Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng apatit carbonat lào cai bằng sơ đồ tuyển nổi hai giai đoạn tuyển nổi carbonat tuyển nổi cation

Đế tài luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng apatit carbonat Lào Cai bằng sơ đồ tuyển nổi hai giai đoạn tuyển nổi carbonat-tuyển nổi cation” được đặt ra nhằm góp một ph

Chuyên ngành: Tuyển khoáng

2

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan rằng: đây là công trình khoa học chưa được cá nhân hoặc tổ chức nào công bố Tất cả các số liệu trong luận văn đều trung thực, khách quan và được tác giả trực tiếp làm tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Tuyển Khoáng - Trường Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Trần Thị Duyên

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ TÀI NGUYÊN APATIT – CARBONAT

1.1 Khái quát về khoáng sang apatit Lào Cai 9 1.2 Thành phần vật chất quặng apatit – carbonat 12

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TUYỂN QUẶNG PHOSPHAT -

CARBONAT Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

CHƯƠNG 4: THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU NGHIÊN CỨU 33

4.2 Công tác gia công các mẫu quặng nghiên cứu 33 4.3 Công tác phân tích thành phần vật chất 35

CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI NGHỊCH VỚI AXIT H 3 PO 4 42

5.2 Thí nghiệm xác định độ mịn nghiền tối ưu 42 5.3 Thí nghiệm xác định nồng độ bùn tối ưu 45

4

5.4 Thí nghiệm xác định chi phí axit H3PO4 tối ưu 47 5.5 Thí nghiệm xác định chi phí thuốc tập hợp VH10 49 5.6 Sơ đồ tuyển nổi nghịch vòng kín 52

CHƯƠNG 6: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI NGHỊCH VỚI THUỐC

6.2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí xô đa 57 6.3 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí tinh bột đến kết quả tuyển nổi 60 6.4 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của amin tới kết quả tuyển nổi 61

CHƯƠNG 7: QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM TUYỂN NỔI QUẶNG

APATIT CARBONAT LÀO CAI VỚI THUỐC TẬP HỢP

5

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Trữ lượng mỏ Apatit Lào Cai được xác định ngày 01–12–1978 10

Bảng 1.2 Bảng thành phần hoá học trong quặng Apatit Lào Cai 11

Bảng 1.3 Thành phần khoáng vật trong quặng Apatit 11

Bảng 1.4 Thành phần hoá học và khoáng vật trong quặng 12

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp 28

Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần độ hạt mẫu Cam Đường 35

Bảng 4.3 Bảng thành phần khoáng vật khi phân tích Rơnghen 37

Bảng 4.4 Bảng thành phần khoáng vật khi phân tích nhiệt vi sai 37

Bảng 5.1 Kết quả thí nghiệm xác định độ mịn nghiền 44

Bảng 5.2 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ bùn 46

Bảng 5.3 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí axit H3PO4 48

Bảng 5.4 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp VH10 50 Bảng 5.5 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi nghịch vòng kín 55

Bảng 6.1 Kết quả xác định chi phi xô đa tối ưu 59

Bảng 6.2 Kết quả thí nghiệm xác định chi phí tinh bột tối ưu 60

Bảng 6.3 Kết quả thí nghiệm xác định chi phí amin 62

Bảng 6.4 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi nghịch 2 giai đoạn 65

Bảng 7.1: Mức gốc và khoảng biến thiên của các yếu tố 67

Bảng 7.3: Kết quả gia công số liệu thí nghiệm 68

6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ tuyển huyền phù nặng Tanatas (Karatau) 21

Hình 2.2 Sơ đồ tuyển hóa – tuyển nổi quặng Karatau 23

Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi mẫu quặng 201 27

Hình 2.4 Sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực – tuyển nổi mẫu quặng 201 và 202 28

Hình 2.5 Sơ đồ tuyển kết hợp phương án 2 mẫu quặng 201 29

Hình 2.6 Sơ đồ tuyển kết hợp phương án 3 mẫu quặng 201 30

Hình 4.2 Đường đặc tính độ hạt mẫu apatit loại 2 Cam Đường 36

Hình 5.2: Ảnh hưởng của độ mịn nghiền đến kết quả tuyển nổi 45

Hình 5.3: Ảnh hưởng của nồng độ bùn đến kết quả tuyển nổi 47

Hình 5.4: Ảnh hưởng của chi phí axit H3PO4 đến kết quả tuyển nổi 49

Hình 5.5: Ảnh hưởng của chi phí thuốc tập hợp VH10 đến kết quả tuyển nổi 51

Hình 5.6: Sơ đồ tuyển nổi nghịch vòng kín một khâu tuyển tinh 52

Hình 5.7: Sơ đồ tuyển nổi nghịch vòng kín với 2 khâu tuyển tinh tất cả

Hình 5.8: Sơ đồ tuyển nổi nghịch vòng kín chính tắc với 2 khâu tuyển tinh 54 Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn kết quả tuyển nổi nghịch vòng kín 56

Hình 6.2: Ảnh hưởng của chi phí xô đa đến kết quả tuyển nổi 59

Hình 6.3: Ảnh hưởng của tinh bột đến kết quả tuyển nổi 61

Hình 6.4: Ảnh hưởng của chi phí amin đến kết quả tuyển nổi 63

Hình 6.5: Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi nghịch 2 giai đoạn 64

Hình 6.6: Hàm lượng và thực thu của P2O5 và MgO trong tinh quặng apatit 65

7

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quá trình công nghệ chế biến quặng apatit sau công đoạn khai thác từ mỏ để thu hồi apatit là một quá trình đa dạng, phức tạp và phong phú Quá trình này bao gồm nhiều giải pháp và quy trình kỹ thuật khác nhau để áp dụng cho các đối tượng quặng đầu apatit có tính chất khác nhau đang tồn tại trong thực tế ở Việt Nam

Theo những tài liệu điều tra thăm dò địa chất thì apatit Việt Nam có trữ lượng ước tính đạt tới hàng trăm triệu tấn, phân bố ở phía bắc của tổ quốc và tập trung chủ yếu tại Lào Cai Apatit Lào Cai là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất phân lân Trữ lượng quặng loại I, II, III đã được thăm dò đánh giá đến ngày 31/12/2003 vào khoảng 502 triệu tấn trong đó quặng loại II khoảng 235 triệu tấn Cùng với việc khai thác quặng loại I là quặng loại III cũng bị hạn chế về sản lượng,

xa hơn nữa khi nguồn quặng loại I và loại III cạn kiệt thì quặng apatit loại II là nguồn nguyên liệu chủ lực cho sản xuất phân lân ở Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay, quặng apatit loại II có trữ lượng lớn nhưng chủ yếu được khai thác và sử dụng trực tiếp để sản xuất phân lân nung chảy, phospho vàng khoảng 1%

