CHƯƠNG 1. THÔNG TIN DỰ ÁN
1.4. Công nghệ sản xuất, vận hành
1.4.2. Công nghệ chế biến
Quy trình tuyển luyện vàng tại Nhà máy như sau:
Hình 1.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất tại nhà máy tuyển luyện vàng - Đập quặng
Quặng nguyên khai được chở bằng xe tải chuyên dụng từ nơi khai thác trong hầm lò đến bãi chứa, hoặc được chuyển trực tiếp đến thùng cấp liệu của máy đập. Công suất của dây chuyền đập quặng là 120 t/h. Quặng từ thùng cấp liệu được tháo xuống sàng rung cấp liệu kích thước 5 m x 0,95 m có lỗ sàng 100 mm. Phần trên sàng được cấp vào máy đập hàm thô 600 x 900 mm kiểu hàm đơn. Phần lọt qua sàng được cấp cho máy đập côn. Những tảng quặng có kích thước lớn hơn 600 mm sẽ được đập vỡ bằng máy trước khi đưa vào thùng cấp liệu.
Quặng đã đập được chuyển tới một sàng rung đặt nghiêng có kích thước 1,8 m x 3,6 m có hai (2) mặt lưới; mặt lưới trên có mắt sàng 25 mm và mặt lưới dưới có mắt sàng 12 mm. Cấp hạt +25 mm ở mặt sàng trên được cấp vào máy đập côn thứ cấp số 1. Cấp hạt trung gian -25+12 mm ở mặt sàng dưới được cấp vào máy đập côn số 2 để được đập nhỏ tiếp. Quặng sau khi được đập từ hai máy đập côn này được sàng lại. Cấp hạt -12 mm lọt qua sàng được chuyển bằng băng chuyền tới kho chứa quặng cấp cho máy nghiền bi.
Chủ dự án: Công ty TNHH Vàng Phước Sơn 77 - Nghiền quặng
Quặng được nghiền bằng hai máy nghiền bi có thùng quay kích thước Φ 3,2 m x L 5,4 m; sử dụng động cơ công suất 1.000 kW. Hai máy nghiền bi được bố trí làm việc đồng thời hoặc luân phiên nhau tùy thuộc vào khối lượng quặng cấp vào.
Quặng đã đập có cỡ hạt ≤ 12 mm được cấp vào một trong hai máy nghiền bằng băng tải có lắp cân tự động để kiểm tra và ghi lại khối lượng quặng cấp vào nhà máy. Đầu rót quặng của băng tải có thể quay được một cung tròn để cấp liệu cho máy này hoặc máy kia.
Sản phẩm nghiền sẽ cú cỡ hạt - 75àm chiếm 70-75%
- Tuyển trọng lực và ngâm chiết xianua tinh quặng
Quặng sau nghiền được đưa tới một trong hai máy tuyển trọng lực Knelson sơ cấp.
Sản phẩm hạt nặng của quặng được đưa vào ngâm chiết tại máy Acacia. Sản phẩm nhẹ được đưa đến một cụm cyclon. Sản phẩm nặng của cyclon được đưa trở lại máy nghiền bi để nghiền lại. Sản phẩm bùn tràn của cyclon được đưa đến một máy tuyển Knelson thứ cấp để thu hồi những hạt nặng còn sót lại sau khi tuyển bằng máy Knelson sơ cấp. Quặng đuôi của máy Knelson thứ cấp được đưa vào công đoạn tuyển nổi.
Quặng tinh thu được từ các máy Knelson sơ cấp và thứ cấp đều được đưa đến máy Acacia. Máy này được thiết kế đặc biệt để xử lý tinh quặng hàm lượng cao thu được từ máy Knelson và có quy trình vận hành được mô tả tóm tắt như sau:
• Rửa tinh quặng: Tinh quặng được rửa sạch để những hạt siêu nhỏ (bột đá, bùn quặng) không trở thành chất rắn lơ lửng trong dung dịch làm giảm hiệu quả của quá trình thu hồi dung dịch và điện phân;
• Pha dung dịch ngâm chiết: Dung dịch được pha trộn trong thùng chứa dung dịch ngâm chiết dung tích 3,2 m3 có lắp máy khuấy. Nước được cho vào trước, sau đó là NaOH, NaCN và chất xúc tác (leachaid) dưới dạng chất rắn được lần lượt cho vào và khuấy đều;
• Quá trình ngâm chiết: Dung dịch ngâm chiết được bơm vào thùng phản ứng chứa quặng tinh theo chiều từ dưới lên với lưu lượng vừa đủ để hòa tan vàng mà không cuốn theo các hạt nhỏ trong dòng chảy, dung dịch được quay lại thùng ngâm chiết và bơm tuần hoàn liên tục. Thời gian ngâm chiết quặng trong thùng phản ứng vào khoảng 16 tiếng;
