Đánh giá hiệu quả tuyển than và thu hồi chất nặng manhetit thuộc dây chuyền tuyển than cám nhà máy tuyển than vàng danh

Tính cấp thiết của đề tài Nhà máy tuyển than Vàng Danh thuộc Công ty cổ phần than Vàng Danh - TKV hiện nay đang áp dụng công nghệ tuyển than trong môi trường huyền phù gồm 3 dây chuyền

ĐẶNG ĐỨC HÙNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TUYỂN THAN VÀ THU HỒI CHẤT NẶNG MANHETIT THUỘC DÂY CHUYỀN TUYỂN THAN CÁM NHÀ MÁY TUYỂN THAN VÀNG DANH

PGS.TS Trần Văn Lùng

HÀ NỘI - 2010

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 nhà máy tuyển than Vàng Danh, công ty cổ phần than Vàng Danh-TKV, trường đại học công nghiệp Quảng Ninh và phòng thí nghiệm bộ môn Tuyển khoáng, trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội

Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2010

Tác giả

Đặng Đức Hùng

Chương 3: Kết quả thí nghiệm và đánh giá hiệu quả tuyển than cám

cấp hạt 1-18mm trong máy tuyển xoáy lốc huyền phù 21

Chương 4: Kết quả thí nghiệm tìm nguyên nhân mất mát chất nặng

manhetit và đánh giá hiệu quả thu hồi manhetit của máy tuyển từ 43

4.2 Tính chất của chất nặng manhetit để làm dung dịch huyền phù tại

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của than 5

Bảng 1.5: Chủng loại và chất lượng than thương phẩm của Nhà máy

Bảng 3.3: Tỷ lệ phân phối các sản phẩm tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Bảng 3.6: Tỷ lệ phân phối các sản phẩm tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Bảng 3.9: Tỷ lệ phân phối các sản phẩm tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Bảng 4.8: Kết quả phân tích từ quặng tinh máy tuyển từ chính, vét

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ nhà máy tuyển than Vàng Danh 14

Hình 3.1: Sơ đồ gia công phân tích chìm nổi các mẫu than cấp hạt

Hình 3.3: Đồ thị đường cong phân phối khả tuyển than cấp hạt 1-18mm

Hình 3.6: Đồ thị đường cong phân phối khả tuyển than cấp hạt 1-18mm

Hình 3.8: Đồ thị đường cong phân phối khả tuyển than cấp hạt 1-18mm

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhà máy tuyển than Vàng Danh thuộc Công ty cổ phần than Vàng Danh - TKV hiện nay đang áp dụng công nghệ tuyển than trong môi trường huyền phù gồm 3 dây chuyền tuyển như sau: Dây chuyền tuyển 1 dùng để tuyển than cấp hạt 18-200mm bằng máy tuyển huyền phù kiểu bánh xe đứng; dây chuyền tuyển bằng máy xoáy lốc huyền phù

để tuyển nâng cao chất lượng than cục sạch cấp hạt 10-50mm sau dây chuyền tuyển 1 và dây chuyền tuyển than cám cấp hạt 1-18mm bằng máy xoáy lốc huyền phù Chi phí chất nặng manhetit dùng để tuyển ra 1 tấn than sạch của 3 dây chuyền tuyển trên lần lượt là dây chuyền tuyển 1: 2,95 kg/tấn; tuyển than cục cấp hạt 10-50mm: 3,95 kg/tấn và tuyển than cám cấp hạt 1-18mm: 9,0 kg/tấn

Việc đánh giá hiệu quả tuyển than và thu hồi chất nặng manhetit của 3 dây chuyền trên từ trước đến nay chưa được nghiên cứu đánh giá do vậy việc đánh giá các dây chuyền tuyển tại nhà máy tuyển than Vàng Danh là cần thiết và cấp bách Do thời gian có hạn nên

phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ tập trung vào việc "Đánh giá hiệu quả tuyển than và thu hồi chất nặng manhetit thuộc dây chuyền tuyển than cám nhà máy tuyển than Vàng Danh" trong tương lai cần phải nghiên cứu đánh giá hiệu quả tuyển than và thu hồi

chất nặng manhetit của 2 dây chuyền tuyển than còn lại để đánh giá hiệu quả sản xuất kinh

doanh của toàn nhà máy

2 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Mẫu than cám cấp hạt 1-18mm cấp vào dây chuyền tuyển than cám

- Mẫu sản phẩm than sạch và đá thải cấp hạt 1-18mm của máy tuyển xoáy lốc huyền phù

- Mẫu bùn thải của máy tuyển từ vét

- Mẫu quặng tinh của máy tuyển từ chính, máy tuyển từ vét

- Mẫu chất nặng manhetit dùng để pha dung dịch huyền phù

3 Mục đích của đề tài

- Xác định các chỉ tiêu công nghệ để đánh giá hiệu quả tuyển than của xoáy lốc huyền phù