Quặng apatit – carbonat Lào Cai (quặng loại II) là nguồn tài nguyên tiềm năng, nguyên liệu phosphat tại Việt Nam Tuy nhiên, loại quặng này khó tuyển do hai khoáng vật chính là apatit và đolomit khó phân tách bằng tuyển nổi

Vấn đề tuyển nổi quặng apatit – carbonat là một vấn đề cấp thiết và khó khăn

không những ở Việt Nam mà cả trên thế giới Đế tài luận văn tốt nghiệp: “Nghiên

cứu công nghệ tuyển quặng apatit carbonat Lào Cai bằng sơ đồ tuyển nổi hai giai đoạn tuyển nổi carbonat-tuyển nổi cation” được đặt ra nhằm góp một phần nhỏ

trong phương hướng giải quyết vấn đề cấp thiết nêu trên

2 Đối tƣợng nghiên cứu

Nghiên cứu tuyển nổi mẫu quặng apatit – carbonat vùng Cam Đường - Lào Cai

8

3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu một số chế độ và sơ đồ tuyển nổi quặng apatit – carbonat vùng Cam Đường – Lào Cai nhằm nâng cao hàm lượng P2O5 , giảm hàm lượng MgO trong tinh quặng để đáp ứng nhu cầu sản xuất phân bón

- Mục tiêu cụ thể chất lượng tinh quặng là hàm lượng P2O5 ≥ 30%; hàm lượng MgO ≤ 2%

4 Nội dung nghiên cứu chính của đề tài

- Tổng hợp tài liệu về tuyển nổi quặng apatit - carbonat trên thế giới và Việt Nam

- Nghiên cứu chế độ tuyển nổi ngược quặng apatit – carbonat với các thí nghiệm điều kiện vòng hở; thí nghiệm điều kiện sơ đồ vòng kín

- Nghiên cứu tuyển nổi 2 giai đoạn với chế độ tuyển nổi khác nhau ở 2 giai đoạn

- Đánh giá và đưa ra kết luận

5 Phương pháp nghiên cứu

- Tổng hợp số liệu và viết tổng quan

- Thí nghiệm tuyển nổi trong phòng thí nghiệm: tuyển nổi thí nghiệm điều kiện, tuyển nổi vòng hở, tuyển nổi vòng kín

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Việc nghiên cứu áp dụng tuyển nổi quặng apatit – carbonat vùng Cam Đường

- Lào Cai sẽ góp phần thúc đẩy việc sử dụng một nguồn tài nguyên apatit phong phú của đất nước mà cho đến nay vẫn chỉ được sử dụng hạn chế

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 7 chương, phần kết luận được trình bày trong 80 trang

với 26 hình, 24 bảng biểu

9

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ TÀI NGUYÊN APATIT – CARBONAT

VÙNG CAM ĐUỜNG - LÀO CAI 1.1 Khái quát về khoáng sàng apatit Lào Cai

Khoáng vật apatit được thành tạo trong các loại hình nguồn gốc sau:

Trong quá trình macma, trong quá trình pecmatit, trong quá trình trầm tích apatit được thành tạo trong trầm tích sinh hoá, trong phong hoá được thành tạo trong hang động đá vôi

Công thức: Ca5(F,Cl) [PO4]3

Loại Flo Apatit: CaO = 55,50%, P2O5 = 42,30%, F = 3,8%

Loại Clorit Apatit: CaO = 53,8%, P2O5 = 41%, Cl = 2,6%

Trong thành phần thường lẫn nhiều tạp chất: Fe, Mg, Al, các nguyên tố xạ và đất hiếm: Th, Sr, TR…

Căn cứ vào đặc điểm thạch học người ta chia toàn bộ khu mỏ apatit Lào Cai thành 9 tầng ký hiệu từ dưới lên (theo mặt cắt địa chất) là tầng cốc san (KS) KS1, KS2, KS3,…, KS9 Trong đó, quặng apatit nằm ở các tầng KS4, KS5, KS6, KS7 Trong từng tầng được chia thành các đới phong hoá hoá học và chưa phong hoá hoá học

Tầng KS4 là tầng nham thạch apatit – carbonat - thạch anh – muscovit có chứa cacbon Tầng này gồm 2 loại phiến thạch chính là đolomit – apatit - thạch anh

và apatit - thạch anh – đolomit chứa khoảng 35 đến 40% apatit, chiều dày tầng này

35 – 40 m

Tầng KS5 là tầng apatit – carbonat, nằm dọc theo trung tâm khu mỏ Lào Cai từ Đông Nam lên Tây Bắc chạy dài 25 km Quặng apatit hầu như đơn khoáng thuộc phần phong hoá có hàm lượng P2O5 từ 28 – 40% gọi là quặng loại I, chiều dày tầng quặng dao động 3- 4 m tới 10 – 12 m Ngoài ra còn có các phiến thạch anh – apatit – đolomit, đolomit – apatit - thạch anh – muscovit

Tầng KS6, KS7 nằm trên các lớp nham thạch của tầng quặng và thường gắn liền với các bước chuyển tiếp trầm tích cuối cùng Nham thạch của tầng này khác với apatit

10

– carbonat là nó có hàm lượng thạch anh, muscovit và carbonat cao hơn nhiều, hàm lượng apatit giảm Phiến này có màu xám xanh nhạt, ở đới phong hoá thường chuyển màu nâu sẫm Khoáng vật tầng trên quặng gần giống như tầng dưới quặng nhưng ít muscovit và hợp chất chứa carbon hơn, hàm lượng apatit thì cao hơn rõ rệt Chiều dày của tầng này từ 35 – 40m

Trong quặng apatit thì thành phần có ích là P2O5 theo thành phần khoáng vật

và hoá học thì tại mỏ có 4 loại apatit:

- Quặng I: Là loại quặng apatit hầu như đơn khoáng thuộc phần không phong hoá của tầng KS5 hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 28 – 40%

- Quặng II: Quặng apatit – carbonat thuộc phần chưa phong hoá của tầng quăng KS5 và hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 18 – 25%

- Quặng III: Quặng apatit - thạch anh thuộc phần chưa phong hoá của tầng KS4 và các tầng trên quặng KS6 và KS7 hàm lượng P2O5 chiếm khoảng từ 12 – 20%, trung bình là 15%

- Quặng IV: Quặng apatit - thạch anh - mica thuộc phần chưa phong hoá của tầng dưới quặng KS4 và các tầng trên quặng KS6 và KS7 hàm lượng P2O5 là từ 8 -10%

Theo số liệu địa chất của khu mỏ apatit Lào Cai thì công suất khai thác: Loại I: 820 nghìn tấn/năm và loại II: 3400 nghìn tấn/năm, trữ lượng quặng I đủ để khai thác 22 năm và quặng III là 26 năm Hiện nay mỏ đang khai thac và bán trực tiếp quặng loại I và loại II cho hộ tiêu thụ, quặng III cung cấp cho nhà máy tuyển

