Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang

TÓM TẮT NHIỆM VỤ Báo cáo trình bày kết quả đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang” với mục tiêu cần đạt được như sau: Quy trình công nghệ tuyển

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG ANTIMON MỎ MẬU DUỆ - HÀ GIANG

HÀ NỘI – 2011

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG ANTIMON MỎ MẬU DUỆ - HÀ GIANG

Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Trần Thị Hiến

Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2011

THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ QUẢN THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

TT Họ và tên Học hàm, học vị Cơ quan

nghiệm Địa chất - Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và

Môi trường,

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 11

1.1 Giới thiệu sơ lược về antimon 11

1.1.1 Antimon và các đặc tính lý, hóa học 11

1.1.2 Các ứng dụng của antimon 11

1.1.3 Các dạng tồn tại của antimon trong tự nhiên 13

1.2 Tình hình khai thác và chế biến quặng antimon trên thế giới 14

1.2.1 Trữ lượng quặng antimon trên thế giới 14

1.2.2 Tình hình khai thác và chế biến ở nước ngoài 15

1.2.3 Sản lượng quặng, lĩnh vực sử dụng antimon một số nước trên thế giới giai đoạn 2005-2009 16

1.2.4 Tình hình xuất nhập khẩu, giá antimon trên thế giới 2006-2008 17

1.3 Tình hình khai thác và chế biến quặng antimon ở Việt Nam 20

1.3.1 Trữ lượng quặng antimon ở Việt Nam 20

1.3.2 Một số điểm quặng antimon Việt Nam 20

1.3.3 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 24

1.3.4 Định hướng thăm dò, khai thác, chế biến sâu khoáng sản antimon ở trong nước 26

1.4 Hiện trạng quy trình công nghệ và đánh giá kết quả sản xuất quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang 27

1.4.1 Khái quát chung 27

1.4.2 Đánh giá hiện trạng quy trình công nghệ xử lý quặng của mỏ 28

1.4.3 Những giải pháp khắc phục tồn tại 30

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 34

2.1 Mẫu nghiên cứu 34

2.2 Nghiên cứu thành phần vật chất 34

2.2.1 Phương pháp gia công mẫu 34

2.2.2 Trình tự và thiết bị phân tích, thí nghiệm mẫu 34

2.2.3 Kết quả phân tích thành phần khoáng vật 37

2.2.4 Kết quả phân tích thành phần độ hạt 40

2.2.5 Kết quả phân tích thành phần hóa học 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 42

3.1 Xác định chế độ tuyển trọng lực 42

3.2 Xác định chế độ tuyển nổi 44

3.2.1 Chế độ nghiền quặng 44

3.2.2 Chế độ thuốc khâu tuyển thô Sb 47

3.2.3 Xác định nồng độ bùn quặng 53

3.3 Thí nghiệm sơ đồ tuyển 54

3.3.1 Xác định số lần tuyển tinh antimon 54

3.3.2 Xác định số lần tuyển vét Sb 57

3.3.3 Kết quả tuyển sơ đồ vòng kín 59

3.4 Định hướng xử lý môi trường 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

1 Kết luận 66

2 Kiến nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 70

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Khoáng vật chứa antimon tồn tại trong tự nhiên 14

Bảng 1.2 Trữ lượng kim loại antimon trên thế giới 14

Bảng 1.3 Sản xuất antimon trên thế giới giai đoạn 2005 – 2009 16

Bảng 1.4 Một số lĩnh vực sử dụng antimon của Hoa kỳ, Trung Quốc 17

Bảng 1.5 Tình hình xuất khẩu hợp kim antimon và phế liệu 18

Bảng 1.6 Tình hình nhập khẩu quặng thô và quặng tinh antimon 18

Bảng 1.7 Tình hình nhập khẩu hợp kim và phế liệu antimon 19

Bảng 1.8 Giá quặng tinh antimon trong nước năm 2011 25

Bảng 1.9 Các đề án thăm dò quặng antimon 26

Bảng 1.10 Các dự án khai tuyển và luyện quặng antimon 27

Bảng 2.1 Hàm lượng các khoáng vật chủ yếu 37

Bảng 2.2 Kết quả nghiên cứu thành phần độ hạt 40

Bảng 2.3 Thành phần hóa học cơ bản của mẫu antimon 41

Bảng 3.1 Các thông số thí nghiệm trên bàn đãi 42

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm tuyển đãi các độ hạt khác nhau 43

Bảng 3.3 Kết quả xác định thời gian nghiền 45

Bảng 3.4 Kết quả xác định độ mịn nghiền tối ưu 46

Bảng 3.5 Kết quả xác định độ pH khâu tuyển chính Sb 48

Bảng 3.6 Kết quả xác định chi phí thuốc kích động Sb 50

Bảng 3.7 Kết quả xác định chi phí thuốc tập hợp 51

Bảng 3.8 Kết quả xác định chi phí thuốc tạo bọt ở khâu tuyển Sb 53

Bảng 3.9 Kết quả xác định nồng độ bùn quặng 54

Bảng 3.10 Kết quả xác định pH môi trường khâu tuyển tinh Sb 55

Bảng 3.11 Kết quả xác định số lần tuyển tinh Sb 56

Bảng 3.12 Kết quả xác định số lần tuyển vét 59

Bảng 3.13 Kết quả tuyển vòng kín theo sơ đồ 1 60

Bảng 3.14 Kết quả tuyển vòng kín theo sơ đồ hình 3.12 63

Bảng 3.15 Hàm lượng quặng tinh antimon 65

Bảng 3.16 Bảng chi phí tiêu hao thuốc tuyển trong sơ đồ 1 65

Bảng 3.17 Các chỉ tiêu công nghệ dự kiến 67

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Các lĩnh vực ứng dụng antimon trên thế giới 13

Hình 1.2 Giá antimon kim loại từ 2006-2011 19

Hình 1.3 Sơ đồ khai thác chế biến quặng antimon mỏ Mậu Duệ 32

Hình 2.1 Sơ đồ gia công mẫu thí nghiệm 36

Hình 2.2 Đường đặc tính độ hạt mẫu nghiên cứu 41

Hình 3.1 Sơ đồ thí nghiệm tuyển đãi 43

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn độ mịn và thời gian nghiền 45

Hình 3.3 Sơ đồ thí nghiệm xác định chế độ nghiền tối ưu 46

Hình 3.4 Ảnh hưởng của độ mịn nghiền tới chỉ tiêu tuyển 47

Hình 3.5 Sơ đồ thí nghiệm xác định chế độ thuốc khâu tuyển antimon 48

Hình 3.6 Ảnh hưởng độ pH tới chỉ tiêu tuyển 49

Hình 3.7 Ảnh hưởng của chi phí C2H2 (COO)2Pb khi tuyển nổi Sb 50

Hình 3.8 Ảnh hưởng chi phí butylxantat tới chỉ tiêu tuyển 52

Hình 3.9 Sơ đồ thí nghiệm xác định số lần tuyển tuyển tinh Sb 57

Hình 3.10 Sơ đồ thí nghiệm xác định số lần tuyển vét Sb 58

Hình 3.11 Sơ đồ thí nghiệm tuyển vòng kín quặng antimon sử dụng phương pháp tuyển nổi 61

Hình 3.12 Sơ đồ thí nghiệm tuyển vòng kín quặng antimon sử dụng phương pháp tuyển trọng lực 62

Hình 3.13 Sơ đồ kiến nghị tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Yên Minh, Hà Giang 68