- Xác định mất mát chất nặng manhetit ở các khâu công nghệ trong dây chuyền

- Đánh giá hiệu quả thu hồi chất nặng manhetit ở khâu tuyển từ

- Đánh giá dây chuyền tuyển than cám đang hoạt động và đề ra các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả tuyển than và thu hồi chất nặng manhetit để giảm chi phí sản xuất, giảm thiểu

ô nhiễm môi trường

4 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát thực trạng dây chuyền tuyển than cám đang hoạt động tại nhà máy tuyển than Vàng Danh

- Lấy mẫu nghiên cứu

- Thí nghiệm, phân tích chìm nổi và phân tích từ các mẫu đã nêu ở trên trong phòng thí nghiệm

6 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

- Thu thập, phân tích và tổng hợp các số liệu thống kê

- Phân tích, tính toán các số liệu thực nghiệm

- Đánh giá kết quả thí nghiệm

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Nghiên cứu đánh giá một cách toàn diện dây chuyền tuyển than cám đang hoạt động để

phần phân phối đúng ứng với tỷ trọng phân chia, hệ số tăng độ tro đá thải Kđ, hệ số giảm

độ tro than sạch Kt và sai lệch độ tro A

- Tìm ra nguyên nhân gây mất mát chất nặng manhetit ở một số khâu công nghệ trong dây chuyền tuyển than cám từ đó đề ra các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả thu hồi than

sạch, giảm sự mất mát chất nặng manhetit và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

8 Cấu trúc của đề tài

Luận văn được trình bày trong 4 chương với 64 trang; 31 bảng; 17 hình vẽ và đồ thị

Luận văn đã được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ quý báu của các Thầy (Cô) trong bộ môn Tuyển khoáng trường Đại học Mỏ - Địa Chất, bạn bè đồng nghiệp tại Công ty

cổ phần than Vàng Danh - TKV Đặc biệt, tác giả xin được bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS.Trần Văn Lùng là người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và làm luận văn Nhân đây, tác giả xin chân thành gửi lời cám ơn tới công ty cổ phần than Vàng Danh đã tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả trong công tác lấy mẫu, gia công, phân tích mẫu và cung cấp các số liệu cần thiết liên quan đến luận văn

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ SÀNG TUYỂN THAN

NHÀ MÁY TUYỂN THAN VÀNG DANH 1.1 Giới thiệu về lịch sử và phát triển nhà máy tuyển than Vàng Danh

Nhà máy Tuyển than Vàng Danh thuộc công ty cổ phần than Vàng Danh-TKV do

CHLB Nga (Liên xô cũ) thiết kế xây dựng và lắp đặt từ năm 1960 của thế kỷ 20 với năng suất là 600.000 tấn/năm Vào thời điểm đó, dây chuyền công nghệ tuyển than của nhà máy vào loại hiện đại nhất Đông Nam Á Trong thời gian chống Mỹ cứu nước nhà máy phải ngừng hoạt động đến năm 1973 nhà máy mới lắp đặt hoàn thiện trở lại để đưa vào hoạt động phục vụ sản xuất

Vào đầu những năm 1980 khi xây dựng nhà máy tuyển năng suất 1,8 triệu tấn/năm tại Uông Bí không thành công, phần lớn thiết bị của nhà máy này đã được chuyển giao cho nhà máy tuyển than Vàng Danh đưa năng suất của nhà máy đạt đến 1 triệu tấn than nguyên khai (TNK)/năm gọi là dây chuyền tuyển 1 (Giai đoạn này diễn ra

từ năm 1990 đến đầu năm 2000) Khi tình hình sản xuất của TKV phát triển nhà máy tuyển Vàng Danh được yêu cầu nâng cấp lên 2 triệu tấn TNK/năm

Nội dung nâng cấp 2 triệu tấn TNK/năm như sau:

- Nâng sản lượng: Lắp thêm 01 dây chuyền tuyển 2 song song với tuyển 1 hiện có; hai dây chuyền tuyển 1 và 2 cùng làm việc một lúc

- Nâng chất lượng: Lắp thêm dây chuyền tuyển bằng công nghệ tuyển xoáy lốc huyền phù để nâng cao chất lượng than sau tuyển 1 và 2

- Thêm chủng loại: Lắp thêm dây chuyền tuyển than cám 3

Các mốc thời gian như sau:

- Năm 2004 bắt đầu thiết kế và tổ chức lắp nâng cấp nhà máy tuyển

- Năm 2006 đưa dây chuyền tuyển than cục 10-50mm vào làm việc

- Năm 2007 đưa dây chuyền tuyển than cám cấp hạt 1-18mm vào làm việc

- Đầu năm 2008 đưa dây chuyền tuyển 2 vào làm việc

- Năm 2010 công ty đầu tư lắp đặt hệ thống xử lý bùn nước bằng thiết bị lọc ép khung bản và đưa vào hoạt động sản xuất từ 10/2010