Bảng 1.1 Trữ lượng mỏ Apatit Lào Cai được xác định ngày 01 – 12 – 1978

(Trữ lượng được tính theo trọng lượng khô)

IV 35617 12,30 12968,8 12,30 48639,8 12,30

11

Bảng 1.2: Thành phần hoá học trong quặng Apatit Lào Cai

Tên hợp chất Hàm lượng trong quặng %

Loại I Loại II Loại III(KS4) Loại IV(KS6,7)

P2O5 18 – 39,7 18,1 – 28,7 13 – 24,9 9,8 – 2,1 SiO2 2,34 – 11,37 3,06 – 12,36 38,28 – 60,55 24,04 – 42,32 CaO 42,64 –54,63 39,8 – 48,68 10,16 – 25,57 17,04 – 33,24

Fe2O3 0,68 – 7,58 0,96 – 2,03 2,24 – 5,33 1,23 – 4,46 MgO 0,22 – 2,92 3,25 – 7,13 0,28 – 5,01 0,24 – 3,35

Al2O3 0,4 – 6,28 0,2 – 1,22 3,14 – 9,54 2,5 – 9,42

F 2,49 – 3,4 1,78 – 2,99 0,76 – 6,8 1,23 – 4,48 MnO 0,12 – 1,18 0,19 – 0,85 0,37 – 2,31

Bảng 1.3: Thành phần khoáng vật trong quặng Apatit

Tên khoáng vật Hàm lượng trong quặng %

Loại I Loại II Loại III Loại IV Apatit 90 – 98 60 - 70 30 – 40 45 – 55 Thạch anh 1 – 7 2 – 7 23 – 30 30 – 35 Muscovit 1 – 2 1,6 – 2 5 – 7 1,5 – 4 HydroxitFe,Mn 2 – 3 1 – 3 3 – 5,5 4 – 6 Canxiđolomit 25 – 30 1 – 5 1 – 3

12

1.2 Thành phần vật chất quặng Apatit - Carbonat Lào Cai

Bảng 1.4 Thành phần hoá học và khoáng vật trong quặng

Tên khoáng vật Hàm lượng % Tên khoáng vật Hàm lượng % Apatit 60 – 80 P2O5 18 – 25

Muscovit 1,5 – 2 Fe2O3 0,9 – 2 Hydroxit sắt 1 – 3 MgO 3,3 – 7,1 Canxit 12 – 15 Al2O3 0,2 – 1,2

MnO 0,2 – 0,9

13

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TUYỂN QUẶNG PHOSPHAT - CARBONAT

Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 2.1 Tổng quan nghiên cứu quặng phosphat – cacbonat trên thế giới

Trong 12 nước dẫn đầu chiếm khoảng 93% sản lượng phosphat của toàn thế giới thì 4 nước: Mỹ, Trung Quốc, Maroc và Nga chiếm khoảng 72%

Bảng 2.1 Sản lượng phosphat thế giới năm 1999

TT Nước Sản lượng (1000tấn) Chiếm tỷ lệ, %

2.1.1 Yêu cầu chất lượng đối với nguyên liệu phosphat

Có các chỉ tiêu chính sau đây: Hàm lượng P2O5, hàm lượng Al2O3, Fe2O3, hàm lượng carbonat (CO2), hàm lượng MgO, hàm lượng SiO2 và thành phần độ hạt của quặng

24 – 25%

- Hàm lượng các oxit sắt và nhôm: Nếu hàm lượng các oxit này trong nguyên liệu phosphat cao thì axit phosphoric trích từ chúng bằng axit sulfuric sẽ bị nhiễm bẩn, chứa nhiều phosphat sắt và nhôm Hàm lượng sắt cao làm tăng thêm chi phí axit sufuric và giảm mức độ thu hồi P2O5 vì chúng gây ra kết tủa dạng keo FePO4.2H2O cản trở quá trình lọc Oxit nhôm là tập hợp có hại trong quá trình xử lý quặng phosphat bằng axit

- Hàm lượng carbonat: Cũng là một chỉ tiêu quan trọng đối với chất lượng nguyên liệu phosphat, nó chủ yếu ở dạng carbonat canxi và manhê, carbonat dễ phân huỷ bằng axit, lượng CO2 thoát ra khi thuỷ phân carbonat cải thiện chế độ trong thiết bị và làm cho superphosphat có cấu trúc rỗng nhưng nếu số lượng chúng quá lớn sẽ gây ra sự tạo bọt thái quá làm giảm năng suất thiết bị, tăng chi phí axit, giảm hàm lượng P2O5 trong superphosphat Hàm lượng CO2 tối đa đối với nguyên liệu phosphat trong xử lý axit thường khoảng 5 – 6% Trong sản xuất phân lân nung chảy thì làm cho hàm lượng carbonat không hạn chế Trong sản xuất phospho vàng bằng lò điện mà hàm lượng carbonat cao sẽ dẫn đến tăng chi phí năng lượng điện để phân huỷ carbonat

- Hàm lượng MgO là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định khả năng sử dụng nguyên liệu phosphat cho quá trình xử lý axit để làm phân bón Manhê trong quặng phosphat tự nhiên chủ yếu dưới dạng đolomit MgCa(CO3)2 Manhê trong nguyên liệu phosphat cản trở nhiều trong quá trình tạo ra superphosphat, càng nhiều manhê trong superphosphat thì có càng nhiều pha lỏng

15

trong chúng và superphosphat càng hút ẩm nhiều Sản phẩm superphosphat ở trạng thái dính ướt rất khó sử dụng trong nông nghiệp Trong trường hợp hàm lượng MgO quá cao thì axit phosphoric trích ly trở nên quá nhớt và không thể chưng cất chúng đến nồng độ cần thiết

Trong sản xuất superphosphat đơn thì tỷ lệ MgO/P2O5 là 7 – 8% còn với superphosphat kép là 5 – 6% Khi thuỷ phân phosphat bằng axit HNO3, HCl và sản xuất phospho vàng thì hàm lượng MgO không có ý nghĩa quan trọng Trong sản xuất phân lân nung chảy thì MgO lại có lợi và làm tăng giá trị nông hoá của phân

- Hàm lượng SiO2 không phải là chỉ tiêu có hại cần hạn chế trong phần lớn các trường hợp sử dụng nguyên liệu phosphat Tuy nhiên, hàm lượng của chúng quá cao sẽ làm giảm hàm lượng P2O5 tương ứng có trong quặng, đồng thời SiO2 còn đi vào thành phẩm của phân bón và giảm nồng độ các phần có ích trong phân Trong quá trình phân huỷ phosphat bằng HNO3 thì SiO2 làm tăng chi phí axit và cản trở quá trình lọc dung dịch