• Thu hồi dung dịch ngậm vàng và rửa bã quặng: Cuối giai đoạn ngâm chiết, dung dịch trên mặt của thùng phản ứng được lấy để phân tích. Việc bơm dung dịch được ngừng lại và dung dịch tự chảy về thùng chứa theo đường bơm vào. Sau khoảng 15 phút, khi các hạt rắn trong thùng phản ứng đã lắng xuống thì dung dịch cũng được chắt hết khỏi thùng phản ứng. Nước rửa được phun như mưa lên bề mặt của bã quặng. Lượng nước rửa tương đương với lượng nước có thể làm ngập bã quặng trong thùng phản ứng và vào khoảng 0,5 m3. Lượng nước này được sử dụng lại trong quá trình ngâm chiết – hấp phụ sử dụng than hoạt tính;
Chủ dự án: Công ty TNHH Vàng Phước Sơn 78
• Điện phân dung dịch ngậm vàng: Máy Acacia có một ngăn điện phân riêng để thu hồi vàng. Dung dịch ngậm vàng được bơm tuần hoàn từ thùng chứa qua ngăn điện phân, vàng được thu hồi ở các catốt và đưa vào phòng vàng. Dung dịch sau khi điện phân được phân tích để tính toán lượng hóa chất cần bổ sung trước khi sử dụng lại với mẻ quặng mới;
• Tháo quặng đuôi: Quặng đuôi được làm loãng và tháo ra khỏi thùng phản ứng;
được đưa đến máy nghiền lại sau đó được hòa trộn với quặng tinh của công đoạn tuyển nổi trong thùng lắng và gạn nước trước khi đưa vào công đoạn ngâm chiết – hấp phụ sử dụng than hoạt tính sẽ được mô tả ở phần sau.
Mức thực thu theo thiết kế tuyển trọng lực là 60% Au và 50% Ag của quặng đầu vào. Mức thực thu của máy Acacia là 95% Au và 30% Ag trong quặng tinh của tuyển trọng lực.
- Tuyển nổi:
Toàn bộ quặng đuôi của máy Knelson thứ cấp chiếm vào khoảng 99% khối lượng của quặng đầu vào. Qua các ngăn tuyển của máy tuyển nổi Rougher lượng tinh quặng thu được còn khoảng 10% khối lượng của quặng đầu vào. Quặng đuôi của máy tuyển được bơm xuống Hồ chứa thải tuyển nổi (hay còn gọi là Hồ 1).
Tinh quặng tuyển nổi được bơm vào bể lắng để nâng cao nồng độ bùn trước khi đưa vào bể ngâm chiết – trộn lẫn cùng với sản phẩm nghiền lại của máy Acacia.
Các thuốc tuyển được sử dụng trong tuyển nổi là PAX, đồng Sunphat, MIBC, chất trợ lắng. Liều lượng thuốc tuyển được kiểm tra từ Phòng Điều khiển.
Tổng tỷ lệ thu Hồi của tuyển trọng lực + tuyển nổi + Acacia đạt 92% Au và 82% Ag.
- Ngâm chiết xianua và hấp phụ vàng bằng than hoạt tính:
Tại bể lắng, nước trong hỗn hợp quặng được rút bớt cho đến khi tỷ lệ chất rắn chiếm khoảng từ 35 đến 40%. Hỗn hợp này sau đó được bơm vào 6 thùng khuấy phản ứng xếp liền nhau thành một dãy. Để tổng thời gian hòa tan từ 48 đến 55 giờ, quặng sẽ được lưu trong mỗi thùng vào khoảng 8 giờ. Trong khi hỗn hợp quặng được bơm vào thùng số 1 và dần lưu chuyển đến thùng số 6 sau đó đến thùng khử độc thì than hoạt tính (mới hoặc đã rửa tách vàng và tái hoạt tính) được bổ sung theo chiều ngược lại là từ thùng số 6 và được các dòng khí lưu chuyển lần lượt lên cho đến khi được vớt ra ở thùng đầu tiên (số 1).
Dung dịch xianua được bổ sung vào thùng số 1 nhằm duy trì nồng độ dung dịch theo yêu cầu để có thể hòa tan vàng và bạc trong quặng tinh. Than hoạt tính hấp phụ lượng vàng và bạc đã hòa tan trong suốt hành trình từ thùng khuấy 6 đến thùng khuấy 1. Việc lưu chuyển ngược chiều nhau giữa than hoạt tính và hỗn hợp quặng tạo điều kiện để than tiếp xúc với quặng nhiều hơn và “bắt” được nhiều vàng hơn.
Chủ dự án: Công ty TNHH Vàng Phước Sơn 79 - Giải hấp phụ than hoạt tính:
Than hoạt tính chứa vàng và bạc được vớt lên từ thùng khuấy số 1 của công đoạn hòa tan – hấp phụ, được để ráo và rửa bằng dung dịch xianua không chứa vàng để tách vàng khỏi than hoạt tính (phương pháp giải hấp Zadra). Dung dịch chứa vàng sẽ được đưa qua bể điện phân để thu hồi vàng. Than đã được tách rửa sẽ được tái hoạt tính bằng nhiệt trong một lò nung có công suất 100 kg/h và được đưa trở lại sử dụng. Quá trình tái hoạt tính kéo dài tới 15 phút ở nhiệt độ vào khoảng 750ºC. Than hoạt tính mới sẽ được bổ sung vào quy trình để bù lượng than hao hụt.