DANH MỤC CÁC ẢNH CHỤP Ảnh 1 Khai trường khai thác 33

Ảnh 2 Quặng tập kết về vị trí tuyển thủ công và tuyển thủ công 33

Ảnh 3 Xử lý quặng trước khi vào luyện 33

Ảnh 4 Quặng, mạch quặng Sb, sét- sericit 38

Ảnh 5 Antimonit dạng ổ, dạng tấm 39

Ảnh 6 Antimonit có trong mẫu đã qua làm giầu 39

Các ký hiệu đặc biệt

γγγγ: Thu hoạch, %; βββ: Hàm lượng, %; εεεε: Thực thu, %

TÓM TẮT NHIỆM VỤ

Báo cáo trình bày kết quả đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang” với mục tiêu cần đạt được như sau: Quy trình công nghệ tuyển hoàn thiện cho phép thu được quặng tinh antimon (kí hiệu là Sb) đáp ứng yêu cầu đã đăng ký: Quặng tinh antimon có hàm lượng

và thực thu: βSb≥ 13 %, εSb ≥ 70%

Báo cáo gồm 3 chương, trình bày các nội dung sau:

Chương 1- Tổng quan: Nêu sơ lược các ứng dụng của antimon (Sb), tình

hình sản xuất, công nghệ tuyển antimon trên thế giới và ở Việt Nam Hiện trạng quy trình công nghệ và đánh giá kết quả sản xuất quặng antimon mỏ Mậu Duệ,

Hà Giang Đưa ra một số giải pháp khắc phục tồn tại kết quả sản xuất quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang

Chương 2 - Thực nghiệm: Nêu kết quả nghiên cứu thành phần vật chất mẫu

quặng antimon sau nhặt tay mỏ Mậu Duệ phục vụ công tác nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ tuyển Trong chương này đã nêu kết quả nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng, được xác định bằng phân tích khoáng tướng, phân tích thạch học trên kính hiển vi điện tử, phân tích thành phần khoáng trên

hệ nhiễu xạ tia X cũng như các phân tích hóa ướt trên các hệ hấp phụ nguyên tử (AAS) hay quang phổ plasma (ICP) Kết quả phân tích cho thấy, quặng antimon

có thành phần vật chất khá phức tạp và rất nghèo Khoáng vật có trong mẫu là antimonit và valentinit với hàm lượng không cao Độ hạt xâm nhiễm của khoáng vật có ích không đồng đều dao động từ vài chục micron đến 1 milimet Khoáng vật tạo đá là đá phiến silic – sét giàu vật chất hữu cơ có nhiều gân mạch thạch anh xuyên cắt, các khoáng vật trong mẫu có dạng vảy, hạt méo mó biến tinh tập trung thành dải kéo dài theo phương định hướng

Chương 3 - Kết quả và biện luận: Nghiên cứu thực nghiệm tuyển mẫu

quặng bằng phương pháp tuyển trọng lực và tuyển nổi nhằm thu hồi antimon

Thí nghiệm vòng kín sơ đồ tuyển trọng lực và tuyển nổi Một số kết luận và kiến nghị

Để thu hồi antimon đã áp dụng quy trình công nghệ tuyển trọng lực và tuyển nổi Quy trình công nghệ tuyển trọng lực đạt được như sau: Mẫu thí nghiệm gia công xuống -2 mm, sau đó được gia công tiếp xuống độ hạt -0,5 mm, được cấp vào thiết bị vít đứng để tuyển thô, quặng tinh thô được đãi trên bàn đãi bùn, sản phẩm quặng đuôi tuyển vít và bàn đãi bùn được khử nước và nghiền ướt xuống

độ hạt -0,125 mm, cấp cho thiết bị (MGS) Sản phẩm quặng tinh Mozley được đãi lại trên bàn đãi bùn và được gộp với quặng tinh đãi 1 Quặng tinh cuối cùng nhận được có thu hoạch 7,45 %, hàm lượng Sb = 13,02 %, ứng với thực thu Sb

là 50,70 % Quặng thải nhận được có hàm lượng Sb = 0,73 %, với phân bố Sb là 49,30 % Quy trình công nghệ tuyển nổi đạt được như sau: Mẫu thí nghiệm gia công xuống – 2 mm, sau đó được nghiền đến 83 % cấp -0,074 mm, được đưa vào tuyển chính Sb, sản phẩm ngăn máy tiếp tục được tuyển vét 2 lần Sản phẩm quặng thải nhận được có hàm lượng Sb = 0,32 %, với phân bố Sb là 18,41 % Quặng tinh thô sau 3 lần tuyển tinh đã nhận được quặng tinh Sb cuối cùng có thu hoạch 7,75 %, hàm lượng Sb = 16,88 %, ứng với thực thu Sb là 81,59 % Trên cơ sở kết quả thí nghiệm tuyển theo sơ đồ vòng kín đã xác lập được quy trình tuyển có thể áp dụng để tuyển đối tượng quặng antimon sau nhặt tay

mỏ Mậu Duệ với 2 sơ đồ khác nhau Cả hai sơ đồ này đều có những ưu, nhược điểm riêng do đó cần phải có những thử nghiệm kỹ hơn để đánh giá một cách chi tiết hiệu quả của mỗi quy trình trước khi quyết định áp dụng vào thực tế sản xuất

Công tác nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang đã thành công, đạt được các mục tiêu đặt ra của quá trình nghiên cứu Quy trình công nghệ đề xuất hợp lý, đơn giản, máy móc thiết bị có thể sản xuất được ở trong nước, dễ áp dụng vào thực tiễn sản xuất

MỞ ĐẦU

Quặng antimon (Sb) Việt Nam có trữ lượng không lớn, theo các nghiên cứu thăm dò, đánh giá địa chất, tổng trữ lượng tài nguyên dự báo có khoảng 1,5 triệu tấn tập trung ở các tỉnh: Tuyên Quang, Hòa Bình, Nghệ An, Hà Giang, Quảng Ninh, Lâm Đồng Cùng với các khoáng sản Au, Sn, Pb-Zn, Cu, đất hiếm… khoáng sản Sb là một trong những loại khoáng sản quan trọng phân bố ở Miền Bắc Việt Nam Quặng antimon được phát hiện và đưa vào khai thác từ những năm 1910 Quặng tồn tại ở 2 dạng: Quặng sulfua antimon và quặng oxyt antimon, một số vùng còn chứa vàng cộng sinh như: Nghệ An, Khuôn Phục - Tuyên Quang hay Lạc Thủy - Hòa Bình

Giới thiệu sơ qua về mỏ Sb Mậu Duệ, Hà Giang, theo báo cáo kết quả công tác tìm kiếm thăm dò quặng antimon mỏ Mậu Duệ - Yên Minh- Hà Giang, mỏ gồm ba thân quặng I, II và III Hiện nay, Công ty Cổ phần Cơ khí và Khoáng sản Hà Giang (HGM) đang khai thác thân quặng II và luyện Sb Theo giấy phép của Bộ Công nghiệp (Nay là Bộ Công Thương) cấp ngày 17/12/1996, HGM được phép khai thác tại mỏ Mậu Duệ trong thời gian 30 năm Phương pháp khai thác hiện nay là lựa chọn các vỉa quặng có hàm lượng Sb cao, khai thác lộ thiên, tuyển thủ công và đưa về xưởng luyện Tuy nhiên, quặng Sb có hàm lượng cao ngày càng cạn kiệt do đó lượng quặng khai thác chọn lọc như trên không đủ cung cấp cho khâu luyện Sb kim loại của Công ty, đồng thời lượng quặng hàm lượng thấp không sử dụng được rất lớn, gây lãng phí tài nguyên và làm giảm hiệu quả sản xuất kinh doanh của công ty

Để quá trình khai thác, chế biến quặng Sb của mỏ Mậu Duệ hướng tới tiêu chí khai thác, chế biến hợp lý và sử dụng hiệu quả tiết kiệm tài nguyên việc nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tuyển phù hợp nhằm nâng cao hàm lượng Sb trong quặng Sb nghèo, đáp ứng được tiêu chuẩn nguyên liệu cho luyện kim là hết sức có ý nghĩa Trên cơ sở đó, Bộ Công Thương đã đặt hàng Viện

Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim (VIMLUKI) chủ trì đề tài "Nghiên cứu

hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ - Hà Giang " theo hợp

đồng số 89.11 RD/HĐ- KHCN ký ngày 21 tháng 3 năm 2011 giữa Bộ Công

Thương với Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim

Thực hiện hợp đồng trên VIMLUKI đã triển khai đề tài với các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu như sau:

+ Đánh giá hiện trạng sản xuất antimon của mỏ Mậu Duệ - Hà Giang

+ Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất mẫu nghiên cứu

+ Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ tuyển quặng antimon sau nhặt tay mỏ Mậu Duệ, Yên Minh, Hà Giang đảm bảo tiêu chí khai thác, chế biến hợp

lý và sử dụng hiệu quả tiết kiệm tài nguyên

+ Đề xuất quy trình công nghệ tuyển hoàn thiện cho phép thu được quặng tinh antimon đáp ứng yêu cầu đã đăng ký

- Quặng tinh antimon có hàm lượng và thực thu: βSb≥ 13 %, εSb ≥ 70%

Đề tài được nghiên cứu dựa trên tài liệu của báo cáo: “Báo cáo kết quả công

tác tìm kiếm thăm dò quặng antimon khu Mậu Duệ, Yên Minh, Hà Giang”, Công

ty Cơ khí và Khoáng sản Hà Giang năm 1996; Tình hình khai thác, tuyển và luyện quặng antimon của Công ty Báo cáo thăm dò tính tuyển quặng antimon

Hà Giang do KS Lê Thị Tuyết Minh làm chủ nhiệm Từ các tài liệu, thông tin thu thập được về tổng quan lý thuyết tuyển quặng antimon Tiến hành thực hiện các thí nghiệm để tìm ra các thông số hợp lý Qua đó, đã đề xuất sơ đồ công nghệ tuyển thích hợp để xử lý quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Yên Minh, Hà Giang Kết quả nghiên cứu đáp ứng được các nội dung trong R&D và đề cương nghiên cứu đã được duyệt, mở ra khả năng triển khai áp dụng công nghệ tuyển hợp lý quặng antimon hàm lượng thấp, hoàn thiện quy trình công nghệ nhằm tạo

ra các sản phẩm đáp ứng cho khâu xử lý tiếp theo, tăng hiệu quả kinh tế tài nguyên và góp phần bảo vệ môi trường

Công tác nghiên cứu được triển khai tại Phòng Công nghệ Tuyển khoáng thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Bộ Công Thương Công tác phân tích được thực hiện tại: Trung tâm Phân tích hóa lý thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Trung tâm Phân tích thuộc Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Phân tích và Thí nghiệm địa chất - Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

bề ngoài và nhiều tính chất cơ lý, nhưng không phản ứng như các kim loại về mặt hóa học Nó cũng phản ứng với các axit, các halogen theo phản ứng oxi hóa khử Antimon và một số hợp kim của nó thường giãn nở ra khi nguội đi Antimon thường xuất hiện cùng lưu huỳnh và các kim loại nặng như chì, đồng

và bạc Antimon kim loại có mầu trắng bạc, phát sáng khi có ánh sáng chiếu vào, thuộc dạng tinh thể lục lăng, dễ bị kết tinh, thường tạo thành tinh thể hình khối 6 mặt Khi kim loại Sb ở dạng lỏng, nếu có lớp che đậy chống ôxi hóa bề mặt sẽ kết tinh tạo thành hoa văn đuôi công óng ánh, là kim loại giòn dễ bị mài mòn, không có tính chất giãn nở, thường không thể trực tiếp dùng máy móc chế tác gia công cơ khí Hàm lượng của antimon trong vỏ trái đất nằm trong khoảng 0,2 ÷ 0,5 ppm [10]

1.1.2 Các ứng dụng của antimon

Với nhiều đặc tính hóa lý đặc biệt, antimon và các hợp chất của nó được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp và mọi mặt của đời sống Một

số ứng dụng tiêu biểu của antimon như sau:

Antimon và hợp kim antimon được ứng dụng rộng rãi trong hàng loạt các ngành công nghệ cao như điện tử, vũ trụ, quân sự, mạ điện, nguyên liệu nhiếp ảnh (photographic materials) ngoài ra còn sử dụng trong mỹ phẩm, sơn, vật liệu tổng hợp, công nghiệp dệt may Theo truyền thống thì antimon được dùng dưới dạng kim loại và dạng hợp kim khác Nhưng ngày nay nó được sử dụng rộng rãi

trên toàn thế giới trong việc luyện kim và là tác nhân làm cứng trong luyện chì, đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất các loại ắc quy Các ứng dụng bao gồm: Ắc quy; Hợp kim chịu mài mòn; Hợp kim đúc chữ in; Hợp kim vỏ bọc cáp quang và hợp kim hàn thiếc; Đạn cho các vũ khí cầm tay và đạn lửa; Lớp bọc cho sợi cáp; Diêm; Các loại thuốc phòng trừ sinh vật nguyên sinh và thứ sinh; Hàn chì; Hàn thiếc - một vài loại thiếc hàn không chì chứa 5 % Sb; Các vòng bi chính và lớn trong động cơ đốt trong (dưới dạng hợp kim); Được dùng trong các máy in kiểu nilo

Antimon kim loại dùng để chế tạo hợp kim, ngoài ra dùng để chế tạo bột oxyt antimon cao cấp, sau đó là dùng antimon làm lớp mạ ứng dụng trong kỹ thuật mạ điện, kim loại Sb có hàm lượng cao (tinh khiết) dùng để làm hợp kim chế tạo chất bán dẫn và làm chất phụ gia để chế tạo bán dẫn như nêu trên

Ngoài ra, antimon có thể được dùng như chất phụ gia trong chất dẻo chuyên hóa Sự phát triển của xe điện cũng làm gia tăng việc sử dụng ắc quy antimon bởi đặc tính quay sâu Chất bán dẫn antimon cũng có thể được dùng trong hệ thống tầm nhìn ban đêm cho máy bay và thiên văn học Phế liệu dẫn antimon được tách ra từ pin lưu axit đã qua sử dụng được tái chế

Các hợp chất antimon như oxyt, sulfua, antimon natri, triclorua antimon được dùng làm các vật liệu chống cháy, men gốm, thủy tinh, sơn, sứ

- Trioxit antimon (Sb2O3) là hợp chất quan trọng nhất của antimon và được

sử dụng chủ yếu trong các vật liệu chịu lửa Các ứng dụng chịu lửa bao gồm các thị trường như quần áo và đồ chơi trẻ em, các lớp bọc ghế ngồi trong ôtô và máy bay Nó cũng được dùng trong công nghiệp sản xuất composit sợi thủy tinh như

là phụ gia cho nhựa polyeste cho các mặt hàng như lớp che bọc động cơ máy bay hạng nhẹ, chế tạo thuốc nhuộm màu trắng cao cấp

- Sulfua antimon (Sb2S3) đã được biết đến và sử dụng từ thời kỳ cổ đại như

là thuốc và mỹ phẩm Sulfua antimon là một thành phần của diêm an toàn, chế tạo đạn tín hiệu, đạn phát quang, làm kíp nổ, là nguyên liệu chủ yếu trong công

nghiệp sản xuất pháo hoa Nó cũng được dùng làm chất tẩy trắng trong công nghiệp sản xuất kính

- Trong y học hợp chất của anitmon có [SbO_C6H5(NH2)C4H4O2] dùng làm thuốc tiêm chữa trị các bệnh ở tĩnh mạch, hợp chất SbOH(O.CH.CO OK)2 O.5H2O] làm chất gây nôn, hợp chất SbCSCH2 (O.NH2)3 dùng để chữa trị sưng tấy cơ háng, nhiệt đen, bệnh phù nề chân, ngoài ra Sb2O3 cũng được làm thuốc chữa các bênh do teo cơ [10]

