Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ
viÖn n¨ng l−îng nguyªn tö viÖt nam
---------------------------------
B¸o c¸o tæng kÕt
®Ò tµi khoa häc c«ng nghÖ cÊp bé
n¨m 2005-2006
Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh
c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat ®¾c l¾c
®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn
liÖu g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm
tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng
M∙ sè: Bo/05/03-02
C¬ quan chñ tr×: ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ThS. NguyÔn Duy Ph¸p
Hµ Néi, th¸ng 7 - 2007
Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi
Th¹c sÜ, NCV NguyÔn Duy Ph¸p Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 1
NguyÔn §øc H−ng Th¹c sÜ, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 2
D−¬ng V¨n Sù Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 3
Ph¹m Quúnh L−¬ng Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 4
NguyÔn §øc Th¸i Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 5
NguyÔn Doanh Ninh Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 6
NguyÔn Trung S¬n Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 7
Phan Ngäc BÝch Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 8
Bïi ThÞ B¶y Cö nh©n, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng 9
10 Kü s−, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng T¹ Vò NguyÖt ¸nh
C¸c c¬ quan ®¬n vÞ phèi hîp thùc hiÖn
C«ng ty Cæ phÇn kho¸ng s¶n DAKLAK. 1
Trung t©m Ph©n tÝch ThÝ nghiÖm §Þa chÊt. 2
Phßng thÝ nghiÖm Kho¸ng Th¹ch häc, §¹i häc Má §Þa chÊt Hµ Néi 3
Bé m«n VËt lý chÊt r¾n, §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn. 4
ViÖn Nghiªn cøu Sµnh sø Thuû tinh C«ng nghiÖp. 5
1
Môc lôc
I
I.1
I.2
II Trang
1
2
4
5
6
7
8
9
9
10
12
II.1 13
II.2
II.3
II.4
II.5
III
III.1
III.2 13
13
13
13
15
15
15
III.2.1 15
T×nh h×nh khai th¸c chÕ biÕn fenspat EASO, §¨c L¾c
Môc tiªu nghiªn cøu
Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
§iÒu kiÖn nghiªn cøu
KÕt qu¶ thùc nghiÖm
KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu
MÉu nghiªn cøu
Gia c«ng mÉu
KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng
Thµnh phÇn kho¸ng vËt, th¹ch häc
Thµnh phÇn ho¸ häc
TÝnh chÊt c¬ lý ®¸
§Æc tÝnh ®é h¹t – 2 mm
KÕt luËn vÒ thµnh phÇn vËt chÊt
KÕt qu¶ nghiªn cøu c«ng nghÖ
TuyÓn ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ §Ò môc
Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi
Môc lôc
Tãm t¾t
Astract
Nh÷ng tõ viÕt t¾t vµ ký hiÖu
Më ®Çu
PhÇn tæng quan
Mét sè nÐt vÒ quÆng fenspat vµ c¸c lÜnh vùc sö dông
Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt ho¸ lý cña quÆng fenspat
C¸c lÜnh vùc sö dông
Mét sè ph−¬ng ph¸p lµm giµu quÆng fenspat
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn thñ c«ng (ph©n lo¹i s¶n phÈm theo c¶m
quan, mµu s¾c)
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn röa
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ph©n cÊp
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi
T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn fenspat
Trªn thÕ giíi
ViÖt Nam
Tr÷ l−îng vµ thµnh phÇn vËt chÊt mét sè má fenspat lín ë ViÖt
Nam
T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn quÆng fenspat ë ViÖt Nam
III.2.2
§èi t−îng, môc tiªu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
IV
IV.1
§èi t−îng nghiªn cøu
IV.1.1 §Æc ®iÓm ®Þa chÊt th©n quÆng
IV.1.2
IV.2
IV.3
IV.4
V
V.1
V.2
V.3
V.3.1
V.3.2
V.3.3
V.3.4
V.4
VI
VI.1
VI.1.1 Kh©u tuyÓn ph©n cÊp 16
17
17
18
18
19
19
20
21
21
21
21
22
22
28
28
28
30
33
33
33
2
TuyÓn s¬ ®å kÕt hîp ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ
Xö lý ho¸ häc, sÊy kh« vµ tuyÓn tõ VI.1.2 Kh©u tuyÓn tõ
VI.1.3
VI.2
VI.2.1 Vai trß cña xö lý ho¸ häc 34
37
38
39
VI.2.2 39 ThÝ nghiÖm kh¶o s¸t mèi quan hÖ gi÷a nång ®é dung dÞch, thêi
gian tiÕp xóc vµ pH m«i tr−êng
VI.2.2.a §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm
VI.2.2.b KÕt qu¶ thÝ nghiÖm
VI.2.2.c X¸c ®Þnh l−îng n−íc röa 39
40
42
42 VI.2.3 Mèi quan hÖ gi÷a ®é Èm, nhiÖt ®é vµ thêi gian mÊt n−íc cña
mÉu
VI.2.3.a MÊt n−íc tù nhiªn
VI.2.3.b MÊt n−íc b»ng sÊy
VI.2.3.c KÕt luËn
VI.2.4 KÕt qu¶ tuyÓn mÉu xö lý ho¸ häc
VI.2.4.a MÉu röa n−íc
VI.2.4.b MÉu röa axit HCl
VI.2.4.c MÉu röa axit HNO3
VI.2.4.d MÉu röa axit H2SO4
VI.2.4.e MÉu röa kiÒm
VI.2.4.f NhËn xÐt chung 42
42
43
43
44
44
46
47
49
51
51 VI.3
54
55
56
57 VI.4
VII
VII.1
VII.2
VII.3 58
59
61 VIII
IX
X 62
XI
X¸c ®Þnh thêi gian khuÊy röa sö dông axit H2SO4 lµm t¸c nh©n
ho¸ häc
S¬ ®å kiÕn nghÞ tuyÓn ph©n cÊp, xö lý ho¸ häc vµ tuyÓn tõ
TuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ
TuyÓn næi kho¸ng biotit
TuyÓn tõ t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t ra khái s¶n phÈm ch×m
¢p dông tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ ®Ó tuyÓn mÉu fenspat §¾c
L¾c
Lùa chän s¬ ®å tuyÓn
Thö nghiÖm tuyÓn s¬ ®å thu håi s¶n phÈm
§¸nh gi¸ thö nghiÖm kh¶ n¨ng lµm men, x−¬ng gèm sø cao
cÊp tõ s¶n phÈm thö nghiÖm quy tr×nh c«ng nghÖ
§Ò xuÊt s¬ ®å c«ng nghÖ chÕ biÕn s©u fenspat §¾c L¾c
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Tµi liÖu tham kh¶o
Phô lôc
B¸o c¸o tæng kÕt kinh phÝ
Quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat
Ph−¬ng ¸n lÊy mÉu
PhiÕu kÕt qu¶ ph©n tÝch
PhiÕu ®¸nh gi¸ thö nghiÖm s¶n phÈm lµm men, x−¬ng gèm 64
68
69
71
72
73
3
Tãm t¾t
§Ò tµi ®· nghiªn cøu tuyÓn quÆng fenspat vïng EASO, tØnh §¾c L¾c ®Ó thu
®−îc c¸c s¶n phÈm ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm men, lµm x−¬ng gèm sø x©y
dùng.
Trªn c¬ së nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt quÆng vµ c¸c gi¶i ph¸p gia c«ng,
chÕ biÕn ®Ò tµi ®· x¸c ®Þnh ®−îc ®¸ chøa quÆng fenspat §¾c L¾c cã nguån gèc ®¸
sienit porphyr, sienit biotit vµ pegmatit. C¸c kho¸ng vËt fenspat kali chñ yÕu lµ
orthocla, microclin lÉn albit (fenspat natri), plagiocla. C¸c kho¸ng t¹p chñ yÕu lµ
biotit, hornblend, calcit, th¹ch anh sÏ gi¶i phãng ra khái c¸c kho¸ng fenspat ë ®é
h¹t –0,5+0,125 mm chiÕm tíi 77,5%.
§Ò tµi ®· nghiªn cøu tuyÓn ph©n cÊp, tuyÓn næi, tuyÓn tõ vµ kh¶ n¨ng kÕt
hîp c¸c ph−¬ng ph¸p trªn ®Ó n©ng cao chÊt l−îng fenspat. §Æc biÖt lµ ®· nghiªn
cøu lùa chän c¸c t¸c nh©n ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh lµm s¹ch bÒ mÆt h¹t kho¸ng
nh− n−íc, kiÒm, c¸c axit m¹nh. KÕt qu¶ ®· lùa chän ®−îc axit sunphuric lµm chÊt
tÈy röa bÒ mÆt thÝch hîp víi chi phÝ 12kg axit/tÊn quÆng, thêi gian ng©m khuÊy lµ
20 phót.
§· lùa chän s¬ ®å phï hîp ®Ó tuyÓn fenspat. C¸c s¶n phÈm thu ®−îc gåm
s¶n phÈm lµm x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á. §Æc biÖt lµ tinh quÆng cã hµm
l−îng kiÒm lín h¬n 12,5%, hµm l−îng Fe2O3<0,2%, TiO2<0,03% vµ ®· thö
nghiÖm thµnh c«ng lµm men sø vµ x−¬ng gèm sø cao cÊp. S¶n phÈm th¶i chÝnh lµ
nhãm kho¸ng biotit, hornblend giµu s¾t cã thÓ ch«n lÊp ®¬n gi¶n.
S¬ ®å c«ng nghÖ do ®Ò tµi nghiªn cøu ®· kÕt hîp qu¸ tr×nh xö lý hãa häc bÒ
mÆt (lµm s¹ch bÒ mÆt h¹t kho¸ng vµ t¨ng chÊt l−îng) víi qu¸ tr×nh tuyÓn tõ phï
hîp víi ®èi t−îng quÆng fenspat §¾c L¾c.
Tõ kho¸:
- QuÆng fenspat, ®¸ sienit, ®¸ pegmatit, fenspat kali, plagiocla, biotit
- Quy tr×nh c«ng nghÖ, xö lý bÒ mÆt, tuyÓn tõ, axit, kiÒm
- Men sø, x−¬ng gèm sø
4
ABSTRACT
This project was investigated to process feldspar from the EASO area in the
DakLak province in order to attain high quality product of enamel and ceramic
bodies of building.
Based on studied composition of matter and process with solutions, this
project was identified the rock bearing feldspar which has an origin of rock of
porphyry sienite, biotite sienite and pegmatite. The potassium feldspar minerals
are mainly orthoclase and microcline mixed albite mineral (sodium feldspar) with
plagioclase. Its major impurities are biotitic, hornblende, calcite and quartz which
will be separated in size of –0.5+0.125 mm to appropriate 77.5%.
The project is investigated classification, froth flotation, magnetic
separation and the ability to combine the above methods to upgrage the feldspar
quality. Especially we were chosen agents to wash the surface of mineral grain as
water, alkali and strong acids. Sulfuric acid is chosen to determine the level of
spending on 12kg acids per ton, stirring times of 20 minutes.
Flow sheet of beneficiation is chosen to fit processing feldspar. Products
are investigated good to make the enamel with the high ceramic body which have
high content of alkali more than 12.5% and less than 0.2% ferrous oxide with
0.03% dioxide titanium. In addition the residue is a group of abundant ferrous
mineral such as biotitic, hornblende, which can be simple, disposed.
Flow sheet for technology of this project is combined by washing the
surface (cleaning the surface of mineral and quality upgrade) with beneficiation
for DakLak feldspar.
Keywords:
- Feldspar ore, syenite rock, pegmatite, potassium feldspar, plagioclase,
biotitic
- Technological procedure, washing surface, magnetic separation, acid,
alkali
- Enamel, ceramic bodies.
5
C¸c tõ viÕt t¾t vµ ký hiÖu dïng trong b¸o c¸o
Ký hiÖu, tõ viÕt t¾t Gi¶i nghÜa
CÊp ®é t×m kiÕm th¨m dß, ®¸nh gi¸ tr÷ l−îng tµi C1, C2 nguyªn
KM100, KM200, M¸c s¶n phÈm KM325
nm §¬n vÞ chiÒu dµi, nanomet
mm §¬n vÞ chiÒu dµi, milimet
ml §¬n vÞ thÓ tÝch, mililit
mesh Sè m¾t lç trªn 1 ®¬n vÞ diÖn tÝch sµng tiªu chuÈn
0C
pH ChØ sè axit
§é cencius
Tû träng lµ tû sè gi÷a träng l−îng cña mét thÓ tÝch ∂ nµo ®ã víi träng l−îng n−íc cã cïng thÓ tÝch
g, kg, t §¬n vÞ khèi l−îng, gram, kilogram, tÊn
TCVN Tiªu chuÈn ViÖt Nam
MKN ChØ sè mÊt khi nung
¬xtest §¬n vÞ c−êng ®é tõ tr−êng
6
PhÇn më ®Çu
XuÊt ph¸t tõ nhu cÇu thùc tÕ s¶n xuÊt cña C«ng ty Cæ phÇn Kho¸ng s¶n
§¾c L¾c vÒ chÕ biÕn fenspat §¾c L¾c vµ kh¶ n¨ng tæ chøc nghiªn cøu triÓn khai
c«ng nghÖ cña ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm, ®Ò tµi “Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh
c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn
liÖu g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng” ®· ®−îc
Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ phª duyÖt nghiªn cøu trong 2 n¨m tõ th¸ng 5 n¨m
2005 ®Õn th¸ng 12 n¨m 2006.
Trong 2 n¨m qua, tiÕp cËn c¸c tµi liÖu trong n−íc vµ ngoµi n−íc cïng víi
kinh nghiÖm nghiªn cøu cña ViÖn, ®Ò tµi ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu theo c¸c néi
dung ®¨ng ký vµ môc tiªu ®Ò ra:
- Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c
®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn liÖu g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm tr¾ng,
x−¬ng gèm ®á x©y dùng vµ mét sè nghiªn cøu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm men cña
s¶n phÈm fenspat §¾c L¾c sau xö lý;
- B−íc ®Çu x©y dùng c¬ së s¬ ®å c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c
phôc vô cho c«ng t¸c chuyÓn giao c«ng nghÖ.
KÕt qu¶ nghiªn cøu phßng thÝ nghiÖm b−íc ®Çu ®· thùc hiÖn ®−îc môc tiªu
cña ®Ò tµi.
Kinh phÝ ®Ò tµi trong 2 n¨m ®−îc ph©n bæ trong b¶ng thèng kª d−íi ®©y
Kinh phÝ TT Néi dung c¸c kho¶n chi Sè tiÒn (triÖu VN ®ång) Tû lÖ %
Thuª kho¸n chuyªn m«n 102,00 34,00 1
Nguyªn vËt liÖu, n¨ng l−îng 55,20 18,40 2
ThiÕt bÞ, m¸y mãc 96,80 32,27 3
Chi kh¸c 45,98 15,33 4
Tæng céng 300,00 100,00
7
Tæng quan
I. Mét sè nÐt vÒ quÆng fenspat vµ c¸c lÜnh vùc sö dông
I.1. Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt ho¸ lý cña quÆng fenspat
Fenspat [14] lµ nhãm kho¸ng vËt t¹o ®¸ phong phó, cã c«ng thøc chung lµ
MAl(Al,Si)3O8, trong ®ã M =K, Na, Ca, Ba, Rb, Sr hoÆc Fe. Fenspat ph©n bè
réng r·i nhÊt vµ chiÕm 60% trong vá Tr¸i ®Êt. Fenspat cã trong tÊt c¶ c¸c lo¹i ®¸
(phiÕn kÕt tinh, migmatit, gneiss, granit vµ c¸c ®¸ magma kh¸c). Fenspat th−êng
cã mµu tr¾ng, trong mê, cã ®é cøng 6 (theo thang Mohs), tinh thÓ ®¬n nghiªng
hoÆc 3 nghiªng, c¸t khai theo hai ph−¬ng 900 vµ 860, fenspat bÞ biÕn ®æi thµnh
kaolin vµ sÐt.
C¸c má fenspat th−êng gÆp trong thiªn nhiªn lµ fenspat kali (c«ng thøc ho¸ häc
KalSi3O8), fenspat natri (NaAlSi3O8) vµ fenspat canxi (CaAl2Si2O8).
Trong nhãm fenspat kali cßn cã thÓ ph©n ra thµnh c¸c nhãm kho¸ng theo
nhiÖt ®é nãng ch¶y nh−:
- Nãng ch¶y ë nhiÖt ®é cao: sanidin (KalSi3O8 ), natrosanidin [(K-
Na)AlSi3O8.
- Nãng ch¶y ë nhiÖt ®é trung b×nh: orthocla (KalSi3O8) vµ natriorthocla
[(K-Na)AlSi3O8].
- Nãng ch¶y ë nhiÖt ®é thÊp: microclin (KalSi3O8) vµ anorthocla [(Na-
K)AlSi3O8].
Nhãm fenspat natri cã albit (NaAlSi3O8) lµm ®¹i diÖn tiªu biÓu.
Nhãm fenspat canxi cã anorthit (CaAl2Si2O8) lµm ®¹i diÖn.
Thµnh phÇn ho¸ häc quÆng fenspat x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ho¸ häc cho ë b¶ng I.
1.
B¶ng I.1 – Thµnh phÇn ho¸ häc cña kho¸ng vËt fenspat
Thµnh phÇn ho¸ häc, % TT Fenspat Cao K2O Na2O Al2O3 SiO2
1 Kali 16,90 18,40 - - 64,70
2 Natri - 19,40 - 10,59 68,81
3 Canxi - 36,62 20,10 - 43,28
8
Trong thiªn nhiªn Ýt tån t¹i má fenspat d¹ng ®¬n kho¸ng mµ phÇn lín
chóng tån t¹i d−íi d¹ng ®a kho¸ng nh− kali-natri fenspat vµ natri-kali fenspat
(plagiocla).
Mét sè tÝnh chÊt ho¸ lý ®Æc tr−ng cña c¸c kho¸ng fenspat [5] thÓ hiÖn ë b¶ng I. 2.
§é
NhiÖt ®é
§é tõ
LoaÞ
C«ng thøc
Tû träng
cøng
nãng ch¶y
thÈm
Ho¸ tÝnh
quÆng
ho¸ häc
g/cm3
oC
Mohs
cm3/g
Tan trong HF vµ
Fenspat
2,54-2,55
6-6,5
0,376
1330-1450
KAlSi3O8
dung dÞch KOH s«i
Kali
Tan trong NaOH,
Fenspat
2,61
6-6,5
0
1100-1250
NaAlSi3O8
tan Ýt trong HF
Natri
Tan trong KOH,
Fenspat
HCl vµ c¸c axit
2,76
6-6,5
-
1528-1562
CaAl2Si2O8
Canxi
kh¸c
B¶ng I. 2 – Mét sè tÝch chÊt ho¸ lý cña kho¸ng vËt fenspat
I.2. C¸c lÜnh vùc sö dông fenspat
PhÇn lín quÆng fenspat ®−îc sö dông lµm nguyªn liÖu cho c¸c ngµnh c«ng
nghiÖp thuû tinh, gèm sø, x©y dùng…
Mét phÇn kh«ng nhá ®−îc øng dông cho c¸c ngµnh s¶n xuÊt que hµn, bét
mµu, ®¸ nh©n t¹o, bét mµi…
Tuú thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng vËt quÆng fenspat mµ ng−êi ta sö dông
trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau.
Fenspat kali sö dông trong c¸c ngµnh gèm sø, thuû tinh ®Æc biÖt lµ sø c¸ch
®iÖn, hµng sø cao cÊp, ®iÖn cùc, bét mµi. Nguyªn liÖu cho c¸c hé tiªu thô trªn ®ßi
hái quÆng fenspat cã thµnh phÇn fenspat kali cao (>60%). ChÊt l−îng s¶n phÈm
quÆng ®−îc ®¸nh gi¸ theo gi¸ trÞ tû lÖ hµm l−îng K2O/Na2O, hµm l−îng cña chÊt
v« Ých (Fe2O3, TiO2) vµ th¹ch anh tù do. §èi víi c«ng nghÖ s¶n xuÊt thuû tinh
chÊt l−îng s¶n phÈm quÆng kh«ng ®¸nh gi¸ theo gi¸ trÞ tû lÖ hµm l−îng
K2O/Na2O mµ theo gi¸ trÞ hµm l−îng kiÒm fenspat kali. Fenspat kali cã vai trß rÊt
quan träng, nã lµ yÕu tè lµm thay ®æi tÝnh chÊt, mµu s¾c vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y
cña thuû tinh. §èi víi c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau th× yªu cÇu chÊt l−îng
9
s¶n phÈm theo thµnh phÇn ho¸ häc vµ thµnh phÇn ®é h¹t kh¸c nhau. Theo tiªu
chuÈn ViÖt Nam (TCVN 6598: 2000) [1] nguyªn liÖu s¶n xuÊt s¶n phÈm gèm x©y
dùng – tr−êng th¹ch thÓ hiÖn ë b¶ng I. 3 (tr−êng th¹ch lµ tªn th−êng gäi cña
fenspat).
B¶ng I.3 – C¸c chØ tiªu kü thuËt cña fenspat
Møc
TT Tªn chØ tiªu Cho Cho
men x−¬ng
75 70 1 Hµm l−îng silic dioxit (SiO2), %, kh«ng lín h¬n
14 16 2 Hµm l−îng nh«m oxit (Al2O3), %, kh«ng nhá h¬n
7 10 3 Tæng hµm l−îng kiÒm oxit (K2O+Na2O), %, kh«ng nhá h¬n
0,5 0,3 4 Hµm l−îng s¾t oxit (Fe2O3), %, kh«ng lín h¬n
- 0,02 5 Hµm l−îng titan oxit (SiO2), %, kh«ng lín h¬n
6 Hµm l−îng mÊt khi nung (MKN), %, kh«ng lín h¬n 0,5
§é mÞn, tÝnh b»ng phÇn tr¨m l−îng cßn l¹i trªn sµng, kh«ng
7 lín h¬n: - Sµng 0,5 mm - 0
- Sµng 1 mm 0 -
NhiÖt ®é nãng ch¶y hoµn toµn, oC, kh«ng lín h¬n 1220
8 Hçn hîp ch¶y láng: - Kh«ng
- Ngo¹i quan - cã vÕt
- Mµu s¾c - Mµu
tr¾ng
B¶ng I. 4 lµ b¶ng tiªu chuÈn chÊt l−îng quÆng fenspat cña c¸c ngµnh c«ng
nghiÖp sö dông fenspat lµm nguyªn liÖu [6].
10
B¶ng I. 4 -Tiªu chuÈn chÊt l−îng quÆng fenspat cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp (tiªu chuÈn Liªn X« cò).
