Trường Đại Học Khoa Học HuếKhoa Hóa Học

BÀI TIỂU LUẬN Quy trình làm giàu và tách quặng Zircon từ sa

khoáng ở Thừa Thiên HuếPhương pháp tách ZrO2 từ quặng Zircon

Sinh viên thực hiện: Lê Quang Phú

Huế, 09/2014

GIỚI THIỆU CHUNG

Titan và các hợp chất titan được sử dụng nhiều trong nền kinh tế quốc dân. Hợp kim titan có tỷ trọng thấp, độ bền chống mài mòn tốt, nhiệt độ nóng chảy cao và độ dai cao ở nhiệt độ khoảng 600oC. Do vậy, chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cũng như đời sống

GIỚI THIỆU CHUNG

Có hơn 80 khoáng vật chứa titan, tuy nhiên phần lớn ít gặp trong thiên nhiên, chỉ có ilmenit và rutil là 2 loại khoáng chủ yếu. Trong sa khoáng vật chứa titan, ngoài ilmenit còn có nhiều khoáng vật có ích đi kèm khác, đặc biệt là zircon ZrSO4. Bột zircon có giá trị kinh tế rất cao, thường được dùng trong công nghiệp men sứ, luyện kim, điện tử và hóa chất.

Với những ứng dụng hết sức thiết thực và hiệu quả kinh tế cao, công ty khoáng sản Thừa Thiên Huế là nơi xuất khẩu khoáng sản titan hàng đầu của Việt Nam. Ở Việt Nam, chỉ có nhà máy mới có khả năng nâng hàm lượng Zircon từ 52% lên 65%. Đây chính là mục đích hoạt động của nhà máy.

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Chương 1: Tổng quan 1.1. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN MTV Khoáng sản Thừa Thiên Huế 1.2. Tổng quan về Zircon

Chương 2: Quy trình làm giàu và tách quặng Zircon từ sa khoáng ở Thừa Thiên Huế 2.1. Quy trình khai thác và tuyển thô 2.2. Các công đoạn của nhà máy

Chương 3: Phương pháp tách ZrO2 từ quặng Zircon 3.1. Nung sunfat hóa 3.2. Hòa tách

Chương 4: Kết luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN MTV Khoáng sản Thừa Thiên Huế

Hình 1.1. Công ty

TNHH NN MTV

Khoáng sản Thừa Thiên Huế

Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Khoáng Sản Thừa Thiên Huế là một trong những công ty hàng đầu về khai thác và chế biến khoáng sản Titan của Việt Nam. Công ty đã khai thác và chế biến các sản phẩm là tinh quặng Ilmenite, Rutile, Monazite, Zircon , bột Zircon và xỉ titan, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng của khách hàng trong nước và ngoài nước

Thành lập vào năm 1983, trụ sở công ty đặt tại số 53 Nguyễn Gia Thiều, TP Huế và hệ thống 4 nhà máy sản xuất được xây dựng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Sản phẩm của công ty xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản, Trung Quốc, Malaysia và các nước Đông Nam Á.

STT Sản phẩm Chất lượng

1 Ilmenit ≥52% TiO2

2 Rutile ≥85% TiO2

3 Monazit ≥57% REO

4 Zircon ≥60% ZrO2

5 Bột Zircon ≥65% ZrO2

6 Xỉ titan ≥92% TiO2

Bảng 1. Các sản phẩm chính của công ty

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN2.Tổng quan về Zircon

Trong quá trình tuyển làm giàu tinh quặng zircon, vẫn còn 30 ÷ 40% sản phẩm quặng zircon trung gian có hàm lượng 57 ÷ 63% ZrO2 không đủ tiêu chuẩn xuất khẩu và có giá trị kinh tế thấp. Các sản phẩm trung gian này đi kèm nhiều tạp chất như: sắt, rutin, silimanite… không thể tách hết được trong quá trình tuyển thông thường. Hơn nữa, giá bán quặng zircon phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng ZrO2, hàm lượng ZrO2 càng cao thì giá càng cao.

Zircon là  khoáng vật thuộc nhóm siliccat. Tên hóa học là zirconi silicat, công thức hóa học ZrSiO4

Ước tính trữ lượng zircon trên thế giới khoảng 124 triệu tấnỞ Việt Nam, nếu so sánh về mặt tiềm năng tài nguyên thì trữ lượng ilmenit-zircon chiếm khoảng 5% trữ lượng của toàn thế giới (chưa kể trữ lượng đang được Cục Địa chất đánh giá).

Hình 1.2. Ảnh chụp khoáng vật zircon

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH LÀM GIÀU VÀ TÁCH QUẶNG

ZIRCON TỪ SA KHOÁNG Ở THỪA THIÊN HUẾ

2.1.Quy trình khai thác và tuyển thô

Sa khoáng từ Quảng Điền đến Phú Lộc. Thanh khoáng titan ở Thừa Thiên Huế nằm dọc ven biển, kéo dài phần khoáng vật chính của sa khoáng titan gồm: ilmenite 28,5-72,68 kg/m3 ; zircon 5,73-12,49 kg/m3 ; rutile 1,6-3,92 kg/m3 ; monazite 0,17-0,87 kg/m3.

Nguồn quặng chính của công ty là ở vùng Hải Khê, Quảng Ngạn và Kế Sung, Vinh Mỹ. Ngoài ra còn khai thác ở các mỏ Phong Hải, Điền Hải ( Phong Điền), Vinh Xuân( Phú Vang), Quảng Lợi( Quảng Điền).