Hình 1.1 Các lĩnh vực ứng dụng antimon trên thế giới

1.1.3 Các dạng tồn tại của antimon trong tự nhiên

Trên vỏ trái đất có khoảng hơn 120 loại khoáng vật chứa antimon, tuy nhiên khoáng vật có giá trị công nghiệp không nhiều, có khoảng 10 loại khoáng vật chính Căn cứ vào đặc điểm của thành phần khoáng vật, có thể chia thành quặng sulfua antimon và quặng oxyt antimon, quặng antimon hỗn hợp sulfua và oxyt, quặng antimon đa kim phức tạp và antimon tự nhiên

60%

20%

20%

chất hãm cháy pin và hợp kim

sử dụng khác

Bảng 1.1 Khoáng vật chứa antimon tồn tại trong tự nhiên

Tên các khoáng vật Công thức % Sb Tỷ trọng

1.2 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG ANTIMON TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1 Trữ lượng quặng antimon trên thế giới

Trữ lượng antimon trên vỏ trái đất rất thấp chiếm 1/100.000 trọng lượng của

vỏ trái đất Tuy nhiên, những mỏ có thể khai thác được thì tài nguyên lại tương đối phong phú Theo báo cáo của cục Địa chất Hoa Kỳ, qua công tác thăm dò khoáng sản antimon, antimon trên thế giới có trữ lượng là: 430,43x104 tấn, trong

đó Trung Quốc chiếm 218,45x104 tấn, chiếm 50,7 % tổng trữ lượng trên thế giới Ngoài ra, còn một số nước trên thế giới cũng có tài nguyên quặng antimon lớn như: Bôlivia, Nam Phi, Liên Xô cũ… Trữ lượng quặng antimon trên thế giới được thể hiện ở bảng 1.2 [10]

Bảng 1.2 Trữ lượng kim loại antimon trên thế giới

Tên nước Trữ lượng kim loại antimon (104 tấn) Chiếm %

Tên nước Trữ lượng kim loại antimon (104 tấn) Chiếm %

là sản phẩm phụ trong khai thác các mỏ kim loại có quy mô lớn Phương pháp khai thác chính là khai thác lộ thiên

1.2.2.2 Tình hình chế biến

Công nghệ tuyển các loại quặng sulfua antimon đã được nghiên cứu nhiều ở các nước và đã được áp dụng thành công vào thực tế sản xuất, tạo ra được quặng tinh antimon có hàm lượng khác nhau, phục vụ tốt cho các khâu luyện kim Tùy theo hàm lượng và thành phần khoáng vật trong quặng tinh người ta áp dụng các phương pháp luyện kim khác nhau Phương pháp được sử dụng phụ thuộc vào loại quặng như quặng sulfua, oxyt, hoặc quặng phức tạp, hàm lượng của antimon dao động trong khoảng 1,5 ÷ 60 % Quặng sulfua thường được tuyển tách bằng quá trình tuyển nổi, với quặng có hàm lượng chứa 1,5 ÷ 25 % Sb được

nung để tạo ra oxyt, với loại quặng có hàm lượng 25 ÷ 45 % Sb là nấu chảy trong lò nung để sản xuất kim loại thô Những quặng với 45 ÷ 60 % Sb được nung nóng trong không khí để làm tan chảy sulfua antimon Quặng oxyt có chứa

30 % Sb nung trong lò cao để sản xuất kim loại thô; với quặng có chứa hàm lượng trên 50 % Sb được tinh chế tạo ra kim loại trong lò phản xạ Hỗn hợp sulfua và quặng oxyt thường được nấu chảy trong lò cao Quặng antimon phức tạp được xử lý bằng cách tuyển tách sau đó dùng điện phân để thu hồi kim loại Phần lớn các nhà máy tuyển quặng sulfua antimon đều tuyển quặng có hàm lượng

Sb < 5 % Các nước sản xuất antimon lớn nhất là Trung Quốc, Bôlivia, Nam Phi

và Liên Xô cũ: Sản lượng hàng năm của bốn nước từ 160.000 ÷ 180.000 tấn, trong khi sản lượng hàng năm của tất cả các nước khác chỉ là 20.000 ÷ 27.000 tấn Sản lượng trên thường dao động vì cung không đủ cầu

1.2.3 Sản lượng quặng, lĩnh vực sử dụng antimon một số nước trên thế giới giai đoạn 2005-2009

Bảng 1.3 Sản xuất antimon trên thế giới giai đoạn 2005 - 2009

Dựa vào bảng 1.3 ta thấy Trung Quốc là nhà sản xuất antimon lớn nhất với

88 % tổng lượng trên toàn thế giới Nam Phi, Bôlivia, Taikistan, Liên Xô cũ, Guatemala và Thổ Nhĩ Kỳ cũng là những nhà sản xuất quan trọng khác ngoài Trung Quốc

Bảng 1.4 Một số lĩnh vực sử dụng antimon của Hoa Kỳ, Trung Quốc

1.2.4 Tình hình xuất nhập khẩu, giá antimon trên thế giới 2006-2008

Xuất khẩu: Xuất khẩu hợp kim và phế liệu antimon đã giảm mạnh từ 2.159

tấn vào năm 2006 - 2007 xuống còn 24 tấn vào năm 2007- 2008 Các nước xuất khẩu chủ yếu là Jordan, Pakistan, Ả Rập Xê út và Ý

Bảng 1.5 Tình hình xuất khẩu hợp kim antimon và phế liệu

Quốc gia

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Nhập khẩu: Nhập khẩu quặng và tinh quặng antimon từ 478 tấn vào năm

2005 lên đến 693 tấn vào năm 2006- 2007 Các nước nhập khẩu chủ yếu là Trung Quốc, Mexico, Peru Nhập khẩu hợp kim và phế antimon tăng từ 2.107 tấn năm 2006 lên 2.144 tấn vào năm 2007- 2008 Trung Quốc là nước nhập khẩu chủ yếu chiếm (94 %)

Bảng 1.6 Tình hình nhập khẩu quặng thô và quặng tinh antimon

Quốc gia

2006-2007 2007-2008

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Bảng 1.7 Tình hình nhập khẩu hợp kim và phế liệu antimon

Quốc gia

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Khối lượng (t)

Giá trị, (10 3 USD)

Giá antimon kim loại: Theo thị trường LME giá kim loại antimon có hàm

lượng Sbmin = 99,65 % Sb dao động rất lớn từ 6.000 USD/tấn vào tháng 4 năm

2006 đến 18.000 USD/tấn vào tháng 4 năm 2011 Tuy nhiên, vào những năm khủng hoảng kinh tế cuối 2008 - 2009 thì giá antimon kim loại lại giảm xuống dưới 5.000 USD/tấn Hình 1.2 thể hiện giá antimon kim loại từ 28/4/2006-28/4/2011 [11]

Hình 1.2 Giá antimon kim loại từ 2006 - 2011

28/4/2006

28/4/2011USD

1.3 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG ANTIMON Ở VIỆT NAM

1.3.1 Trữ lượng quặng antimon ở Việt Nam

Nguồn tài nguyên antimon ở nước ta không lớn, theo đánh giá địa chất tổng trữ lượng khoảng 1,5 triệu tấn Sb Các mỏ có giá trị công nghiệp là Làng Vài, Khuôn Phục (tỉnh Tuyên Quang) và Tà Sỏi (tỉnh Nghệ An) Các mỏ này luôn có vàng đi kèm Gần đây, phát hiện mỏ Dương Huy - Quảng Ninh rất có triển vọng (dự báo trữ lượng khoảng 35.000 tấn Sb) Tổng trữ lượng antimon đã tìm kiếm thăm dò là: 40.386 tấn Sb, khoáng sản đi kèm 9.336 kg Cu