Sø c¸ch ®iÖn Gèm sø Bét mµi §iÖn Thuû tinh Thµnh phÇn Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i ho¸ häc Lo¹i I Lo¹i I Lo¹i II Lo¹i III A II A I I II I II II
0,15 0,3 0,15 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 0,3 1,0 1,0 - 0,3 Fe2O3+ TiO2
CaO+MgO 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,0 1,5 1,5 1,5 - - - 1,5
13 11 13 12 12 12 11 12 12 10 10 10 11 K2O+Na2O
- - - - - - - 70 70 65 65 65 - ΣSiO2
8 10 - 8 8 8 10 - - 8 10 - 10 SiO2 tù do
- - - - - - - - - 16 16 16 - Al2O3
4 2 2 2 3 3 2 3 3 - - - 2 K2O/Na2O
MÞn MÞn MÞn MÞn - - - §é h¹t MÞn MÞn MÞn MÞn MÞn Th« th« th« th« th«
Ghi chó: (- ) : - Kh«ng tiªu chuÈn ho¸
Lo¹i A : - Lo¹i cao cÊp
11
§Æc biÖt fenspat sö dông trong c«ng nghÖ men sø ®ßi hái chÊt l−îng cao. C¸c chØ
tiªu chÊt l−îng nguyªn liÖu fenspat phôc vô ngµnh men sø n−íc ta ®ang ph¶i nhËp
khÈu cho ë b¶ng I. 5.
B¶ng I. 5 - Tû lÖ ®é h¹t vµ thµnh phÇn ho¸ häc fenspat lµm men sø
+100
+75
+45
Thµnh phÇn ho¸ häc % Tû lÖ ®é h¹t % S¶n
SiO2 Al2O3 K2O Na2O Fe2O3 TiO2 CaO MgO MKN
µm
µm
µm
KM100
<1
65-
18,3-
>11
<4
<0,08 <0,01 <0,5 <0,03 <0,45
KM200
<2
66,5
19,1
KM325
<2
phÈm
Thµnh phÇn kho¸ng vËt:
- Tæng hµm l−îng kho¸ng vËt fenspat > 95,5 %
- Hµm l−îng kho¸ng vËt fenspat kali > 65,5 %
- Hµm l−îng kho¸ng vËt fenspat canxi < 0,6 %
- Hµm l−îng kho¸ng kao lin < 1 %
- Hµm l−îng kho¸ng vËt thach anh tù do < 1 %
II. Mét sè ph−¬ng ph¸p lµm giµu quÆng fenspat
C¸c kho¸ng thuéc nhãm fenspat cã tû träng t−¬ng ®−¬ng víi ®Êt ®¸ (∂ =
2,54 – 2,76g/cm3), kh«ng cã tõ tÝnh, ®é cøng trong kho¶ng 6 – 6,5. Do ®ã tuú
thuéc vµo thµnh phÇn quÆng vµ c¸c t¹p chÊt ®i kÌm còng nh− yªu cÇu chÊt l−îng
s¶n phÈm mµ lùa chän ph−¬ng ph¸p lµm giµu thÝch hîp.
II.1. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn thñ c«ng (ph©n lo¹i s¶n phÈm theo c¶m quan, mµu
s¾c)
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn thñ c«ng ®−îc ¸p dông tõ xa x−a vµ ngµy nay vÉn sö
dông. ViÖc tuyÓn lùa cã thÓ thùc hiÖn ngay t¹i hiÖn tr−êng khai th¸c hoÆc trªn c¸c
b¨ng t¶i nguyªn liÖu. Ph−¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn ®¬n gi¶n nh−ng nã chØ thùc hiÖn
®−îc víi quÆng d¹ng côc cã kÝch th−íc lín h¬n 25 mm.
12
II.2. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn röa
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn röa th−êng ¸p dông ®èi víi ®èi t−îng quÆng chøa nhiÒu
kho¸ng t¹p cÊp h¹t nhá thuéc c¸c d¹ng sau:
- Kho¸ng t¹p b¸m trªn bÒ mÆt quÆng cã thÓ röa s¹ch trªn c¸c thiÕt bÞ nh−
sµng quay cã sóng phun n−íc víi ¸p lùc lín.
- Kho¸ng sÐt cã cÊu tróc tinh thÓ vµ ®Æc ®iÓm cña chóng lµ cã kÝch th−íc h¹t
nhá tõ 10-20 micro mÐt (sÐt, ®Êt vµ c¸c kho¸ng thø sinh do qu¸ tr×nh phong ho¸).
- H¹t kho¸ng t¹p chÊt ë d−íi d¹ng tù do sau khi nghiÒn ®Õn mét giíi h¹n
nhÊt ®Þnh ®−îc gi¶i phãng ra khái quÆng, hoÆc b¸m dÝnh trªn bÒ mÆt h¹t quÆng.
- T¹p chÊt kho¸ng cã d¹ng mµng máng b¸m trªn bÒ mÆt quÆng.
- TuyÓn röa ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c thiÕt bÞ röa, m¸y sµng quay hoÆc tia
n−íc cã ¸p lùc tõ 3-5 atmotphe.
II.3. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ph©n cÊp
Ph−¬ng ph¸p ph©n cÊp theo cÊp h¹t nh»m t¸ch c¸c thµnh phÇn kho¸ng ra
khái nhau dùa trªn sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÞu ®Ëp, ®é vì vôn, cì h¹t… Ph−¬ng
ph¸p nµy gåm c¸c qu¸ tr×nh ®Ëp nghiÒn gi¶i phãng c¸c kÕt h¹ch, sµng ph©n cÊp
t¸ch c¸c thµnh phÇn kho¸ng th¹ch anh vµ mi ca d¹ng h¹t th«, tuyÓn t¸ch c¸c h¹t
fenspat mÞn…
II.4. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ cã thÓ tuyÓn ®−îc mét sè nhãm kho¸ng mica cã tõ
tÝnh nh− biotit vµ mét sè kho¸ng cã tõ tÝnh kh¸c nh− garnet. Tuy nhiªn do biotit cã
®é tõ thÈm riªng rÊt nhá: 1 – 60 cm3/g nªn ®Ó tuyÓn hiÖu qu¶, cÇn thiÕt bÞ tuyÓn tõ
cã thÓ t¹o ra tõ tr−êng tõ lín h¬n 15 000 ¬xtest. QuÆng ®em tuyÓn cÇn nghiÒn ®Õn
®é h¹t nhá h¬n 1 hoÆc 2 mm. CÊp h¹t mÞn nªn thùc hiÖn trªn m¸y tuyÓn tõ ®a
h−íng.
II.5. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi dùa trªn sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt bÒ mÆt cña c¸c
kho¸ng fenspat vµ c¸c kho¸ng ®i kÌm. Th«ng th−êng ng−êi ta ph¶i bæ xung thªm
thuèc tuyÓn næi (ho¸ chÊt) ®Ó lµm t¨ng tÝnh kÞ n−íc cña c¸c kho¸ng mica
(muscovite, biotit) hoÆc lµm gi¶m tÝnh kÞ n−íc cña th¹ch anh ®Ó tuyÓn chóng.
13
Tuú theo ®èi t−îng quÆng, qu¸ tr×nh tuyÓn næi quÆng fenspat th−êng ®−îc
thùc hiÖn theo c¸c giai ®o¹n sau:
1. TuyÓn næi c¸c t¹p chÊt thuéc nhãm mica
2. TuyÓn næi c¸c kho¸ng silicat vµ oxit chøa s¾t
3. TuyÓn næi c¸c kho¸ng fenspat
TuyÓn mica kh«ng mÊy khã kh¨n b»ng c¸c thuèc tËp hîp cation (amin)
m¹ch ng¾n trong m«i tr−êng axit yÕu. TuyÓn t¸ch c¸c kho¸ng vËt silicat vµ oxit
chøa s¾t sö dông thuèc tËp hîp cation m¹ch dµi hoÆc sunfonat trong m«i tr−êng
axit yÕu. TuyÓn næi c¸c kho¸ng vËt fenspat phøc t¹p h¬n, ®ßi hái ph¶i thùc hiÖn
trong nh÷ng ®iÒu kiÖn chuÈn x¸c. Thuèc tËp hîp ®−îc sö dông lµ c¸c cation m¹ch
dµi trong m«i tr−êng axit.
Th«ng th−êng, tr−íc c¸c kh©u tuyÓn trªn, quÆng cÇn ®−îc tÈy röa bÒ mÆt vµ
khö mïn nhiÒu cÊp ®Ó tr¸nh kaolin t¹o mµng bao phñ trªn bÒ mÆt fenspat. ViÖc lµm
nµy sÏ lµm t¨ng kh¶ n¨ng hÊp phô thuèc tuyÓn lªn bÒ mÆt h¹t kho¸ng ®ång thêi
gi¶m chi phi thuèc tuyÓn.
TuyÓn næi cã thÓ chän riªng c¸c kho¸ng fenspat kali vµ fenspat natri riªng rÏ
sö dông thuèc tËp hîp cation vµ thuèc kÝch ®éng muèi canxi hoÆc bari, natri.
Trong rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p chÕ biÕn trªn, qu¸ tr×nh tuyÓn næi bät ®−îc
dïng phæ biÕn nhÊt ®Ó tuyÓn quÆng fenspat. Th«ng th−êng quÆng ®−îc ®Ëp bëi c¸c
m¸y ®Ëp hµm, m¸y ®Ëp nãn vµ m¸y nghiÒn thanh cho ®Õn khi gi¶m kÝch th−íc ®é
h¹t nhá h¬n 841 µm (20 mesh). Sau ®ã quÆng ®−a vµo tuyÓn næi, 1 qu¸ tr×nh tuyÓn
næi axit 3 giai ®o¹n. Giai ®o¹n 1 dïng thuèc tËp hîp amin ®Ó tuyÓn t¸ch mica. Axit
sunphuric, dÇu th«ng, dÇu nhiªn liÖu ®−îc bæ xung vµo giai ®o¹n nµy. Sau ®ã
quÆng ®−îc khö n−íc b»ng thiÕt bÞ ph©n cÊp hoÆc xyclon ®Ó t¸ch thuèc tuyÓn vµ bæ
xung axit sunphuric ®Ó h¹ thÊp ®é pH. C¸c kho¸ng chøa s¾t ®−îc t¸ch b»ng thuèc
tËp hîp sulphonat (xµ phßng mahogany). KÕt thóc giai ®o¹n tuyÓn næi 2, quÆng l¹i
®−îc khö n−íc vµ thuèc tËp hîp cation amin ®−îc sö dông ®Ó tuyÓn t¸ch fenspat ra
khái th¹ch anh tù do trong m«i tr−êng axit hydrofluoric (pH tõ 2,5 ®Õn 3). Tinh
quÆng fenspat ®−îc khö n−íc xuèng ®é Èm 5-9%. Lß sÊy quay ®−îc sö dông ®Ó
gi¶m ®é Èm xuèng nhá h¬n 1%. C¸c lß sÊy quay ®−îc ®èt b»ng dÇu hoÆc khÝ gas ë
nhiÖt ®é 230oC (450oF) víi thêi gian sÊy tõ 10 ®Õn 15 phót. TuyÓn tõ ®−îc dïng ®Ó
14
t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t cßn cã trong s¶n phÈm. TiÕp theo qu¸ tr×nh sÊy, qu¸ tr×nh
nghiÒn ®«i khi ®−îc thùc hiÖn ®Ó gi¶m kÝch th−íc ®é h¹t xuèng nhá h¬n 74 µm
(200 mesh) ®Ó dïng cho gèm sø, s¬n vµ g¹ch-ngãi men.
III. T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn fenspat
III.1. Trªn thÕ giíi
Nhu cÇu tiªu thô nguån nguyªn liÖu fenspat trªn thÕ giíi lµ rÊt lín. N¨m
2005 s¶n l−îng fenspat [15] ®¹t 12,9 triÖu tÊn ph¶i kÓ ®Õn c¸c quèc gia cã nÒn
c«ng nghiÖp khai th¸c chÕ biÕn tiªn tiÕn hiÖn ®¹i nh− ý (®¹t 2,5 triÖu tÊn), Thæ NhÜ
Kú (®¹t 2 triÖu tÊn), §øc (®¹t 0,5 triÖu tÊn), Ph¸p (®¹t 0,5 triÖu tÊn), Mü… Fenspat
vµ nephilin sienit lµ 2 s¶n phÈm chñ yÕu. C¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn ®· ®−îc ¸p dông
trong ®ã c«ng nghÖ tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ lµ phæ biÕn. VÝ dô: Th¸i Lan øng
dông tuyÓn næi ®Ó tuyÓn quÆng pegmatit. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn 3 giai ®o¹n ®· lµm
gi¶m hµm l−îng c¸c t¹p chÊt (hµm l−îng Fe2O3 tõ 1,01% xuèng 0,03%; TiO2 tõ
0,35% xuèng 0,01%) vµ n©ng cao hµm l−îng tinh quÆng kho¸ng fenspat ®¹t chÊt
l−îng lµm nguyªn liÖu thuû tinh, x−¬ng gèm sø. ë §øc, hÖ thèng xö lý Amberger
bao gåm c¸c kh©u: Sµng röa + §Ëp sµng ph©n ®o¹n t¸ch ®¸ vµ mi ca d¹ng v¶y +
TuyÓn t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t + Ph©n cÊp t¸ch kao lin + TuyÓn næi t¸ch mica,
kho¸ng chøa s¾t, th¹ch anh vµ fenspat + HÖ thèng läc, sÊy, nghiÒn mÞn c¸c s¶n
phÈm. Víi c«ng nghÖ nµy ®· thu ®−îc c¸c s¶n phÈm kao lin, th¹ch anh, fenspat ®¹t
chÊt l−îng t−¬ng ®èi cao phôc vô cho ngµnh gèm sø.
III.2. ViÖt Nam
III.2.1. Tr÷ l−îng vµ thµnh phÇn vËt chÊt mét sè má fenspat lín ë viÖt nam
C¸c sè liÖu ®· c«ng bè vÒ tµi nguyªn fenspat (cßn gäi lµ tr−êng th¹ch) ë ViÖt
Nam cßn rÊt kh¸c nhau. Theo c¸c t¸c gi¶ TrÇn V¨n TrÞ [2], §Æng TrÇn B¶ng,
D−¬ng Hång Phi [3] (1999) NguyÔn §øc D−¬ng[4] (2004) nguån tµi nguyªn
fenspat cña ViÖt Nam rÊt phong phó vµ cã tr÷ l−îng ®¸ng kÓ (thÓ hiÖn ë B¶ng III.1)
cã thÓ ®¸p øng cho ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt vËt liÖu gèm sø x©y dùng l©u dµi ë
n−íc ta.
15
B¶ng III. 1 Tr÷ l−îng vµ thµnh phÇn vËt chÊt mét sè khu má fenspat lín ë ViÖt Nam
Tr÷ l−îng
Thµnh phÇn kho¸ng
TT
Khu vùc má
Thµnh phÇn ho¸ häc
®· ®¸nh gi¸
vËt chñ yÕu
Octocla; microlin;
TØnh Lµo Cai:
C1+C2≈1
1
anbit; muscovite;
Kim T©n, V¨n
triÖu tÊn
th¹ch anh
Bµn, S¬n M·n…
Octocla; microlin;
anbit; muscovite;
Yªn B¸i: Phai H¹,
C1+C2≥1
2
th¹ch anh; granat;
Trùc B×nh
triÖu tÊn
tuamalin…
Octocla; microlin;
Phó Thä: Th¹ch
C1+C2≈7
3
anbit; muscovite;
Kho¸n, Má Ngät,
triÖu tÊn
th¹ch anh
§åi §ao
SiO2=60-70%;
Σ(K2O+Na2O)=(5-12)%;
Al2O3=(13-25)%;
Fe2O3=(0,3-2)%
SiO2=65-72%;
Σ(K2O+Na2O)=(6-10)%;
Al2O3=(15-20)%;
Fe2O3=(0,3-1)%
SiO2=60-75%;
Σ(K2O+Na2O)=(7-12,5)%;
Al2O3=(15,5-17,5)%;
Fe2O3=(0,28-0,75)%;
Cao=(0,3-0,6)%;
MgO=(0,07-0,09)%
Octocla;
microlin;
anbit; mica
d¹ng
Qu¶ng Nam: §¹i
C1+C2≈ 1.7
4
muscovite; th¹ch anh
Quang
triÖu tÊn
Octocla;
microlin;
anbit; mica
d¹ng
C1+C2≈ 1.2-
5
§¾c L¾c: EASO
biotit; chlorit;
th¹ch
1.5 triÖu tÊn
anh
SiO2=60-75%;
Σ(K2O+Na2O)=(5-11)%;
Al2O3=(12-18)%;
Fe2O3=(0,3-2,5)%
SiO2=60-75%;
Σ(K2O+Na2O)=(10-11)%;
Al2O3=(12-18)%;
Fe2O3=(0,5-2,5)%
III.2.b. T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn quÆng fenspat ë ViÖt Nam
Tuy cã tiÒm n¨ng vÒ nguån kho¸ng fenspat nh−ng viÖc khai th¸c vµ chÕ biÕn
nguån nguyªn liÖu nµy ë n−íc ta cßn rÊt thñ c«ng vµ ®¬n gi¶n. C¸c s¶n phÈm khai
th¸c ®−îc chØ ®−îc tiªu thô víi chÊt l−îng thÊp vµ gi¸ trÞ kinh tÕ thu ®−îc còng
thÊp. Chñ yÕu lµm nguyªn liÖu th« phÈm chÊt thÊp. HiÖn nay fenspat ®−îc khai
th¸c ë nhiÒu n¬i nh− Lµo Cai, Yªn B¸i, Phó Thä, Qu¶ng Ninh, Qu¶ng B×nh, NghÖ
An, S«ng BÐ, §µ N½ng, §¾c L¾c song viÖc khai th¸c chØ ®−îc triÓn khai ë nh÷ng vÞ
trÝ tù nhiªn thuËn lîi. C¸c s¶n phÈm fenspat chÊt l−îng cao cho x−¬ng gèm sø cao
cÊp, cho men chñ yÕu vÉn ph¶i nhËp tõ c¸c n−íc tiªn tiÕn nh− ý, Ên §é… Trong
16
mét t−¬ng lai gÇn cÇn thiÕt ph¶i cã sù ®Çu t− vÒ c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ tµi chÝnh ®Ó
khai th¸c nguån nguyªn liÖu s½n cã ë n−íc ta, tiÕn tíi tù cung cÊp vµ xuÊt khÈu
thay v× ph¶i nhËp lo¹i s¶n phÈm nµy tõ n−íc ngoµi.
IV. §èi t−îng, môc tiªu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
IV.1. §èi t−îng nghiªn cøu
XuÊt ph¸t tõ môc tiªu x©y dùng mét nhµ m¸y chÕ biÕn fenspat c«ng suÊt
3000 - 5000 tÊn s¶n phÈm/th¸ng cña C«ng ty Cæ phÇn Kho¸ng s¶n DAKLAK [7]
bao gåm:
1. S¶n phÈm ®¹t chÊt l−îng lµm men gèm sø
- Kh«ng cã kho¸ng vËt g©y mµu
- Hµm l−îng K2O+Na2O>10%, Fe2O3<0,2%, TiO2<0,02%;
- S¶n phÈm sau khi nung ch¶y cã mµu tr¾ng
2. S¶n phÈm lµm x−¬ng g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm tr¾ng
- §é h¹t tõ 0,1 mm ®Õn 2 mm;
- Hµm l−îng K2O+Na2O>10%, Fe2O3<0,3%, TiO2<0,1%;
- Kho¸ng vËt mµu <2% vÒ diÖn tÝch nh−ng <1% vÒ khèi l−îng;
- S¶n phÈm sau khi nung cã mµu tr¾ng ®ôc (kh«ng n©u, kh«ng ®en).
3. S¶n phÈm lµm x−¬ng gèm ®á
- §é h¹t tõ 0,1 mm ®Õn 2 mm;
- Hµm l−îng K2O+Na2O>8%, Fe2O3<1%, TiO2<0,1%;
- Kho¸ng vËt mµu ≤8%.
NhiÖm vô cña ®Ò tµi lµ nghiªn cøu lùa chän ®−îc quy tr×nh c«ng nghÖ
fenspat §¾c L¾c ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn liÖu g¹ch granit nh©n t¹o,
x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng nªn mÉu nghiªn cøu lµ quÆng fenspat
§¾c L¾c ®−îc lÊy tõ vïng EASO huyÖn EAKA thuéc tØnh §¾c L¾c.
§Ò tµi ®· tiÕn hµnh thùc hiÖn Hîp ®ång sè 19/H§KS-2005 ngµy 2/6/2005
gi÷a ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm vµ C«ng ty Cæ phÇn kho¸ng s¶n DakLak, lÊy mÉu
®¹i diÖn vïng má [8] vµ tiÕn hµnh nghiªn cøu t¹i ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm. Trong
nh÷ng n¨m gÇn ®©y, viÖc ®¸nh gi¸ tiÒm n¨ng nguån kho¸ng fenspat vïng T©y
Nguyªn nãi chung vµ vïng EAKA, thuéc tØnh §¾c L¾c nãi riªng ®· ®−îc C«ng ty
Cæ phÇn kho¸ng s¶n DakLak ®Çu t− th¨m dß, khai th¸c vµ chÕ biÕn.
17
Má fenspat EASO ®· ®−îc C«ng ty Cæ phÇn kho¸ng s¶n DAKLAK tiÕn
hµnh th¨m dß tõ n¨m 2002 theo quyÕt ®Þnh sè 2925/GP-§CKS ngµy 11-12-2001
cña bé C«ng nghiÖp.
Má cã to¹ ®é trung t©m A lµ X (1419300), Y(0231800) thuéc B¶n ®å B§ §H
1/50 000 sè hiÖu 6734IV hÖ UTM.
IV.1.1. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt th©n quÆng
QuÆng fenspat EASO n»m ë phÝa B¾c cña tr−êng quÆng pegmatit granit
EAKrongHn¨ng.
Toµn bé khu má n»m trong ®Þa tÇng ®¸ biÕn chÊt cã tuæi Proterozoi h¹- HÖ
tÇng T¾c Pá (PR1-tp) thuéc khèi KonTum.
§¸ trong hÖ tÇng chÞu t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh ho¹t ®éng ®Þa chÊt l©u dµi, lµm
vß nhµu, uèn nÕp, ®øt vì, bæ sung … t¹o thµnh vïng cã cÊu tróc rÊt phøc t¹p, ®ång
thêi còng tån t¹i tr−êng quÆng pegmatit granit khæng lå cã h×nh th¸i, nguån gèc
kh¸c biÖt c¸c khu vùc chøa quÆng fenspat kh¸c trªn toµn thÓ l·nh thæ ViÖt Nam.
§Æc ®iÓm quÆng: C¸c m¹ch, thÊu kÝnh, æ, b−íu quÆng kÝch th−íc nhá cã mËt
®é dµy ®Æc n»m xen víi ®¸ phiÕn kÕt tinh… t¹o thµnh ®íi quÆng cã ph−¬ng ch¹y
T©y B¾c-§«ng Nam c¾m T©y Nam.
QuÆng giµu fenspat kali (qu¸ tr×nh microlin ho¸ ®¸ giµu ackor cña ®¸ trÇm
tÝch biÕn chÊt).