2.1.1. Nguồn quặng khai thác

2.1.2.Quy trình khai thác và tuyển thô

Công ty khoáng sản Thừa Thiên Huế sử dụng mô hình khai thác bằng bơm hút cát đặt trên bè nổi trong hồ khai thác, vận chuyển quặng nguyên khai về khu vực tuyển thô bằng hệ thống bơm cát, cụm thiết bị tuyển thô được đặt trên bờ moong gần nơi khai thác, tương đối cơ động, định kỳ di chuyển theo khu vực khai thác.

Trên bè hút cát, bố trí đặt máy bơm hút cát, hút trực tiếp vào vỉa quặng. Cát quặng trong hồ khai thác được bơm cát bơm lên và chuyển về cụm vít tuyển thô đặt trên bờ moong khai thác.

Quặng từ bơm khai thác bơm trực tiếp lên các vít tuyển chính để tách ra 3 loại sản phẩm ( đuôi thải, quặng trung gian, quặng tinh). Quặng trung gian tuyển chính được bơm lên các vít tuyển trung gian riêng để tuyển lại lấy tiếp quặng tinh. Quặng tinh tuyển chính và quặng tinh tuyển trung gian được tuyển lại trên các vít tuyển tinh để thu được sản phẩm đạt yêu cầu (xem hình).

2.2. Các công đoạn của nhà máy

• Sử dụng phương pháp trọng lực để tách quặng ra khỏi cát

Hình 2.2 Thiết bị tuyển trọng lực vít đẩy xoắn ốc

• Sau khi tách quặng sơ bộ thì qua tuyển nổi. Phương pháp này quan trọng nhất là chọn chất bề mặt để hấp thụ zircon làm cho nó nổi lên trên, các chất không phải là zircon thì không bị hấp phụ và chìm xuống dưới. ZrO2 tách được từ phương pháp tuyển nổi sẽ được chứa trong một bể chứa có màu lam.

Hình 2.3. Bể tuyển nổi

• ZrO2 từ bể tuyển nổi sẽ được đưa lên băng tải vào lò nung để sấy

Sau khi qua quá trình tuyển nổi,các hạt sa khoáng được đưa vào nơi chứa.Sau đó,các hệ thống băng chuyền sẽ đưa các hạt sa khoáng vào máy sấ,các hạt sẽ được sấy khô nhờ hệ thống bàn chà trong máy sấy,đồng thời hệ thống bàn chà còn làm nhiệm vụ nghiền các hạt có kích thước lớn thành các hạt có kích thước nhỏ hơn.

• Sau khi sấy khô, Zircon sẽ có nhiễm Fe ta đưa qua các lò khử từ để loại Fe ra khỏi zircon, có nhiều máy khử từ liên tiếp để đảm bảo lượng Fe bị khử là tối đa.

• Sản phẩm của quá trình tuyển từ sau đó đem qua máy nghiền và đóng bao thu được zircon thành phẩm. Zircon thành phẩm nhìn kỹ sẽ có màu hồng, nếu còn nhiễm Fe thì sẽ có màu vàng

Hình 2.4. Máy tuyển từ quặng

không từ

Tổng khoáng vật nặng

Tuyển từ từ trường thấp

Tuyển điện

Tuyển từ từ trường caoTuyển từ từ trường cao

Dẫn điện Không dẫn điện

ILMENIT

Rutil MONAZIT

có từ

ZIRCONLEICOXEN

có từKhông từ Không từ

có từ

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÁCH ZrO2 TỪ QUẶNG ZIRCON

3.1. Nung sunfat hóa-  Nhiệt độ nung 240oC.-  Thời gian nung 2h30'.-  Nồng độ axít sunfuric 90%.-  Tỷ lệ axit/quặng = 0,45Sản phẩm của quá trình nung sunfat hóa được chuyển sang

giai đoạn hòa tách trong dung môi nước. 

3.2. Hòa tách Quá trình hòa tách với thông số kỹ thuật như sau:- Nhiệt độ hòa tách 50oC- Thời gian hòa tách: 20 phút.- Xử lý tách SiO2 bằng dung dịch 1,3% NaOH, ở nhiệt độ 97oC, trong

thời gian 1,5 giờ.

Hình 3.1. Hòa tách sản phẩm nung sunfat hóa.

Sản phẩm thu được có hàm lượng oxit zircon (ZrO2) đạt trên 65,2%.

Cùng với nó là bề mặt hạt khoáng zircon đã sạch hơn và cho chất lượng sản phẩm cao hơn.

Hình 3.2. Ảnh khoáng zircon đã được làm sạch.

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Với những ứng dụng to lớn và vai trò hết sức quan trọng của TiO2

trong lĩnh vực công nghiệp và đời sống, công ty TNHH NN MTV Khoáng sản Thừa Thiên Huế đã và đang áp dụng nhiều công nghệ khai thác và tuyển quặng tiên tiến, phù hợp với tình hình sản xuất ở địa phương. Tuy nhiên những năm gần đây, việc khai thác và chế biến titan đã gây

ảnh hưởng xấu đến môi trường, đồng thời hàm lượng quặng thải cao bên cạnh đó điều kiện làm việc của công nhân còn nhiều khó khăn và nguy hiểm. Do đó, nhà máy nên tăng cường các biện pháp bảo hộ lao động và xây dựng hệ thống lọc bụi để hạn chế ô nhiễm không khí.

22

Cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã lắng nghe.