1.3.2 Một số điểm quặng antimon Việt Nam

Antimon là khoáng sản có giá trị công nghiệp cao Các mỏ và điểm quặng antimon trên lãnh thổ Việt Nam đã được phát hiện, điều tra, tìm kiếm đánh giá, nghiên cứu và khai thác từ đầu thế kỉ XX đến nay Quặng antimon có thành phần vật chất khá đa dạng, phong phú và được hình thành trong các điều kiện địa chất và chế độ kiến tạo khác nhau Ở miền Bắc Việt Nam các mỏ và điểm quặng antimon tập trung thành các mỏ quặng như Yên Minh, Chiêm Hóa, Pia Oắc và các điểm đơn lẻ Khôn Re, Nậm Chảy, Tông Mừng, Púng Giắt, Tân Lâm, Phong An Chúng thường phân bố dọc các đứt gãy sâu, trong các cấu trúc uốn nếp địa phương, cấu trúc đơn nghiêng, trong các đới dập vỡ kiến tạo Trong một số nút quặng và vùng quặng có thể thấy rõ sự phân bố của các mỏ và điểm quặng có tính phân đới theo chiều ngang (Pia Oắc ) Quặng hóa antimon ở miền Bắc gặp các dạng đơn kim (các mỏ và điểm quặng antimon thực thụ), song kim (antimon – vàng, thủy ngân – antimon) Trong các mỏ và điểm quặng antimon ở miền Bắc, quặng antimon thường gặp dưới dạng các mạch thạch anh chứa antimonit và các sunfua khác (pyrit, arsenopyrit, cinnabar, sphalerit, galenit ) chúng được định vị trong các bối cảnh địa chất kiến tạo nhất định

Mỏ Làng Vài: Mỏ Làng Vài nằm trong địa phận hai xã Ngọc Hội và Phú

Bình (huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang) Mỏ này thuộc thành hệ thạch anh – antimon – vàng

Tại khu mỏ Làng Vài có 5 đới quặng:

- Đới quặng hóa antimon – vàng số I: Xác định được 7 thân quặng dạng

mạch dài với 2 kiểu khoáng hóa nhiệt dịch (tổ hợp cộng sinh khoáng vật)

+ Thạch anh – arsenopyrit – pyrit – vàng (Au: 0,5 ÷ 5,4 g/t; Ag: 20 ÷ 28,2 g/t;

Sb: 0,33 ÷ 3,3%; As:4,32 %)

+ Thạch anh– antimonit– sphalerit– calcit (Sb: 3,4÷ 28,71 %; As: 0,03÷8,32 % )

+ Biến đổi đá vây quanh là thạch anh hóa, calcit hóa, dolomit hóa

- Đới quặng hóa antimon – vàng số II: Đã xác định được 10 thân quặng dạng

+ Biến đổi đá vây quanh: Thạch anh hóa, pyrit hóa, calcit hóa, talc hóa

- Đới quặng hóa antimon – vàng số III: Đã xác định được 6 thân quặng mạch

dốc Các tổ hợp cộng sinh khoáng vật

+ Thạch anh – arsenopyrit – Au (Au: 0,4 ÷ 13 g/t; Ag: 0,5 ÷ 15,6 g/t; Sb: 0,27 ÷ 2 %; As: 0,08 ÷ 30,55 %)

+ Thạch anh – antimonit – arsenopyrit – vàng

+ Thạch anh – antimonit – calcit –Au (Sb: 0 ÷ 58,16 % trung bình 13 ÷ 14 %;

As: 2,26 %; Au: 2,24 g/t; Ag : 23,85 g/t)

+ Biến đổi đá vây quanh: Thạch anh hóa, calcit hóa, talc hóa, sericit hóa

- Đới quặng hóa vàng – antimon số IV: Đã xác định được 6 thân quặng, dạng

mạch dày Các tổ hợp cộng sinh khoáng vật chủ yếu

+ Thạch anh – arsenopyrit – pyrit – vàng

+ Thạch anh – antimonit – sphalerit – calcit – vàng

Hàm lượng (Sb: 1,29 ÷ 36,04 %, Au: 0,55 ÷ 13 g/t, Ag: 10,64 ÷ 82,2 g/t; As: 0,4 ÷ 9,8%)

+ Biến đổi đá vây quanh: Thạch anh hóa, pyrit hóa, calcit hóa

- Đới quặng hóa số V: Phát hiện được 3 thân quặng dạng mạch dày Tổ hợp

cộng sinh khoáng vật chủ yếu: Thạch anh – arsenopyrit – pyrit – antimonit –

vàng (Au: 1,6 ÷ 8 g/t; Ag: 10 ÷ 12 g/t; Sb: 0,02 ÷ 0,5 %; As: 0,26 ÷ 11,54 %)

Biến đổi đá vây quanh: Thạch anh hóa

Thành phần khoáng vật trong quặng antimon – vàng của mỏ Làng Vài rất

phong phú, đa dạng và được nghiên cứu từ rất sớm Hiện đã phát hiện được 50

khoáng vật trong mỏ, các khoáng vật ở đây có antimonit, pyrit, arsenopyrit,

sphalerit, valentinit

Mỏ Khuôn Phục: Vị trí của mỏ thuộc xã Ngọc Hội, huyện Chiêm Hóa Mỏ

có 2 đới quặng hóa

- Đới quặng antimonit – vàng ở phía Bắc: Gồm 8 thân quặng hàm lượng các

nguyên tố: vết – 21,6 g/t Au; Ag: 0 ÷ 158 g/t ; Sb:0 ÷ 12,09 %; As: 0 ÷ 26,66 %

- Đới quặng hóa antimonit – vàng phía Nam: Gồm 12 thân quặng, hàm

lượng các nguyên tố: 1,2 ÷ 35 g/t Au; Ag: 0,2 ÷ 64 g/t; Sb: 0 ÷ 0,27%; As: 0 ÷ 20,57% Biến đổi đá vây quanh: Thạch anh hóa, calcit hóa, pyrit hóa,

chlorit hóa, talc hóa

Các khoáng vật chủ yếu của mỏ Khuôn Phục như antimonit, arsenopyrit,

pyrit và các khoáng vật đi kèm khác như sphalerit, chancopyrit, antimonit tự

sinh Các khoáng vật ít và hiếm gặp như pyrotin, vàng tự sinh, ilmenit, rutil

Mỏ Mậu Duệ: Vị trí mỏ thuộc xã Mậu Duệ, huyện Yên Minh, Tỉnh Hà

Giang Thành phần khoáng vật rất đơn giản chủ yếu là antimonit (5 ÷ 20 %),

thạch anh (20 ÷ 60 %) ngoài ra còn gặp các khoáng vật khác như pyrit,

magnetit ngoài ra còn thấy xuất hiện khoáng vật thứ sinh oxyt antimon như

valentinit nhưng không nhiều

Điểm quặng Pó Ma: Phân bố ở rìa đới cấu trúc sông Hiến và phân bố trên

các diện tích các thôn Pó Ma, Pắc Cạm, Pó Ngần của xã Khâu Vai, huyện Mèo

Vạc, tỉnh Hà Giang Trên diện tích khu mỏ phát hiện được 5 thân quặng và điểm

biểu hiện rời rạc Các thân quặng có dạng mạch xuyên cắt, lấp đầy khe nứt và

dạng thấu kính Quặng có dạng đặc sít, ổ, mạch tia, xâm tán Các khoáng vật

chính: antimonit, thạch anh, arsenopyrit, pyrit Hàm lượng các nguyên tố hóa

học 1,29 ÷ 15,28 % Sb, As: 0,05 ÷ 0,86%, Ag – 0,002% Biến đổi đá vây quanh:

Thạch anh hóa, silic hóa, quarzit hóa

Mỏ Tà Sỏi: Vị trí mỏ thuộc xã Châu Hạnh, huyện Quỳ Châu, Tỉnh Nghệ

An Mỏ đại diện cho kiểu khoáng thạch anh– pyrit– antimonit– vàng trong trầm

tích lục nguyên Thành phần khoáng vật của mỏ gồm có thạch anh (30 ÷ 40 %),

cacbonat (10 ÷ 30 %), sericit (5 ÷ 30 %), albit (5 ÷ 15 %), pyrit(1 ÷ 2 %),

mutcovit, antimonit, galenit và các khoáng vật thứ sinh như covelin, valentinit

Điểm quặng Mỏ Sao: Đại diện cho kiểu khoáng thạch anh – antimonit trong

trầm tích phun trào – lục nguyên Điểm quặng Mỏ Sao thuộc huyện Bình Gia,

Lạng Sơn Điểm quặng có 4 thân quặng thạch anh – antimonit Hàm lượng các

nguyên tố trong thân quặng Sb: 0,23 ÷ 12,29 % trung bình 1 ÷ 3 %; Au: 0,54 ÷

6,4 g/t; Pb: 0,1 ÷ 0,3 %, Ag: 0,001 ÷ 0,63 % Ngoài các mạch quặng độc lập,

khoáng hóa antimonit còn gặp ở dạng xâm tán đá vây quanh Các khoáng vật

quặng chủ yếu: antimonit, thạch anh, pyrit, arsenopyrit, sphalerit

Mỏ Khe Chim: Đại diện cho các mỏ vùng quặng Khe Chim – Dương Huy

thuộc thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Các khoáng vật quặng: antimonit (1 ÷

60 %), pyrit (1 ÷ 4 %), arsenopyrit, chalcopyrit, sphalerit, galenit, quặng đồng

xám, pyrotin, magnetit, sphen, hematit Trong quặng antimon đã phát hiện

nguyên tố hóa học chính: Sb, Au, Cu, Pb, As ngoài ra còn có: Ni, Cr, Co, Mn,

Ti, V

Mỏ Yên Vệ: Vị trí mỏ thuộc huyện Nho Quan, tỉnh Ninh Bình Tại đây phát

hiện 5 thân quặng với các khoáng vật chính: antimonit, cinnabar, pyrit, rutil,

hematit, chalcopyrit, arsenopyrit, valentinit, thạch anh, calcit, vàng tự sinh,

fluorit Hàm lượng các nguyên tố Sb: 0,01 ÷ 5,92 %; Hg: 0,01 ÷ 1,125 %; Au: 0,2 g/t; Ag: 2 g/t

Mỏ Thần Sa: Đại diện cho kiểu khoáng thạch anh – fluorit – cinnabar –

antimonit Mỏ thuộc huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên Các khoáng vật chính:

Cinnabar, pyrit, antimonit, chalcopyrit, thạch anh, hematit, limônit, covelin

1.3.3 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

1.3.3.1 Tình hình khai thác

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Hà Giang và một số tỉnh khác có mỏ antimon đã được cấp phép khai thác thu hồi Sb Phụ thuộc vào đặc điểm và các điều kiện của mỗi cơ sở, việc khai thác quặng antimon hiện nay được thực hiện bằng phương pháp lộ thiên Công tác khai thác được cơ giới hóa với mức độ thấp chủ yếu là bán cơ giới và thủ công Quy trình khai thác gồm phá vỡ quặng, đá bằng khoan nổ mìn, xúc bốc thủ công, vận tải trong mỏ bằng tự chảy hoặc bằng goòng đẩy tay, thoát nước bằng bơm và tự chảy, vận tải ngoài mỏ bằng ô tô

1.3.3.2 Tình hình nghiên cứu chế biến

Từ những năm 1974, Viện Luyện kim thuộc Bộ Cơ khí và Luyện kim (nay

là Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim) đã thiết kế xưởng tuyển quặng antimon Đầm Hồng, Tuyên Quang sử dụng công nghệ tuyển nổi, từ quặng đầu có hàm lượng Sb ≥ 10% thu được sản phẩm quặng tinh có hàm lượng

Sb = 55%, thực thu = 85 % (Thực tế theo kết quả báo cáo sản xuất quý III/1978 quặng tinh antimon trung bình có hàm lượng là 46,7 % với mức thực thu đạt 71,79 % từ quặng đầu có hàm lượng Sb = 9,39 %) Đến năm 1994, nghiên cứu tính khả tuyển quặng animon Hà Giang với quặng đầu Sb = 19,54 % thu được quặng tinh antimon có hàm lượng 66 %, thực thu 81,06 %, quặng thải có hàm lượng Sb 4,34 %, phân bố Sb còn lại 18,94 % Năm 2007, Công ty Kim loại màu Thái Nguyên nghiên cứu lập dự án mỏ antimon Làng Vài, Chiêm Hóa, Tuyên Quang từ quặng đầu Sb ≥ 10 %, qua quá trình tuyển nổi thu được quặng tinh antimon có hàm lượng Sb = 45 % với mức thực thu 80 % Công ty cổ phần

Ô tô Xuân Kiên VINAXUKI có trụ sở chính ở Km 5 - Đường Thăng Long - Nội Bài - Xã Tiền Phong - Huyện Mê Linh - Hà Nội cũng có một cơ sở tuyển và luyện Sb thuộc tỉnh Đăk Nông, cơ sở này có một hệ thống nghiền, tuyển nổi với công suất 3.000 tấn quặng nguyên khai/năm với một khâu nghiền phân cấp, một khâu tuyển chính, 3 khâu tuyển vét và một khâu tuyển tinh, từ quặng đầu có hàm lượng 7÷9 % Sb thu được quặng tinh có hàm lượng Sb>15 %, thực thu Sb đạt 70

÷75 % Ngoài ra, Công ty Cổ phần Đầu tư Trung Hải có trụ sở tại Lô A3 Khu

Đô Thị Trung Kính, Hà Nội cũng có một cơ sở chế biến và thiêu quặng Sb thuộc tỉnh Quảng Ninh, tuy nhiên cơ sở này hiện nay đang ngừng vì không có nguồn quặng để sản xuất

Quặng tinh antimon là nguyên liệu cung cấp cho nhà máy luyện Sb Quặng tinh thiêu trong lò hecxi với hàm lượng đầu vào Sb > 12 %, hiệu suất thu hồi

≈ 80 %, sau đó tinh luyện trong lò phản xạ, lò hồ quang hiệu suất của quá trình tinh luyện đạt 95 ÷ 98 % Hiện nay, ngoài nhà máy luyện antimon thuộc mỏ Mậu Duệ, Hà Giang còn có một số cơ sở sản xuất antimon kim loại nhỏ lẻ

1.3.3.3 Giá quặng antimon trong nước

Hiện nay, quặng antimon được thu mua với các mức giá khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng Sb có trong quặng Bảng 1.8 thể hiện giá quặng antimon trong nước

Bảng 1.8 Giá quặng tinh antimon trong nước năm 2011

TT Hàm lượng Sb

%

Đơn giá (VNĐ) TT

Hàm lượng Sb

%

Đơn giá (VNĐ)

TT Hàm lượng Sb

%

Đơn giá (VNĐ) TT

Hàm lượng Sb

%

Đơn giá (VNĐ)

Ghi chú: Giá này mua tại Hà Nội chưa bao gồm thuế GTGT

1.3.4 Định hướng thăm dò, khai thác, chế biến sâu khoáng sản antimon ở trong nước

Theo quyết định số: 05/2008/QĐ-BCT ngày 04 tháng 3 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Công Thương về quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến

và sử dụng quặng antimon giai đoạn 2007 - 2015, có xét đến năm 2025 khẳng định việc thăm dò, khai thác, chế biến sâu khoáng sản antimon trong nước là hết sức cần thiết

Các dự án đầu tư khai thác, chế biến sâu quặng antimon chủ yếu được trình bày trên bảng 1.9