Xen trong quÆng lµ c¸c thµnh phÇn t¹p chÊt ph©n bè kh«ng cã quy luËt (x©m
t¸n) nh− biotit, amphibon, pyroxen, kho¸ng vËt quÆng… lµm gi¶m chÊt l−îng
quÆng (do mµu c¸c kho¸ng vËt tao ra).
Quy m« quÆng lín, riªng phÇn th¨m dß cã tr÷ l−îng hµng triÖu tÊn (cÊp ®¸nh
gi¸ C1 trong th¨m dß).
ViÖc t¸ch kho¸ng vËt mang mµu ra khái quÆng lµ viÖc lµm rÊt khã, tèn kÐm
nªn l©u nay gi¸ trÞ cña quÆng kh«ng ®−îc ®¸nh gi¸ cao (mÆc dï Na2O+K2O toµn
má lín h¬n 11%).
IV.1.2. T×nh h×nh khai th¸c chÕ biÕn fenspat EASO, §¾c L¾c
Do ®Æc ®iÓm quÆng cã ®é kiÒm cña toµn má cao, lín h¬n 11% (Na2O+K2O)
nªn nã ®· cã gi¸ trÞ khai th¸c lµm nguån nguyªn liÖu x−¬ng gèm. HiÖn t¹i C«ng ty
®· lËp x−ëng s¬ chÕ n¨ng xuÊt 3000 tÊn th¸ng nguyªn liÖu. S¶n phÈm ®−îc cung
18
cÊp chñ yÕu cho c¸c hé tiªu thô lµm nguyªn liÖu x−¬ng gèm ë c¸c tØnh, thµnh phè
miÒn nam ViÖt Nam.
QuÆng ®−îc khai th¸c theo ph−¬ng ph¸p lé thiªn ®−a vÒ x−ëng chÕ biÕn. T¹i
x−ëng chÕ biÕn, quÆng ®−îc gia c«ng nhá ®Õn ®é h¹t nhá h¬n hoÆc b»ng 2mm
b»ng c¸c thiÕt bÞ ®Ëp hµm, ®Ëp nãn vµ ®Ëp bóa.
Ph−¬ng ph¸p tuyÓn chän ®¸nh gi¸ chÊt l−îng quÆng cßn ®¬n gi¶n. C«ng ty
ph©n lo¹i s¶n phÈm theo c¸c ký hiÖu M1, M2, M3 trong ®ã lo¹i M3 lµ s¶n phÈm
giµu fenspat kali h¬n c¶ [lín h¬n hoÆc b»ng 11% (Na2O+K2O)]. M3 ®−îc chän tay
víi sè l−îng 1 vµi tr¨m tÊn/ th¸ng t¹i khai tr−êng má cã hµm l−îng kho¸ng t¹p
thÊp vµ ®−îc gia c«ng riªng, cung cÊp theo ®¬n ®Æt hµng cña kh¸ch hµng.
H¹n chÕ cña viÖc khai th¸c vµ tuyÓn chän ®¬n gi¶n kh«ng khai th¸c ®−îc gi¸
trÞ cña má, ¶nh h−ëng ®Õn t×nh kinh doanh s¶n xuÊt cña C«ng ty.
IV.2. Môc tiªu nghiªn cøu
Nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, ë n−íc ta fenspat ë phÝa B¾c ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh
nghiªn cøu c«ng bè vµ ¸p dông tõng b−íc vµo s¶n xuÊt. Tuy nhiªn viÖc nghiªn cøu
triÓn khai míi dõng ë quy m« chÊt l−îng ch−a cao vµ n¨ng suÊt cßn nhá. C¸c s¶n
phÈm fenspat sö dông trong 1 sè lÜnh vùc mµ ë ®ã kh«ng ®ßi hái chÊt l−îng
nguyªn liÖu ch−a cao. Môc tiªu cña ®Ò tµi ®Æt ra lµ:
- Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c ®¹t
tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn liÖu g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm tr¾ng,
x−¬ng gèm ®á x©y dùng vµ mét sè nghiªn cøu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm men cña s¶n
phÈm fenspat §¾c L¾c sau xö lý.
- B−íc ®Çu x©y dùng c¬ së s¬ ®å c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c
phôc vô cho c«ng t¸c chuyÓn giao c«ng nghÖ.
IV.3. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
C¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ®¸nh gi¸ chÊt l−îng mÉu bao gåm:
1. Nghiªn cøu thµnh phÇn kho¸ng th¹ch häc ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn ®¸ chøa
quÆng, c¸c kho¸ng chñ yÕu cña quÆng vµ c¸c thµnh phÇn vËt chÊt liªn quan
(kho¸ng t−íng, th¹ch häc, nhiÕu x¹ R¬nghen…)
2. Nghiªn cøu thµnh phÇn c¸c nguyªn tè chÝnh vµ phô cña quÆng (ph©n tÝch ho¸
häc, ph©n tÝch ICP-MS, huúnh quang, nhiÖt).
19
3. Nghiªn cøu c«ng nghÖ (s¬ ®å gia c«ng, c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ, tuyÓn næi vµ
kh¶ n¨ng kÕt hîp c¸c ph−¬ng ph¸p).
Trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu sÏ chän ®−îc c¸c kh©u tuyÓn thÝch hîp
cho mét s¬ ®å tuyÓn hîp lý nh»m thu ®−îc s¶n phÈm chÊt l−îng vµ thu håi cao ®¸p
øng ®−îc môc tiªu cña ®Ò tµi. Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu cã tham kh¶o vµ sö dông
chän läc tµi liÖu, kÕt qu¶ c«ng bè cña mét sè c«ng tr×nh trong n−íc vµ quèc tÕ.
IV.4. §iÒu kiÖn nghiªn cøu
C«ng t¸c nghiªn cøu ®−îc tiÕn hµnh t¹i Phßng thÝ nghiÖm cña Trung t©m
C«ng nghÖ tuyÓn kho¸ng, ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm cã sù phèi hîp víi c¸c ®¬n vÞ,
phßng thÝ nghiÖm sau:
1 C«ng ty Cæ phÇn kho¸ng s¶n DAKLAK
2 Trung t©m Ph©n tÝch ThÝ nghiÖm §Þa chÊt
3 Phßng thÝ nghiÖm Kho¸ng Th¹ch häc, §¹i häc Má §Þa chÊt Hµ Néi
4 Bé m«n VËt lý chÊt r¾n, §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn
5 ViÖn nghiªn cøu sµnh sø thuû tinh c«ng nghiÖp.
§iÒu kiÖn nghiªn cøu bao gåm:
- ThiÕt bÞ gia c«ng: M¸y ®Ëp hµm, ®Ëp trôc, sµng, m¸y nghiÒn, bé r©y tiªu
chuÈn.
- ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm: M¸y ph©n cÊp, m¸y tuyÓn tõ nam ch©m ®Êt hiÕm
c−êng ®é tõ tr−êng cao (20 000 oxtest), m¸y tuyÓn næi, thïng khuÊy, tñ sÊy, lß
nung vµ c¸c dông cô kh¸c.
- Ho¸ chÊt thuèc tuyÓn: Thuèc tËp hîp cation C14, anion Axit oleic, c¸c lo¹i
axit vµ ho¸ chÊt kh¸c.
- C¸c thiÕt bÞ ph©n tÝch: KÝnh hiÓn vi ph©n cùc, thiÕt bÞ XRD-Philip, SEM,
ICP-MS, m¸y so mµu…
20
KÕt qu¶ thùc nghiÖm
V. KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu
Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt lµ néi dung nghiªn cøu quan träng nh»m
®Þnh h−íng cho viÖc lùa chän thiÕt bÞ gia c«ng, thiÕt bÞ tuyÓn vµ ph−¬ng ph¸p
tuyÓn còng nh− c¸c kh©u tuyÓn, s¬ ®å tuyÓn thÝch hîp.
V.1. MÉu nghiªn cøu
Lµ mÉu quÆng fenspat thuéc vïng má EASO thuéc huyÖn EAKA, tØnh D¾c
L¾c do C«ng ty Cæ phÇn Kho¸ng s¶n DAKLAK cung cÊp theo Hîp ®ång sè
19/H§KS-2005 ngµy 2/6/2005 gi÷a ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm vµ C«ng ty Cæ phÇn
kho¸ng s¶n DakLak. MÉu ®−îc lÊy t¹i má theo ph−¬ng ¸n lÊy mÉu lùa chän. MÉu
nguyªn khai ®−îc gia c«ng xuèng kÝch th−íc 100 – 150 mm (khèi l−îng mÉu lµ
2500 kg) vµ ®−îc ®ãng bao vËn chuyÓn vÒ Phßng thÝ nghiÖm cña Trung t©m C«ng
nghÖ tuyÓn kho¸ng thuéc ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm.
V.2. Gia c«ng mÉu
§©y lµ kh©u quan träng trong viÖc t¹o ra mÉu thÝ nghiÖm c«ng nghÖ vµ c¸c
lo¹i mÉu ph©n tÝch. Theo yªu cÇu vÒ cì h¹t cho c¸c kh©u chÕ biÕn vµ sö dông, mÉu
quÆng cã d¹ng côc kÝch th−íc b×nh qu©n 100 mm ®−îc gia c«ng xuèng nhá h¬n 2
mm. MÉu ®−îc gia c«ng gi¶n l−îc theo s¬ ®å h×nh V.1 bao gåm lÊy mÉu ph©n tÝch
th¹ch häc, ®Ëp gi¶m kÝch th−íc ®é h¹t, trén ®Òu, gi¶n l−îc t¹o ra mÉu l−u vµ c¸c
mÉu thÝ nghiÖm, ph©n tÝch kho¸ng vËt vµ ph©n tÝch ho¸. C¸c mÉu nghiªn cøu thµnh
phÇn vËt chÊt ®−îc lÊy ra tõ mÉu thÝ nghiÖm.
§· ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch th¹ch häc, ph©n tÝch nhiÔu x¹
R¬nghen ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh cña c¸c kho¸ng vËt cã trong mÉu.
Ph©n tÝch thµnh phÇn ®é h¹t, ho¸ häc ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn vµ sù ph©n bè kim
lo¹i trong c¸c cÊp h¹t cña mÉu.
Tæng hîp c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ vµ rót ra kÕt luËn vÒ
thµnh phÇn vËt chÊt lµm c¬ së cho ®Þnh h−íng c¸c nghiªn cøu tuyÓn tiÕp theo.
21
MÉu nghiªn cøu
MÉu th¹ch häc
MÉu l−u
§Ëp a=10 mm
MÉu ThÝ NghiÖm
MÉu ThÝ NghiÖm
§Ëp a=2mm
MÉu PT kh¸c
MÉu PTKV
MÉu PT ho¸
H×nh v. 1 - S¬ ®å gia c«ng vµ gi¶n l−îc mÉu
V.3. KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng
Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt lµ néi dung quan träng nh»m ®Þnh h−íng
cho viÖc lùa chän c¸c ph−¬ng ph¸p chÕ biÕn tuyÓn kho¸ng, s¬ ®å c«ng nghÖ nh»m
®¸p øng ®−îc môc tiªu cña ®Ò tµi.
V.3.1. Thµnh phÇn kho¸ng vËt, th¹ch häc
KÕt qu¶ ph©n tÝch th¹ch häc 50 mÉu l¸t c¾t máng cã c¸c ®Æc ®iÓm: §¸ chøa
quÆng chñ yÕu lµ pegmatit vµ sienit porphyr, sienit th−êng, sienit biotit. Ngoµi ra
cã xen lÉn tufriotrachit, granit 2 mica, granosienit biotit cã granat, bazan porphyr
biÕn ®æi, bazan aphyr, ®¸ m¹ch th¹ch anh vµ pegmatit biÕn ®æi.
22
- §Æc ®iÓm chÝnh cña ®¸ pegmatite trong quÆng. §¸ pegmatite cã kÝch
th−íc h¹t kho¸ng vËt lín, ®«i khi kh«ng ®Òu thÓ hiÖn kiÕn tróc pegmatite ®«i khi lµ
porphyr, thµnh phÇn nguyªn thuû lµ fenspat kali cã c¶ microlin vµ orthocla. C¸c
tinh thÓ cã kÝch th−íc lín 4x5 mm vµ lín h¬n. ChiÕm −u thÕ lµ orthocla, c¸c tinh
thÓ kh«ng cã song tinh, kiÕn tróc perthit thÓ hiÖn râ. Kho¸ng microlin rÊt Ýt ë d¹ng
nguyªn sinh, phÇn nhiÒu thay thÕ cho kho¸ng vËt orthocla theo bÒ mÆt. Microlin cã
kiÕn tróc song tinh m¹ng l−íi ®Ñp. Plagiocla chØ gÆp lo¹i albit tha h×nh. Albit thay
thÕ trªn c¸c tÊm orthocla. Albit cã song tinh ®a hîp rÊt m¶nh vµ s¸ng, kÝch th−íc
tinh thÓ rÊt nhá. §¸ bÞ dËp vì m¹nh, c¸c m¹ch th¹ch anh, calcit vi h¹t trong ®ã
th¹ch anh chiÕm −u thÕ h¬n 4%. Calcit thµnh t¹o ë ven r×a m¹ch hoÆc t¹o thµnh
m¹ch ®¬n kho¸ng muén h¬n th¹ch anh. Kho¸ng vËt phô sphen kÝch th−íc 0,8-1,2
mm. Tuamalin Ýt, tån t¹i d¹ng que, tÊm kÐo dµi, mµu xanh lôc, ®a s¾c yÕu biotit
d¹ng vÈy nhá ®«i khi cã c¶ muscovite nh−ng rÊt hiÕm
- §Æc ®iÓm chÝnh cña ®¸ sienit trong quÆng. Sienit porphyr lµ ®¸ x©m
nhËp cã kiÕn tróc h¹t kh«ng ®Òu. Thµnh phÇn ®¬n kho¸ng chñ yÕu lµ fenspat kali.
C¸c kho¸ng vËt phô cã nguån gèc thø sinh. Calcit th−êng ®i cïng epidot, th¹ch
anh, líp ®¸ trong m¹ch kh«ng chøa quÆng. Biotit bÞ clorit ho¸ hoµn toµn d¹ng vÈy
nhá. Hornblend mµu xanh lôc, ®«i khi thÉm thÓ hiÓn tinh cña kho¸ng ribeckit, c¸c
tinh thÓ cã kÝch th−íc lín 1x1.5mm. Honrblend bÞ calcite ho¸ m¹nh. Sienit biotit
d¹ng th−êng vµ d¹ng giµu plagiocla. §¸ x©m nhËp cã thµnh phÇn kho¸ng vËt lo¹i
trung gian gi÷a ®¸ x©m nhËp vµ biotit. §¸ cã hµm l−îng kho¸ng vËt plagiocla cao,
tinh thÓ võa 0,6x0,8-1 mm ph©n bè lén xén. C¸c tinh thÓ bÞ sericit ho¸ kh¸ m¹nh.
Fenspat kali gÆp ë d¹ng tÊm nhá kh¸ ®¼ng th−íc, thuéc lo¹i orthocla. Biotit cã sè
l−îng kh¸ giµu d¹ng vÈy nhá,ph©n bè kh¸ ®Òu, bÞ clorit ho¸ m¹nh nªn c¸c vÈy cã
mµu n©u nh¹t ®a s¾c yÕu. Calcit d¹ng tÊm nhá lÊp ®Çy c¸c m¹ch vµ kh«ng chøa
quÆng. Sienit th−êng cã hµm l−îng fenspat kali cao h¬n d¹ng plagiocla. Sienit
biotit porphyr kh¸ giµu biotit bÞ calcite ho¸ m¹nh. Calcit ph©n bè thµnh æ thay thÕ
biotit lÊp ®Çy khe nøt nhá. §¸ cßn bÞ m¹ch th¹ch anh vi h¹t kh«ng chøa quÆng c¾t
qua. Fenspat kali cã c¶ d¹ng microlin vµ orthocla tån t¹i d¹ng h¹t ®¼ng th−íc 2,5x3
mm ®ãng vai trß ban tinh trong ®¸. Plagiocla chiÕm −u thÕ. Sienit biotit giµu
kho¸ng fenspat kali. C¸c tinh thÓ kh¸ ®ång ®Òu, kÝch th−íc phæ biÕn 1,5x2 nm.
23
Orthocla chiÕm −u thÕ. Albit cã hµm l−îng nhá h×nh thµnh tÊm nhá thay thÕ
orthocla. Biotit kh«ng giµu nh−ng c¸c vÈy lín, kÝch th−íc 0,8x1,5 mm. Biotit mµu
®á ®a s¾c m¹nh: N©u sÉm> n©u võa> vµng nh¹t, c¸t khai hoµn toµn, t¾t ®øng.
Sphen cã hµm l−¬ng Ýt, tinh thÓ kh¸ lín 0,6x0,8 mm, cã quan hÖ kh«ng gian chÆt
chÏ víi biotit. Khi biotit, sphen biÕn ®æi th× calcite vi h¹t thay thÕ. Plagiocla, th¹ch
anh cã hµm l−îng Ýt, chØ x¶y ra khi fenspat kali biÕn ®æi ë ven r×a. Grano sienit
biotit cã granat cã hµm l−îng th¹ch anh t¨ng cao. Th¹ch anh tån t¹i nh− lµ
kho¸ng vËt nguyªn sinh víi c¸c tinh thÓ kÝch th−íc lín 1,2x1,5 mm, th−êng côm
thµnh æ kÐo dµi. Fenspat kali ë lo¹i orthocla. Plagiocla tån t¹i d¹ng tÊm ng¾n, kÝch
th−íc 2x2,5 mm. C¸c tinh thÓ cã song tinh hÑp, nÐt râ. Biotit v¶y nhá xÕp ®Þnh
h−íng, bÞ lôc ho¸ (clorit ho¸). Granat tinh thÓ lín.
- §¸ m¹ch th¹ch anh (quartzit) cã thµnh phÇn kho¸ng vËt lµ th¹ch anh. §¸
cã nguån gèc nhiÖt dÞch ë nhiÒu pha thµnh t¹o kh¸c nhau. Pha th¹ch anh I cã c¸c
tinh thÓ lín chiÕm −u thÕ trong toµn mÉu, kÝch th−íc h¹t 3x4 mm. C¸c tinh thÓ tha
h×nh, t¾t ®Òu, mÆt s¸ng. Pha th¹ch anh II tinh thÓ cã kÝch th−íc nhá 0,1x0,2 mm lÊp
®Çy vµo kho¶ng trèng c¸c h¹t th¹ch anh th« h¬n. Pha nµy ®i víi quÆng mµu n©u.
QuÆng ë d¹ng ®Æc xÝt mµu n©u (oxit s¾t ?) lµ xim¨ng g¾n kÕt th¹ch anh pha II trong
mét sè æ nhá.
- §¸ vôn nói löa (TufrioTrachit) cã ®Æc ®iÓm kh¸c biÖt. Mét mÆt ®¨c tr−ng
cho ®¸ vôn nói löa víi c¸c ban tinh vµ m¶nh vôn tinh thÓ khèi giµu. NÒn tËp hîp vi
h¹t th¹ch anh fenspat. MÆt kh¸c ®¸ cã d¹ng bÞ cµ n¸t tuy nhiªn nguån gèc nµy
kh«ng ®Æc tr−ng v× nÒn kh«ng cã dÊu hiÖu bÞ Ðp bÞ cµ n¸t. Ban tinh fenspat cã d¹ng
tÊm, h¹t ®¼ng th−íc, ®«i khi tËp hîp thµnh æ trong ®ã cã c¶ microlin vµ orthocla.
KÝch th−íc ban tin 0,3x0,5 mm. M¶nh vôn tinh thÓ fenspat nhá h¬n 0,1x0,15 mm
cã d¹ng gãc c¹nh. Plagiocla Ýt gÆp ë ban tinh chñ yÕu ë d¹ng m¹ch nhá. Th¹ch anh
th−êng t¹o thµnh æ nhá bao gåm nhiÒu tinh thÓ kÝch th−íc 0,1x0,2 mm. NÒn gåm
tËp hîp vi h¹t th¹ch anh, fenspat ®Æc tr−ng cho kiÕn tróc gi÷a ban tinh, h¹t vôn ®Õn
nÒn cã sù chuyÓn tiÕp liªn tôc gi÷a c¸c cÊp h¹t. §¸ bÞ dËp n¸t, bÞ c¸c m¹ch calcite
nhiÖt dÞch kh«ng chøa quÆng c¾t qua. §¸ cã nguån gèc phun næ thuéc t−íng ®¸
phun næ liªn quan ®Õn ho¹t ®éng phun trµo ¸p suÊt lín.
24
- §¸ Bazan aphyr lµ ®¸ phun trµo nghÌo ban tinh. §¸ cã nÒn biÕn ®æi rÊt
m¹nh. HÇu hÕt c¸c vi tinh plagiocla ph©n bè æ nªn bÞ xoxuarit ho¸, tinh thÓ d¹ng
que ph©n bè ®Þnh h−íng yÕu theo dßng ch¶y. kiÕn tróc song tinh t¾t mê. TËp hîp
kho¸ng vËt nguyªn sinh bÞ thay ®æi bëi tËp hîp kho¸ng vËt thø sinh. Clorit tËp hîp
vi v¶y, mµu lôc thay thÕ cho thuû tinh baz¬ t¹o nªn c¸c æ, h¹nh nh©n. C¸c que
artinonit kÝch th−íc nhá ph©n bè dµy. Calcit thay thÕ cho plagiocla ®ång thêi
chóng tô thµnh æ. §¸ chøa quÆng d¹ng vi h¹t h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh clorit ho¸.
- Granit 2 mica lµ ®¸ x©m nhËp granit h¹t võa vµ lín. §¸ giµu fenspat kali,
®øt ®¸y. Fenspat kali cã kÝch th−íc phæ biÕn 2x3 nm. Plagiocla d¹ng tÊm nhá ng¾n
kÝch th−íc 0,6x0,8 mm. Th¹ch anh ë d¹ng tha h×nh kÝch th−íc võa ®Õn lín 1,2x1,5
mm. Biotit v¶y nhá bÞ clorit ho¸ m¹nh. Muscovit d¹ng v¶y nhá kh«ng mµu, kÝch
th−íc 0,1x0,3 mm nh−ng rÊt hiÕm.
H×nh V.2 bao gåm c¸c ¶nh 1, 2, 3 l¸t c¾t th¹ch häc cã ®é phãng ®¹i 40 lÇn
m« t¶ c¸c kho¸ng chñ yÕu cña fenspat §¾c L¾c lµ fenspat kali, plagiocla, biotit,
th¹ch anh…cña mÉu nghiªn cøu.
