH mụi trường tuyển cũng được điều chỉnh ở chế độ kiềm nhẹ.
Quy trỡnh tuyển nổi graphit thụng thường bao gồm 1 bước tuyển chớnh, một số bước rửa và tuyển tinh cựng với cỏc bước nghiền trung gian. Để tăng thực thu và chất lượng quặng tinh graphit, người ta thường dựng sơ đồ tuyển nhiều giai đoạn. Để giảm tạp chất trong quặng tinh thực hiện nhiều lần tuyển tinh dựa trờn tớnh nổi của graphit. Thụng thường quặng tinh thụ cần được tuyển tinh 6 ữ 7 lần và được nghiền bổ sung 2 ữ 4 lần. Quặng tinh cuối cựng chứa > 80% C được sấy và phõn ra cỏc loại riờng biệt theo độ hạt. Trung gian tuyển nổi thường được sử dụng như sản phẩm graphit đỳc chất lượng thấp.
*Phõn tớch chỡm nổi (phõn tớch trong mụi trường dung dịch tỷ trọng nặng).
Phõn tớch chỡm nổi khoỏng sản cú ớch với mục đớch là xỏc định số lượng và chất lượng cỏc phần theo khối lượng riờng tương ứng khỏc nhau, xỏc định cỏc chỉ tiờu lý thuyết cú thể đạt được và tỉ trọng phõn tuyển nếu cho trước chất lượng cỏc sản phẩm tuyển, dựa vào đú cú thể đỏnh giỏ khả năng giải phúng kết hạch đối với hạt khoỏng trong mẫu nghiờn cứu. Để tiến hành phõn chia hỗn hợp hạt khoỏng thành cỏc phần cú khối lượng riờng khỏc nhau cú thể dựng mụi trường là chất lỏng nặng hoặc huyền phự nặng (huyển phự nặng được pha chế từ cỏc hạt khoỏng vật cú khối lượng riờng từ 2500 đến 7500 kg/m3). Phổ biến hơn cả trong phũng thớ nghiệm là phõn chia mẫu khoỏng sản cú ớch thuộc một cấp hoặc nhiều cấp hạt thành cỏc phần cú khối
17
lượng riờng khỏc nhau trong mụi trường là dung dịch nặng hoặc chất lỏng nặng đó được pha chế thành cỏc dung dịch cú khối lượng riờng khỏc nhau [10].
Để pha chế dung dịch nặng cú khối lượng riờng khỏc nhau thường dựng cỏc muối hoà tan canxiclorua (CaCl2) cú khối lượng riờng 2000kg/m3, kẽmclorua (ZnCl2) khối lượng riờng 2900 kg/m3, brụmụphooc (CHBr2) khối lượng riờng 2890 kg/m3, tetrabrụmờtan (C2H2Br4) khối lượng riờng 2960 kg/m3, chất lỏng tule (HgI2+KI) khối lượng riờng 3170 kg/m3, chất lỏng robac (BaI2+HgI2) khối lượng riờng 3500 kg/m3 chất lỏng Kleritri CH2(COOTe)2HOOTe khối lượng riờng 4250 kg/m3. Cỏc chất lỏng nặng thường đắt và độc hại, nú chỉ dựng trong phũng thớ nghiệm để phõn tớch chỡm nổi. Trong sản xuất để tạo ra mụi trường nặng người ta thường dựng mụi trường huyền phự chứa cỏc hạt khoỏng nặng được nghiền nhỏ nằm lơ lửng trong nước. Chất nặng tạo huyền phự tuyển thường dựng là Ferosillic, cũn tạo huyền phự tuyển than thường dựng là manhetit.
Trong điều kiện sử dụng lực trọng trường thỡ độ hạt đưa đi phõn tớch trong dung dịch tỷ trọng nặng nhỏ nhất là 0,5 mm đối với than và 0,2 mm đối với quặng. Khi phõn tớch trong dung dịch tỷ trọng nặng ở điều kiện sử dụng lực ly tõm cho phộp độ hạt đi phõn tớch nhỏ hơn nhiều. Đối với quặng graphit tinh khiết tỷ trọng phụ thuộc vào loại quặng, và dao động từ 2,26; 2,29 và 2,31 g/cm3.