Trong quá trình sản xuất phân lân nung chảy thì cần thiết có một lượng SiO2nhất định, trong sản xuất phosho vàng, SiO2 trong nguyên liệu là cần thiết để khử phosphat, tỷ lệ SiO2/CaO cần phải giới hạn trong 0,8 – 1, nếu trong nguyên liệu phosphat mà tỷ lệ đó nhỏ hơn 0,8 thì phải thêm thạch anh hoặc phosphat tự nhiên có hàm lượng thạch anh cao

- Thành phần độ hạt nguyên liệu được yêu cầu tuỳ theo phương hướng sử dụng nguyên liệu Trong quá trình xử lý axit, quặng phosphat đòi hỏi phải nghiền mịn, trong sản xuất phospho vàng, phân lân nung chảy đòi hỏi nguyên liệu dạng cục Với quặng phospho Karatau, nguyên liệu phosphat cho xử lý axit phải có thành phần độ hạt sao cho +0,16mm không vượt quá 14%, còn để sản xuất phospho vàng thì cần hạt mịn không quá 15%

2.1.2 Khái quát tình hình tuyển quặng phosphat – carbonat

Quặng phosphat – carbonat là nguồn trữ lượng nguyên liệu phosphat khổng

lồ trên thế giới mà cho đến nay mới bắt đầu nghiên cứu sử dụng Một số khoáng sàng phosphat nguồn gốc trầm tích biển trên thế giới: Karatau (Liên Xô), Florida

16

(Mỹ), Jamacotra (Ấn Độ), Khupsugun (Mông Cổ), Yunan (Trung Quốc)…carbonat

ở những khoáng sàng này chủ yếu là đolomit Nguyên nhân chính cản trở quá trình đưa vào sử dụng nguồn nguyên liệu này vì chúng chứa nhiều axit manhe ở dạng đolomit và rất khó tách ra khỏi quặng bằng các phương pháp tuyển

Nghiên cứu sử dụng quặng phosphat – đolomit được tiến hành đồng thời trên hai phương diện:

- Tuyển tách đolomit tối đa ra khỏi quặng và sau đó xử lý quặng tiếp tục bằng axit để sản xuất phân bón

- Tìm kiếm phương hướng sử dụng trực tiếp những quặng giàu đolomit không qua tuyển hoặc chỉ tuyển sơ bộ

Quặng phosphat – đolomit đã được thử nghiệm với hầu hết các phương pháp tuyển truyền thống như: Tuyển rửa, tuyển huyền phù, tuyển hoá, tuyển tĩnh điện, kết bông chọn lọc, nung thiêu, tuyển nổi thuận, tuyển nổi ngược

- Nung thiêu là một trong những phương pháp truyền thống để tuyển quặng phosphat – carbonat Nó được áp dụng rỗng rãi để khử carbonat và các hợp chất hữu

cơ trong quặng ở các nước Bắc Phi, Trung Đông và Mỹ Bản chất của phương pháp này là dùng nhiệt độ cao để làm bốc vật chất hữu cơ, phân huỷ carbonat và sau đó là dùng nước để hoá vôi và rửa các sản phẩm tạo thành khi phân huỷ carbonat

Ở nhiệt độ 300oC vật chất hữu cơ bị cháy và bốc khỏi quặng, đến 6000

C thành phần carbonat có trong mạng tinh thể carbonat fluorapatit được tách ra, cấu trúc tinh thể co lại Đolomit bị phân huỷ ở 7500C và đến 9500C thì canxit bị phân huỷ Nung thiêu là phương pháp hữu hiệu để xử lý quặng phosphat carbonat độ hạt thô (ở Bắc Phi), có hàm lượng vật chất than cao, có hàm lượng carbonat phân tán trong các vi liên tinh với apatit cao

Nhược điểm của phương pháp này là chi phí năng lượng lớn, không loại được thạch anh và các silicat và trong nhiều trường hợp cụ thể không tách được hoàn toàn CaO và MgO khi mà những hợp chất này kết hợp với thạch anh

- Tuyển nổi: Hàng năm bằng phương pháp tuyển nổi, thế giới đã tuyển được

60 -70 triệu tấn quặng phosphat Tuyển nổi là phương pháp tuyển rất có hiệu quả

17

trong việc tách apatit ra khỏi các khoáng vật khác Phương pháp tuyển nổi đã được

áp dụng ở quy mô công nghiệp để tách apatit và canxit ở Jacupirauga (Braxin), Xiliniavi (Phần Lan), thậm chí để tách đolomit và phosphorit ở Karatau (Liên Xô), Kondo (Mỹ) và Jamacotra (Ấn Độ) Phosphat và đolomit có tính chất tuyển nổi rất giống nhau vì vậy trong quá trình tuyển nổi nếu không áp dụng các thuốc tập hợp,

đè chìm có độ chọn riêng cao cũng như các sơ đồ tuyển phức tạp thì khó có thể tách chúng một cách hữu hiệu Hiện nay trên thế giới trong công nghệ tuyển nổi người ta

áp dụng phương pháp tuyển nổi thuận và tuyển nổi ngược

- Tuyển nổi ngược là sơ đồ truyền thống để tuyển quặng phosphat – đolomit Bản chất của sơ đồ này là đè chìm các khoáng vật phosphat bằng axit và tuyển nổi đolomit bằng các thuốc tập hợp dạng axit béo (CMK)

Được áp dụng lần đầu tiên tại nhà máy tuyển Karatau (Liên Xô), đó là sơ đồ tuyển nổi ngược dùng axit phosphoric Phosphat bị đè chìm bởi axit phosphoric ở

pH = 4,9 - 5 và đolomit được tuyển nổi bởi axit béo tổng hợp, từ quặng đầu 22,5%

P2O5 và 3,7% MgO qua các giai đoạn tuyển nổi nhận được tinh quặng 28,2% P2O5

và 1,5% MgO với mức thực thu P2O5 là 70% Sau đó các chuyên gia Liên Xô đã áp dụng sơ đồ này tuyển hiệu quả các quặng Abutartun (Ai Cập), Lào Cai (Việt Nam), Khupsugun (Mông Cổ), gần đây nó được thử nghiệm Jamacotra (Ấn Độ) và Yunan (Trung Quốc) cho kết quả khả quan

Sơ đồ tuyển nổi khuấy tiếp xúc 2 giai đoạn: Đầu tiên quặng được khuấy tiếp xúc với thuốc tuyển ở pH = 10, sau đó quặng lại được khuấy tiếp xúc tiếp tục ở pH