25
F kl
M¹ch calcit
Bi
Bi
Pla
Pla
F kl
1
1
F kl
pla
Bi
2
Ta
M¹ch calcit
Bi
F kl
Pla
Ta
3
Anh 1 mÉu 1a d−íi 1 nicon; ¶nh 2 mÉu 1a d−íi 2 nicon, ¶nh 3 mÉu 1b d−íi 2 nicon. C¸c mÉu cã
®é phãng ®¹i 40 lÇn. Kho¸ng vËt: Pla (plagiocla); F kl (felspat kali); Bi (biotit); Ta (th¹ch anh)
H×nh V. 2 - ¶nh 1, 2, 3 l¸t c¾t th¹ch häc cã ®é phãng ®¹i 40 lÇn m« t¶ c¸c kho¸ng
chñ yÕu cña fenspat §¾c L¾c lµ fenspat kali, plagiocla, biotit, th¹ch anh… C¸c ®¬n kho¸ng ®Æc tr−ng cña quÆng fenspat §¾c L¾c thÓ hiÖn trong c¸c ¶nh
d−íi ®©y vµ kÕt qu¶ ph©n tÝch nhiÔu x¹ R¬nghen tiªu biÓu thÓ hiÖn b»ng biÓu ®å
26
nhiÔu x¹ R¬nghen h×nh V.3. C¸c kho¸ng fenspat kali chñ yÕu lµ kho¸ng orthocla
Kho¸ng orthoclase
Kho¸ng microline
Kho¸ng orthoclase
KAlSi3O8 vµ kho¸ng microlin
KAlSi3O8; c¸c kho¸ng
fenspat natri chñ yÕu lµ
kho¸ng albit NaAlSi3O8.
Ngoµi ra cßn cã plagiocla:
Kho¸ng calcite
Kho¸ng biotite
Kho¸ng hornblende
Th¹ch anh (quartz)
NaAlSi3O8-CaAlSi3O8. Kho¸ng th¹ch anh (quartz) SiO2 vµ kho¸ng hornblen
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2; Cancit
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F), Biotit
CaCO3;
Clorit (Mg,Fe,Al)12(Si,Al)8O20OH10 ; Oxit S¾t Fe2O3; Oxit Titan TiO2; Oxit Bari
BaO.
H×nh V.3 - BiÓu ®å nhiÔu x¹ R¬nghen thµnh phÇn kho¸ng vËt chñ yÕu
V.3.2. Thµnh phÇn ho¸ häc
Thµnh phÇn ho¸ häc cña mÉu nghiªn cøu thÓ hiÖn ë b¶ng V.1 cho thÊy mÉu
quÆng fenspat §¾c L¾c cã hµm l−îng kiÒm (K2O + Na2O = 11,72%), hµm l−îng
s¾t (Fe2O3 = 2,43%) vµ titan (TiO2 = 0,31%) cao, hµm l−îng silic trung b×nh.
27
V3.2.Thµnh phÇn ho¸ häc
B¶ng V.1- KÕt qu¶ ph©n tÝch trªn thiÕt bÞ Quang phæ PLASMA JY 38S, ®é nh¹y
giíi h¹n 10g/t
Thµnh phÇn SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 P2O5 CaO MgO K2O Na2O
Hµm l−îng % 65,12 18,62 2,43 0,31 0,122 1,29 0,23 7,31 4,41
V.3.3. TÝnh chÊt c¬ lý ®¸
MÉu nghiªn cøu chia ra lµm 2 lo¹i. Lo¹i r¾n ch¾c vµ lo¹i nøt nÎ. C¸c th«ng
sè c¬ b¶n ®−îc x¸c ®Þnh lµ ®é Èm tù nhiªn, khèi l−îng thÓ tÝch, khèi l−îng riªng,
c−êng ®é kh¸ng kÐo, c−êng ®é kh¸ng nÐn. KÕt qu¶ ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng V. 2.
B¶ng V. 2 - KÕt qu¶ x¸c ®Þnh mét sè tÝnh chÊt c¬ lý cña fenspat §¾c L¾c
C−êng ®é C−êng ®é Khèi §é Èm Khèi kho¸ng kh¸ng kÐo l−îng TT Lo¹i ®¸ tù nhiªn l−îng thÓ nÐn KG/cm2 riªng % tÝch g/cm3 KG/cm2 g/cm3
1 §¸ fenspat r¾n 0,31 2,64 2,69 1315 84 ch¾c
2 §¸ fenspat nøt 0,42 2,58 2,65 615 44 nÎ
NhËn xÐt: So s¸nh kÕt qu¶ ph©n tÝch hai mÉu trªn ta thÊy cã sù kh¸c nhau c¬
100
b¶n vÒ c−êng ®é kh¸ng nÐn vµ kh¸ng kÐo.
90
80
MÉu ®¸ nøt nÎ dÔ dµng bÞ ®Ëp vì h¬n
%
70
,
60
mÉu r¾n ch¾c vµ ng−îc l¹i, mÉu r¾n ch¾c
50
h
c
¹
o
h
40
T.ho¹ch theo +
T.ho¹ch theo -
cã c−êng ®é kh¸ng nÐn vµ kÐo lín t−¬ng
u
h
T
30
20
®−¬ng gÊp ®«i.
10
0
V.3.4. §Æc tÝnh ®é h¹t - 2 mm
0
0.5
1
1.5
2
Thµnh phÇn ®é h¹t vËt liÖu x¸c
®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch r©y (sö
KÝch th−íc lç l−íi, mm
H×nh V. 4 - §−êng ®Æc tÝnh ®é h¹t
dông r©y kiÓu Anh theo ®é mess hay
Taylor). KÕt qu¶ ph©n tÝch r©y thÓ hiÖn ë b¶ng V. 7 lµ b¶ng thµnh phÇn ®é h¹t vµ
®å thÞ h×nh V. 4 biÓu thÞ ®−êng ®Æc tÝnh ®é h¹t.
28
Ta cã γt=γ1+γ2+γ3+γ4+γ5+γ6
Trong ®ã γt=100% lµ thu ho¹ch toµn bé; γ1=22,58%, γ2=33,06%, γ3=13,22%,
γ4=17,36%, γ5=3,86%, γ6%=9,92% lµ thu ho¹ch bé ph©n c¸c cÊp h¹t.
Dùa vµo ®Æc ®iÓm cña ®−êng ®Æc tÝnh ®é h¹t cã thÓ s¬ bé ph¸n ®o¸n cÊp h¹t
th« vµ mÞn.
- CÊp h¹t th« lín h¬n 0,125 mm bao gåm:
γ1+γ2+γ3+γ4 = 22,58% +33,06% +13,22% +17,36% = 82,22 %.
- CÊp h¹t mÞn nhá h¬n 0,125 mm bao gåm γ5+γ6 = 3,86%+9,92% = 13,78%
B¶ng V.3 - B¶ng thµnh phÇn ®é h¹t
Thu ho¹ch luü tÝch Thu ho¹ch Thu ho¹ch luü tÝch TT CÊp h¹t, mm γ, % theo + γ+, % theo - γ-, %
1 2 3 4 5
1 -2+1 22,58 22,58 100
2 -1+0,5 33,06 55,64 77,42
3 -0,5+0,25 13,22 68,86 44,36
4 -0,25+0,125 17,36 86,22 31,14
5 -0,125+0,74 3,86 90,08 13,78
6 -0,074 9,92 100 9,92
100
B¶ng V. 4 ®¸nh gi¸ hµm l−îng c¸c nguyªn tè chñ yÕu theo c¸c cÊp h¹t. Hµm
l−îng kiÒm ph©n bè t−¬ng ®èi ®ång ®Òu theo cÊp h¹t ngo¹i trõ cÊp h¹t – 0,125 mm
cã hµm l−îng K2O <7%. Tuy nhiªn hµm l−îng s¾t t¨ng cao ë cÊp h¹t – 0,125 mm
b×nh qu©n 4,10% Fe2O3.
B¶ng V. 4 – KÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ häc theo cÊp h¹t
Hµm l−îng % CÊp h¹t Thu
mm Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O
-2+1 ho¹ch % SiO2
66,56 22,58 18,68 0,30 7,48 4,34 2,23
0,31 7,48 4,40 2,22 -1+0,5 33,06 66,40 18,88
0,28 7,48 4,38 1,95 -0,5+0,25 13,22 65,20 18,75
0,27 7,44 4,37 2,10 -0,25+0,125 17,36 64,20 18,50
29
-0,125+0,074 3,86 60,90 17,95 4,10 0,39 6,80 4,70
0,074 9,22 60,72 17,90 4,14 0,39 6,10 4,71
Céng 100 65,12 18,62 2,43 0,31 7,31 4,41
KÕt qu¶ ph©n tÝch soi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö ph©n cùc vµ kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö
quÐt:
- C¸c h¹t kho¸ng fenspat cã h×nh d¹ng tha h×nh ph©n bè chñ yÕu ë cÊp h¹t
th« lín h¬n 0,125 mm.
- C¸c kho¸ng biotit cÊu t¹o d¹ng v¶y cã nhiÒu ë cÊp h¹t –1+0,25 mm vµ gi¶i
phãng nhiÒu ë cÊp h¹t – 0,5 mm
- HÇu hÕt c¸c h¹t kho¸ng fenspat ®· ®−îc gi¶i phãng ra khái c¸c kho¸ng
biotit, calcit, th¹ch anh ë cÊp h¹t – 0,5 mm.
- VÉn cßn kÕt h¹ch gi÷a fenspat vµ c¸c kho¸ng biotit, hornblend ë cÊp h¹t +
0,5 mm.
V.4. KÕt luËn vÒ thµnh phÇn vËt chÊt
MÉu nghiªn cøu cã c¸c ®Æc ®iÓm chÝnh nh− sau:
1- §¸ chøa quÆng cã cÊu t¹o khèi, kiÕn tróc pegmatite, sienit porphyr, nöa tù h×nh
vµ arphyr. §¸ quÆng chñ yÕu lµ pegmatit vµ sienit porphyr vµ sienit biotit. Ngoµi ra
cßn cã ®¸ m¹ch th¹ch anh, ®¸ vôn nói löa, ®¸ bazan arphyr;
2- C¸c kho¸ng quÆng chñ yÕu lµ fenspat kali (orthocla vµ microlin), plagiocla chñ
yÕu lµ albit.
3- C¸c kho¸ng phô chñ yÕu lµ biotit, calcite, clorit, quartz (th¹ch anh), granat,
hornblend. Ngoµi ra rÊt hiÕm muscovit. Chóng tån t¹i d¹ng v¶y, vi m¹ch, th−êng
t¹o æ, m¹ch len lái xuyªn c¾t vµ lÊp ®Çy c¸c khe nøt cña fenspat. C¸c kho¸ng biotit
vµ hornblend lµ nh÷ng kho¸ng giµu s¾t (hµm l−îng tõ 10-20% Fe2O3).
4- KÕt h¹ch quÆng sÏ ®−îc gi¶i phãng khi gia c«ng xuèng nhá h¬n 0,5 mm. Cã sù
thay ®æi vÒ hµm l−îng kiÒm, s¾t vµ titan ë 2 cÊp +0,125 mm vµ - 0,125 mm. C¸c
kho¸ng t¹p khi bÞ gia c«ng sÏ bÞ vì vôn vµ gi¶i phãng ®i vµo cÊp h¹t mÞn cho thÊy
®· cã sù ph©n cÊp chÊt l−îng theo 2 cÊp h¹t trªn.
5- B¶ng V.5 lµ b¶ng tæng hîp thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng nghiªn cøu trong ®ã
- C¸c kho¸ng fenspat lµ nh÷ng kho¸ng kh«ng tõ;
30
- C¸c kho¸ng chøa s¾t cã mÆt trong quÆng lµ biotit, hornblend, clorit (lµ
nh÷ng kho¸ng nhiÔm tõ do cã ®é tõ thÈm cao h¬n fenspat). Ngoµi ra s¾t cßn tån
t¹i d¹ng oxit…
6- §Ò xuÊt s¬ ®å gia c«ng vµ gi¶i ph¸p nghiªn cøu n©ng cao chÊt l−îng tinh quÆng
fenspat ®¹t môc tiªu cña ®Ò tµi
- S¬ ®å gia c«ng mÉu gi¶m kÝch th−íc h¹t xuèng nhá h¬n hoÆc b»ng 0,5 mm
®Ò xuÊt ë s¬ ®å h×nh V.5;
- Tõ b¶n chÊt cña quÆng ta lùa chän c«ng nghÖ tuyÓn cho ®èi t−îng quÆng
nµy lµ sù kÕt hîp c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn ph©n cÊp, tuyÓn tõ vµ tuyÓn næi.
B¶ng V. 5 - B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng nghiªn cøu
Thµnh phÇn ho¸ häc Thµnh phÇn kho¸ng vËt
C«ng thøc Tªn kho¸ng C«ng thøc ho¸ häc %
7,31 K2O
4,41 Na2O
65,12 SiO2
KAlSi3O8
NaAlSi3O8 - CaAlSi3O8
NaAlSi3O8
SiO2
NaAlSi3O8 CaAlSi3O8
NaAlSi3O8
KAlSi3O8
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
(Mg,Fe,Al)12(Si,Al)8O20OH10
Al2O3
18,62
NaAlSi3O8 CaAlSi3O8
NaAlSi3O8
KAlSi3O8
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
(Mg,Fe,Al)12(Si,Al)8O20OH10
2,43 Fe2O3 - Microcline
- Orthoclase
- Plagioclase
- Albite
- Quartz
- Plagioclase
- Albite
- Microcline
- Orthoclase
- Hornblende
- Biotite
- Clorite
- Plagioclase
- Albite
- Microcline
- Orthoclase
- Biotite
- Hornblende
- Clorite
- Biotite
- Oxit s¾t
- Hornblende
- Clorite K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Fe2O3
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
(Mg,Fe,Al)12(Si,Al)8O20OH10
0,31 - Titanium dioxide TiO2 TiO2
31
CaO 1,29
MgO 0,23
- Calcite
- Plagioclase
- Hornblende
- Biotite
- Hornblende
- Clorite CaCO3
NaAlSi3O8 CaAlSi3O8
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH,F)2
(Mg,Fe,Al)12(Si,Al)8O20OH10
S¬ ®å gia c«ng mÉu gi¶m kÝch th−íc h¹t xuèng nhá h¬n hoÆc b»ng 0,5 mm
®Ò xuÊt ë s¬ ®å h×nh V.5 bao gåm 3 kh©u ®Ëp I, II, III cã sµng kiÓm tra I, II, III vµ
sµng ph©n cÊp ®Ó ph©n lo¹i thµnh 2 cÊp h¹t – 0,125 mm vµ - 0,5+0,125 mm. Sù kÕt
hîp cña c¸c m¸y ®Ëp víi c¸c thiÕt bÞ sµng kh«ng nh÷ng nh»m n©ng cao n¨ng suÊt
m¸y ®Ëp, møc ®é ®Ëp vµ ®¶m b¶o ®é h¹t s¶n phÈm ®Ëp mµ cßn lµm cho s¬ ®å mÒm
dÎo dÔ ®iÒu chØnh.
QuÆng fenspat §¾c L¾c
§Ëp I (a=100)
Sµng kiÓm tra I
§Ëp II (a=20)
Sµng kiÓm tra II
§Ëp III (a=10)
Sµng kiÓm tra III
Sµng ph©n cÊp IV
CÊp h¹t -0,125 mm CÊp h¹t -0,5+0,125 mm
H×nh V. 5 – S¬ ®å gia c«ng cÊp h¹t – 0,5 mm
32
VI. KÕt qu¶ nghiªn cøu c«ng nghÖ
Tõ kÕt luËn ë môc V.4 phÇn Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu, mÉu
quÆng ®−îc gia c«ng xuèng nhá h¬n hoÆc b»ng 0,5 mm theo s¬ ®å h×nh V.5 vµ tiÕn
hµnh nghiªn cøu tuyÓn th¨m dß theo c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn: tuyÓn ph©n cÊp,
tuyÓn tõ, tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ vµ tuyÓn tõ c¸c mÉu cã xö lý bÒ mÆt. ChÊt
l−îng fenspat cña mÉu ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu kiÒm K2O+Na2O, silic oxit
SiO2, nh«m oxit Al2O3, s¾t oxit Fe2O3, titan oxit TiO2… Tuy nhiªn trong c¸c kÕt
qu¶ nghiªn cøu c«ng nghÖ chñ yÕu sÏ tr×nh bµy mèi quan hÖ gi÷a thu ho¹ch s¶n
phÈm, hµm l−îng s¾t, titan vµ thùc thu s¶n phÈm theo s¾t vµ titan. C¸c chØ tiªu tæng
hîp trªn sÏ tr×nh bµy ®Çy ®ñ ë mÉu ®Çu, c¸c s¶n phÈm tinh quÆng ®¹t yªu cÇu vµ
c¸c mÉu thö nghiÖm s¶n phÈm.
VI.1. TuyÓn ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ
VI.1.1. Kh©u tuyÓn ph©n cÊp
Kh©u tuyÓn ph©n cÊp theo cÊp h¹t nh»m t¸ch c¸c thµnh phÇn kho¸ng ra khái
nhau dùa trªn sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÞu ®Ëp, ®é vì vôn, cì h¹t… Ph−¬ng ph¸p nµy
gåm c¸c qu¸ tr×nh ®Ëp nghiÒn gi¶i phãng c¸c kÕt h¹ch, sµng ph©n cÊp. Kh©u tuyÓn
ph©n cÊp nµy thùc hiÖn ngay trong qu¸ tr×nh gia c«ng vµ tiÕn hµnh theo s¬ ®å h×nh
V.5. QuÆng ®−îc gia c«ng b»ng m¸y ®Ëp hµm, ®Ëp trôc vµ sµng ph©n cÊp b»ng
m¸y sµng. Kh©u ph©n cÊp nµy nh»m môc ®Ých ph©n cÊp 2 cÊp ®é h¹t – 0,5+0,125
mm vµ - 0,125 mm. C¸c s¶n phÈm ®−îc ph©n tÝch ho¸ häc vµ ph©n tÝch soi kÝnh
hiÓn vi. KÕt qu¶ thu ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ngVI. 1.
B¶ngVI.1- KÕt qu¶ tuyÓn ph©n cÊp b»ng sµng
Thu Hµm l−îng % S¶n phÈm ho¹ch % SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O
-0,5+0,125 77,5 65,81 18,73 1,90 0,27 7,54 4,36
-0,125 22,5 62,74 18,24 4,25 0,47 6,5 4,52
Céng 100 65,12 18,62 2,43 0,31 7,31 4,40
33
NhËn xÐt: Tõ kÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ häc vµ soi kÝnh cho thÊy r»ng:
+ Hµm l−îng kiÒm ë cÊp h¹t – 0,125 mm vÉn ®ñ lín nh−ng hµm l−îng c¸c
kho¸ng chøa s¾t (Fe2O4=4,25%) vµ titan (TiO2=0,47%) cao. §Ó tuyÓn cÊp h¹t mÞn nµy
chØ cã thÓ ¸p dông ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi kÕt hîp khuÊy röa mïn, sau ®ã tuyÓn tõ.
Tuy nhiªn viÖc tiÕp tôc tuyÓn thu håi vµ n©ng cao chÊt l−îng cÊp h¹t nµy sÏ khã kh¨n
vµ kh«ng hiÖu qu¶ so víi viÖc sö dông chóng lµm phèi liÖu x−¬ng gèm ®á.
+ CÊp h¹t +0,125 mm thu ®−îc chiÕm ®a sè (77,5 %) ®· gi¶m vÒ hµm l−îng
s¾t vµ titan. Cã sù ph©n t¸ch rÊt râ rµng gi÷a c¸c kho¸ng fenspat vµ c¸c kho¸ng t¹p.
CÊp h¹t nµy sÏ ®−îc tiÕp tôc nghiªn cøu tuyÓn b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn phï
hîp nh− tuyÓn tõ, tuyÓn tõ mÉu xö lý bÒ mÆt, tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ.
+ Gi¶i ph¸p tuyÓn ph©n cÊp kh« dÔ thùc hiÖn ®· lo¹i ®¸ng kÓ cÊp h¹t mÞn
chøa s¾t vµ titan g©y ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn c¸c qu¸ tr×nh n©ng cao chÊt l−îng
fenspat thµnh tinh quÆng fenspat ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm x−¬ng gèm sø cao
cÊp. NÕu so s¸nh víi c¸c gi¶i ph¸p tuyÓn −ít th× sÏ gi¶m ®¸ng kÓ cho chi phÝ xö lý
th¶i so víi xö lý th¶i −ít.
VI.1.2. Kh©u tuyÓn tõ
B¶n chÊt cña kh©u tuyÓn nµy lµ dùa trªn sù kh¸c nhau vÒ tõ tÝnh cña c¸c h¹t
kho¸ng ®em ph©n chia. Khi cho hçn hîp kho¸ng vËt cã tõ tÝnh kh¸c nhau vµo vïng
tõ tr−êng cña m¸y, d−íi t¸c dông cña lùc tõ vµ c¸c lùc c¬ (lùc träng tr−êng, lùc li
t©m, lùc ma s¸t, lùc c¶n cña m«i tr−êng…) lµm c¸c h¹t cã tõ vµ kh«ng tõ dÞch
chuyÓn trªn c¸c quü ®¹o kh¸c nhau, nhê vËy cã thÓ t¸ch riªng c¸c s¶n phÈm cã tõ
vµ kh«ng tõ ra khái nhau.
Th«ng th−êng sù ph©n tuyÓn phô thuéc vµo cÊp h¹t. Yªu cÇu cÊp h¹t mÉu
nghiªn cøu tuyÓn tõ ph¶i lín h¬n 0,125 mm th× míi hiÖu qu¶. Trong nghiªn cøu
tuyÓn ®· tiÕn hµnh 2 thÝ nghiÖm: TuyÓn tõ cÊp h¹t réng -2mm+0,125mm vµ tuyÓn
tõ cÊp h¹t hÑp -0,5mm+0,125mm. ThiÕt bÞ tuyÓn lµ m¸y tuyÓn tõ thÝ nghiÖm phßng
thÝ nghiÖm cã c−êng ®é tõ tr−êng 20 000 ¬xtest. C¸c th«ng sè ch¹y m¸y tuyÓn tõ
thÓ hiÖn ë b¶ngVI. 2
ThÝ nghiÖm 1: TuyÓn cÊp h¹t -2mm+0,125mm
MÉu nghiªn cøu cã ®é h¹t -2mm+0,125mm chiÕm tû lÖ 88,92%. S¶n phÈm
t¹o ra tõ qu¸ tr×nh tuyÓn nµy gåm 3 s¶n phÈm: S¶n phÈm kh«ng tõ, s¶n phÈm trung
34
gian cã tõ tÝnh yÕu vµ s¶n phÈm cã tõ tÝnh m¹nh. Trong ®ã s¶n phÈm kh«ng tõ sÏ
bao gåm chñ yÕu lµ c¸c kho¸ng fenspat, l−îng rÊt nhá th¹ch anh tù do; s¶n phÈm
trung gian bao gåm c¸c h¹t kho¸ng fenspat, th¹ch anh nhiÔm c¸c kho¸ng chøa s¾t
vµ s¶n phÈm cã tõ tÝnh m¹nh lµ c¸c kho¸ng chøa nhiÒu s¾t nh− biotit, hornblend...