Bảng 1.9 Các đề án thăm dò quặng antimon

TT Nội dung thăm dò Tỉnh Mục tiêu, tấn

2 TD bổ sung quặng Sb mỏ Làng Vài Tuyên Quang 5.000 tấn Sb cấp C1+C2

3 TD quặng antimon Dương Huy Quảng Ninh 2.000 tấn Sb cấp C1+C2

4 TD quặng Sb trong đới cấu trúc Lô-Gâm Hà Giang, Cao Bằng

Bảng 1.10 Các dự án khai tuyển và luyện quặng antimon

Đơn vị công suất: tấn antimon trong tinh quặng/năm; * tấn antimon thỏi/năm

TT Nội dung

Quy mô khai tuyển

Công suất Ghi chú

1 Khai tuyển thô quặng antimon Bó

Mới (Hà Giang)

Công

2 Khôi phục khai thác, tuyển quặng

antimon mỏ Làng Vài (Chiêm Hóa,

Tuyên Quang)

Công

Chú trọng thu hồi vàng

3 Nghiên cứu đầu tư xây dựng nhà máy

luyện antimon thỏi tại Chiêm Hóa

500*

4 Khai thác, tuyển tinh quặng antimon

Đông Khe Chim và Tây Khe Chim

(Cẩm Phả, Quảng Ninh)

Công

Việt Nam Trung Quốc Xây dựng nhà máy luyện antimon

5 Khai tuyển tinh quặng antimon Đồng

6 Khai tuyển thô quặng antimon

Dương Huy và Đồng Mỏ (Cẩm Phả,

Quảng Ninh)

Công nghiệp

và nhỏ

200

1.4 HIỆN TRẠNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN XUẤT QUẶNG ANTIMON MỎ MẬU DUỆ, HÀ GIANG

1.4.1 Khái quát chung

Hà Giang được đánh giá là tỉnh có tiềm năng lớn về khoáng sản Tháng 11/2005, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thống kê và bàn giao cho tỉnh quản

lý, khai thác 146 điểm mỏ, với 28 loại khoáng sản khác nhau Tính đến nay đã

có 53 mỏ, điểm mỏ đã được UBND tỉnh và Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp phép cho gần 40 doanh nghiệp hoạt động khai thác đối với các loại khoáng sản sắt, mangan, chì kẽm, antimon, thiếc - vonfram, mica, caolanh Khoáng sản antimon có 6 mỏ đã được cấp phép khai thác bao gồm các mỏ Mậu Duệ, Pó Ma, Lẻo A, Bản Trang, Phe Thán, Bản Đáy, trong đó có 2/6 mỏ đang thực hiện công

tác khai thác đó là mỏ antimon Mậu Duệ cấp cho Công ty Cổ phần cơ khí và Khoáng sản Hà Giang, mỏ Antimon Lẻo A cấp cho Công ty TNHH Bảo An; 2/6

mỏ tạm dừng khai thác để thực hiện công tác thăm dò bổ sung đó là mỏ quặng antimon Pó Ma cấp cho Công ty Cổ phần Khoáng sản Quốc tế VCC, mỏ antimon Bản Đáy cấp cho Công ty Cổ phần Khoáng sản Thiên Phú Sơn; 2/6 thực hiện công tác khai thác không hiệu quả đó là mỏ antimon Bản Trang, mỏ antimon Phe Thán cấp cho Hợp tác xã Tiểu thủ Công nghiệp 3-2

Mỏ antimon Mậu Duệ bao gồm ba thân quặng I, II, và III Thân quặng I nằm

ở phía Tây, hàm lượng trung bình < 5% Sb Thân quặng II nằm ở trung tâm khu Mậu Duệ, hàm lượng trung bình khoảng 11 % Sb Thân quặng III nằm về phía Đông của Mỏ, hàm lượng dao động 0,17 ÷ 13,56 % Sb [1] Theo báo cáo kết quả công tác tìm kiếm thăm dò quặng antimon mỏ Mậu Duệ - Yên Minh- Hà Giang, thân quặng II chủ yếu là sulfua, kết quả phân tích khoáng tướng cho thấy khoáng vật antimonit là khoáng chính trong quặng Khoáng vật oxyt antimon ngoài valentinit chưa thấy xuất hiện các khoáng khác Ngoài ra còn khoáng vật pyrit, sphalerit, limônit, khoáng vật phi quặng chủ yếu là thạch anh và canxit Các nguyên tố có ích trong quặng bao gồm: Sb; Au; Ag; Hg, trong đó Sb là có giá trị công nghiệp nhất với hàm lượng trung bình là ~ 10 %, các nguyên tố Au; Ag; Hg có hàm lượng thấp Nguyên tố có hại là As có hàm lượng thấp 0,01 ÷ 0,07 % Theo hàm lượng Sb thân quặng II chia làm 3 loại quặng: Loại I: Quặng

có hàm lượng Sb > 10 ÷ 20 % gồm các khối 1C1, 2C2, 5C2 ; loại II: Quặng có hàm lượng Sb dao động 5 ÷ 10 % gồm các khối 3C2, 4C2, 8C2 ; và loại III: Là loại quặng có hàm lượng Sb < 5 % gồm các khối 10C2, 14C2 Tthân quặng có hàm lượng Sb trung bình khối < 3 % Sb không tính trữ lượng

1.4.2 Đánh giá hiện trạng quy trình công nghệ xử lý quặng của mỏ

Công ty Cơ khí Khoáng sản Hà Giang được thành lập từ năm 1995 và được cấp giấy phép khai thác quặng antimon tại mỏ Mậu Duệ, Yên Minh, Hà Giang Sau 7 năm thành lập (năm 2002) hệ thống khai thác, chế biến sâu quặng antimon bắt đầu cho ra mẻ sản phẩm đầu tiên Năm 2005, Công ty được cổ phần hóa,

trong đó Nhà nước vẫn nắm giữ 49 % cổ phần và được đổi tên thành Công ty Cổ phần Cơ khí và Khoáng sản Hà Giang (HGM).

Công ty Cổ phần Cơ khí và Khoáng sản Hà Giang đang khai thác thân quặng II, với trữ lượng ước tính là 371,818 tấn quặng, tương đương khoảng 36.000 tấn kim loại antimon [1] Theo giấy phép của Bộ Công nghiệp cấp ngày 17/12/1996, HGM được phép khai thác tại mỏ Mậu Duệ trong thời gian 30 năm, với công suất khai thác quặng tinh là 10,500 tấn quặng/năm cấp cho nhà máy luyện antimon Qua khảo sát thực tế tình hình khai thác, chế biến quặng Sb tại

mỏ từ ngày 9/5/2011 ÷ 15/5/2011có thể đưa ra một số nhận xét sau đây:

Công tác đầu tư xây dựng mỏ không tuân thủ theo đúng trình tự từ thăm dò, khai thác đến nghiên cứu công nghệ chế biến, nên sau 9 năm sản xuất công tác chế biến quặng tinh antimon có một số ưu, nhược điểm sau:

Ưu điểm:

- Công nghệ tuyển đơn giản dễ thực hiện

- Đầu tư xây dựng nhanh, sớm đưa vào sản xuất

- Chi phí sản xuất thấp

Nhược điểm:

Việc tuyển thủ công đơn giản nhưng chưa thực hiện tốt đối với quặng độ hạt

< 40 mm Mặt khác quặng antimon mỏ Mậu Duệ với xâm nhiễm độ hạt 0,1 ÷ 1

mm khá nhiều, không thể chọn tay được nên khối lượng kim loại đi theo sản phẩm thải chọn tay khá cao Thực thu kim loại khâu tuyển thủ công là rất thấp

25 ÷ 30 %, không xử lý triệt để tận để thu nguồn tài nguyên này

Hiện nay, quặng Sb khai thác lộ thiên được đổ về bãi tuyển thủ công và được tuyển như sơ đồ hình 1.3, thu được quặng tinh Sb có hàm lượng ≈ 13 %