Đến nay sản lượng than nguyên khai của nhà máy tuyển than Vàng Danh đạt tối đa

3 triệu tấn TNK/năm

1.2 Đặc điểm, tính chất và trữ lượng than Vàng Danh

1.2.1 Đặc điểm và tính chất than Vàng Danh

Than Vàng Danh thuộc loại than antraxit dạng lớp hoặc dạng khối biến chất cao,

không khói, ít tạp chất, có màu đen ánh kim loại Than cứng giòn, tỷ trọng 1,5÷1,67

tuyển

Than có mầu thép, có ánh bán kim loại Màu sắc của than: phần dưới đáy tương đối

nhạt, gần đỉnh đậm, có khi màu đen Độ kiên cố của than theo bảng phân loại của

giáo sư M.N Protoliaconov từ 1÷3

Thành phần các nguyên tố trong than được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của than

Thành phần hoá học Cacbon Hydro Oxy Lưu huỳnh Nitơ

Tạp chất khoáng vật chủ yếu là quặng pirit, limonit, thạch anh, silic, khoáng vật đất

sét Căn cứ vào kết quả phân tích lấy mẫu thấy rằng tính chất than của các vỉa thay

đổi không nhiều, căn bản ổn định, loại than không khói Than trong mỏ rất ít khí mê

I về khí và bụi nổ

Than Vàng Danh thuộc nhóm có độ tro từ trung bình đến cao, hàm lượng lưu

huỳnh thấp, nhiệt lượng cao

Qua các đợt lấy mẫu phân tích, trải qua nhiều đợt thăm dò và qua nhiều năm khai

thác đã lấy mẫu các loại than để phân tích xác định phẩm chất than có thể rút ra kết

luận sơ bộ về chất lượng than khu mỏ Vàng Danh được thể hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Tính chất các vỉa than Vàng Danh

STT Tên vỉa Độ ẩm % Độ tro % Chất bốc Nhiệt lượng

(kcal/kg)

Tỷ trọng (tấn/m 3 )

Bảng 1.3: Thành phần độ hạt than nguyên khai vỉa 4, 5 và 6

Bảng 1.4: Thành phần độ hạt than nguyên khai vỉa 7, 8 và 9

Nguồn: “Báo cáo phân tích đặc tính cơ lý hoá tính khả tuyển than nguyên khai

dự kiến cấp vào nhà máy tuyển than Vàng Danh 2” do Công ty cổ phần giám định TKV lập tháng 9 năm 2007

1.2.2 Sản lượng than qua các năm của công ty cổ phần than Vàng Danh

1.2.1.1 Trữ lượng than địa chất tại các vỉa

Sản phẩm đặc trưng của công ty là than hầm lò Hiện nay, Công ty được Tập đoàn giao cho quản lý, khai thác 6 vỉa than, bao gồm: Vỉa 4, Vỉa 5, Vỉa 6, Vỉa 7, Vỉa 8, Vỉa 9 Theo thăm dò địa chất, trữ lượng công nghiệp của 6 vỉa than trong 4 dự án hầm lò do công ty quản lý còn khoảng 96,8 triệu tấn trong đó:

- Lò bằng từ +122 lên lộ vỉa: Trữ lượng công nghiệp còn khoảng 8 triệu tấn

- Khu lò giếng Vàng Danh đến mức ±0: Trữ lượng công nghiệp còn khoảng 18 triệu tấn

- Lò giếng Cánh Gà xuống đến mức -50: Trữ lượng công nghiệp còn khoảng 25,5 triệu tấn

- Công ty đang có thiết kế mở rộng khu giếng Vàng Danh từ mức ± 0 đến mức -

175 sẽ mở ra trữ lượng khoảng 45,3 triệu tấn

Do vậy công ty có điều kiện phát triển ổn định, bền vững, lâu dài cung cấp cho nhà máy tuyển than Vàng Danh hiện tại và nhà máy tuyển than Vàng Danh 2 mà công ty đang triển khai đầu tư trong thời gian tới với công suất thiết kế 3,5 triệu tấn/năm; dự kiến nhà máy sẽ đi vào hoạt động sản xuất vào năm 2015

1.2.1.2 Chủng loại và chất lượng than sản xuất

Sản phẩm than của Công ty được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp: Điện, xi măng, rèn đúc, lân nung chảy, sản xuất vật liệu xây dựng luôn được khách hàng tín nhiệm và đã có mặt hầu hết trên các thị trường trong nước và được xuất khẩu sang các nước Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan,…

Chủng loại và chất lượng than thương phẩm được trình bày trong bảng 1.5

Bảng 1.5: Chủng loại và chất lượng than thương phẩm của Nhà máy tuyển than

Vàng Danh - Công ty cổ phần than Vàng Danh

Độ tro khô

A k (%)

Độ ẩm toàn phần

W TP (%)

Lưu huỳnh chung khô

S k CH (%)

Trị

số tỏa nhiệt toàn phần khô

Q k cal/g

Loại than Cỡ hạt

(mm)