KÕt qu¶ tuyÓn theo s¬ ®å h×nh VI.1 thÓ hiÖn ë b¶ngVI.3. PhÇn kh«ng tõ cã hµm
l−îng s¾t vµ titan cao bëi v× cÊp h¹t +0,5 mm cã trong s¶n phÈm nµy chiÕm t−¬ng
®èi lín vÉn cßn c¸c kho¸ng biotit ®Ýnh kÌm ch−a bÞ ph¸ vì ra khá kho¸ng fenspat,
do ®ã cã thÓ kÕt luËn lµ viÖc tuyÓn cÊp h¹t r«ng -2+0,125mm kh«ng cho ta ®−îc
tinh quÆng fenspat ®¹t tiªu chuÈn lµm x−¬ng gèm tr¾ng vµ gach granit nh©n t¹o.
ThÝ nghiÖm 2: TuyÓn tõ cÊp h¹t -0,5mm+0,125mm
KÕt qu¶ tuyÓn mÉu -0,5mm+0,125mm theo s¬ ®å h×nh VI.1 thÓ hiÖn ë b¶ng
VI.4. S¶n phÈm thu ®−îc gåm 3 s¶n phÈm:
- S¶n phÈm kh«ng tõ cã møc thu ho¹ch 53,35 %, ®é h¹t chñ yÕu lµ cÊp h¹t –
0,5+0,25 mm, hµm l−îng s¾t vµ titan ®· gi¶m rÊt ®¸ng kÓ so víi mÉu tr−íc khi
tuyÓn. So s¸nh víi tiªu chuÈn ViÖt Nam (TCVN 6598: 2000) nguyªn liÖu s¶n xuÊt
s¶n phÈm gèm x©y dùng – tr−êng th¹ch th× chØ tiªu s¾t (Fe2O3=0,3 %) vµ titan
(TiO2=0,03%) cña s¶n phÈm yªu cÇu ®¹t chÊt l−îng lµm x−¬ng vµ gÇn ®¹t cho men
(tiªu chuÈn yªu cÇu Fe2O3≤0,2 %; TiO2≤0,02%).
- S¶n phÈm trung gian cã møc thu ho¹ch 38,73%, hµm l−îng s¾t (1,14%) vµ
titan (0,14%) cao. Tû lÖ ®é h¹t ph©n bè ®Òu ë 3 cÊp h¹t hÑp – 0,5+0,3 mm; -
0,3+0,15 mm vµ - 0,15 mm. Do ®ã nÕu ph©n thµnh c¸c cÊp h¹t hÑp cã thÓ lµm gi¶m
hµm l−îng c¸c kho¸ng t¹p, lµm t¨ng thu håi s¶n phÈm s¹ch.
- S¶n phÈm tõ tÝnh lµ s¶n phÈm ®u«i th¶i cã møc thu ho¹ch 7,92 %, hµm
l−îng s¾t (16,39%) vµ titan (2,55%) rÊt cao. §é h¹t chñ yÕu – 0,5+0,3 mm vµ
kho¸ng biotit chiÕm chñ yÕu trong s¶n phÈm nµy.
NhËn xÐt: B»ng ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ ®¬n gi¶n cã thÓ t¸ch ®−îc chñ yÕu c¸c
kho¸ng nhiÔm tõ ®i vµo phÇn cã tõ m¹nh vµ trung gian. S¶n phÈm kh«ng tõ hµm
l−îng s¾t vµ titan ®· gi¶m cã thÓ cung cÊp lµm nguyªn liÖu x−¬ng gèm sø. Tuy nhiªn
so s¸nh víi tiªu chuÈn fenspat lµm men TCVN (2 chØ tiªu: Fe2O3≤0,2%; TiO2≤0,02%)
th× ch−a ®¹t ®−îc yªu cÇu. §Ó ®¹t ®−îc môc ®Ých nµy cÇn thö nghiÖm ë ph−¬ng ph¸p
kh¸c nh− tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ, tuyÓn tõ kÕt hîp víi xö lý ho¸ häc.
35
KÕt luËn:
- So s¸nh 2 thÝ nghiÖm trªn ta thÊy chÊt l−îng tinh quÆng cña cÊp h¹t -
1mm+0,125mm ch−a ®¹t ®−îc yªu cÇu ®Æt ra so víi tinh quÆng cña cÊp h¹t -
0,5mm+0,125mm. Lý do ®¬n giản lµ ë ®é h¹t -0,5mm c¸c kho¸ng vËt chøa s¾t vµ
titan (biotit, hornblend) ®· gi¶i phãng t−¬ng ®èi triÖt ®Ó ra khái c¸c kho¸ng fenspat
nªn viÖc ph©n tuyÓn triÖt ®Ó h¬n cÊp h¹t -1mm+0,125mm.
- Do ®ã viÖc gia c«ng quÆng tíi ®é h¹t -0,5mm lµ phï hîp víi ®èi t−îng
quÆng nghiªn cøu.
L−u ý: ViÖc ¸p dông ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ sö dông thiÕt bÞ tuyÓn tõ c−êng
®é tõ tr−êng cao (20 000 ¬xtest) ®Ó tuyÓn fenspat EASO, ®· cã thÓ ®¸p øng b−íc
®Çu cho s¶n xuÊt cña C«ng ty lµ t¹o ra mét s¶n phÈm cã chÊt l−îng æn ®Þnh, cã gi¸
trÞ kinh tÕ h¬n so víi viÖc khai th¸c lµm nguyªn liÖu th« hiÖn nay.
B¶ng VI. 2 – C¸c th«ng sè ch¹y m¸y tuyÓn tõ
TT Th«ng sè §¬n vÞ
1 Vßng quay cña trôc Vßng/phót 100
2 N¨ng suÊt Kg/giê 50
3 VÞ trÝ dao c¾t s¶n phÈm kh«ng tõ vµ cã tõ §é 90
MÉu nghiªn cøu
TuyÓn tõ (20 000 ¬xtest)
S¶n phÈm kh«ng tõ S¶n phÈm trung gian S¶n phÈm cã tõ
H×nh VI. 1. S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn tõ
36
B¶ngVI.3. KÕt qu¶ tuyÓn tõ cÊp h¹t – 1mm+0,125 mm
Thu Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm ho¹ch
%
Tinh quÆng 71,86 7,93 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
0,05 4,62 0,52 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
76,32 19,06 12,83
75,78
Tõ tÝnh 28,14 6,47 3,66 24,22 23,68 80,14 87,17 5,64 0,87
Céng 100 7,52 4,35 100 100 100 100 2,45 0,28
B¶ngVI.4. KÕt qu¶ tuyÓn tõ cÊp h¹t – 0,5+0,125 mm
Thu Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm ho¹ch
%
Tinh quÆng 53,35 8,19 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
0,03 0,30 4,73 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
5,93
57,74 58,40 8,42
Trung gian 38,73 7,28 3,91 1,14 0,14 37,60 35,13 23,24 20,08
Tõ tÝnh 7,92 4,66 3,53 16,39 2,55 4,66 6,47 68,34 73,99
Céng 100 7,52 4,32 1,90 0,27 100 100 100 100
VI.1.3. TuyÓn s¬ ®å kÕt hîp ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ
Víi kÕt qu¶ nghiªn cøu ë trªn cã thÓ chän ®−îc s¬ ®å tuyÓn vßng hë nh»m
®¸nh gi¸ chØ tiªu c«ng nghÖ cña s¬ ®å vµ x¸c ®Þnh chÊt l−îng, møc thu ho¹ch cña
c¸c s¶n phÈm trung gian ®Ó nghiªn xö lý c¸c s¶n phÈm trung gian. ThÝ nghiÖm tiÕn
hµnh theo s¬ ®å h×nh VI. 2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm nªu ë b¶ngVI.4. MÉu nung thö (ë 2
nhiÖt ®é: 1230 0C - nöa bªn tr¸i vµ 1330 oC - nöa bªn ph¶i) c¸c s¶n phÈm ë h×nh
bªn theo thø tù tõ d−íi lªn trªn: mÉu ®Çu, mÉu
®u«i quÆng cã mµu n©u ®en (cã tõ) vµ mÉu
s¶n phÈm kh«ng tõ cã mµu tr¾ng trong
(tinh quÆng). Tõ kÕt qu¶ tuyÓn vµ ®¸nh gi¸
s¶n phÈm, s¶n phÈm tinh quÆng ®· ®¹t tiªu
chuÈn lµm nguyªn liÖu s¶n xuÊt x−¬ng gèm.
Tuy nhiªn ®Ó n©ng cao chÊt l−îng tinh
quÆng vµ thu håi s¶n phÈm mÉu sÏ ®−îc nghiªn cøu theo theo 2 h−íng
- Xö lý ho¸ häc mÉu råi tuyÓn tõ;
- MÉu tuyÓn næi, tuyÓn tõ.
37
B¶ng VI. 4. KÕt qu¶ tuyÓn s¬ ®å
Thu Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm ho¹ch
%
Tinh quÆng 41,35 8,19 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
0,03 4,73 0,30 K2O Na2O Fe2O3 TiO2
3,88
47,04 44,10 5,11
Trung gian 1 10,05 7,83 4,41 10,93 10,00 1,41 2,20 0,34 0,07
Trung gian 2 17,54 6,43 4,24 15,66 16,77 5,92 15,90 0,82 0,29
§u«i quÆng 8,56 4,66 3,53 13,70 1,68 5,54 6,81 48,26 44,94
CÊp h¹t mÞn 22,50 6,66 4,4 4,25 0,47 20,82 22,32 39,35 33,05
-0,125 mm
Céng 100 7,2 4,43 2,43 0,32 100,00 100,00 100 100
QuÆng fenspat §¾c L¾c
§Ëp, sµng ph©n cÊp
TuyÓn tõ CÊp h¹t mÞn -0,0125mm
Tinh quÆng §u«i th¶i
TuyÓn vÐt
Trung gian 1 Trung gian 2
H×nh VI.2. S¬ ®å tuyÓn tõ kÕt hîp ph©n cÊp
VI.2. Xö lý ho¸ häc, sÊy kh« vµ tuyÓn tõ
§Ó t¨ng kh¶ n¨ng tuyÓn vµ n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm, thÝ nghiÖm tiÕn
hµnh thÝ nghiÖm kh¶o s¸t röa s¹ch bÒ mÆt h¹t kho¸ng b»ng c¸c dung dÞch ho¸ chÊt,
kh¶o s¸t ®iÒu kiÖn sÊy kh« vµ ®em tuyÓn tõ. KÕt qu¶ thu ®−îc lµm c¬ së so s¸nh
lùa chän gi¶i ph¸p xö lý, tuyÓn nh»m ®¹t ®−îc môc tiªu cña ®Ò tµi lµ tuyÓn xö lý
thu håi ®−îc s¶n phÈm fenspat ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm g¹ch granit nh©n t¹o,
38
x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á vµ s¶n phÈm thö nghiÖm lµm men x−¬ng gèm sø
cao cÊp.
VI.2.1. Vai trß cña xö lý ho¸ häc
Xö lý ho¸ häc cã vai trß chñ yÕu lµm s¹ch bÒ mÆt c¸c kho¸ng fenspat ®Ó t¹o
ra kh¶ n¨ng ph©n tuyÓn tèt h¬n. Sù tham gia cña ho¸ chÊt vµ n−íc kh«ng nh÷ng
lµm s¹ch mét c¸ch vËt lý bÒ mÆt, mµ cã thÓ cßn cã vai trß ho¸ häc nh− ph¶n øng
víi c¸c kho¸ng cã thÓ hoµ tan trong dung dÞch g©y nªn hiÖn t−îng ¨n mßn. C¸c h¹t
kho¸ng cã thÓ ë tr¹ng th¸i tù do hoÆc “®Ýnh” víi kho¸ng kh¸c cã thÓ ph¶n øng víi
dung dÞch nh− calcit. C¸c axit cã thÓ ph¶n øng víi kho¸ng calcit vµ c¸c ion Fe+2,
Mg+2 theo c¸c ph¶n øng sau:
+ + CaCO3 = CaSO4 H2O + CO2 ↑ (1) H2SO4
+ (2) 2HCl + CaCO3 = CaCl2 H2O + CO2 ↑
(3) +
CaCO3 + FeO
+ = 2HNO3
(4) H2SO4
2HCl
(5) + FeO
= + FeO (6)
= Ca(NO3)2 +
FeSO4
+
=
FeCl2
Fe(NO3)2 +
+ + MgO
+ 2HNO3
(7) H2SO4
(8) 2HCl + MgO
+ MgO (9) H2O + CO2 ↑
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O = MgSO4
= MgCl2
= Mg(NO3)2 + 2HNO3
VI.2.2. ThÝ nghiÖm kh¶o s¸t mèi quan hÖ gi÷a nång ®é dung dÞch, thêi gian
tiÕp xóc vµ pH m«i tr−êng
Môc ®Ých lµ chän ®−îc chi phÝ ho¸ chÊt, thêi gian xö lý thÝch hîp.
VI.2.2.a. §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm
MÉu vµ ho¸ chÊt thÝ nghiÖm
+ MÉu nghiªn cøu lµ quÆng fenspat §¾c L¾c cã ®é h¹t – 0,5+0,125 mm.
Träng l−îng mçi mét mÉu thÝ nghiÖm lµ 100 g; Sè l−îng mÉu nghiªn cøu: 28 mÉu.
+ Ho¸ chÊt lµ n−íc m¸y Hµ Néi, c¸c axit HCl, HNO3, H2SO4 vµ kiÒm NaOH.
- C¸c axit ®−îc pha theo nång ®é ml axit/100 ml n−íc. Khi thÝ nghiÖm quy
®æi t−¬ng ®−¬ng ml axit/100g quÆng hoÆc kg axit/tÊn quÆng.
- KiÒm (NaOH) ®−îc pha thµnh 6 dung dÞch theo nång ®é 1,25; 2,5; 5; 7,5;
10; 12,5; 15 g/100ml n−íc.
39
ThÓ tÝch tõng dung dÞch ho¸ chÊt thÝ nghiÖm: 200ml. Sè l−îng dung dÞch
axit ®−îc pha lµ 3 x 7 = 21 dung dÞch, mçi 1 axit ®−îc pha thµnh 7 nång ®é kh¸c
nhau theo tØ lÖ Vho¸ chÊt/Vn−íc = 1,25/100; 2,5/100; 5/100; 7.5/100; 10/100; 12.5/100
vµ 15/100 (ml/100 ml H2O) trong ®ã
- Vho¸ chÊt lµ khèi l−îng ho¸ chÊt nghiªn cøu tÝnh theo ml;
- Vn−íc lµ thÓ tÝch cña n−íc tÝnh theo ml;
- KiÒm (NaOH) ®−îc pha thµnh 6 dung dÞch theo nång ®é 1,25; 2,5; 5; 7,5;
10; 12,5; 15 g/100ml n−íc.
Tr×nh tù thÝ nghiÖm
Ng©m mÉu theo tû lÖ quÆng:dung dÞch ho¸ chÊt = 1:2. §¸nh dÊu tõng mÉu
thÝ nghiÖm theo tõng nång ®é ho¸ chÊt. §o pH cña dung dÞch tr−íc khi ®æ vµo
ng©m quÆng vµ tõng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh cho ®Õn khi pH æn ®Þnh th× kÕt
thóc ®o. Ghi gi¸ trÞ pH t¹i tõng thêi ®iÓm ®o. KÕt thóc thêi gian ng©m, mÉu sÏ ®−îc
läc dung dÞch vµ röa b»ng n−íc m¸y (pH =7). Sau ®ã mÉu ®−îc sÊy kh«, c©n träng
l−îng. MÉu kh« sÏ ®−îc ®em tuyÓn tõ ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng tuyÓn vµ chÊt l−îng
cña tõng s¶n phÈm.
VI.2.2.b. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm
KÕt qu¶ kh¶o s¸t sù thay ®æi cña pH theo thêi gian vµ nång ®é khi sö dông
c¸c ho¸ chÊt kh¸c nhau lµm chÊt tÈy röa bÒ mÆt cho fenspat §¾c L¾c thÓ hiÖn ë
b¶ng VI.5.
B¶ng VI. 5 - Mèi t−¬ng quan nång ®é axit, thêi gian ng©m vµ pH dung dÞch
Thêi gian ng©m, giê Ho¸ Nång ®é 0 1 21 42 64 chÊt ml/100ml §é pH
1,25 1,74 3,53 5,84 6,60 7,10 H2SO4
2,5 1,56 2,51 5,09 6,61 7,10
5 1,29 1,94 2,77 4,26 5,0
7,5 1,31 1,83 2,31 2,73 2,90
10 1,24 1,64 1,94 2,14 2,30
12,5 1,16 1,50 1,77 1,93 2,00
40
15 1,09 1,39 1,64 1,79 1,85
1,25 2,23 5,82 7,03 8,05 8,08
2,5 1,91 2,29 4,13 6,44 6,82
5 1,75 2,36 5,22 6,56 6,79
HCl 7,5 1,61 2,14 4,00 5,96 6,25
10 1,54 1,9 3,01 5,56 5,78
12,5 1,48 1,78 2,65 4,83 5,00
15 1,42 1,74 2,50 4,60 4,85
1,25 2,32 5,58 6,87 7,80 7,80
2,5 1,96 2,84 5,96 7,06 7,10
5 1,80 2,36 5,12 6,38 6,48
7,5 1,64 2,10 4,14 5,90 5,95 HNO3 10 1,52 1,94 3,40 5,36 5,66
12,5 1,47 1,80 2,74 4,44 4,55
15 1,36 1,68 2,47 3,87 3,95
+ Khi sö dông axit sunphuric ®é pH sÏ æn ®Þnh sau 64 giê ng©m mÉu; ®é pH
cã chiÒu h−íng t¨ng chËm ng−îc víi t¨ng nång ®é axit vµ kh¸ æn ®Þnh khi nång ®é
dung dÞch lín h¬n hoÆc b»ng 7,5.
+ Khi sö dông axit chlohydric, pH kh«ng ®æi sau 42 giê ng©m, nång ®é axit
lín h¬n hoÆc b»ng 12,5 th× c©n b»ng vµ pH kh«ng ®æi.
+ Khi sö dông axit nitric, pH kh«ng ®æi sau 42 giê ng©m, ®Æc biÖt khi nång
®é axit lín h¬n hoÆc b»ng 10.
+ C¸c mÉu ®Ó rãc n−íc vµ ®−îc röa s¹ch b»ng n−íc m¸y. Mçi mét mÉu sÏ
thu ®−îc 2 phÇn lµ phÇn fenspat h¹t th« vµ fenspat h¹t mÞn cã trong n−íc röa trong
®ã phÇn h¹t th« lµm mÉu thÝ nghiÖm tuyÓn. KÕt qu¶ tuyÓn cho phÐp lùa chän lo¹i
axit víi nång ®é thÝch hîp.
KÕt qu¶ ®o pH cho thÊy sù chuyÓn dÞch pH kh«ng ®¸ng kÓ ®èi víi mÉu
ng©m n−íc vµ ng©m mÉu b»ng dung dÞch kiÒm (theo c¸c nång ®é g/100ml nh−
sau: 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5).
41
VI.2.2.c. X¸c ®Þnh l−îng n−íc röa
§Ó ®¶m b¶o s¹ch bÒ mÆt, mÉu sÏ ®−îc röa b»ng n−íc m¸y c«ng nghiÖp. ThÝ
nghiÖm kh¶o s¸t l−îng n−íc röa cho tõng nång ®é axit vµ kiÒm theo c¸c tû lÖ r¾n :
láng lµ 1/2; 1/3; 1/4; 1/5; 1/6; 1/7; 1/8. Mçi mét nång ®é ®Òu ®−îc ®o pH. Tiªu
chuÈn ®¸nh gi¸ lµ tinh quÆng sau khi röa kh«ng cßn axit hoÆc kiÒm, dung dÞch axit
hoÆc kiÒm ®Ó cã thÓ t¸i sö dông. KÕt qu¶ thu ®−îc cho thÊy l−îng n−íc röa phô
thuéc vµo nång ®é axit hoÆc kiÒm ®em xö lý. Chi phÝ n−íc röa theo tû lÖ láng : r¾n
kho¶ng 4:1 ®Õn 6:1.
VI.2.3. Mèi quan hÖ gi÷a ®é Èm, nhiÖt ®é vµ thêi gian mÊt n−íc cña mÉu
Môc ®Ých cña thÝ nghiÖm lµ t×m ra ®−îc thêi gian, nhiÖt ®é lµm bay h¬i n−íc
®Ó lµm c¬ së cho tÝnh chän ph−¬ng ¸n lµm kh« quÆng vµ tÝnh chän thiÕt bÞ. ThÝ
nghiÖm tiÕn hµnh theo c¸c néi dung sau:
- Lµm mÊt n−íc b»ng ph¬i kh« tù nhiªn;
- Lµm mÊt n−íc b»ng sÊy.
ThiÕt bÞ, dông cô vµ mÉu sö dông trong thÝ nghiÖm nh− sau:
- Tñ sÊy, khay sÊy, c©n…
- MÉu thÝ nghiÖm lµ mÉu ®· ®−îc röa s¹ch b»ng n−íc th−êng (pH t−¬ng
®−¬ng 7), ®Ó rãc n−íc cã ®é Èm 21,36 %.
VI.2.3.a. MÊt n−íc tù nhiªn
MÉu ®−îc giµn ®Òu trªn khay sÊy kÝch th−íc 25mm x 40mm, cã ®é dµy mÉu
oC. Sau 216 giê mÉu ®¹t ®−îc ®é Èm tù nhiªn cña mÉu 0,31 %.
lµ 20mm. MÉu ®−îc ®Ó trong bãng r©m nhiÖt ®é kh«ng khÝ thay ®æi tõ 20 ®Õn 32
VI.2.3.b. MÊt n−íc b»ng sÊy
MÉu ®−îc giµn ®Òu trªn khay sÊy kÝch th−íc 25mm x 40mm, ®é dµy mÉu lµ
20 mm, mÉu ®−îc ®Æt ë gi÷a tñ sÊy. C¸c th«ng sè kh¶o s¸t vµ kÕt qu¶ ®−îc thÓ hiÖn
ë b¶ng VI. 6.
B¶ng VI. 6- Mèi quan hÖ thêi gian sÊy vµ nhiÖt ®é sÊy
TT §iÒu kiÖn MÉu 1 MÉu 2 MÉu 3 MÉu 4 MÉu 5
MÉu Èm 2270g 2270g 2270g 2270g 2270g 1
MÉu kh« 1785g 1785g 1785g 1785g 1785g 2
42
3 NhiÖt ®é 100oC 150oC 180oC 210oC 240oC
4 Thêi gian sÊy 375 phót 190 phót 120 phót 90 phót 80 phót
5 Thêi gian lµm nguéi 60 phót 70 phót 80 phót 90 phót 130 phót
NhËn xÐt: Tõ b¶ng 15 cho thÊy thêi gian sÊy thay ®æi theo nhiÖt ®é sÊy nh− sau
- Thêi gian sÊy gi¶m dÇn tõ 5 giê 15 phót xuèng 1 giê 20 phót vµ thêi gian
mÉu nguéi t¨ng dÇn tõ 60 phót ®Õn 130 phót khi ta kh¶o s¸t nhiÖt ®é sÊy tõ 100 oC
lªn tíi 240o C.