Sb, ứng với thực thu Sb chỉ đạt ≈ 30% Như vậy, khâu tuyển thủ công có hiệu quả tuyển quá thấp, gây mất mát Sb vào thải khá nhiều

Với tình hình chế biến sâu như hiện nay của HGM cần 9.000 ÷ 12.000 tấn quặng tinh Sb/năm, hàm lượng Sb ≥ 13 % cung cấp cho nhà máy luyện Sb Với công nghệ tuyển thủ công mà mỏ đang áp dụng, thực thu Sb của công đoạn này

đạt được thấp (khoảng 25 ÷ 30 %), khối lượng thải của quá trình nhặt tay ngày càng nhiều so với khối lượng quặng tinh thu được trên đây Theo báo cáo địa chất hàm lượng trung bình thân quặng II khoảng 11 % Sb, với thực thu kim loại khâu tuyển thủ công 30 % thì hàm lượng Sb trong thải nhặt tay sẽ ≥ 4,35 % Sb Tuy nhiên, theo thực tế thải của quá trình nhặt tay, khai thác chọn lọc có hàm lượng antimon trung bình dao động Sb 1,3 ÷ 2,35 % Quặng thải của quá trình tuyển thủ công còn chứa nhiều Sb nên chưa thể coi là quặng thải cuối cùng đòi hỏi phải lưu giữ lại, do đó sau gần 10 năm sản xuất, khối lượng quặng thải hiện đang lưu rất lớn gây khó khăn cho việc lưu giữ, bảo quản đồng thời là nguồn chất thải rắn có nguy cơ gây ô nhiễm và suy thoái môi trường Việc nghiên cứu thu hồi lượng Sb còn tồn tại trong quặng thải nói trên sẽ đem lại nguồn lợi kinh tế lớn cho doanh nghiệp cũng như giải quyết được các vấn đề tồn tại đã nêu

Kết quả sơ bộ sản xuất quí I, II, III năm 2011 của Công ty HGM

1 Quặng tinh Sb các loại: 6.028,586 tấn; hàm lượng trung bình 13,87 % Sb

2 Antimon kim loại 533,716 tấn; hàm lượng 99,95 % Sb

1.4.3 Những giải pháp khắc phục tồn tại

Giải pháp thứ nhất (mức tối đa)

Theo trữ lượng quặng được giao, tương ứng với quy mô sản xuất hiện tại thì tuổi thọ của mỏ là 30 năm Tuy nhiên, mỏ antimon Mậu Duệ mới khai thác, sản xuất được 9 năm Trữ lượng cũng như thời hạn sản xuất còn khá nhiều, nên việc nghiên cứu công nghệ tuyển mẫu quặng đại diện toàn mỏ, làm cơ sở để xây dựng quy trình công nghệ tuyển hợp lý đối tượng quặng antimon mỏ Mậu Duệ, theo hướng cơ giới hóa đảm bảo thu hồi triệt để tài nguyên là rất cần thiết Tuy nhiên, thực tế hiện nay với công nghệ khai thác lộ thiên - tuyển thủ công - luyện

Sb, vẫn mang lại hiệu quả cao cho Công ty với năng suất khoảng 600 ÷ 700 tấn kim loại antimon, thì doanh thu đã đạt 120 tỉ VNĐ, với lợi nhuận sau thuế đạt 70

tỉ VNĐ Vì vậy, HGM chưa chú trọng đầu tư nghiên cứu công nghệ tuyển quặng

phù hợp, giảm mất mát quặng vào phần thải cũng như công nghệ để thu hồi nguồn Sb trong quặng thải

Đề tài đã chọn giải pháp thứ 2 với nhiệm vụ chính sẽ là: Nghiên cứu tuyển

mẫu quặng thải sau khâu tuyển thủ công với hàm lượng Sb dao động 1,3÷ 2 %

Sb, nhằm hoàn thiện công nghệ tuyển quặng antimon mỏ Mậu Duệ - Hà Giang

thu được quặng tinh đáp ứng yêu cầu cho khâu xử lý tiếp theo Mặt khác, xem xét cải tiến khâu tuyển thủ công bằng cách kết hợp cơ giới hóa với tuyển thủ công nhằm hạn chế lao động thủ công, tăng năng suất quá trình sản xuất

Hiện nay, nguồn tài nguyên khoáng sản nói chung và quặng Sb nói riêng ngày càng cạn kiệt, quặng tinh antimon không đủ đáp ứng nguyên liệu cho quá trình luyện trong thời gian tới Mặt khác mỏ antimon Mậu Duệ là loại mỏ nhỏ, trữ lượng quặng không lớn, vì vậy cần khai thác tiết kiệm, tận thu nguồn tài nguyên khoáng sản và đặc biệt góp phần hoàn thiện quy trình công nghệ tuyển tăng tiêu chí thực thu đối với quặng antimon mỏ Mậu Duệ

Sau đây là sơ đồ khai thác chế biến và một số hình ảnh mỏ Mậu Duệ, Hà Giang

Sơ đồ khai thác chế biến quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang

Hình 1.3 Sơ đồ khai thác chế biến quặng antimon mỏ Mậu Duệ, Hà Giang

Ảnh 1 Khai trường khai thác

Ảnh 2 Quặng tập kết về vị trí tuyển thủ công và tuyển thủ công

Ảnh 3 Xử lý quặng trước khi vào luyện

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

2.1 MẪU NGHIÊN CỨU

Mẫu nghiên cứu công nghệ do Công ty Cổ phần Cơ khí và Khoáng sản Hà Giang lấy mẫu theo đúng quy trình lấy mẫu công nghệ, đảm bảo tính đại diện và cấp cho Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim Mẫu có khối lượng 2.000 kg, dmax =

100 mm Quan sát bằng mắt thường nhận thấy mẫu quặng có màu xám đen

2.2 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT

2.2.1 Phương pháp gia công mẫu

Mẫu nghiên cứu công nghệ được gia công theo sơ đồ hình 2.1 Các mẫu thí nghiệm được gia công đến -2 mm, khối lượng mẫu tối thiểu trong các quá trình phân chia, giản lược được tính theo công thức: Qmin ≥ Kd2 (kg)

Trong đó:

+ Q min: Khối lượng mẫu tối thiểu (kg)

+ d: Kích thước hạt lớn nhất trong mẫu (mm)

+ K: Hệ số phụ thuộc độ đồng nhất của mẫu, mẫu quặng antimon lấy K= 0,1

Sau khi gia công giản lược, thành lập được các mẫu:

- Mẫu lưu quặng đầu

- Mẫu nghiên cứu thành phần vật chất, mẫu phân tích hóa quặng đầu

- Các mẫu thí nghiệm công nghệ

2.2.2 Trình tự và thiết bị phân tích, thí nghiệm mẫu

a) Phân tích khoáng tướng thạch học: Mẫu phân tích thành phần khoáng vật

được lấy từ mẫu nghiên cứu công nghệ tuyển khoáng Công tác phân tích được thực hiện tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và Môi trường Các mẫu thạch học được phân tích dưới kính hiển vi phân cực AXIOLAB và giám định dưới kính hiển vi soi nổi MBC - 9 để xác định thành phần vật chất của mẫu nghiên cứu, quan sát và mô tả khoáng vật bằng mắt thường

b) Phân tích rơnghen: Thực hiện tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa

chất – Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam trên hệ thiết bị nhiễu xạ tia

X, máy D8-advance

c) Phân tích hóa: Mẫu quặng đầu, mẫu quặng phân tích thành phần độ hạt

và các sản phẩm của quá trình thí nghiệm được xác định hàm lượng kim loại có ích và tạp chất bằng phương pháp phân tích hóa ướt Phương pháp phân tích sử