Tỷ lệ dưới

cỡ tối

đa khi giao nhận ban đầu (%) TB Giới hạn TB

Tối

đa

Chất bốc khô

V k (%)

TB Tối

đa

Tối thiểu 1- THAN CỤC

1.3 Hiện trạng công nghệ sàng tuyển nhà máy tuyển than Vàng Danh

1.3.1 Dây chuyền công nghệ nhà máy tuyển than Vàng Danh

Sơ đồ công nghệ nhà máy tuyển than Vàng Danh được trình bày trong hình 1.1 Dây chuyền công nghệ của nhà máy bao gồm các khâu công nghệ chính sau:

- Tách cục quá cỡ cấp +200mm bằng sàng song tĩnh

- Sàng tách cám cấp hạt -15mm

- Khử nước than cám ướt bằng gầu nâng khử nước

- Tuyển cấp hạt 18-200mm trên máy tuyển huyền phù bể

- Tuyển nâng cao sản phẩm than sạch huyền phù bể cấp hạt 10-50mm bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù

- Tuyển than cám rửa sau gầu nâng khử nước cấp hạt 1-18mm bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù

- Xử lý bùn nước bằng bể cô đặc cào tròn và hệ thống máy lọc ép khung bản

Mô tả lưu trình công nghệ của nhà máy tuyển than Vàng Danh như sau:

Khâu chuẩn bị:

Than nguyên khai được khai thác từ các vỉa của công ty được vận chuyển về nhà máy tuyển bằng xe goòng và băng tải, qua sàng song tĩnh tách cấp +200mm, cấp +200mm được đưa vào đập xuống -100mm gộp chung cùng với cấp -200mm Sau đó cấp hạt 0-200mm được cấp lên hệ thống sàng phân loại lỗ lưới 15mm để lấy

ra 2 sản phẩm: Than cám khô cấp hạt 0-15mm được băng tải vận chuyển rót xuống toa xe đưa đi tiêu thụ Than cấp 15-200mm được rửa tách cám ướt bằng sàng rung

lỗ lưới 18mm

Khâu tuyển than:

* Khâu tuyển than bằng huyền phù bể kiểu bánh xe đứng

Than cấp hạt 18-200mm sau khi tách cám ướt được đưa vào máy tuyển huyền phù bể kiểu bánh xe đứng tuyển trong môi trường huyền phù ở tỷ trọng phân

rót xống ô tô đổ ra bãi thải Sản phẩm than sạch cấp -200mm được cấp vào sàng

phân loại 2 tầng lưới 50mm, 100 mm để tách ra 3 sản phẩm: Than sạch cấp hạt -50 mm; than sạch cấp hạt 50-100 mm và than sạch cấp hạt 100-200mm

- Than sạch cấp hạt 100-200mm được băng tải vận chuyển đổ vào bun ke sau

đó rót xuống ô tô vận chuyển ra đổ đống để tiếp tục chế biến và tiêu thụ

- Than sạch cấp hạt 50-100mm được băng tải vận chuyển rót xuống toa xe đưa đi tiêu thụ ngay

* Khâu tuyển than bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù

Than sạch cấp hạt 10-50mm là sản phẩm của máy tuyển huyền phù bể được

sạch -50mm và than trung gian -50mm Than sạch -50 mm được băng tải chuyển đến toa xe đưa đi tiêu thụ Than trung gian -50mm được băng tải vận chuyển đổ vào bun ke chứa sau đó được ô tô chở đi nghiền hòa trộn để tiêu thụ

Than cám cấp hạt -18mm sau gầu nâng khử nước được qua sàng rung tách mùn lưới khe 1mm cho ra hai sản phẩm: bùn cấp -1mm được đưa về bể cô đặc, sản phẩm than cấp hạt 1-18mm đưa vào máy tuyển xoáy lốc huyền phù ở tỷ trọng phân

và đá thải cấp hạt -18mm Sản phẩm than sạch cấp hạt -18mm sau sàng rung róc rửa huyền phù được băng tải vận chuyển ra toa xe đưa đi tiêu thụ Sản phẩm đá thải cấp hạt -18mm sau sàng rung róc rửa huyền phù được băng tải vận chuyển về bunke chứa than trung gian hoặc nhập vào bunke chứa đá thải tuyển huyền phù bể

Khâu thu hồi huyền phù và xử lý bùn nước:

* Khâu thu hồi huyền phù

Huyền phù loãng từ các sàng tách, rửa huyền phù theo sản phẩm than sạch và

đá thải của các dây chuyền tuyển được thu về thùng chứa sau đó dung dịch huyền phù loãng được bơm lên hệ thống máy tuyển từ chính và máy tuyển từ vét để thu hồi chất nặng manhetit Quặng tinh của máy tuyển từ là huyền phù tuần hoàn được quay về thùng chứa huyền phù chuẩn; nước tuần hoàn được cấp về các sàng tách, rửa huyền phù; bùn thải máy tuyển từ vét được đưa về hố gầu nâng