- NhiÖt ®é sÊy ®Ó mÊt n−íc thÝch hîp nhÊt lµ 210 oC t−¬ng øng víi thêi gian
sÊy 1 giê 30 phót vµ thêi gian lµm nguéi lµ 90 phót.
VI.2.3.c. KÕt luËn
MÉu nghiªn cøu ®−îc kh¶o s¸t theo 2 ph−¬ng ¸n ph¬i kh« tù nhiªn vµ sÊy.
- NÕu ®Ó mÉu kh« tù nhiªn th× thêi gian rÊt dµi (216 giê) trong ®iÒu kiÖn
nhiÖt ®é m«i tr−êng tõ 20 oC ®Õn 32 oC cïng víi ®iÒu kiÖn mÉu ®−îc tr¶i ®Òu cã ®é
dµy kh«ng qu¸ 20 mm.
- NÕu sÊy th× thêi gian vµ nhiÖt ®é sÊy ®Ó mÊt h¬i n−íc thÝch hîp nhÊt lµ 1
giê 30 phót vµ 210 oC.
Tuú theo ®iÒu kiÖn ta cã thÓ lµm kh« mÉu theo 1 trong 2 ®iÒu kiÖn lµ ph¬i
kh« tù nhiªn vµ sÊy. Khi chän ph−¬ng ¸n sÊy, ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ thêi gian sÊy,
thêi gian lµm nguéi cña thÝ nghiÖm trªn lµ c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ
sÊy trong l−u tr×nh gia c«ng nguyªn liÖu fenspat.
VI.2.4. KÕt qu¶ tuyÓn mÉu xö lý ho¸ häc
Môc ®Ých lµ x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng ph©n tuyÓn cña c¸c mÉu ®−îc xö lý ho¸ häc.
MÉu nghiªn cøu ®−îc röa s¹ch b»ng n−íc m¸y vµ sÊy kh« ë nhiÖt ®é 210 oC
thêi gian sÊy ts = 90 phót, thêi gian ®Ó nguéi tng = 90 phót. C¸c mÉu ®−îc tuyÓn
theo s¬ ®å tuyÓn tõ h×nh VI.1. ThiÕt bÞ tuyÓn lµ m¸y tuyÓn tõ nam ch©m ®Êt hiÕm
c−êng ®é tõ tr−êng 20 000 ¬xtest. C¸c th«ng sè ch¹y m¸y tuyÓn tõ t−¬ng tù b¶ng
VI.2. C¸c kÕt qu¶ tæng hîp thµnh b¶ng c©n b»ng. C¸c s¶n phÈm tæng hîp bao gåm
s¶n phÈm mïn röa, s¶n phÈm kh«ng tõ, s¶n phÈm trung gian vµ s¶n phÈm cã tõ .
43
VI.2.4.a. MÉu röa n−íc
KÕt qu¶ tuyÓn tæng hîp ë b¶ng VI.7. Hµm l−îng s¾t vµ titan trong s¶n phÈm
kh«ng tõ t−¬ng ®−¬ng víi s¶n phÈm kh«ng tõ cña mÉu kh«ng röa (Fe2O3=0,3%,
TiO2=0,03%) chøng tá kh«ng cã sù kh¸c biÖt gi÷a mÉu röa n−íc vµ mÉu kh«ng röa
n−íc. Hai 2 chØ tiªu nµy vÉn cao h¬n chØ tiªu ®Ò ra ( Fe2O3≤0,2%; TiO2=0,01%).
B¶ng VI. 7 – KÕt qu¶ tuyÓn mÉu röa n−íc
Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn röa
Céng Thu hä¹ch
%
53,35
38,73
6,12
1,80
100 Fe2O3
0,30
1,14
20,07
1,50
1,86 TiO2
0,03
0,14
2,46
1,07
0,24 Fe2O3
8,62
23,78
66,15
1,45
100 TiO2
6,67
22,59
62,72
8,02
100
VI.2.4.b. MÉu röa axit HCl
Sö dông axit chlohydric lµm chÊt tÈy röa bÒ mÆt. Sè l−îng mÉu nghiªn cøu
lµ 6. KÕt qu¶ tuyÓn c¸c mÉu thÓ hiÖn ë b¶ng VI.8 vµ ®å thÞ h×nh sè VI.3.
B¶ng VI.8 – KÕt qu¶ tuyÓn mÉu röa axit HCl
Chi phÝ Hµm l−îng % Thu håi % Thu ho¹ch S¶n phÈm ml/100g % Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2 quÆng
Kh«ng tõ 53,62 0,25 0,08 7,13 15,84
Trung gian 37,02 1,52 0,18 29,92 24,61 2,5 Cã tõ 5,50 20,44 2,23 59,79 45,29
Mïn 3,86 1,54 1,00 3,16 14,26
Céng 100 1,88 0,27 100 100
Kh«ng tõ 55,46 0,24 0,05 698 10,08
Trung gian 34,43 1,46 0,19 26,34 23,77 5 Cã tõ 6,60 18,44 2,20 63,78 52,76
Mïn 3,51 1,58 1,05 2,91 13,39
Céng 100 1,91 0,28 100 100
10 Kh«ng tõ 57,30 0,22 0,01 6,58 2,19
44
Trung gian 31,40 1,32 0,18 21,64 21,63
Cã tõ 6,90 19,02 2,26 68,53 59,68
Mïn 4,40 1,41 0,98 3,24 16,50
Céng 100 1,91 0,26 100 100
Kh«ng tõ 59,07 0,22 0,01 6,86 2,30
Trung gian 31,53 1,45 0,19 24,13 23,30 15 Cã tõ 6,10 20,62 2,53 66,39 60,03
Mïn 3,30 1,50 1,12 2,61 14,38
Céng 100 1,89 0,26 100 100
Kh«ng tõ 61,24 0,2 0,01 6,47 2,30
Trung gian 29,64 1,78 0,19 27,87 21,19 20 Cã tõ 5,91 20,22 2,68 63,13 59,60
Mïn 3,21 1,49 1,40 2,53 16,91
Céng 100 1,89 0,27 100 100
Kh«ng tõ 63,29 0,20 0,01 6,63 2,41
Trung gian 28,24 1,90 0,19 28,09 20,41 25 Cã tõ 5,60 21,31 2,70 62,46 57,52
Mïn 2,87 1,88 1,80 2,82 19,65
Céng 100 1,91 0,26 100 100
NhËn xÐt: Thùc thu tinh
H×nh VI.3. ChÊt tÈy röa HCl
quÆng t¨ng tõ 53,63% ®Õn
63,29%, hµm l−îng s¾t vµ titan
%
gi¶m dÇn theo h−íng t¨ng chi
g
n
î
−
l
Hµm l−îng Fe2O3
Hµm l−îng TiO2
phÝ axit. Nång ®é axit lín h¬n
hoÆc b»ng 15 ml/100g quÆng th×
m
µ
H
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
2.5
5
10
15
20
25
hµm l−îng s¾t vµ titan ®¹t yªu
Nång ®é HCl, ml/100g quÆng
cÇu (Fe2O3≤0,22; TiO2=0,01%).
Nh− vËy cã thÓ n©ng cao chÊt
l−îng tinh quÆng b»ng biÖn ph¸p
sö dông axit chlohydric lµm chÊt tÈy röa bÒ mÆt. Tuy nhiªn axit HCl rÊt ®éc, g©y «
45
nhiÔm tíi m«i tr−êng vµ con ng−êi, gi¸ thµnh t−¬ng ®èi cao. NÕu ¸p dông sÏ khã
kh¨n trong kh©u xö lý m«i tr−êng, lµm t¨ng gi¸ thµnh s¶n phÈm.
VI.2.4.c. MÉu röa axit HNO3
ChÊt tÈy röa bÒ mÆt mÉu lµ axit nitric. Sè l−îng mÉu nghiªn cøu lµ 6. KÕt
qu¶ tuyÓn c¸c mÉu thÓ hiÖn ë b¶ng VI.9 vµ ®å thÞ h×nh VI.4.
B¶ng VI.9 – KÕt qu¶ tuyÓn mÉu röa axit HNO3
Chi phÝ Hµm l−îng % Thu håi % Thu
S¶n phÈm ml/100g ho¹ch Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2 quÆng %
Kh«ng tõ 53,35 0,26 0,03 7,25 6,46
Trung gian 38,73 1,34 0,16 27,13 25,01 2,5 Cã tõ 6,12 20,07 2,46 64,21 60,76
Mïn 1,80 1,50 1,07 1,41 7,77
Céng 100 1,91 0,25 100 100
Kh«ng tõ 56,0 0,23 0,03 6,71 6,46
Trung gian 31,5 1,47 0.25 26,87 33,75 5 Cã tõ 6,09 20,00 1,93 63,42 45,21
Mïn 3,79 1,52 1 3 14,58
Céng 100 1,92 0,26 100 100
Kh«ng tõ 56,5 0,22 0,03 6,49 6,40
1,44 0,20 24,23 24,36 Trung gian 32,25 10 Cã tõ 7,28 1,75 2,0 66,48 54,99
Mïn 3,70 1,55 1,02 2,80 14,25
Céng 100 1,92 0,26 100 100
Kh«ng tõ 58,03 0,19 0,02 5,80 4,40
Trung gian 30,52 1,4 0,20 22,47 23,10 15 Cã tõ 7,55 17,2 2,00 68,29 57,15
Mïn 3,90 1,46 1,06 2,99 15,35
Céng 100 1,90 0,26 100 100
0,18 0,02 5,50 4,19 20 Kh«ng tõ 58,33
46
Trung gian 30,15 1,35 0,18 21,31 19,49
Cã tõ 8,65 15,54 2,00 70,36 62,14
Mïn 3,87 1,40 1,02 2,84 14,18
Céng 100 1,87 0,26 100 100
Kh«ng tõ 58,90 0,18 0,02 5,57 4,59
Trung gian 30,86 1,32 0,14 21,40 16,83 25 Cã tõ 7,85 17,1 2,12 70,51 64,84
Mïn 3,39 1,42 1,04 2,53 13,74
Céng 100 1,88 0,27 100 100
NhËn xÐt: Hµm l−îng s¾t vµ titan trong s¶n phÈm kh«ng tõ sÏ gi¶m theo
chiÒu t¨ng nång ®é axit tõ 2,5 ®Õn 25 ml/100g quÆng cho thÊy axit nitric cã kh¶
n¨ng tÈy röa bÒ mÆt c¸c h¹t
kho¸ng ®Ó lµm t¨ng kh¶ n¨ng
Hinh VI.4. ChÊt tÈy röa HNO3
tuyÓn cña mÉu fenspat nghiªn
0.3
cøu. S¶n phÈm tinh quÆng cã
%
thu ho¹ch vµ chÊt l−îng cao
0.2
thÓ hiÖn ë hµm l−îng s¾t cã
g
n
î
−
l
0.1
Hµm l−îng Fe2O3
Hµm l−îng TiO2
trong tinh quÆng nhá h¬n
m
µ
H
0
0,2%. KÕt qu¶ nµy sÏ ®−îc
5
15
20
10
lµm c¬ së ®Ó lùa chän t¸c
2.5
25
Nång ®é HNO3, ml/100g quÆng
nh©n tÈy röa mÉu trong s¬ ®å
c«ng nghÖ tuyÓn. T−¬ng tù axit HCl, gi¸ thµnh ho¸ chÊt nµy cao vµ rÊt ®éc h¹i.
VI.2.4.d. MÉu röa axit H2SO4
MÉu sö dông axit sunphuric lµm chÊt tÈy röa bÒ mÆt. Sè l−îng mÉu nghiªn
cøu lµ 6. KÕt qu¶ tuyÓn tõ c¸c mÉu thÓ hiÖn ë b¶ng VI.10 vµ ®å thÞ h×nh sè VI.5.
47
B¶ng VI.10 – KÕt qu¶ tuyÓn mÉu röa axit H2SO4
Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm Thu ho¹ch
% Chi phÝ
ml/100g
quÆng
Kh«ng tõ 53,35 Fe2O3
0,26 TiO2
0,03 Fe2O3
7,43 TiO2
6,67
1,25
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 38,73
6,12
1,80
100 1,14
20,57
1,50
1,87 0,14
2,46
1,07
0,24 23,66
66,46
1,45
100 22,59
62,72
8,02
100
Kh«ng tõ 56,06 0,24 0,03 7,16 6,73
2,5
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 35,06
6,09
2,79
100 1,37
20,05
1,52
1,88 0,25
1,93
1,0
0,25 25,57
65,01
2,66
100 35,06
47,05
11,16
100
Kh«ng tõ 57,83 0,19 0,03 5,93 6,65
5
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 33,25
6,05
2,85
100 1,47
20,0
1,51
1,85 0,2
2,0
1,02
0,26 26,39
65,34
2,34
100 35,71
46,41
11,23
100
Kh«ng tõ 58,53 0,18 0,02 6,90 4,51
10
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 32,15
6,15
2,87
100 1,47
20,2
1,5
1,86 0,28
2,0
1,02
0,26 25,62
65,17
2,32
100 35,10
49,21
11,18
100
Kh«ng tõ 58,83 0,18 0,02 5,68 4,54
15
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 32,15
6,15
2,87
100 1,47
20,2
1,50
1,86 0,27
2,0
1,02
0,26 25,36
66,65
2,31
100 33,39
47,31
11,26
100
Kh«ng tõ 59,26 0,15 0,02 4,78 4,53
25
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 30,86
6,59
3,29
100 1,19
20,56
1,52
1,86 0,23
2,16
1,10
0,27 19,73
72,80
2,69
100 27,16
54,46
13,85
100
48
NhËn xÐt: Hµm l−îng s¾t
H×nh VI.5- ChÊt tÈy röa axit H2SO4
vµ titan gi¶m dÇn theo h−íng
0.3
t¨ng chi phÝ axit ®ång thêi thùc
0.25
thu t¨ng tõ 56,06% ®Õn 59,26%.
0.2
Khi chi phÝ axit lín h¬n hoÆc
b»ng 10 ml/100g quÆng (t−¬ng
%
g
n
î
−
0.15
l
0.1
®−¬ng lín h¬n hoÆc b»ng 18,4 kg
Hµm l−îng
Fe2O3
Hµm l−îng
TiO2
m
µ
H
0.05
0
2.5
5
10
15
20
25
axit/tÊn quÆng v× tû träng cña
H2SO4 t−¬ng ®−¬ng 1,84) cã sù
thay ®æi vÒ hµm l−îng s¾t vµ
Nång ®é H2SO4, ml/100g quÆng
titan. Hµm l−îng s¾t nhá h¬n
0,2%, hµm l−îng titan b»ng 0,02
%. Víi chi phÝ axit 10 ml/100g
quÆng th× chÊt l−îng tinh quÆng ®¹t ®−îc yªu cÇu ®Æt ra.
VI.2.4.e. MÉu röa kiÒm
ChÊt tÈy röa bÒ mÆt ®−îc sö dông lµ NaOH. Sè l−îng mÉu nghiªn cøu lµ 6.
KÕt qu¶ tuyÓn c¸c mÉu thÓ hiÖn ë b¶ng VI.11 vµ ®å thÞ h×nh sè VI.6.
B¶ng VI.11 – KÕt qu¶ tuyÓn mÉu röa kiÒm
Chi phÝ Hµm l−îng % Thu håi %
Thu ho¹ch kiÒm, S¶n phÈm % kg/t Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2
Kh«ng tõ 54,02 0,28 0,08 8,24 14,47
Trung gian 35,54 1,28 0,23 24,78 24,33 2,5 Cã tõ 6,02 19,52 2,63 63,36 47,12
Mïn 4,42 1,50 1,07 3,61 14,08
Céng 100 1,93 0,32 100 100
5 Kh«ng tõ 50,83 0,29 0,03 7,59 5,42
Trung gian 38,43 1,33 0,19 26,32 25,93
Cã tõ 6,27 19,4 2,32 62,64 51,66
49
Mïn 4,47 1,07 3,45 16,99 1,50
Céng 100 0,34 100 100 1,94
Kh«ng tõ 48,87 0,05 7,84 9,07 0,30
Trung gian 40,65 0,11 23,97 16,60 1,14 7,5 Cã tõ 6,52 2,42 65,12 58,59 19,31
Mïn 3,96 1,07 3,07 15,73 1,50
Céng 100 0,27 100 100 1,93
Kh«ng tõ 47,26 0,05 6,87 7,69 0,29
Trung gian 41,74 0,19 23,84 25,81 1,14 10 Cã tõ 6,72 20,36 66,08 51,60 19,63
Mïn 4,28 1,05 3,22 14,90 1,50
Céng 100 0,31 100 100 2
Kh«ng tõ 58,51 0,07 9,10 16,05 0,30
Trung gian 30,70 0,24 20,64 22,45 1,34 12,5 Cã tõ 6,91 2,32 67,34 48,85 19,42
Mïn 3,88 1,07 2,92 12,65 1,50
Céng 100 0,31 100 100 1,98
NhËn xÐt:
H×nh VI.6. ChÊt tÈy röa NaOH
0.4
- ThÝ nghiÖm tiÕn hµnh
0.3
kh¶o s¸t c¸c chi phÝ kiÒm tõ møc
0kg/t, 2,5kg/t cho tíi 12,5kg/t
%
g
n
î
−
0.2
l
Hµm l−îng Fe2O3
Hµm l−îng TiO2
0.1
quÆng. Tû lÖ R¾n/Láng lµ 1/2.
m
µ
H
0
N−íc röa tû lÖ R/L=1/10;
2.5
5
7.5
10
12.5
- S¶n phÈm kh«ng tõ cña
Chi phÝ NaOH, kg/t quÆng
mÉu cã hµm l−îng Fe2O3 kho¶ng
(0,29-0,31)% lín h¬n môc tiªu
®Ò ra 0,2%;
Gi¶i ph¸p xö lý hãa häc bÒ mÆt sö dông t¸c nh©n kiÒm NaOH lµ kh«ng ®¹t
®−îc môc tiªu gi¶m hµm l−îng t¹p chÊt s¾t vµ titan.
50
VI.2.4.f. NhËn xÐt chung
- C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm ®· ®−îc kh¶o s¸t nh−
kh«ng xö lý hãa häc bÒ mÆt vµ cã xö lý cho thÊy viÖc xö lý hãa häc bÒ mÆt råi míi
tuyÓn sÏ cho s¶n phÈm cã hµm l−îng s¾t vµ titan nhá h¬n kh«ng xö lý;
- Ph−¬ng ¸n xö lý b»ng axit sunphuric cho chÊt l−îng cao h¬n ®¶m b¶o tÝnh
hiÖu qu¶ kinh tÕ h¬n so víi c¸c axit kh¸c, kiÒm hoÆc n−íc;
- Tuy nhiªn vÉn cÇn tiÕp tôc tuyÓn n©ng cao chÊt l−îng tinh quÆng vµ t¨ng
thu håi s¶n phÈm tinh b»ng tuyÓn tinh cã ph©n cÊp vµ tuyÓn vÐt s¶n phÈm trung
gian. §iÒu nµy phô thuéc vµo sù lùa chän s¬ ®å tuyÓn, chÕ ®é tuyÓn cña m¸y, ®Æc
biÖt lµ tèt nÕu t¹o ra ®−îc cÊp ®é h¹t hÑp ®Ó tuyÓn. Khi ®ã kh¶ n¨ng ph©n tuyÓn sÏ
tèt h¬n rÊt nhiÒu.
VI.3. X¸c ®Þnh thêi gian khuÊy sö dông axit H2SO4 lµm t¸c nh©n ho¸ häc
Tõ môc VI.2.4.f. NhËn xÐt chung ®· lùa chän ph−¬ng ¸n xö lý b»ng axit
sunphuric ®Ó gia c«ng mÉu quÆng fenspat §¾c L¾c. ViÖc xö lý hãa häc nµy cÇn
ph¶i kh¶o s¸t sù phô thuéc thêi gian khuÊy röa quÆng ®Õn chÊt l−îng tinh
quÆng tuyÓn.
Môc ®Ých lµ chän ®−îc thêi gian, tû lÖ pha r¾n láng vµ chi phÝ n−íc röa
hîp lý.
Nång ®é axit ®−îc lùa chän lµ 10ml/100g quÆng, tû lÖ pha r¾n/láng =
1/2, l−îng n−íc röa theo tû lÖ n−íc röa/phÇn r¾n lµ 4/1. Thêi gian khuÊy tiÕp xóc lµ
5 phót, 10 phót, 15 phót, 20 phót, 25 phót vµ 30 phót. MÉu sau khi khuÊy tiÕp xóc
®−îc röa, ®Ó rãc n−íc vµ sÊy kh«. Cuèi cïng ®−îc tuyÓn trªn thiÕt bÞ tuyÓn tõ nam
ch©m ®Êt hiÕm cã c−êng ®é tõ tr−êng cao (20 000 ¬xtest). KÕt qu¶ thu ®−îc tæng
hîp ë b¶ng VI.12. vµ biÓu diÔn ¶nh h−ëng cña thêi gian khuÊy ®Ðn chÊt l−îng tinh
quÆng ë h×nh VI.7. C¨n cø ®Ó ®¸nh gi¸ lµ thêi gian khuÊy víi tû lÖ thu ho¹ch s¶n
phÈm vµ hµm l−îng t¹p chÊt s¾t vµ titan cã trong s¶n phÈm kh«ng tõ (cßn gäi lµ
tinh quÆng fenspat).
51
B¶ng VI.12. ¶nh huëng cña thêi gian ®Õn chÊt l−îng tinh quÆng
Hµm l−îng % Thu håi %
S¶n phÈm Thu ho¹ch
% Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2 Thêi gian
khuÊy,
phót
5
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng
10
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng
15
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng
20
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng
25
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng
30
Kh«ng tõ
Trung gian
Cã tõ
Mïn
Céng 56,45
33,23
6,52
3,8
100
56,06
35
6,09
2,85
100
56,1
34,25
6,75
2,9
100
56,83
33,52
7,05
2,9
100
57,03
32,75
7,15
3,07
100
57,26
30,86
7,59
3,29
100 0,24
1,1
20,57
1,5
1,90
0,22
1,37
20,05
1,52
1,87
0,19
1,38
19,4
1,48
1,93
0,15
1,42
19,2
1,49
1,96
0,15
1,42
19
1,4
1,95
0,15
1,19
19,06
1,42
1,95 0,03
0,14
2,46
1,07
0,24
0,03
0,25
1,93
1
0,25
0,03
0,28
2
1,02
0,26
0,02
0,28
2,11
1
0,28
0,02
0,27
2
1,02
0,26
0,02
0,23
2,16
1,1
0,28 7,13
19,25
70,62
3,00
100
6,61
25,68
65,39
2,32
100
5,52
24,47
67,79
2,22
100
4,35
24,31
69,13
2,21
100
4,38
23,82
69,59
2,20
100
4,41
18,87
74,32
2,40
100 6,67
22,59
62,72
8,02
100
6,73
35,06
47,05
11,16
100
6,65
35,71
46,41
11,23
100
4,02
33,17
52,57
10,25
100
4,39
34,01
55
12,04
100
4,05
25,12
58,02
12,81
100
52
NhËn xÐt: Khi t¨ng thêi
gian khuÊy, chÊt l−îng vµ thu
H×nh VI.7. ¶nh h−ëng cña thêi gian khuÊy
®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm
0.3
0.25
ho¹ch tinh quÆng t¨ng. Hµm
%
Hµm l−îng Fe2O3
Hµm l−îng TiO2
,
0.2
0.15
l−îng t¹p chÊt s¾t vµ titan gi¶m
g
n
î
−
l
0.1
m
µ
H
0.05
0
5
25
15
20
30
xuèng 0,15% (Fe2O3) vµ 0,02%
(TiO2) khi thêi gian khuÊy lín
h¬n hoÆc b»ng 20 phót. Víi
10
Thêi gian khuÊy, phut
thêi gian khuÊy 20 phót lµ thêi
gian khuÊy thÝch hîp cho xö lý bÒ mÆt mÉu fenspat §¾c L¾c. Ph©n tÝch mÉu ho¸
toµn diÖn mÉu kh«ng tõ vµ mÉu tr−íc khi xö lý cho kÕt qu¶ ë b¶ng VI. 13 cho thÊy
hµm l−îng kiÒm t¨ng cao vµ hµm l−îng t¹p chÊt s¾t ®¹t ®−îc tiªu chuÈn chÊt l−îng
lµ men x−¬ng gèm sø.