= 4 và tiến hành tuyển nổi đolomit Để tạo ra môi trường axit có thể áp dụng axit suphuric, axit clohydric, axit axetic (dấm) hoặc một số axit khác, phương án khuấy tiếp xúc hai giai đoạn áp dụng có hiệu quả để tuyển quặng phosphat – đolomit Florida (Mỹ)

Phương án tuyển dùng thuốc đè chìm là axit fluosilixic được thử nghiệm với quy mô bán công nghiệp tại nhà máy tuyển Kondo (Mỹ) Quặng vào tuyển nổi chứa 20,8 – 25,2% P2O5; 0,69 – 1,1% MgO và 20,5 – 26,8% SiO2 Ở giai tuyển nổi carbonat, để đè chìm phosphat và silicat người ta dùng fluosilixic (H2SiF6) chí phí

18

0,41 – 1 kg/tấn, thuốc tập hợp dùng là axit béo chưng cất từ dầu talo ở dạng nhũ tương 5%, chi phí 0,56 – 0,63 kg/tấn Sản phẩm ngăn máy tuyển nổi carbonat khuấy tiếp xúc với 0,18 – 0,27 kg/tấn este amin bậc nhất ở dạng axetat để tuyển nổi cation silicat Sản phẩm ngăn máy tuyển nổi cation là tinh quặng phosphat chứa 25,5 – 31,6% P2O5; 0,59 – 0,84% MgO và 7,4 – 19,4 %SiO2

Phương pháp tuyển nổi quặng phosphat – carbonat có sử dụng axit carbonic dạng khí, bùn quặng được làm bão hoà bởi axit carbonic dạng khí và sau đó tuyển nổi carbonat bằng thuốc tập hợp dạng anion, lượng axit carbonic cấp vào bùn quặng được xác định sao cho pH bùn quặng giảm xuống khoảng 4 – 6, phương án này áp dụng tuyển trong phòng thí nghiệm có hiệu quả quặng phosphat – đolomit Florida (Mỹ)

Phương án sử dụng thuốc đè chìm phosphat là axit hydroxyl etylen diphospho để tuyển quặng phosphat – carbonat Với quặng phosphat – đolomit ở Kondo (Mỹ) từ quặng đầu 21% P2O5 và 3,2% MgO có thể nhận được tinh quặng 32%P2O5, ít hơn 1% MgO, với thực thu P2O5 khoảng 80%

Phosphat có thể bị đè chìm khi khuấy tiếp xúc bùn quặng sunphat nhôm và muối kali hoặc natri của axit nho, quặng Abutartur (Ai Cập) chứa 26,4% P2O5 và 3,51% MgO, có thể nhận được 32,10% P2O5 và 0,43% MgO với chế độ thuốc tuyển: Sunphat nhôm 200 g/t, tatrat (muối axit nho) 400 g/t, axit oleic 1300 g/t, etanol 650 g/t và NaOH 500 g/t, pH = 7,8

Sơ đồ tuyển nổi quặng phosphat – carbonat có sử dụng thuốc tập hợp lưỡng tính cataflot, với thuốc tập hợp này có thể thực hiện sơ đồ tuyển anion – cation chỉ dùng một thuốc tập hợp, với điều kiện thay đổi pH Đầu tiên với pH tự nhiên ta tuyển carbonat, sau đó trong môi trường axit tạo bởi axit phosphoric ta tuyển silicat Phương án này được áp dụng cho kết quả khả quan với quặng phosphat – carbonat ở Tuynizi, Maroc, Ai Cập, Pháp, Florida (Mỹ)

Cho đến nay, sơ đồ tuyển nổi ngược trong môi trường axit vẫn là phương hướng chính để tuyển quặng phosphat - đolomit nguồn gốc trầm tích khó tuyển, có thể dùng nhiều loại axit có hiệu quả nhưng hiệu quả nhất vẫn là axit phosphoric

Những năm gần đây đã xuất hiện một loại thuốc tập hợp có độ chọn riêng cao đối với sơ đồ tuyển nổi thuận Thuốc tập hợp lưỡng tính dạng N – axit hoá axit amin

OS – 100 ( Thuỵ Điển), dẫn xuất của sarcozin (Phần Lan), DAK (Liên Xô)… Đây là những thuốc tập hợp chọn riêng cao đối với apatit, cho nhiều chỉ tiêu công nghệ tốt

và có khả năng làm việc trong các chế độ nước tuần hoàn phức tạp

Những thử nghiệm với thuốc tập hợp Flotol 7,9 (dẫn xuất alkyl của axit phosphoric) ở Liên Xô với quặng mỏ Cordor thành phần vật chất phức tạp cho những kết quả lý tưởng

Sơ đồ tuyển nổi thuận thường được áp dụng đối với quặng apatit – carbonat nguồn gốc macma Đối với quặng phosphat – carbonat nguồn gốc trầm tích, các sơ

đồ này thường kém hiệu quả và ít được áp dụng hơn Tuy nhiên, đối với quặng trầm tích đã bị biến chất, khi mà chất phosphat đã ở dạng apatit người ta vẫn có thể thử nghiệm với các sơ đồ tuyển nổi thuận tương tự

Đối với quặng phosphat – đolomit nguồn gốc trầm tích để tuyển nổi chọn riêng chúng bằng sơ đồ tuyển nổi thuận thì thông thường đó là những chế độ thuốc tuyển phức tạp với hỗn hợp các thuốc tập hợp, hỗn hợp các thuốc đè chìm Nghiên cứu tuyển nổi thuận quặng phosphat – đolomit Karatau với thuốc đè chìm là hồ tinh

có nhiều thành phần thạch học khác nhau với hàm lượng P2O5 và MgO khác nhau, các thành phần thạch học này có thể tách ra khỏi nhau ở cấp hạt thô hơn nhiều so với cấp hạt giải phóng các khoáng vật

Những nghiên cứu đầu tiên về đặc tính trọng lực và tính khả tuyển bằng huyền phù đã được nghiên cứu cho các quặng phosphat – đolomit Florida (Mỹ) và Karatau (Liên Xô) Kết quả cho thấy rằng phương pháp tuyển huyền phù rất có triển vọng đối với quặng khó tuyển Karatau, tuỳ theo mục đích mà người ta lấy tỷ trọng phân tách là 2,9 g/cm3 (để tách thạch anh và một phần carboant) hoặc 3,0 g/cm3 (để tách phần nặng là tinh quặng phosphat)

Đối với quặng Karatau, tuyển huyền phù thực hiện các chức năng sau:

- Tách đá vây quanh làm nghèo quặng

- Tách quặng ra các thành phần làm nguyên liệu cho lò điện và nguyên liệu xử

lý axit

- Tuyển quặng sơ bộ trước khi tuyển nổi hoặc nung thiêu

- Xem hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ tuyển huyền phù quặng Janatas (Karatau)