Tại công đoạn này, dung dịch giải hấp phụ có 1% sodium hydroxide và 0,1% Sodium Cyanide ở nhiệt độ 2800F (khoảng 1400C) được bơm với áp suất 65 PSI (tương đương 4,5 kg/cm2) vào thùng kín chứa than hoạt tính ngậm vàng theo hướng từ dưới lên, dung dịch sau khi ra khỏi thùng chứa than hoạt tính (thùng tách rửa) được bơm qua các ngăn điện phân. Sau khi ra khỏi ngăn điện phân, dung dịch được cấp nhiệt và tiếp tục bơm qua bình tách rửa và tuần hoàn như vậy trong suốt chu trình kéo dài khoảng 10 đến 14 giờ.
Nhiệt độ và áp suất của dung dịch được kiểm soát trong suốt quá trình giải hấp phụ.
Áp suất trong bình được duy trì ở áp suất 65 PSI nhờ các van điều áp tự động (lớn hơn áp suất bay hơi của dung dịch ở nhiệt độ 1400C) nhằm triệt tiêu sự bay hơi của dung dịch trong suốt quá trình. Bằng cách điều khiển các van trong hệ thống, dung dịch sẽ đi qua hệ thống tản nhiệt để được làm mát xuống nhiệt độ khoảng 20-250C trước khi được bơm qua bình điện phân.
Sau quá trình này, các catốt của ngăn điện phân được đưa vào phòng vàng để luyện còn dung dịch xianua quay trở lại thùng chứa dung dịch, được kiểm tra và bổ sung các thành phần hóa chất để sử dụng lại.
Việc tái hoạt tính than được thực hiện trong một lò nung công suất 100 kg/h sử dụng khí ga hóa lỏng (khoảng 5-7 kg/h).
Lò nung được chia làm 3 khu vực liền nhau nhưng mỗi khu 1 và 2 lại được cấp nhiệt bằng một bộ đốt ga riêng biệt được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình có thể đặt trước trên bảng điều khiển. Mỗi phần cấp nhiệt đều được lắp một ống thoát khí riêng có phần bọc vật liệu cách nhiệt ít nhất là 3 mét và có thể nối dài vượt qua mái nhà xưởng. Khi khởi động, các bộ cấp nhiệt lần lượt khởi động và vít xoắn cấp liệu chỉ bắt đầu hoạt động khi phần nóng nhất của lò đã đạt đến nhiệt độ 7000C.
Khu vực 3 của lò được bố trí đặc biệt với các vòi phun nước dưới dạng sương mù gắn với buồng sinh hơi được thiết kế bao quanh lò nung và được đốt nóng bằng các vòi đốt.
Khi nước dưới dạng sương được phun trực tiếp vào buồng sinh hơi được đốt nóng từ trước
Chủ dự án: Công ty TNHH Vàng Phước Sơn 80 sẽ hóa hơi rất mạnh sinh ra áp suất đủ lớn để phun trực tiếp vào than qua các lỗ thông với lòng lò. Hiệu suất của việc tái hoạt tính than phụ thuộc rất nhiều vào quá trình phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao của các chất hữu cơ có cấu trúc phân tử dài bám trên bề mặt của than trong giai đoạn này. Các cấu trúc phân tử dài bị “bẻ gãy” và các chất hữu cơ này trở thành những phân tử nhỏ rất dễ bốc hơi. Than được làm sạch và quá trình tái hoạt tính được hoàn thành. Trước khi ra phễu tháo, than đã được tái hoạt tính tiếp tục được phun nước dưới dạng sương mù để làm nguội.
Quy trình này tái sinh được từ 90 đến 92% tổng số than cấp vào công đoạn ngâm chiết.
- Luyện vàng:
Sản phẩm thu được từ quy trình điện phân được đưa vào máy lọc chân không để rút hết nước, sau đó được sấy khô trong phòng vàng. Khi đã gom đủ một mẻ, toàn bộ sản phẩm này được nấu luyện trong lò cùng với các chất trợ dung để loại bỏ các tạp chất ra khỏi sản phẩm. Sau đó sản phẩm còn lại được tinh luyện trong các cupen để loại bỏ các kim loại khác (đặc biệt là chì). Những kim loại này một phần bị cháy hoặc bốc hơi, một phần bị hút vào các lỗ li ti của cupen. Kim loại vàng và bạc sau khi nung luyện được đúc thành thỏi vàng. Hàm lượng của các thỏi dore’ ước tính khoảng trên 99% Au.