B¶ng VI.13. KÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ mÉu tinh quÆng vµ mÉu tr−íc khi xö lý ho¸ häc
Thµnh phÇn SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O
Hµm MÉu tr−íc xö lý 65,81 18,73 1,92 0,28 7,55 4,36
l−îng % Tinh quÆng 67,25 18,42 0,15 0,02 8,18 4,72
Tuy nhiªn, s¶n phÈm trung gian chøa t¹p chÊt cßn cao (Fe2O3 = 1,42% vµ
TiO2 = 0,28%) vµ ®é h¹t chñ yÕu lµ cÊp -0,3 mm nªn ®Ó n©ng cao chÊt l−îng s¶n
phÈm trung gian nµy cÇn tuyÓn vÐt 3 lÇn.
KÕt qu¶ tuyÓn tõ s¶n phÈm trung gian theo s¬ ®å tuyÓn h×nh VI.8 thÓ hiÖn ë
b¶ng VI.14 cho s¶n phÈm tinh quÆng tuyÓn vÐt cã hµm l−îng t¹p chÊt ®¹t 0,3%
Fe2O3 vµ 0,07 TiO2 ®¹t chÊt l−îng lµm x−¬ng tr¾ng, s¶n phÈm trung gian 1 cã thÓ
lµm phèi liÖu x−¬ng ®á. S¶n phÈm kh«ng tõ lµ s¶n phÈm ®u«i th¶i.
S¶n phÈm trung gian
TuyÓn tõ vÐt (20 000 ¬xtest)
Kh«ng tõ tuyÓn vÐt S¶n phÈm trung gian 1 S¶n phÈm cã tõ
H×nh VI. 8. S¬ ®å tuyÓn tõ s¶n phÈm trung gian
53
B¶ng VI.14. KÕt qu¶ tuyÓn vÐt s¶n phÈm trung gian mÉu xö lý ho¸ häc b»ng H2SO4
Hµm l−îng % Thu S¶n phÈm ho¹ch % Fe2O3 TiO2 K2O Na2O
Kh«ng tõ tuyÓn vÐt 48,45 0,3 0,07 7,66 4,38
Trung gian 1 45,05 0,84 0,31
Cã tõ 6,5 13,8 1,63 5,83
3,66 5,11
4,53
S¶n phÈm trung gian 100 1,42 0,28 6,58 4,72
Nung thö s¶n phÈm tinh quÆng kh«ng tõ (hµng trªn cïng ë h×nh ë trang 58)
so s¸nh víi mÉu ®Çu (nguyªn khai), mÉu
®u«i th¶i vµ tinh quÆng cña mÉu
kh«ng xö lý cho thÊy mÉu cã ®é
tr¾ng trong, mÞn.
VI.4. S¬ ®å kiÕn nghÞ tuyÓn kÕt
hîp ph©n cÊp, xö lý ho¸ häc vµ
tuyÓn tõ .
S¬ ®å h×nh VI.10 lµ bao gåm
1. §Ëp, sµng ph©n cÊp
Ph©n cÊp thµnh 2 cÊp h¹t: -0,5
+0,125 mm vµ -0,125 mm trong
®ã cÊp h¹t –0,5+0,125 mm ®em xö lý bÒ mÆt.
2. Xö lý bÒ mÆt
Röa khö mïn vµ thu håi cÊp h¹t th«-0,5+0,125 mm ®em sÊy.
3. SÊy lµ mÊt n−íc.
4. Sµng ph©n cÊp h¹t hÑp.
5. TuyÓn tõ c¸c cÊp h¹t hÑp.
Thu håi s¶n phÈm tinh quÆng ®¹t chÊt l−îng lµm x−¬ng gèm tr¾ng, g¹ch
granit nh©n t¹o vµ c¸c s¶n phÈm trung gian lµm phèi liÖu x−¬ng gèm x©y dùng.
54
MÉu nghiªn cøu
§Ëp-sµng ph©n cÊp
CÊp h¹t mÞn
-0.125 mm
Bïn mÞn
Xö lý ho¸ häc
b»ng axit H2SO4
SÊy kh«
Sµng ph©n cÊp h¹t hÑp
TuyÓn tõ
Tinh quÆng
Trung gian 1
Trung gian 2
§u«i quÆng
H×nh VI.9 – S¬ ®å tuyÓn kÕt hîp ph©n cÊp, xö lý hãa häc bÒ mÆt
vµ tuyÓn tõ
VII. TuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ
ThÝ nghiÖm tuyÓn næi ®−îc tiÕn hµnh ë cÊp h¹t –0,5 mm. Thµnh phÇn c¸c
kho¸ng ®i kÌm chñ yÕu lµ biotit, hornblend. Môc ®Ých cña nghiªn cøu lµ t¸ch c¸c
kho¸ng trªn ra khái fenspat. Do hµm l−îng silic cña quÆng phï hîp víi tiªu chuÈn
nªn viÖc lo¹i bá silic d¹ng th¹ch anh trong mÉu nµy kh«ng thùc hiÖn.
KÕt qu¶ nghiªn cøu tuyÓn ®−îc thùc hiÖn qua 2 giai ®o¹n: TuyÓn næi kho¸ng
biotit vµ tuyÓn tinh fenspat (tuyÓn tõ t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t).
55
VII.1. TuyÓn næi kho¸ng biotit
Trong nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu [18] vÒ thuèc tuyÓn næi biotit, biotit næi
trong c¶ 2 m«i tr−êng axit vµ kiÒm víi thuèc tuyÓn C-14 (dodecyl amin), thu håi
tèt nhÊt ë pH>4. Víi thuèc tuyÓn ANP 14 (Amin C14 hoÆc amin hydrochlorid)
hiÖu qu¶ cho c¶ biotit phong ho¸ ë pH<1 vµ kh«ng phong ho¸ ë pH=7. Víi thuèc
tËp hîp dodecylammonium chlorid, biotit næi tèt trong kho¶ng pH =3-10 nh−ng
kh«ng næi víi sodium dodecyl sulphat.
C¸c thuèc tuyÓn næi nghiªn cøu ®−îc lùa chän lµ thuèc tËp hîp C-14, thuèc
t¹o bät aero froth 65, thuèc ®iÒu
H×nh VII.2 - ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng
tuyÓn næi biotit
80
chØnh m«i tr−êng lµ axit H2SO4.
B¶ng VII.1 vµ ®å thÞ h×nh VII.2
%
60
lµ kÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h−ëng
Thu ho¹ch biotit
40
20
cña m«i tr−êng tuyÓn næi
t
ä
b
m
È
h
p
n
¶
s
h
c
¹
o
h
u
h
T
0
1
2
3
5
6
7
kho¸ng biotit s¹ch ë c¸c pH: 1;
2; 3; 4; 5; 6; 7 theo s¬ ®å h×nh
4
§é pH m«i tr−êng
VII.1. M«i tr−êng tuyÓn næi axit
thÝch hîp nhÊt ë pH = 4 cho thu ho¹ch s¶n phÈm bät 75% cao nhÊt.
B¶ng VII.1. ¶nh h−ëng cña pH m«i tr−êng ®Õn kÕt qu¶ tuyÓn næi kho¸ng biotit
§é pH 1 2 3 4 5 6 7
Thu ho¹ch
s¶n phÈm 30,5 46,2 55,6 75,0 70,8 67,3 58,8
C¸c ®iÒu kiÖn tuyÓn næi lùa chän hîp lý ®Ó tuyÓn næi biotit: §é pH m«i tr−êng: 4;
bät
Chi phÝ C14: 300 g/t; Chi phÝ aero froth: 70 g/t; Thêi gian khuÊy tiÕp xóc thuèc
tuyÓn: 7 phót. B¶ng VII.2 thÓ hiÖn kÕt qu¶ tuyÓn næi kho¸ng biotit cã trong mÉu
nghiªn cøu.
56
MÉu nghiªn cøu
Thuèc tuyÓn
TuyÓn næi
S¶n phÈm næi S¶n phÈm ch×m
H×nh VII.1. S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn næi
NhËn xÐt: C¸c kho¸ng biotit dÔ dµng næi trong m«i tr−êng axit pH = 4. HiÖu
suÊt thu håi kho¸ng biotit cao chiÕm 84,6% (tÝnh theo hiÖu suÊt thu håi s¾t Fe2O3).
S¶n phÈm ch×m lµ s¶n phÈm fenspat s¹ch. Tuy nhiªn s¶n phÈm nµy hµm l−îng s¾t
vµ titan cßn cao h¬n tiªu chuÈn (chuÈn cÇn ®¹t lµ Fe2O3 < 0,2 %; TiO2<0,01%).
B¶ng VII.2. KÕt qu¶ tuyÓn næi biotit
Thu ho¹ch Hµm l−îng % Thu håi % TT S¶n phÈm % Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2
1 Næi 8,5 18,9 2,15 84,6 69,0
2 Ch×m 91,5 0,32 0,09 15,4 31,1
Céng 100 1,9 0,27 100 100
VII.2. TuyÓn tõ t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t ra khái fenspat
PhÇn ch×m cña tuyÓn næi ®−îc khö n−íc, sÊy kh« ë nhiÖt ®é 210oC trong thêi
gian 90 phót vµ ®em tuyÓn tõ. ThÝ nghiÖm ®−îc thùc hiÖn trªn m¸y tuyÓn tõ nam
ch©m ®Êt hiÕm c−êng ®é tõ tr−êng ®¹t 20 000 ¬xtest tiªu chuÈn phßng thÝ nghiÖm
(tiªu chuÈn cña Mü). C¸c kho¸ng nhiÔm tõ sÏ bÞ t¸ch ra khái c¸c kho¸ng fenspat.
C¸c th«ng sè thÝch hîp cho tuyÓn fenspat §¾c L¾c nh− tèc ®é quay cña trôc
(vßng/phót), n¨ng suÊt (phô thuéc ®é rung cÊp liÖu hay ®é dµy cña nguyªn liÖu trªn
b¨ng t¶i), vÞ trÝ dao c¾t s¶n phÈm ®· ®−îc kh¶o s¸t vµ tr×nh bµy ë b¶ngVI.2
KÕt qu¶ tuyÓn theo s¬ ®å h×nh VI.1 thÓ hiÖn ë b¶ngVII.3. B¶ng VII.4 lµ kÕt
qu¶ ph©n tÝch ho¸ toµn diÖn s¶n phÈm kh«ng tõ.
57
B¶ng VII.3– KÕt qu¶ tuyÓn phÇn ch×m cña qu¸ tr×nh tuyÓn næi t¸ch biotit
Hµm l−îng % Thu håi % Thu TT S¶n phÈm ho¹ch % Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2
1 Kh«ng tõ 88,30 0,18 0,02 497 18,0
2 Trung gian 8,25 0,49 0,61 12,6 50,0
3 Cã tõ 3,45 3,05 0,94 37,7 32,0
Céng 100 0,32 0,09 100 100
B¶ng VII.4. KÕt qu¶ ph©n tÝch s¶n phÈm kh«ng tõ
Thµnh phÇn SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O MKN
Hµm l−îng % 67,32 18,38 0,18 0,02 0,35 0,20 8,20 4,73 0,36
VII.3. ¸p dông tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ ®Ó tuyÓn mÉu quÆng fenspat §¾c L¾c
S¬ ®å tuyÓn ¸p dông theo h×nh VII.2, khi ®ã quÆng ®−îc nghiÒn xuèng cÊp -
0,3mm. Sau ®ã quÆng ®−îc khö mïn vµ tiÕp xóc thuèc tuyÓn víi tr×nh tù bæ xung
dung dich axit ®¹t pH=4, cÊp thuèc tËp hîp vµ thuèc t¹o bät. KÕt qu¶ tuyÓn næi thÓ
hiÖn ë b¶ng VII.5.
B¶ng VII.5 – KÕt qu¶ tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ
Thu ho¹ch Hµm l−îng % Thu håi % TT S¶n phÈm % Fe2O3 TiO2 Fe2O3 TiO2
1 Fenspat s¹ch 67,0 0,02 5,21 4,43 0,18
2 Trung gian 7,1 0,60 1,72 14,08 0,56
3 Cã tõ (biotit) 3,0 0,90 4,55 8,93 3,52
4 Biotit næi 7,7 2,10 60,63 53,46 18,54
5 Mïn röa 15,2 0,38 27,89 19,10 4,20
Céng 100 0,30 2,32 100 100
58
QuÆng fenspat §¾c L¾c (-2mm)
NghiÒn ph©n cÊp
KhuÊy röa khö mïn
TuyÓn næi Mïn röa
Biotit næi TuyÓn tõ
Fenspat s¹ch Trung gian Cã tõ (biotit)
H×nh VII.2 – S¬ ®å tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ
NhËn xÐt: S¶n phÈm fenspat s¹ch ®· ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng ®Ò ra vÒ chØ
tiªu s¾t vµ hµm l−îng titan dao ®éng ë ranh giíi cho phÐp lµ 0,01%. ë ®©y ta thÊy
vai trß cña axit ngoµi t¸c dông ®iÒu chØnh pH m«i tr−êng tuyÓn næi cßn cã t¸c dông
lµm s¹ch bÒ mÆt c¸c h¹t kho¸ng (t−¬ng tù vai trß xö lý bÒ mÆt) vµ sÊy ®· cã ¶nh h-
−ëng quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm tuyÓn. Víi s¬ ®å tuyÓn næi – tuyÓn tõ ta
cã thÓ thu ®−îc s¶n phÈm ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng ®Æt ra.
VIII. Lùa chän s¬ ®å tuyÓn
C¨n cø vµo kÕt qu¶ nghiªn cøu ë môc V, VI, VII vµ so s¸nh víi môc tiªu
nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®Ó lùa chän s¬ ®å chÕ biÕn thÝch hîp.
1- S¬ ®å tuyÓn 1: QuÆng gia c«ng – TuyÓn ph©n cÊp – TuyÓn tõ . HÖ thèng
nhµ x−ëng bao gåm x−ëng ®Ëp nghiÒn ph©n cÊp, tuyÓn tõ, ®ãng bao thµnh phÈm.
C¸c thiÕt bÞ chñ yÕu lµ m¸y ®Ëp hµm, ®Ëp nãn, nghiÒn thanh, ph©n cÊp xyclon vµ
m¸y tuyÓn tõ.
+ −u ®iÓm cña s¬ ®å c«ng nghÖ nµy lµ dÔ triÓn khi ¸p dông tõ quy m« nhá,
võa cho ®Õn quy m« lín. S¶n phÈm lµm ®−îc nguyªn liÖu x−¬ng gèm chÊt l−îng
cao. Chi phÝ gi¸ thµnh cho 1 ®¬n vÞ tuyÓn thÊp.
59
+ H¹n chÕ lµ ch−a thu håi ®−îc s¶n phÈm cã thÓ lµ nguyªn liÖu cho men
gèm sø cao cÊp, do ®ã ch−a t¹o ra ®−îc s¶n phÈm chÊt l−îng ®Ó cã thÓ n©ng cao
gi¸ trÞ kinh tÕ cña s¶n phÈm (gi¸ trÞ kho¶ng 0,6-0,7 triÖu ®ång/tÊn).
2. S¬ ®å tuyÓn 2: QuÆng gia c«ng –TuyÓn ph©n cÊp – Xö lý hãa häc- Röa
sÊy kh« - Ph©n cÊp h¹t hÑp – TuyÓn tõ. HÖ thèng nhµ x−ëng bao gåm x−ëng gia
c«ng ®Ëp nghiÒn ph©n cÊp, x−ëng xö lý hãa häc, x−ëng sÊy kh« vµ ph©n cÊp h¹t
hÑp, x−ëng tuyÓn tõ vµ ®ãng bao thµnh phÈm.
+ −u ®iÓm lµ t¹o ra s¶n phÈm cã chÊt l−îng ®¸p øng chØ tiªu chÊt l−îng lµm
men gèm sø cao cÊp, ngoµi ra vÉn thu ®−îc s¶n phÈm lµm x−¬ng gèm tr¾ng vµ ®á.
ChÊt l−îng s¶n phÈm cao vµ thu håi t−¬ng ®èi lín (thu ho¹ch fenspat s¹ch 59,5%).
S¶n phÈm cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao (kho¶ng 1,2-1,5 triÖu ®ång/tÊn).
+ H¹n chÕ: HÖ thiÕt bÞ ph¶i cã thiÕt bÞ xö lý hãa vµ sÊy so víi s¬ ®å trªn th×
phøc t¹p h¬n.
3. S¬ ®å tuyÓn 3: QuÆng gia c«ng – KhuÊy röa– TuyÓn næi – TuyÓn tõ. HÖ
thèng nhµ x−ëng bao gåm x−¬ng gia c«ng ®Ëp nghiÒn, khuÊy röa khö mïn, x−ëng
tuyÓn næi, x−ëng s©y, x−ëng tuyÓn tõ vµ x−ëng ®ãng bao thµnh phÈm. C¸c thiÕt bÞ
chÝnh bao gåm thiÕt bÞ ®Ëp nghiÒn sµng ph©n cÊp, thiÕt bÞ khuÊy röa, thiÕt bÞ tuyÓn
næi vµ thiÕt bÞ tuyÓn tõ.
+ −u ®iÓm: S¶n phÈm thu ®−îc cã thÓ lµm ®−îc men gèm sø cã gi¸ trÞ kinh
tÕ (1,2-1,5 triÖu ®ång/tÊn).
+ H¹n chÕ: Chi phÝ gia c«ng tuyÓn cho 1 ®¬n vÞ s¶n phÈm cao h¬n (v× ph¶i
chi phÝ gia c«ng, chi phÝ thuèc tuyÓn, xö lý n−íc th¶i...). Nhµ m¸y ph¶i ®Æt ë n¬i cã
nguån n−íc dåi dµo. §Ó gi¶m chi phÝ tuyÓn cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm tuyÓn b¾t
buéc ph¶I x©y dung mét nhµ m¸y tuyÓn c«ng suÊt lín.
NhËn xÐt: So s¸nh 3 s¬ ®å nghiªn cøu cho thÊy ®å tuyÓn 1 cã thÓ ¸p dông
®Ó tuyÓn cho ®èi t−îng nguyªn liÖu fenspat chän läc nh− ph©n lo¹i cña C«ng ty Cæ
phÇn kho¸ng s¶n DAKLAK lµ lo¹i M3. S¶n phÈm ®· cã ®−îc gi¸ trÞ kinh tÕ vµ chÊt
l−îng cao. S¶n phÈm nµy cã thÓ lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt s¶n phÈm chÊt l−îng
cao nÕu ¸p dông s¬ ®å tuyÓn 2.
S¬ ®å tuyÓn 2 vµ 3 ®Òu cho chÊt l−¬ng vµ thu ho¹ch cao trong ®ã thu ho¹ch
s¶n phÈm ë s¬ ®å tuyÓn 3 cao h¬n ®¹t 67%. Tuy nhiªn s¬ ®å tuyÓn 2 −u ®iÓm h¬n
60
lµ cã thÓ ¸p dông x©y dùng nhµ x−ëng c¶ quy m« võa lÉn quy m« lín, kh«ng cÇn
cã x−ëng tuyÓn næi. Nh− vËy chi phÝ gi¸ thµnh tuyÓn ch¾c ch¾n sÏ thÊp h¬n s¬ ®å
tuyÓn 3. Tõ ®ã ®Ò tµi ®Ò xuÊt ¸p dông s¬ ®å tuyÓn 2 ®Ó thö nghiÖm, x©y dùng quy
tr×nh vµ ®¸nh gi¸ chÊt l−îng s¶n phÈm, ®Ò xuÊt s¬ ®å c«ng nghÖ.
IX. Thö nghiÖm tuyÓn s¬ ®å thu håi s¶n phÈm
S¬ ®å ®−îc lùa chän lµ s¬ ®å h×nh VI.10. S¬ ®å kÕt hîp tuyÓn ph©n cÊp, xö
lý bÒ mÆt vµ tuyÓn tõ.
Môc tiªu lµ thö nghiÖm s¬ ®å mÉu mÎ quy m« 50 kg/giê, hiÖu chØnh th«ng
sè tuyÓn vµ x©y dùng quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn fenspat §¾c L¾c ®¹t tiªu chuÈn
chÊt l−îng lµm x−¬ng men gèm sø cao cÊp vµ c¸c s¶n phÈm phô lµm x−¬ng gèm
x©y dung kh¸c.
C¸c b−íc thö nghiÖm theo tr×nh tù nh− sau:
1.Nguyªn vËt liÖu: 500 kg quÆng fenspat kali §¾c L¾c cã ®é h¹t –0,5+0,15 mm.
2. Ho¸ chÊt lµ n−íc m¸y Hµ Néi, axit sunphuric c«ng nghiÖp H2SO4 ®−îc pha
thµnh dung dÞch nång ®é 10g/l.
3. ThiÕt bÞ, dông cô
- Thïng khuÊy 140 lit
- M¸y ly t©m
- Tñ sÊy 120 lit
- M¸y sµng ph©n cÊp 50 kg/giê
- M¸y tuyÓn tõ c−êng ®é tõ tr−êng 20 000 ¬xtest
- Mét sè dông cô kh¸c nh− x« nhùa 30 lit, chËu men…
4. Quy tr×nh
B−íc 1: CÊp 40 lÝt dung dÞch axit sunphuric nång ®é 10g/lit vµo thïng khuÊy
vµ khëi ®éng thïng khuÊy.
B−íc 2: CÊp 20 kg quÆng vµo thïng khuÊy.
B−íc 3: Sau 20 phót kiÓm tra ®é pH nÕu ®¹t pH=2 th× dõng m¸y vµ th¸o
quÆng ra khái thïng. NÕu pH lín h¬n 2 th× ph¶i bæ xung l−îng axit võa ®ñ ®Ó duy
tr× nång ®é pH=2.
