3.1.1. Sơ đồ gia công mẫu quặng đầu.
Quặng đầu là quặng trung gian đ−ợc lấy từ Xí nghiệp Tuyển tinh - Luyện thiếc (Công ty Kim loại màu Nghệ Tĩnh), khối l−ợng là 40 kg đem trộn đều và giản l−ợc theo sơ đồ gia công mẫu hình 3.1.
Quặng đầu
Trộn đều, giản l−ợc
Trộn đều, giản l−ợc
Trộn đều, giản l−ợc
Khoáng vật Nghiền Độ hạt Mịn nghiền
Phân chia mẫu thí nghiệm
Mẫu hoá Mẫu lưu
Mẫu thí nghiệm hóa tuyển và phân tích từ
Hình 3.1: Sơ đồ gia công chuẩn bị mẫu thí nghiệm.
3.1.2. Thí nghiệm độ mịn nghiền
Máy nghiền dùng trong thí nghiệm là loại máy nghiền gián đoạn (từng mẻ) con lăn, tang nghiền là loại tang sắt, dùng bi sắt. Trọng l−ợng quặng đ−a nghiền là 2,0 kg/mẻ và với thời gian nghiền khác nhau. Sản phẩm nghiền với loại cỡ hạt lớn hơn 0,04 mm kiểm tra bằng rây, với loại cỡ hạt nhỏ hơn 0,04 mm tiến hành
đo độ hạt khoáng thông qua xác định tốc độ rơi cuối cùng V0 theo công thức thực nghiệm Stốc [1].
à δ 1000 545
,
0 2
0
= d −
V
Trong đó:
V0 : Tốc độ rơi cuối của hạt có đường kính d cần xác định (m/s);
d : Đ−ờng kính hạt khoáng (m);
δ : Khối l−ợng riêng của hạt (kg/m3);
à: Hệ số nhớt (Ns/m2) với n−ớc à= 0,001
Kết quả thí nghiệm độ mịn nghiền cho trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm độ mịn nghiền
Thời gian nghiền, phút Hàm l−ợng cấp -0,074mm
12 47,98
15 50,09
30 62,07
40 70,47
60 80,00
90 92.04
120 80% cÊp -0,063mm
570 80% cÊp -0,04mm
1080 80% cÊp - 0,03mm
2220 80% cÊp -0,02mm
3.1.3. Kết quả phân tích thành phần độ hạt
Đối t−ợng mẫu nghiên cứu là loại quặng trung gian đo qua một vài khâu tuyển, độ hạt đều ở cấp -2,0 mm. Đề tài đo phân tích thành phần độ hạt qua 6 cấp hạt: -0,074 mm; 0,074 -0,100 mm; 0,100 -0,250 mm; 0,250 -0,500 mm; 0,500 - 1,000 mm và +1,000 mm. Kết quả phân tích thành phần độ hạt, chất l−ợng quặng
đầu cho trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả phân tích thành phần độ hạt mẫu quặng đầu.
Cấp hạt mm
Thu hoạch
γ; %
Lũy tích, % Hàm l−ợng β;
% Thùc thu ε, % Theo
d−ơng
Theo
©m Sn Fe Sn Fe
- 0,074 19,26 100,00 19,26 62,39 10,41 25,89 11,22 + 0,074- 0,100 24,06 80,74 43,32 49,76 15,75 25,79 21,21 + 0,100- 0,250 29,10 56,68 72,42 39,27 19,45 24,62 31,67 + 0,250- 0,500 16,96 27,58 89,38 42,83 27,54 15,65 26,14 + 0,500-1,000 9,68 10,62 99,06 34,49 16,16 7,19 8,75
+ 1,000 0,94 0,94 100,00 42,66 19,18 0,86 1,01 Quặng đầu 100,00 - - 46,42 17,87 100,00 100,00 Nhận xét: Qua kết quả bảng 2 cho thấy thiếc và sắt chủ yếu tập chung ở các cấp hạt nhỏ - 0,5 mm.
3.1.4. Kết quả phân tích hoá mẫu quặng đầu.
Kết quả phân tích hoá toàn diện mẫu quặng đầu cho trong bảng 3.3. Kết quả phân tích cho thấy hàm l−ợng thiếc và sắt rất cao (Sn: 46,42%; Fe: 17,87%), ngoài ra còn có một l−ợng đáng kể các nguyên tố có hại nh− As (0,21%), S (0,35%), P (0,12%).
Bảng 3.3. Kết quả phân tích hoá mẫu quặng đầu.
TT Chỉ tiêu Hàm l−ợng, % TT Chỉ tiêu Hàm l−ợng, %
1 Sn 46,42 8 Cu 0,10
2 Fe 17,87 9 Pb 0,02
3 As 0,21 10 Sb 0,54
4 S 0,35 11 Bi 0,06
5 P 0,12 12 Al2O3 2,64
6 SiO2 7,55 13 CaO 0,05
7 TiO2 0,05 - - -
3.1.5. Kết quả phân tích khoáng vật mẫu quặng đầu.
Từ kết quả phân tích khoáng t−ớng d−ới kính hiển vi (hình 3.2) và kết quả
phân tích nhiễu xạ rơn ghen (hình 3.3) cho ta thấy: thiếc có trong mẫu chỉ tồn tại ở dạng khoáng vật caxitêrit. Caxitêrit ở dạng hạt nửa tự hình và tự hình có độ tinh khiết khá cao, với kích thước hạt từ rất mịn 0,01 mm đến kích thước hạt khá lớn 1,20 mm, phổ biến các hạt có kích thước từ 0,04 đến 0,20 mm. Caxitêrit màu nâu, nâu đen, đôi khi có màu loang lổ, ánh kim cương. Đại đa số các hạt caxitêrit bị bám một lớp mỏng quặng sắt dạng bột ngoài bề mặt.