* Khâu xử lý bùn nước

Than cấp hạt -18mm dưới sàng rung, rửa tách cám ướt chảy về hố gầu Sản phẩm -1 mm ở hố gầu qua ngưỡng tràn tự chạy về bể cô đặc cào tròn Sản phẩm cấp hạt 1-18 mm của gầu nâng khử nước được cấp vào sàng rung rửa bùn lưới khe 1mm Nước bùn dưới sàng rửa bùn được đưa về bể cô đặc cào tròn

Tại bể cô đặc cào tròn, bùn than lắng xuống đáy (không dùng chất keo tụ), nước trong của bể cô đặc cào tròn chảy qua ngưỡng tràn vào bể nước tuần hoàn và được bơm cấp trở lại nhà máy tuyển để rửa các sản phẩm Sản phẩm cặn của bể cô đặc cào tròn được bơm cấp sang hệ thống lọc ép bùn than bằng máy lọc ép khung bản cho ra sản phẩm than bùn có độ ẩm < 23%

* Đánh giá sơ đồ công nghệ nhà máy tuyển than Vàng Danh

Danh đã chứng tỏ công nghệ và thiết bị đang áp dụng rất phù hợp với đặc điểm, tính chất than nguyên khai vùng Vàng Danh Trong những năm qua nhà máy đã không ngừng đổi mới công nghệ, cải tạo nâng năng suất nên dây chuyền công nghệ của nhà máy khá hoàn chỉnh, có tính mềm dẻo đáp ứng yêu cầu sản xuất đa dạng về chủng loại sản phẩm Các ưu điểm chính của nhà máy được thể hiện ở các mặt sau:

- Trình độ công nghệ khá tiên tiến, dây chuyền công nghệ khép kín, công nghệ nhà máy áp dụng khâu sàng tách cám khô từ than nguyên khai để lấy ra than cám cám 4, cám 5 cung cấp cho các hộ tiêu thụ

- Công nghệ tuyển sử dụng khâu tuyển huyền phù bể nhằm lấy ra than sạch

có độ tro trung bình phục vụ cho các hộ tiêu thụ trong nước; sử dụng khâu tuyển tinh than sạch các cấp hạt 10-50 mm bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù để lấy ra than sạch có độ tro thấp phục vụ cho xuất khẩu và sử dụng khâu tuyển than cám bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù để lấy ra than cám 3 phục vụ cho các hộ tiêu thụ trong và ngoài nước, đáp ứng được yêu cầu đa dạng sản phẩm của các hộ tiêu thụ

- Chất lượng sản phẩm cao và đa dạng về chủng loại, dây chuyền công nghệ mềm dẻo có khả năng sản xuất đồng thời nhiều loại sản phẩm có chất lượng ngặt

nghèo, đáp ứng nhu cầu đa dạng sản phẩm của khách hàng trong và ngoài nước Sản phẩm thải đạt yêu cầu kỹ thuật

- Trước đây ở công nghệ xử lý bùn nước, bùn cặn bể cô đặc cào tròn được bơm ra các bể lắng bùn tự nhiên nên nước tuần hoàn không thu hồi được, bị thất thoát nhiều nước và gây ô nhiễm môi trường Để giải quyết vấn đề này công ty cổ phần than Vàng Danh-TKV đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý bùn nước bằng máy lọc ép khung bản và đã đưa vào sử dụng phục vụ sản xuất từ tháng 10/2010

- Các hệ thống tuyển chính độc lập nhau nên có thể định kỳ và chủ động ngừng từng hệ thống cho sửa chữa, trung đại tu song nhà máy vẫn hoạt động bình thường

- Một số thiết bị chính trong dây chuyền công nghệ có thể sản xuất được trong nước nên rất chủ động trong việc đặt hàng và phụ tùng thay thế

- Chi phí chất nặng manhetit để tuyển ra một tấn than sạch tương ứng là tuyển 1 = 2,90kg/tấn; tuyển than cục = 3,35kg/tấn; tuyển than cám = 9,0kg/tấn Như vậy chi phí chất nặng manhetit cho khâu tuyển 1 và tuyển than cục là có thể chấp nhận được, riêng chi phí cho khâu tuyển than cám là rất lớn điều đó ảnh hưởng không nhỏ đến giá thành sản xuất ra một tấn than cám sạch của dây chuyền nói riêng và toàn nhà máy nói chung

Tuyển huyền phù bể

Than sạch HPTH

Than TG

Tuyển từ 1,2

ManhetitNước TH

Hố gầu

Bể cô đặc

Cám bùnNước TH

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ nhà máy tuyển than Vàng Danh