- Các phương pháp tuyển hoá: Các nhà khoa học Mỹ công bố rằng khi sục khí SO2 vào bùn quặng có thể làm giảm đáng kể thành phần MgO của tinh quặng tuyển nổi từ quặng phosphat – carbonat Trong quá trình sục khí này, một số muối mangan, sắt, đồng, có trong quặng phosphat làm chất xúc tác quá trình oxi hoá SO2pha lỏng thành axit suphuric và axit này phân huỷ carbonat canxi và manhe thành sunphat Nhiều nghiên cứu khác tập trung vào quá trình ngâm chiết các quặng

Một sơ đồ xử lý độc đáo quặng phosphat – đolomit là sơ đồ tuyển hoá - tuyển nổi quặng Karatau của Liên Xô: Quặng được nghiền mịn và sau đó đưa vào quá trình phân huỷ carbonat trong dung dịch đặc biệt, manhe chuyển vào dung dịch dạng hỗn hợp MgSO4 + Mg(H2PO4)2, còn CaO kết tủa thành thạch cao CaSO4 Mức độ thu hồi MgO khoảng 60 -70% Vì trong dung dịch có Mg(H2PO4)2 nên phosphat không đi và dung dịch được, phần rắn gồm có thạch cao, phosphat và thạch anh Pha lỏng được đi sản xuất manhe phosphat anmoni 30 – 35% P2O5, 17 – 20% Mg và

7 – 8% N, sản phẩm cát của bể cô đặc được phân theo cấp -0,074 mm Nước tràn bể

cô đặc cùng với đuôi tuyển nổi đi xử lý axit (H2SO4), cát của máy phân cấp đưa đi tuyển nổi Tuyển nổi đựơc tiến hành ở pH = 6 – 8,5 với thuốc tập hợp cation, sản phẩm bọt thu hồi tới 90% thạch cao và 60% cặn không tan, sản phẩm ngăn máy được đưa đi cô đặc, lọc, sấy và sản xuất axit phosphoric trích ly (xem hình 2.2)

Các nhà khoa học Mỹ đưa ra một số đề án thay đổi bề mặt khoáng vật đưa vào tuyển, bề mặt của các khoáng vật phosphat được phủ một màng mỏng sunphit, sau đó phosphat sẽ có khả năng được tuyển nổi bằng các thuốc tập hợp đối với quặng sunphit Trong quá trình tuyển nổi phosphat đi vào sản phẩm bọt, carbonat và silicat còn lại trong sản phẩm ngăn máy

23

Sấy

Manhe phosphat ammoni

Sấy

Quặng đầu -15mm

Xử lý H2SO4

Lọc

Tinh quặng để trích ly axit phosphoric

Bã thải

Hỡnh 2.2: Sơ đồ tuyển hoỏ - tuyển nổi quặng Karatau

Như vậy việc phõn tỏch quặng phosphat – carbonat – silicat chỉ cần tiến hành trong một cụng đoạn tuyển nổi Từ quặng phosphat – carbonat trung Florida chứa 9,5% P2O5; 1,47%MgO sau chế độ tuyển như trờn nhận được tinh quặng 29% P2O5; 0,85% MgO và 12,4% SiO2, thực thu P2O5 là 82,4%

24

Một đề án khác của các nhà khoa học Anh là khi trong bùn quặng có thuốc tuyển ta thêm vào manhetit nghiền mịn, những hạt manhetit này sẽ bám một cách chọn lọc lên chỉ một khoảng vật Sau đó quá trình tuyển được tiến hành trong các máy tuyển từ cường độ cao Quặng đưa vào tuyển là đá vôi chứa phosphat 8% P2O5, khoáng vật chính là canxi Quặng được nghiền, khử slam và cấp 0,01 – 0,25 mm đi tuyển Tinh quặng manhetit đựơc nghiền tới cấp hạt - 0,03mm và 24 giờ trước khi

sử dụng thì trộn theo tỷ lệ nhất định với chất hoạt tính bề mặt Khuấy tiếp xúc bùn đặc, hỗn hợp manhetit với chất hoạt tính bề mặt ở pH = 11 trong vòng 10 phút Sau

đó trong trường điện từ yếu người ta loại đi manhetit thừa không bám vào các hạt khoáng Ở máy tuyển từ cường độ cao người ta tách sản phẩm từ chủ yếu là canxit

và sản phẩm không từ là tinh quặng phosphat Sau quá trình tuyển như vậy ta nhận được tinh quặng 25 – 26% P2O5 với mức thực thu 80% P2O5 Chi phí manhetit 25 –

50 kg/tấn, chi phí hoạt tính bề mặt 1,1 – 2,8 kg/tấn

2.2 Tổng quan nghiên cứu quặng phosphat – carbonat ở Việt Nam

Ở nước ta cho đến nay, nguồn nguyên liệu phosphat chủ yếu được sử dụng theo hai hướng chính:

- Loại quặng giàu (quặng loại I) được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất superphosphat tại nhà máy superphosphat Lâm Thao Quặng loại I vào nhà máy cần

có hàm lượng P2O5 không dưới 32%, cục lớn nhất < 200 mm, độ ẩm <12%, hàm lượng (Fe2O3 + Al2O3) < 3,5%

- Quặng loại II được sử dụng với quy mô nhỏ hơn, làm nguyên liệu cho một

số nhà máy phân lân nung chảy, lớn nhất là nhà máy phân lân Văn Điển Quặng cục loại II yêu cầu để sản xuất phân lân nung chảy có hàm lượng P2O5 22 – 24%, độ ẩm

< 4%, độ hạt 50 – 200 mm Các dạng sử dụng khác: Sản xuất phospho vàng, axit phosphoric trích ly mới ở quy mô bán công nghiệp

- Tuyển theo phương pháp tuyển nổi

Quặng apatit – carbonat Lào Cai đầu tiên được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp tại Viện nghiên cứu quốc gia về nguyên liệu

Mỏ Hoá Chất, Liên Xô năm 1958 Từ mẫu quặng Mỏ Cóc 24,28% P2O5 và 6,01%

25

MgO, bằng sơ đồ tuyển nổi tập hợp chọn riêng dùng axit phosphoric đã nhận được tinh quặng 34% P2O5 với mức thực thu P2O5 là 75% Chi phí thuốc tuyển là 2,0 kg/tấn xà phòng lỏng, 0,5 kg/tấn thuỷ tinh lỏng và 10 kg/tấn H3PO4

Tại phòng thí nghiệm của trường Đai học Mỏ - Địa Chất cũng áp dụng sơ đồ trên, từ quặng Mỏ Cóc 27% P2O5 cũng nhận được tinh quặng 37,5%P2O5 với mức thực thu P2O5 là 72,5% Chi phí thuốc tuyển là 1,5 kg/tấn axit oleic; 1,5 kg/tấn thuỷ tinh lỏng; 5,0 kg/tấn xôda và gần 30 kg/tấn axit sunphuaric (tuyển trong chế độ không dùng nước tuần hoàn)

