. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phƣơng pháp thủy xiclon
Để thu nhận MMT từ bentonite có thể sử dụng các phƣơng pháp nhƣ: làm giàu, làm sạch bentonite bằng phƣơng pháp lắng; phƣơng pháp lắng có thêm chất pha loãng; phƣơng pháp tuyển khô; phƣơng pháp ly tâm; phƣơng pháp hoá học; phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon; phƣơng pháp tổng hợp. Tuy nhiên qua các kết quả nghiên cứu cho thấy đối với quặng bentonite Bình Thuận ở nƣớc ta thì sử dụng phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon và phƣơng pháp tổng hợp giữa tuyển xiclon và xử lý hoá học là cho hiệu quả và năng suất cao và có thể ứng dụng vào sản xuất ở quy mô bán pilot. Vì vậy, trong khuôn khổ báo cáo này chúng tôi sẽ đề cập chi tiết hơn về kỹ thuật làm giàu bằng phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon trên loại máy của hãng “Mozley” C155.
Tinh chế bentonite bằng phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon trên loại máy của hãng “Mozley” C155
Hình 2.1 giới thiệu về thiết bị phân cấp thuỷ xiclon của hãng “Mozley” dƣới dạng tổng thể. Đây là kiểu thiết bị phân cấp phân chia nguyên liệu huyền phù ra làm hai phần: phần có kích thƣớc hạt mịn và phần có kích thƣớc hạt thô.
Nguyên tắc hoạt động của xiclon: Nguyên liệu dạng huyền phù đƣợc cấp vào buồng chứa liệu của thiết bị và đƣợc máy bơm theo ống đi lên qua van nạp liệu vào đồng hồ đo áp rồi đi vào bộ phận thuỷ xiclon. Dƣới áp lực ổn định dòng huyền phù sẽ chuyển động trong ống thuỷ xiclon. Dƣới tác dụng của lực ly tâm, những hạt có kích thƣớc lớn hơn kích thƣớc ranh giới d50 ( kích thƣớc ranh giới d50 đƣợc xác định nhƣ là kích thƣớc của hạt rắn mà hạt này ở vị trí cân bằng giữa dòng chảy xuống phía dƣới và dòng chảy lên phía trên) sẽ chuyển động theo dạng dòng xoáy cùng với một lƣợng nƣớc nhỏ dọc theo tƣờng xiclon xuống phía dƣới và đi qua van tháo hạt thô (spigot) nằm phía dƣới xiclon. Các hạt mịn có kích thƣớc bé hơn kích thƣớc ranh giới d50 sẽ chuyển động theo dạng dòng xoáy cùng với một lƣợng nƣớc lớn lên phía trên dọc theo trục xiclon và đi qua van tháo hạt mịn phía trên (vortex finder) rồi ra ngoài.
Hình 2.1. Thiết bị tuyển thuỷ xiclon“Mozley” C155
Việc chuẩn bị quặng cho quá trình tuyển thuỷ xiclon đƣợc tiến hành theo 2 phƣơng pháp. Phƣơng pháp thứ nhất: Quặng đầu đƣa vào có độ ẩm 10% đƣợc phơi khô tự nhiên hoặc phơi khô trong tủ sấy dƣới nhiệt độ 100-120oC đến độ ẩm < 5%. Quặng sau khi phơi khô đƣợc nghiền trong máy nghiền bi bằng sứ với tỉ lệ quặng/bi = 1/4 và thời gian nghiền là 120 phút. Sau đấy quặng đƣợc phân chia qua sàng phân cấp để thu phần có cấp hạt < 100 m là nguyên liệu đầu vào cho tuyển thuỷ xiclon loại 1 inch. Phƣơng pháp thứ hai là quặng đƣợc đánh tơi chà xát và phân cấp ƣớt để thu phần hạt có kích thƣớc < 100 m đƣa vào thuỷ xiclon. Tiếp theo, quặng đƣợc phân cấp qua máy tuyển thuỷ xiclon với nồng độ phần rắn từ 1- 15%, áp suất 0-60 at và sử dụng các đầu xiclon có kích thƣớc khác nhau. Phần sản phẩm bùn tràn qua xiclon và phần không qua xiclon đƣợc đƣa lọc, sấy khô ở nhiệt độ 100oC và cân xác định trọng lƣợng để tính các thông số cần thiết.
Phần phía dƣới không qua thuỷ xiclon nặng hơn và chứa các tạp chất nhƣ cát, calcite,... Phần qua thuỷ xiclon đƣợc thu lại và là sản phẩm.
Tiến hành thí nghiệm
Trên thiết bị tuyển xiclon của hãng Mozley (Anh) có thể điều chỉnh áp lực cấp liệu và đƣờng kính xiclon.
Áp lực cấp liệu: Cân 2 kg mẫu với độ mịn nghiền 90% cấp - 0,074 mm khuấy trộn
với lƣợng nƣớc cho trƣớc 18 lit và điều chỉnh chế độ áp lực cấp liệu 45, 50, 55 và 60 at, lấy mẫu cát và sản phẩm bùn tràn (khoảng 2 lit), cô đặc, sấy khô, cân trọng lƣợng, phân tích hàm lƣợng để tính tỷ lệ thu hồi,
Tỷ lệ rắn/lỏng: Cân 3 kg mẫu với độ mịn nghiền 90% cấp hạt - 0,074 mm khuấy trộn
với 18 lit nƣớc đem tuyển trên thiết bị tuyển xiclon 1 inch và 2 inch với chế độ áp lực cấp liệu 60 at, lấy mẫu sản phẩm và bùn tràn (khoảng 4 lit), cô đặc, sấy khô, cân trọng lƣợng, phân tích hàm lƣợng để tính tỷ lệ thu hồi; sau đó bổ sung nƣớc vào thùng cấp liệu sao cho tỷ lệ rắn/lỏng cấp liệu khoảng 1/7, 1/8, 1/9, 1/10 và lần lƣợt tiến hành tuyển nhƣ trên.
Tính tỷ lệ thu hồi:
Sau khi thí nghiệm tuyển các sản phẩm cát và bùn tràn đƣợc cô đặc và sấy khô, cân lấy mẫu phân tích hàm lƣợng MMT, tỷ lệ thu hồi MMT, và sản phẩm tinh quặng đƣợc tính theo công thức:
H = 100bqt/a(qt + qc) Trong đó:
- H là tỷ lệ thu hồi MMT, vào sản phẩm tinh, % - a là hàm lƣợng MMT. trong quặng đầu, % - b là hàm lƣợng MMT trong sản phẩm bùn, % - d là hàm lƣợng MMT trong sản phẩm cát, % - qt là trọng lƣợng sản phẩm bùn tràn, kg - qc là trọng lƣợng sản phẩm cát, kg
T = 100*(a-b)/(b-d)% T là thu hoạch của sản phẩm tinh quặng, %