Xoáy lốc HP

Than sạch HPTH

Đá thải HPTH

Sàng khử mùn -1mmHPTH

Tuyển từ 3,4

Manhetit

1.3.2 Dây chuyền công nghệ tuyển than cám cấp hạt 1-18mm bằng máy tuyển xoáy lốc huyền phù

Sơ đồ công nghệ của dây chuyền tuyển than cám cấp hạt 1-18mm được trình bày ở hình 1.2 Mô tả lưu trình công nghệ của dây chuyền tuyển than cám như sau: Than cám cấp hạt -18mm sau gầu nâng khử nước được qua sàng rung tách mùn lưới khe 1mm cho ra hai sản phẩm: bùn cấp -1mm được đưa về bể cô đặc, sản phẩm than cấp hạt 1-18mm đưa vào máy tuyển xoáy lốc huyền phù ở tỷ trọng phân tuyển

thải cấp hạt -18mm Sản phẩm than sạch cấp hạt -18mm sau sàng rung róc rửa huyền phù được băng tải vận chuyển ra toa xe đưa đi tiêu thụ Sản phẩm đá thải cấp hạt -18mm sau sàng rung róc rửa huyền phù được băng tải vận chuyển về bunke chứa than trung gian hoặc nhập vào bunke chứa đá thải tuyển huyền phù bể

Huyền phù loãng sau sàng tách, rửa huyền phù theo than sạch và đá thải được thu hồi bằng máy tuyển từ chính và máy tuyển từ vét, bùn thải máy tuyển từ vét được đưa về hố gầu

* Đánh giá sơ đồ công nghệ tuyển than cám

Dây chuyền công nghệ được thiết kế, lắp đặt và đưa vào sử dụng phục vụ sản xuất từ năm 2007 đến nay dây chuyền vẫn hoạt động ổn định, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ chủ yếu do trong nước sản xuất, riêng hệ thống bơm huyền phù phải nhập khẩu

Sản phẩm than cám của dây chuyền đã đáp ứng được yêu cầu sản xuất của công

ty cũng như yêu cầu đa dạng về chủng loại của các hộ tiêu thụ trong và ngoài nước Chi phí chất nặng manhetit cho dây chuyền tuyển than cám là 9,0kg/tấn than sạch Như vậy chi phí cho dây chuyền tuyển than cám là rất lớn so với dây chuyền tuyển than cám tại một số nhà máy vùng Quảng Ninh điều đó ảnh hưởng không nhỏ đến giá thành sản xuất ra một tấn than cám sạch của dây chuyền nói riêng và toàn nhà máy nói chung

Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá hiệu quả tuyển than và thu hồi chất nặng manhetit tại các khâu công nghệ của dây chuyền này là cần thiết

Nước TH

Than cám ướt hố gầu

Bể cô đặcXoáy lốc huyền phù

Than sạch

Đá thải HPTH

Sàng khử mùn lỗ lưới 1mm

Tuyển từ chính

ManhetitHPTH

Nước TH

Tuyển từ vét

ManhetitBùn thải

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Hố gầu

CHƯƠNG 2 LẤY MẪU NGHIÊN CỨU 2.1 Sơ đồ lấy mẫu

hình 2.1

Nước TH

Than cám ướt hố gầu

Bể cô đặcXoáy lốc huyền phù

Than sạch

Đá thải HPTH

Sàng khử mùn -1mm

Tuyển từ chính

ManhetitHPTH

Nước TH

Tuyển từ vét

ManhetitBùn thải

Hình 2.1: Sơ đồ lấy mẫu

2.2 Phương pháp lấy mẫu

2.2.1 Lấy mẫu than đầu, than sạch và đá thải

Các sản phẩm than cần lấy mẫu được lấy theo hình 2.1 ở phía dỡ tải của các sàng

khử mùn, sàng tách rửa huyền phù Vật liệu cần lấy mẫu là than vật liệu rời ở trạng thái di động do vậy phương pháp lấy mẫu lựa chọn phương pháp cắt ngang dòng Nội dung của phương pháp cắt ngang dòng được tiến hành như sau: Dùng xẻng hoặc gáo xách tay đưa chuyển động qua suốt chiều rộng của dòng than với tốc độ không đổi, cứ sau một khoảng thời gian xác định và đều ta chọn một lượng than theo toàn bộ tiết diện ngang của dòng than vào mẫu, mỗi lần chọn mẫu là một mẫu đơn Để đảm bảo độ chính xác của mẫu đơn cần phải chọn khoảng thời gian giữa hai lần chọn mẫu (tần số chọn mẫu) thích hợp Các mẫu đơn lần lượt được lấy bằng cách cắt ngang dòng theo các hướng đối nhau, mẫu đơn không được lấy đầy thùng chứa

2.2.2 Lấy mẫu quặng tinh tuyển từ; bùn thải máy tuyển từ vét

Mẫu quặng tinh của máy tuyển từ chính và máy tuyển từ vét được lấy bằng phương pháp cắt ngang dòng tại vị trí theo hình 2.1 để được mẫu đủ phục vụ cho mục đích nghiên cứu