Sắt có trong mẫu chủ yếu tồn tại ở dạng limônit, hêmatit và mactit (hêmatit giả hình theo manhêtit), rất ít manhêtit và gơtit. Limônit và gơtit tồn tại ở dạng keo thay thế giả hình cho các hạt pyrit. Kích thước các khoáng vật sắt từ 0,02 đến 0,60 mm.
Pyrit khoảng 1,0%, tồn tại ở dạng nửa tự hình và tha hình với kích th−ớc từ 0,02 đến 0,70 mm. Ngoài ra trong mẫu còn có một số ít khoáng vật khác nh−:
Covelin, rutin, inmenit, granat, thạch anh...
Hình 3.2. ảnh phân tích khoáng t−ớng d−ới kính hiển vi
Hình 3.3. Biểu đồ phân tích nhiễu xạ rơnghen
3.1.6. Kết quả phân tích từ mẫu quặng đầu.
Phân tích từ nhằm định hướng khả năng sử dụng phương pháp tuyển từ.
Thí nghiệm đ−ợc tiến hành trên máy phân tích từ ống (25T, Liên Xô cũ), quặng
được nghiền với độ mịn nghiền khác nhau và thí nghiệm phân tích từ với cường
độ dòng điện khác nhau. Kết quả thí nghiệm phân tích từ cho trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả phân tích từ các cấp hạt.
C−êng
độ dòng
điện
Cấp hạt Thành
phần Thu hoạch, %
Hàm l−ợng, %
Sn Fe
5A
80% cÊp -0,074 mm
Cã tõ 7,69
100,00 33,45 50,28
Không từ 92,31 47,50 15,17
95% cÊp -0,074 mm
Cã tõ 4,59
100,00 56,61 24,31
Không từ 95,41 45,93 17,56
10A
80% cÊp -0,074 mm
Cã tõ 8,33
100,00 34,35 27,09
Không từ 91,67 47,52 17,03
80% cÊp -0,063 mm
Cã tõ 9,57
100,00 34,82 32,94
Không từ 90,43 47,67 16,28
80% cÊp -0,040 mm
Cã tõ 18,67
100,00 42,94 25,48
Không từ 81,33 47,22 16,12
80% cÊp -0,030 mm
Cã tõ 33,76
100,00 43,55 21,76
Không từ 66,24 47,88 15,89
80% cÊp -0,020 mm
Cã tõ 53,25
100,00 45,69 20,82
Không từ 46,75 47,25 14,47
Quặng đầu 100,00 46,42 17,87
3.1.7. Nhận xét chung về đặc điểm thành phần vật chất mẫu quặng.
- Thành phần vật chất mẫu quặng tương đối phức tạp.
- Hàm l−ợng thiếc và hàm l−ợng sắt rất cao. Thiếc chủ yếu tập trung ở các cấp hạt nhỏ (-0,25 mm), đặc biệt hàm l−ợng thiếc rất cao ở cấp hạt -0,074 mm (Sn: 62,39%). Hàm l−ợng sắt rất cao so với yêu cầu chất l−ợng quặng tinh đ−a luyện.
- Khoáng vật thiếc chỉ tồn tại duy nhất ở dạng caxitêrit. Khoáng vật sắt chủ yếu là các khoáng vật không từ, từ tính yếu hoặc từ tính trung bình nh− limônit, hêmatit và mactit, số ít là khoáng vật từ tính mạnh manhêtit và khoáng vật không từ gơtit. Với đặc điểm này dùng phương pháp tuyển từ không có hiệu quả, vì
khoáng vật sắt không từ hoặc từ tính yếu hoặc cả một phần khoáng vật sắt có từ tính trung bình và khoáng vật thiếc sẽ đi vào cùng một sản phẩm (sản phẩm không từ).
- Khoáng vật thiếc và khoáng vật sắt xâm nhiễm rất mịn đến xâm nhiễm trung bình từ 0,01 đến 1,20 mm đối với khoáng vật thiếc và từ 0,02 đến 0,60 mm
đối với khoáng vật sắt. Độ hạt trung bình khoáng vật thiếc từ 0,04 đến 0,20 mm, hạt khoáng vật thiếc có độ tinh khiết cao. Để hai khoáng vật chủ yếu là thiếc và sắt giải phóng ra khỏi nhau cần phải nghiền xuống cỡ hạt 100% cấp -0,02 mm.
Với cỡ nghiền nh− vậy khó có thể thực hiện đ−ợc ngay cả trong phòng thí nghiệm.
Tr−ờng hợp nghiền đ−ợc cỡ hạt 100% cấp -0,02 mm, thì dùng ph−ơng pháp tuyển cơ giới nào cũng không có hiệu quả vì: ở cấp hạt nhỏ nh− vậy thì
ph−ơng pháp tuyển nào khoáng vật thiếc đi theo quặng thải rất nhiều và ng−ợc lại; Ph−ơng pháp tuyển từ sẽ còn bị bó từ, sản phẩm không từ và có từ chất l−ợng tương đối giống nhau (bảng 3.4).
- Ngoài ra trong mẫu còn có một số ít khoáng vật khác nh−: Pyrit, covelin, rutin, inmenit, granat, thạch anh...
Với những lý giải trên để đạt yêu cầu sản phẩm quặng tinh có hàm l−ợng sắt (Fe) nhỏ hơn 4,0%, hàm l−ợng thiếc (Sn) lớn hơn 65,0%, luận văn lựa chọn ph−ơng pháp hóa tuyển, hòa tách sắt bằng axit H2SO4.