Năm 1970, quặng II đồng thời với mẫu đá vây (quặng IV) cũng đã được nghiên cứu tỉ mỉ tại phòng Tuyển khoáng của Viện hàn lâm khoa học CHDC Đức

Từ mẫu quặng Mỏ Cóc 22,4% P2O5 và 5,94% MgO, bằng sơ đồ tuyển nổi chọn riêng có sử dụng axit phosphoric, nhận được tinh quặng 35% P2O5 Chi phí thuốc tuyển 0,5 – 1 kg/tấn axit oleic; 1,0 kg/tấn thuỷ tinh lỏng; 7,0 kg/tấn axit phosphoric Nếu muốn nâng mức thực thu lên 80% P2O5 thì hàm lượng tinh quặng giảm xuống còn 32% P2O5 Hàm lượng MgO trong các thí nghiệm xấp xỉ 2 – 3% MgO Đối với quặng IV, từ quặng 8,7% P2O5 chỉ nhận được tinh quặng 18,9% P2O5

Trong nghiên cứu hợp tác giữa trường Đại học Mỏ địa chất và công ty thiết

kế mỏ hoá chất có tiến hành một đề tài nghiên cứu bổ xung tuyển quặng II, trong đó các tác giả tập trung nghiên cứu các phương pháp tuyển không phải là sơ đồ tuyển nổi ngược với axit phosphoric Mẫu quặng nghiên cứu là quặng loại II Mỏ Cóc Lần đầu tiên thử nghiệm nung hoá vôi và phương pháp tuyển nổi thuận với các thuốc đè chìm khác nhau: Thuỷ tinh lỏng (với mođun 2,5 - 3,25), than hoạt tính, taniauh, quebracho, natri sunphat và amonsunphat cũng như hỗn hợp thuỷ tinh lỏng với đồng sunphat và thuỷ tinh lỏng với natri phosphat dibasic Theo kết quả nghiên cứu thì nung hoá vôi là không có hiệu quả với quặng loại II Lào Cai Các sơ đồ tuyển nổi thuận cho kết quả không cao So với sơ đồ tuyển nổi ngược dùng axit phosphoric thì hàm lượng quặng tinh apatit thấp hơn 4 -5%

Tất cả các nghiên cứu trên đều tập trung nghiên cứu mẫu quặng loại II Mỏ Cóc Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng bằng sơ đồ tuyển nổi ngược với axit

và 1000g/t vào mỗi tuyển tinh) nhận được tinh quặng 30,97% P2O5; 1,62% MgO với mức thực thu P2O5 là 83,30%

Tuyển nổi thuận: Với chế độ thuốc tuyển 500g/t thuỷ tinh lỏng; 105g/t flotol

và 52,5 g/t HΨK, đã thu được tinh quặng 34,79% P2O5; 1,88% MgO với mức thực thu P2O5 là 87,77%

- Tuyển theo phương pháp tuyển trọng lực

Các chuyên gia Nga cũng đã tiến hành khảo sát và nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp tuyển trọng lực cho một số mẫu quặng loại II Lào Cai, kết quả cho thấy:

Mẫu quặng Đông Hồ: Hàm lượng silic cao nên khả năng tuyển trọng lực là tốt

Từ mẫu 202 tách ra được 30,6% sản phẩm thải với hàm lượng P2O5 5,7%; MgO 9,7%

và 33,6% cặn không tan Mất mát P2O5 theo sản phẩm nhẹ 9,4%

Hình 2.3: Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi mẫu quặng 201

Từ mẫu này ta có thể nhận được sản phẩm giàu (cấp tỷ trọng +3,05 g/cm3) 31,4% P2O5; 3,6% MgO; 1,1 cặn không tan và sản phẩm trung gian với thu hoạch 36,5% có 22,4% P2O5; 7,2%MgO và 4,7% cặn không tan Sản phẩm trung gian này

có thể tuyển nổi tiếp tục hoặc được sử dụng để sản xuất phân lân nung chảy

Từ mẫu 201 khu Mỏ Cóc có thể tách ra sản phẩm quặng thải cấp tỷ trọng nhẹ với thu hoạch 15,7%, hàm lượng P2O5 11,6%; MgO 10,8% và cặn không tan 13,7%

Có thể tách ra cấp tỷ trọng nặng (+3,05g/cm3) tinh quặng 32,1%P2O5; 3,7%MgO; 2,4% cặn không tan Nếu tăng tỷ trọng phân tách tới 3,1 g/cm3 thì hàm lượng P2O5 trong sản phẩm nặng tăng tới 34 – 35% P2O5

- Sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi

Để xác định các chỉ tiêu tuyển quặng II theo sơ đồ tuyển kết hợp, các sản phẩm phân tách trọng lực cũng như cấp vụn mẫu 201 và 202 được thử nghiệm xử lý tiếp tục Quá trình tuyển tách các khoáng vật silic vào cấp tỷ trọng nhẹ không những chỉ giảm tải trọng vào các khâu nhiều tốn kém là nghiền và tuyển nổi, mà còn tạo

TuyÓn næi

Ph©n cÊp

NghiÒn

CÊp tûträng nhÑ

QuÆng th¶i QuÆng tinh apatit

Hình 2.4: Sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi mẫu quặng 201 và 202

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp

Các sản phẩm và các

chỉ tiêu

Tuyển nổi ngược

Tuyển nổi thuận

Tuyển nổi ngược

Tuyển nổi thuận Thu hoạch % 55,3 55,3 48,2 38,6 Hàm lượng P2O5% 34,9 33,4 30,5 30,3

Thực thu P2O5 % 81,7 78,3 79,6 63,5 Các thuốc tuyển kg/t CKK-0,2 Na2SiO3 0,5 CKK-0,2 Na2SiO3 0,5

TuyÓn träng lùc 2 giai ®o¹n

Hình 2.5: Sơ đồ tuyển kết hợp theo phương án 2 mẫu quặng 201

Phương án 3: Sử dụng sơ đồ tuyển huyền phù hai giai đoạn theo sơ đồ hình

2.6, tuyển nổi chỉ tiến hành với cấp tỷ trọng nặng và cấp hạt vụn còn cấp tỷ trọng sản phẩm trung gian dạng cục là sản phẩm hàng hoá Theo sơ đồ này, từ quặng dạng apatit – carbonat khu Mỏ Cóc có thể nhận được tinh quặng 36% P2O5

30

S¶n phÈm trunggian d¹ng côc

QuÆng th¶i QuÆng tinh apatit

Hình 2.6: Sơ đồ kết hợp theo phương án 3 mẫu quặng 201

31

CHƯƠNG 3 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ MẪU NGHIÊN CỨU 3.1 Mục đích nghiên cứu