Mẫu bùn thải máy tuyển từ vét được lấy bằng phương pháp thủ công tại vị trí theo hình 2.1 Dùng xô hứng dòng bùn thải ở phía cuối đường ống, mỗi lần lấy là một mẫu đơn sau đó đổ vào thùng chứa Cứ sau thời gian khoảng 20 hoặc 30 phút ta lấy một mẫu đơn Các mẫu đơn được đổ vào thùng chứa được mẫu đủ đại diện để phục

vụ cho mục đích nghiên cứu

Tiến hành đo lưu lượng dòng bùn bằng phương pháp thủ công như sau: Dùng thùng chứa có dung tích đã biết, hứng toàn bộ dòng bùn thải vào thùng chứa và bắt đầu bấm đồng hồ đo giây cho đến khi bùn đầy thùng chứa kết thúc thời gian đo Từ thời gian t đo được để đầy thùng chứa và dung tích thùng chứa đã biết ta tính được

2.3 Khối lượng mẫu

2.3.1 Khối lượng mẫu tối thiểu

Quy trình lấy mẫu đơn, khối lượng tối thiểu mẫu đơn để phân tích phục vụ cho mục đích nghiên cứu trong luận văn được lấy theo TCVN 1693 : 1995 (ISO 1988 : 1975), TCVN 6532 : 1999 (ISO 8833 : 1989)

Khối lượng tối thiểu của mẫu đơn được tính theo công thức 2.1

Trong đó: - P là khối lượng nhỏ nhất của mẫu đơn, kg

- D là cỡ hạt danh nghĩa, kích thước lỗ sàng mắt vuông sao cho

không có hơn 5% than trên sàng

Căn cứ vào tính chất than và cấp hạt cần lấy mẫu 1-18mm thì khối lượng tối thiểu của mẫu đơn sẽ là: P = 0,06 x 18 = 1,08 kg

2.3.2 Khối lượng mẫu đủ

Khối lượng các mẫu được lấy theo tiêu chuẩn để đạt khối lượng mẫu đủ phục vụ cho các thí nghiệm phân tích chìm nổi đánh giá hiệu quả tuyển than và phân tích từ xác định mất mát chất nặng manhetit ở các khâu công nghệ được lấy như sau:

- Khối lượng mẫu than đầu = 100 kg

- Khối lượng mẫu than sạch = 150 kg

- Khối lượng mẫu đá thải = 150 kg

- Thể tích mẫu bùn thải máy tuyển từ vét = 15 lít

- Khối lượng mẫu quặng tinh máy tuyển từ chính = 02 kg

- Khối lượng mẫu quặng tinh máy tuyển từ vét = 02 kg

- Khối lượng mẫu chất nặng manhetit để pha dung dịch huyền phù = 02 kg

Các mẫu trên được đóng bao, túi ni lông vận chuyển về phòng thí nghiệm sau đó trộn đều, giản lược phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài luận văn

2.4 Số mẫu cần thiết

Các mẫu để phân tích được lấy theo TCVN trong 3 ngày dây chuyền sản xuất được ký hiệu là mẫu 1, mẫu 2 và mẫu 3 phục vụ cho mục đích nghiên cứu của đề tài luận văn Khối lượng mẫu đủ của mẫu 1, mẫu 2 và mẫu 3 được lấy theo mục 2.3.2 Mục đích mỗi sản phẩm lấy 3 mẫu sẽ mang tính đại diện, phân tích đánh giá và xác định được chính xác

2.5 Sơ đồ gia công mẫu

Sơ đồ gia công các mẫu 1, mẫu 2, mẫu 3 để chuẩn bị cho các mẫu thí nghiệm 2.5.1 Mẫu than đầu

2.5.2 Mẫu than sạch, đá thải

Mẫu lưu

Mẫu than sạch, đá thải

Lấy mẫu tro

- Cân khối lượng

- Mẫu phân tích chìm nổi

- Mẫu phân tích từ

Mẫu lưu

Mẫu than đầu

Lấy mẫu tro

Mẫu tro

Chú thích:

- Trộn đều

- Giản lược

Hình 2.2: Sơ đồ gia công mẫu than đầu

Mẫu phân tích chìm nổi

- Cân khối lượng

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TUYỂN THAN CÁM CẤP HẠT 1-18MM TRONG MÁY TUYỂN XOÁY LỐC HUYỀN PHÙ

3.1 Phân tích mẫu nghiên cứu

Như đã trình bày trong chương 2, việc lấy mẫu các sản phẩm trong dây chuyền tuyển than cám cấp hạt 1-18mm tại nhà máy tuyển than Vàng Danh nhằm phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài luận văn Các mẫu than được đóng bao và vận chuyển về phòng thí nghiệm của trường Đại học công nghiệp Quảng Ninh tại thị trấn Mạo Khê - Đông triều - Quảng Ninh

Tại phòng thí nghiệm, mẫu than cám cấp hạt 1-18mm được gia công, giản lược, chuẩn bị mẫu cho các thí nghiệm sau:

- Mẫu phân tích chìm nổi than đầu, than sạch và đá thải

- Mẫu phân tích xác định độ tro than đầu, than sạch và đá thải

- Các mẫu dự phòng khác

Các mẫu than cấp hạt 1-18mm được tiến hành phân tích chìm nổi theo TCVN 251:

2007 Sơ đồ gia công phân tích chìm nổi được trình bày trong hình 3.1

Trên cơ sở đặc tính, chất lượng than của vùng Vàng Danh - Uông Bí luận văn

tích chìm nổi được rửa sạch mùn -0,5mm và phơi khô Các sản phẩm sau khi phân tích chìm nổi được rửa sạch dung dịch kẽm clorua, phơi khô trước khi cân xác định khối lượng và phân tích xác định độ tro

- Giản lược

- Cân khối lượng

Mẫu than phân tích chìm nổi

- Mẫu phân tích độ tro

Phân tích chìm nổi mẫu than

Hình 3.1 Sơ đồ gia công phân tích chìm nổi các mẫu than cấp hạt 1-18mm

3.2 Kết quả phân tích chìm nổi mẫu than cám cấp hạt 1-18mm

- Kết quả phân tích thành phần chìm nổi mẫu than đầu cấp hạt 1-18mm gồm 3 mẫu 1; 2 và 3, số liệu thí nghiệm và tính toán được trình bày trong bảng 3.2; 3.5 và 3.8

Từ số liệu bảng 3.2; 3.5 và 3.8 vẽ được đường cong khả tuyển cho ở hình 3.2; 3.5 và 3.8

- Kết quả phân tích thành phần chìm nổi mẫu than sạch và đá thải cấp hạt 18mm bao gồm 3 mẫu than sạch và 3 mẫu đá thải, số liệu thí nghiệm và tính toán được thể hiện trong bảng 3.3; 3.6 và 3.9

Từ số liệu bảng 3.3; 3.6 và 3.9 vẽ được đường cong phân phối các sản phẩm tuyển cho ở hình 3.3; 3.6 và 3.9

- Kết quả phân tích độ tro than đầu, than sạch và đá thải của 3 mẫu 1; 2 và 3 dựa vào đó tính thu hoạch than sạch thực tế và đá thải thực tế theo công thức 3.1 và 3.2:

AA

AAγ

t đ

0 đ





Mẫu 1: + Độ tro than đầu: A0 = 27,96 %

Vậy: Thu hoạch than sạch thực tế là:

41,950,5

96,750,5

Mẫu 2: + Độ tro than đầu: A0 = 27,85 %

85,735,6

Vậy: Thu hoạch than sạch thực tế là:

35,9,006

68,700,6

Từ kết quả phân tích độ tro thực tế và tính toán thu hoạch thực tế các sản phẩm của

3 mẫu thí nghiệm được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Độ tro và thu hoạch thực tế các sản phẩm của 3 mẫu

Thu hoạch ĐTTT  đ %

Hình 3.2: Đường cong khả tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Đườngcong phầnnổi

Đườngcong tỷtrọng

Đườngcong phầnchìm

1,61,71,81,92,0

bl

dq

Tỷ trọng (g/cm 3 )

Bảng 3.2: Thành phần tỷ trọng than đầu cấp hạt 1-18mm (Mẫu 1)

Hình 3.3: Đồ thị đường cong phân phối khi tuyển than cấp hạt

1-18mm trong máy tuyển xoáy lốc huyền phù

Tỷ lệ phânphối trong

đá thải

Bảng 3.3: Tỷ lệ phân phối các sản phẩm tuyển than cám cấp hạt 1-18mm (Mẫu 1)

TH trong sản phẩm %

TH so than đầu %

Tỷ lệ phân phối  % Cấp tỷ

trọng

g/cm 3

Than sạch

%

Đá thải

%

Than sạch

%

Đá thải

%

Than đầu

%

Tỷ trọng trung bình g/cm 3

Trong than ( t )

Hình 3.4: Đường cong phần vật liệu phân phối đúng sản phẩm

Phần phânphối nhầmvào ĐT

Phần phânphối đúng

Từ số liệu bảng 3.3 lập được số liệu bảng phần phân phối đúng ứng với tỷ trọng phân chia được trình bày trong bảng 3.4 Từ số liệu bảng 3.4 vẽ được đường cong phần vật liệu phân phối đúng sản phẩm cho ở hình 3.4

Bảng 3.4: Phần phân phối đúng ứng với tỷ trọng phân chia (Mẫu 1)

So với than đầu % Phần vật liệu phân phối sai

Tỷ trọng

g/cm 3 Than sạch Đá thải  %  % Tổng sai

Phân phối đúng

Hình 3.5: Đường cong khả tuyển than cám cấp hạt 1-18mm

Đườngcong phầnnổi

Đườngcong tỷtrọngĐườngcong phầnchìm

1,61,71,81,92,0

bl

dq

Tỷ trọng (g/cm 3 )

Bảng 3.5: Thành phần tỷ trọng than đầu cấp hạt 1-18mm (Mẫu 2)