Một trong những vấn đề trọng tâm của tuyển nổi apatit là việc tuyển tách giữa apatit và caxit, đôlômit vì các khoáng vật này có tính chất hoá lý gần giống nhau, có cùng cation Ca++ trên bề mặt cát khai, các ion PO43- và CO32- có kích thước gần như nhau nên chúng có tính nổi giống nhau Việc dùng nhiều phương hướng để tuyển quặng apatit loại II là một vấn đề hết sức cần thiết để ta có thể đạt được chất lượng tinh quặng yêu cầu phục vụ cho những khâu tiếp theo sau đó

Mục đích của công tác thí nghiệm trong luận văn đề tài là đánh giá khả năng

áp dụng một số chế độ thuốc tuyển nổi quặng apatit – carbonat Lào Cai cụ thể là:

- Chế độ tuyển nổi ngược với thuốc đè chìm apatit dạng axit H3PO4 và thuốc tập hợp đolomit là VH10

- Chế độ tuyển nổi hai giai đoạn trong đó sản phẩm apatit của giai đoạn 1 được tiếp tục tuyển nổi ở giai đoạn 2 theo chế độ khác với chế độ giai đoạn 1

3.2 Mẫu nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu là mẫu quặng apatit loại 2 (apatit – carbonat) vùng Cam Đường – Lào Cai Công tác lấy mẫu và phân tích thành phần vật chất mẫu được trình bày cụ thể tại chương 4

3.3 Mẫu thuốc tuyển

Trong quá trình thí nghiệm đã sử dụng các loại thuốc tuyển sau đây:

- Thuốc VH10 là thuốc tập hợp thử nghiệm do Viện Hoá sản xuất có tính chọn riêng cao đối với khoáng vật đolomit trong chế độ tuyển nổi ngược quặng apatit – carbonat Đây là thuốc dạng axit béo có kết hợp với các phụ gia để tăng cường tính chọn riêng đối với đolomit

Thuốc VH10 được pha dưới dạng dung dịch 1% bằng cách cho 1g VH10 + 0,2g NaOH vào 100ml nước

- NaOH dùng ở dạng dung dịch 5% bằng cách pha 5g NaOH vào 100ml nước

- Thí nghiệm tuyển nổi được tiến hành trong máy tuyển của phòng thí nghiệm với dung tích 3l

- Các sản phẩm quá trình tuyển nổi (sản phẩm bọt, sản phẩm ngăn máy) được lọc, sấy khô, cân và gia công phân tích hoá Quá trình phân tích hoá các chỉ tiêu

P2O5 và MgO được tiến hành tại Viện Hoá Học Công nghiệp

- Các thí nghiệm tuyển nổi được tiến hành theo sơ đồ tuyển nổi vòng hở và tuyển nổi vòng kín

33

CHƯƠNG 4 THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU NGHIÊN CỨU 4.1 Công tác lấy mẫu nghiên cứu

Mẫu làm thí nghiệm được lấy trong khuôn khổ đề tài của Viện Hóa học Công nghiệp Như đã biết quặng apatit loại II Lào Cai có trữ lượng hàng trăm triệu tấn, vùng trữ lượng quặng trải rộng hàng chục km đồng thời hàm lượng quặng cũng biến đổi trong một khoảng rộng từ 17 – 28 % P2O5 Sau khi tham khảo các tài liệu địa chất, chuyên môn đã quyết định lấy mẫu quặng loại II hàm lượng thấp: Mẫu quặng vùng Cam Đường có hàm lượng 21 – 22 % P2O5

4.2 Công tác gia công các mẫu quặng nghiên cứu

Mẫu quặng nghiên cứu được gia công theo sơ đồ gia công mẫu dưới đây Mục đích của công tác gia công mẫu là nhằm giảm kích cỡ vật liệu để lấy mẫu phân tích có tính đại diện, đồng thời chuẩn bị các mẫu thí nghiệm

34

Hình 4.1: Sơ đồ gia công mẫu

1/4 Mẫu công nghệ (-150mm)

Mẫu Phân tích thành phần

độ hạt

thạch học

Mẫu lưu 1 Đập - 10mm

Mẫu phân tích khoáng vật

Mẫu thí nghiệm

35

4.3 Công tác phân tích thành phần vật chất

Mẫu quặng được nghiên cứu thông qua các phương pháp phân tích hóa toàn phần, phân tích nhiễu xạ Rơn ghen, phân tích nhiệt vi sai và phân tích thạch học lát mỏng để xác định thành phần khoáng vật

Phân tích thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu tiến hành bằng phương pháp rây

ướt, kết quả trình bày tại bảng 4.1

Bảng 4.1: Kết quả phân tích thành phần độ hạt mẫu Cam Đường

STT Cấp hạt

(mm)

Thu hoạch (%)

Hàm lượng (%)

Phân phối (%)

Hàm lượng (%)

Phân phối (%)

Thu hoạch theo luỹ tích dương, % Thu hoạch theo luỹ tích âm, %

Hình 4.2 Đường đặc tính độ hạt mẫu quặng apatit loại II vùng Cam Đường Kết quả phân tích hoá toàn phần mẫu nghiên cứu được thể hiện ở bảng 4.2

Bảng 4.2: Bảng phân tích hoá toàn phần

STT Chỉ tiêu phân

tích Đơn vị

Hàm lượng phân tích Mẫu Cam Đường

37

Bảng 4.3: Bảng thành phần khoáng vật khi phân tích rơnghen

STT Tên khoáng vật Công thức Tỷ lệ % khối lượng

Bảng 4.4: Bảng thành phần khoáng vật khi phân tích nhiệt vi sai

STT Tên khoáng vật Công thức Tỷ lệ % khối lượng

39

Quặng apatit trong mẫu khá giàu, chúng chủ yếu có tròn đẳng thước hoặc hình bầu dục, một số rất ít có dạng 6 mặt kích thước chủ yếu thay đổi từ 0,01 – 0,05mm Apatit thường tập trung thành ổ nhỏ hoặc dải kéo dài định hướng

Xen lẫn khá đều trong nền carbonat là các thành phần gồm thạch anh dạng hạt méo mó bị ép nên tắt lượn sóng mạnh Felspat là loại felspat kali thường có cấu trúc ẩn pertit điển hình Sericit dạng tấm vảy nhỏ phân bố rải rác Khoáng vật phụ

có zircon dạng hạt nhỏ nổi cao giao thoa cao

40

Quặng apatit phân bố dày trong nền đá tinh thể có dạng hạt tròn đẳng thước, kích thước nhỏ 0,01 – 0,05mm Apatit trong suốt không màu, giao thoa xám trắng – xám tối

rải rác

Cb

Apatit

Q Apatit

Apatit

Cb