B−íc 4: Th¸o quÆng, ®Ó rãc n−íc. Dung dÞch thu håi ®−îc cho vµo thïng
khuÊy vµ bæ xung thªm n−íc cho ®ñ 40 lit vµ 200g axit. TiÕp tôc cho 20kg quÆng
61
vµo khuÊy theo tr×nh tù tõ b−íc 1 ®Õn b−íc 4 cho ®Õn khi thùc hiÖn ®ñ 5 mÎ th×
dung dÞch thu ®−îc sÏ ®Ó l¾ng, läc bïn t¹o ra trong qu¸ tr×nh xö lý.
B−íc 5: TiÕp tôc thùc hiÖn xö lý mÉu quÆng theo c¸c b−íc ë trªn.
B−íc 6: QuÆng thu ®−îc ®em röa n−íc víi tû lÖ n−íc/quÆng lµ 1/4. Sau ®ã
quÆng ®−îc khö n−íc b»ng m¸y ly t©m xuèng ®é Èm 5-9% vµ ®em sÊy. Thu håi
n−íc röa lµm n−íc bæ xung cho xö lý mÉu sau.
B−íc 7: SÊy kh« vËt liÖu ë nhiÖt ®é 210oC thêi gian lµ 5-15 phót vµ ®Ó nguéi.
B−íc 8: Sµng ph©n cÊp thµnh 3 cÊp : -0,5+0,3 mm; -0,3+0,15 mm vµ -0,15
mm.
B−íc 9: TuyÓn riªng rÏ c¸c cÊp h¹t b»ng thiÕt bÞ tuyÓn tõ c−êng ®é tõ tr−êng
20000 ¬xtest theo s¬ ®å tuyÓn gåm 1 tuyÓn chÝnh + 1 tuyÓn vÐt trung gian. C¸c s¶n
phÈm thu ®−îc lµ s¶n phÈm kh«ng tõ, s¶n phÈm cã tõ tÝnh yÕu vµ s¶n phÈm cã tõ
tÝnh m¹nh.
B−íc 10. LÊy mÉu ph©n tÝch ®¸nh gi¸ chÊt l−îng s¶n phÈm. Thö nghiÖm s¶n
phÈm lµm men x−¬ng gèm sø.
KÕt qu¶ thö nghiÖm quy tr×nh theo mÉu mÎ 500kg thÓ hiÖn ë b¶ng VII. 6.
B¶ng VII.6 -KÕt qu¶ tuyÓn thö nghiÖm quy tr×nh mÉu mÎ 500kg
K2O Na2O
Thu Hµm l−îng % Thu håi % S¶n phÈm ho¹ch
Na2O Fe2O3 TiO2
Fe2O3 TiO2 K2O %
Tinh quÆng 59,5 8,23 4,68 0,02 66,48 62,45 4,62 4,16 0,15
Trung gian 1 14 7,53 0,07 14,31 13,85 2,32 3,43 0,32 4,41
Trung gian 2 16,5 6,0 0,29 13,44 15,69 8,36 16,73 0,98 4,24
3,7
§u«i quÆng 4,60 3,53 20,41 2,4 4,68 5,94 79,20 62,91 7,5
Mïn 3,20 4,25 1,46 1,09 2,07 5,50 12,76 2,5
Céng 7,37 4,46 1,93 0,29 100 100 100 100 100
X. §¸nh gi¸ thö nghiÖm kh¶ n¨ng lµm men, x−¬ng gèm sø cao cÊp tõ s¶n
phÈm thö nghiÖm quy tr×nh c«ng nghÖ
MÉu thö nghiÖm lµ mÉu ch¹y thö quy tr×nh c«ng nghÖ thu håi 297,5 kg s¶n
phÈm s¹ch. Khèi l−îng mÉu ®em thö nghiÖm lµm x−¬ng lµ 40 kg vµ 10 kg lµm
62
men. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ thÓ hiÖn ë môc 1, 2 vµ 3 do ViÖn nghiªn cøu Sµnh sø Thuû
tinh C«ng nghiÖp vµ C¬ së gèm sø ¸nh D−¬ng thuéc lµng gèm B¸t Trµng, Hµ Néi
thùc hiÖn.
1. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc mÉu thö nghiÖm
TPHH K2O Na2O Fe2O3 TiO2 SiO2 Al2O3 CaO MgO MKN
% 8,23 4,68 0,15 0,02 67,34 18,36 0,39 0,25 0,39
2. Phèi liÖu x−¬ng sø cao cÊp vµ men sø
Tû lÖ Tû lÖ
TT Nguyªn liÖu cho x−¬ng phèi liÖu TT Nguyªn liÖu cho men sø phèi
% liÖu %
46 10 1 Cao lanh Yªn B¸i 1 Cao lanh Yªn B¸i K80
15 61 2 §Êt sÐt Trung Quèc 2 Fenspat §¾c L¾c
26 24 3 Fenspat §¾c L¾c 3 Th¹ch anh Ên §é
13 5 4 Ho¹t th¹ch 4 Th¹ch anh Ên §é
0,1 5 N−íc thuû tinh 0,2 5 NH4Cl
3. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh chØ tiªu c¬ lý mÉu x−¬ng men
Gi¸ trÞ mÉu §¬n Tiªu chuÈn TT ChØ tiªu thÝ nghiÖm vÞ sø cao cÊp trung b×nh
% 7,42 -
% 13,54 -
% 19,95 -
% 0 0
% 78 75-80 1 §é co sÊy ë Tmax =110oC
2 §é co nung ë Tmax =1230oC
3 §é co nung toµn phÇn ë Tmax =1230oC
4 §é hót n−íc ë Tmax = 1230oC
5 §é tr¾ng s¶n phÈm so víi BaSO4
Ph©n tÝch ®¸nh gi¸ chÊt l−îng 40 kg mÉu s¶n phÈm tinh quÆng fenspat vµ
kh¶ n¨ng øng dông vµo lµm x−¬ng vµ men gèm sø tr¾ng do ViÖn nghiªn cøu Sµnh
sø Thuû tinh C«ng nghiÖp vµ C¬ së gèm sø ¸nh D−¬ng thuéc lµng gèm B¸t Trµng,
Hµ Néi thùc hiÖn cho kÕt luËn:
63
- L« mÉu thö fenspat §¾c L¾c cña ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm cã chÊt l−îng
t−¬ng ®−¬ng víi fenspat Ên §é mµ Lµng nghÒ gèm sø B¸t Trµng ®ang nhËp khÈu
®Ó s¶n xuÊt sø d©n dông cao cÊp.
- C¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vµ mÉu thö s¶n phÈm sö dông fenspat §¾c L¾c cho
thÊy chÊt l−îng ®¹t tiªu chuÈn s¶n phÈm sø cao cÊp.
- Fenspat §¾c L¾c ®−îc tuyÓn chän tèt nh− l« mÉu th− cã thÓ øng dông s¶n
xuÊt sø d©n dông cao cÊp (cho c¶ x−¬ng vµ men sø).
XI. §Ò xuÊt S¬ ®å c«ng nghÖ chÕ biÕn s©u fenspat §¾c L¾c
D−íi ®©y lµ ®Ò xuÊt thiÕt bÞ, s¬ ®å c«ng nghÖ vµ kh¸i to¸n chi phÝ s¶n xuÊt 1
tÊn quÆng cho mét d©y chuyÒn chÕ biÕn s©u fenspat §¾c L¾c ®¹t tiªu chuÈn chÊt
l−îng lµm x−¬ng men gèm sø cao cÊp.
XI.1. C¸c thiÕt bÞ chñ yÕu cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt fenspat n¨ng suÊt 50
tÊn/ca
a. Gia c«ng ®é h¹t
1. M¸y ®Ëp hµm n¨ng suÊt 70 tÊn/ca - C«ng suÊt ®éng c¬ 40 kW/giê;
2. M¸y ®Ëp nãn n¨ng suÊt 60 tÊn/ca – C«ng suÊt ®éng c¬ 30 KW/giê;
3. M¸y nghiÒn thanh n¨ng suÊt 8 tÊn/giê.
4. M¸y ph©n cÊp xyclon n¨ng suÊt 8tÊn/giê.
b. Xö lý ho¸ häc
5. ThiÕt bÞ xö lý ho¸ häc n¨ng suÊt: 1,4 T quÆng/mÎ (20 phót); Vlv = 1,68 m3;
64
Vtæng = 2,25 m3;
6. ThiÕt bÞ röa ng−îc chiÒu 03 chiÕc; KÝch th−íc chÝnh: DxHxS =
5150x3000x8; DiÖn tÝch bÒ mÆt: F = 20 m2; C¬ cÊu gom bïn: c«ng suÊt = 0,35-0,5
kW; Tèc ®é n = 0,3 v/ph.
c. SÊy s¶n phÈm
7. HÖ thèng sÊy: 01 m¸y sÊy thïng quay Q = 4,2 T/h; 01 buång ®èt than; HÖ
xö lý bôi (Qu¹t hót vµ xyclon chïm).
d. HÖ thèng tuyÓn
8. ThiÕt bÞ ph©n cÊp xyclon 01 chiÕc, n¨ng suÊt 8 tÊn/giê;
9. ThiÕt bÞ tuyÓn tõ 02 chiÕc n¨ng suÊt 4,5 tÊn/giê/m¸y.
XI.2. L−u tr×nh chÕ biÕn quÆng fenspat c«ng suÊt 50 tÊn /ca
QuÆng nguyªn liÖu kÝch th−íc 300 mm ®−îc vËn chuyÓn vÒ b·i chøa nguyªn
liÖu vµ ®−îc xe xóc lËt ®−a vµo bunke 10 m3 c«ng xuÊt ®éng c¬ 7,5 KW/giê. Sau
®ã quÆng ®−îc vËn chuyÓn b»ng b¨ng t¶i ®−a ®Õn thiÕt bÞ ®Ëp hµm n¨ng suÊt 70
tÊn/ca - C«ng suÊt ®éng c¬ 40 kW/giê ®Ó gia c«ng xuèng nhá h¬n 100 mm. TiÕp
theo quÆng ®−îc b¨ng t¶i vËn chuyÓn ®Õn m¸y ®Ëp nãn n¨ng suÊt 60 tÊn/ca – C«ng
suÊt ®éng c¬ 30 KW/giê. S¶n phÈm ®−îc vËn chuyÓn vµo bunke cÊp liÖu vµ chuyÓn
®Õn m¸y nghiÒn ph©n cÊp n¨ng suÊt 8 tÊn/giê. CÊp h¹t yªu cÇu nhá h¬n 0,5 mm.
Sau ®ã quÆng ®−îc ph©n thµnh 2 cÊp h¹t –0,5+0,15mm vµ -0,15mm. Lo¹i –
0,15mm ®−îc lµm phèi liÖu x−¬ng gèm ®á. Lo¹i –0,05+0,15mm giµu c¸c kho¸ng
fenspat vµ phï hîp víi qu¸ tr×nh tuyÓn trªn thiÕt bÞ tuyÓn tõ ®Ó t¸ch c¸c kho¸ng t¹p
cã trong quÆng. CÊp h¹t –0,5 mm ®em vµo 02 thïng khuÊy chÞu axit thÓ tÝch 4 m3.
Sau qu¸ tr×nh xö lý ho¸ häc lµm s¹ch bÒ mÆt, c¸c h¹t kho¸ng ®ång thêi còng
gi¶m ®¸ng kÓ kÝch th−íc h¹t quÆng. QuÆng sÏ ®−îc ph©n cÊp thµnh 3 cÊp h¹t –0,15
mm; -0,3+0,15 mm vµ -0,5+0,3 mm vµ ®−îc ®em tuyÓn tõ. C¸c s¶n phÈm thu ®−îc
gåm lo¹i fenspat s¹ch lµm men gèm sø, lo¹i lµm x−¬ng gèm sø cao cÊp, x−¬ng
gèm ®á vµ s¶n phÈm ®u«i th¶i.
XI.3. Chi phÝ nguyªn liÖu, nhiªn liÖu, ho¸ chÊt, nh©n c«ng chÝnh trong s¬ ®å
c«ng nghÖ 50 tÊn/ca (tÝnh cho xö lý 1 tÊn nguyªn liÖu fenspat).
B¶ng d−íi ®©y lµ b¶ng kh¸i to¸n chi phÝ cho s¶n xuÊt tÝnh theo VN§/tÊn
nguyªn liÖu fenspat dùa trªn c¬ së l−u tr×nh c«ng nghÖ vµ gi¸ thµnh s¶n xuÊt thµnh
65
phÈm cña x−ëng chÕ biÕn fenspat (quÆng ®−îc gia c«ng xuèng nhá h¬n hoÆc b»ng
1 mm). Gi¸ thµnh nguyªn liÖu (tÝnh ®Õn 3/2007) lµ 218 000 ®ång/tÊn, dù kiÕn chi
phÝ s¶n xuÊt lµ 158 000 ®ång/tÊn.
Nguyªn liÖu, ho¸ chÊt, Gi¸ thµnh, Thµnh tiÒn TT L−îng tiªu tèn n¨ng l−îng VN§ VN§
1 QuÆng nhá h¬n – 0,5 mm 1 tÊn 218 000/t 218 000
8 m3 3 000/m3 24 000 2 N−íc
12 kg 2 000/kg 24 000 3 Ho¸ chÊt
10 kW 2 000/kW 20 000 4 §iÖn
40 kg 1 000/kg 40 000 5 Than
50 000 6 Nh©n c«ng + qu¶n lý 1 50 000/c«ng
Tæng céng 376 000
XI.4. S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt fenspat EASO, DAKLAK lµm x−¬ng men gèm
sø c¸o cÊp vµ x−¬ng gèm ®á x©y dùng.
S¬ ®å h×nh X bao gåm c¸c qu¸ tr×nh sau:
- Qu¸ tr×nh gia c«ng ®Ëp, nghiÒn.
- Qu¸ tr×nh ph©n cÊp.
- Qu¸ tr×nh xö lý ho¸ häc.
- Qu¸ tr×nh läc.
- Qu¸ tr×nh sÊy, ph©n cÊp h¹t.
- Qu¸ tr×nh tuyÓn.
66
H×nh X - S¬ ®å c«ng nghÖ chÕ biÕn quÆng fenspat §¾c L¾c
QuÆng §Çu
§Ëp nghiÒn
H2SO4
ph©n cÊp h¹t
Xö lý ho¸ häc
BÓ
BÓ
Röa ng−îc chiÒu bËc I
BÓ
N−íc röa bæ xung
Röa ng−îc chiÒu bËc II
Röa ng−îc chiÒu bËc III
Läc t¸ch n−íc
N−íc th¶i
Bôi, khÝ th¶i
BÓ
Bôi kh«
Xiclon thuû lùc Xiclon kh«
Sµng ph©n cÊp h¹t hÑp
B∙ Èm
SÊy quÆng
BÓ chøa n−íc
tuÇn hoµn
HÊp thô
khÝ th¶i
TuyÓn tõ
S¶n phÈm
Tinh quÆng
s¶n phÈm
Trung gian
s¶n phÈm
§u«i th¶i
67
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
I. KÕt luËn
Sau 2 n¨m tiÕn hµnh nghiªn cøu kh¶o s¸t mÉu quÆng fenspat EASO, §¾c
L¾c ®Ò tµi ®· cã ®−îc c¸c kÕt qu¶ nh− sau:
1. §Ò tµi ®· lµm râ thµnh phÇn kho¸ng vËt, th¹ch häc vµ thµnh phÇn ho¸ häc mÉu
quÆng (®¸ chøa quÆng chñ yÕu lµ sienit vµ pegmatit trong ®ã cã c¸c kho¸ng fenspat
chñ yÕu lµ Orthocla, microclin vµ albit, c¸c kho¸ng t¹p chñ yÕu lµ biotit,
hornblend) vµ c¸c ph−¬ng ¸n tuyÓn xö lý n©ng cao chÊt l−îng fenspat §¾c L¾c.
2. S¶n phÈm cña ®Ò tµi
- X©y dùng ®−îc quy tr×nh vµ s¬ ®å c«ng nghÖ tuyÓn xö lý quÆng fenspat
§¾c L¾c theo ph−¬ng ¸n: Xö lý ho¸ häc – TuyÓn tõ.
- §· x©y dùng ®−îc côm thiÕt bÞ tuyÓn xö lý quÆng fenspat §¾c L¾c quy m«
phßng thÝ nghiÖm 50kg/giê.
- §· ¸p dông quy tr×nh c«ng nghÖ tuyÓn xö lý 500kg quÆng theo quy m«
50kg/giê, tuyÓn thu håi ®−îc 297,5 kg fenspat ®¹t chÊt l−îng t−¬ng ®−¬ng nguyªn
liÖu lµm men, x−¬ng gèm sø cao cÊp nhËp khÈu tõ Ên §é (K2O+Na2O >13%,
Fe2O3=0,15%; TiO2<0,02% ) vµ 200 kg nguyªn liÖu lµm x−¬ng gèm ®á. - Dù kiÕn c¸c thiÕt bÞ chñ yÕu cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt fenspat n¨ng xuÊt
50tÊn/ca vµ chi phÝ s¶n xuÊt cho 1 tÊn quÆng (bao gåm c¶ gi¸ thµnh quÆng).
3. KÕt qu¶ nghiªn cøu cña ®Ò tµi cã thÓ lµm c¬ së cho thiÕt kÕ x©y dùng x−ëng
tuyÓn.
II. KiÕn nghÞ
§Ó kÕt qu¶ kÕt qu¶ cña ®Ò tµi cã thÓ ®−a vµo øng dông trong thùc tÕ s¶n xuÊt
ë quy m« c«ng nghiÖp, cÇn cã sù hîp t¸c thö nghiÖm ë quy m« pilot t¹i c¬ së má.
Trong qu¸ tr×nh thö nghiÖm sÏ tiÕp tôc hiÖu chØnh c¸c chØ tiªu c«ng nghÖ víi môc
tiªu n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ. KÕt qu¶ thö nghiÖm lµ c¬
së tÝnh to¸n hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ lµ th«ng sè c¬ b¶n cho c«ng t¸c thiÕt kÕ x©y dùng
nhµ m¸y.
68
Tµi liÖu tham kh¶o
TiÕng ViÖt
1. Tiªu chuÈn ViÖt Nam – TCVN 6598:2000. Nguyªn liÖu s¶n xuÊt s¶n phÈm gèm
x©y dùng – Tr−êng th¹ch. Hµ Néi –2000.
2. TrÇn V¨n TrÞ. Tµi nguyªn kho¸ng s¶n ViÖt Nam. L−u tr÷ Côc §Þa chÊt vµ
Kho¸ng s¶n ViÖt Nam.
3. §Æng TrÇn B¶ng, D−¬ng Hång Phi. VÒ hiÖn tr¹ng tr÷ l−îng, khai th¸c vµ sö
dông kho¸ng s¶n c¸c ®iÓm má, kho¸ng s¶n ë ViÖt Nam, n¨m 1999.
4. NguyÔn §øc D−¬ng. §¸nh gi¸ triÓn väng kho¸ng s¶n nguyªn liÖu sø, gèm
(fenspat) vµ c¸c kho¸ng s¶n kh¸c vïng Ea S«, EAKA, tØnh §¾c L¾c. Quy Nh¬n
2004. L−u tr÷ §Þa chÊt Fp-1a, bé.
5. §¸nh gi¸ vÒ c«ng nghÖ nguyªn liÖu kho¸ng. MOCKBA–HEДPA– 1995A.
6. Nghiªn cøu lµm giµu kho¸ng s¶n cã Ých. KИEB – TEXHИKA – 1980.
7. C«ng ty CP Kho¸ng s¶n DAKLAK. Sè /PA-KS.
8 C«ng ty CP Kho¸ng s¶n DAKLAK. Sè 292/PA-KS. Ph−¬ng ¸n lÊy mÉu quÆng
fenspat EASO – EAKAR – DAKLAK. Bu«n Ma Thuét, ngµy 03 th¸ng 6 n¨m 2005.
9. NguyÔn Duy Ph¸p. Nghiªn cøu c«ng nghÖ chÕ biÕn fenspat vïng Phai H¹-Yªn
B¸i ®¸p øng yªu cÇu chÊt l−îng cho ngµnh c«ng nghiÖp gèm sø vµ thuû tinh. ViÖn
N¨ng l−îng Nguyªn tö ViÖt Nam, Hµ Néi 5-2002.
10. NguyÔn §øc Quý. Nghiªn cøu n©ng cao vµ æn ®Þnh chÊt l−îng fenspat cña
Th¹ch Kho¸n- Phó Thä vµ Phai H¹- Yªn B¸i. ViÖn khoa häc VËt liÖu, Hµ Néi
1999.
11.Tr−¬ng Cao SuyÒn, NguyÔn ThÞ Quúnh Anh. ThiÕt kÕ x−ëng tuyÓn kho¸ng vµ an
toµn.Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng VËn t¶i. Hµ Néi – 2000.
12. NguyÔn Hoµng S¬n. Gi¸o tr×nh chuÈn bÞ kho¸ng s¶n. Tr−êng §¹i häc Má §Þa
chÊt. Hµ Néi – 2003.
13. TrÇn V¨n Lïng. TuyÓn tõ, tuyÓn ®iÖn vµ c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn ®Æc biÖt kh¸c.
Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt. Hµ Néi – 1998.
69
TiÕng n−íc ngoµi
14. Paul H. Ribble. Feldspar Mineralogy. Volume 2, October 1975.
15. Glenn J. Wallace. Feldspar and nephenine syenite. 2005 minerals yearbook.
16. K.Hanumantha Rao and K.S.E. Forssberg. Feldspar Flotation: Theory and
Practice. Division of Mineral Procesing-Lulea University of Technology, S-97187
LULEA, SWDEN.
17. Dr. Gunner Sumer. Benification of Turkish pegmatite and their usage in
ceramic bodies.
18. R. M. Manser. Handbook of silicate flotation. Warren Spring Laboratory PO
Box 20, Canada.
70
PHô lôc
71
ViÖn n¨ng l−îng nguyªn tö ViÖt Nam
ViÖn c«ng nghÖ x¹ hiÕm
----------------------
b¸o c¸o tæng kÕt kinh phÝ
thùc hiÖn ®Ò tµI cÊp bé n¨m 2005 - 2006
1. Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat
§¾c L¾c ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn liÖu g¹ch granit nh©n tao,
x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng
2. Chñ nhiÖm ®Ò tµi: NguyÔn Duy Ph¸p
3. Thêi gian thùc hiÖn: 02 n¨m tõ th¸ng 01 n¨m 2005 ®Õn th¸ng 12 n¨m 2006.
4. Tæng kinh phÝ tõ ng©n s¸ch ®−îc cÊp: 300 000 000 ®ång.
5. Kinh phÝ tiÕt kiÖm ®Ó chi th−êng xuyªn:
Gi¶i tr×nh chi tiÕt:
(TÝnh theo VN§)
Ghi TT Néi dung QuyÕt to¸n
(®ång) Dù to¸n
®−îc duyÖt (®ång) chó
I Thuª kho¸n chuyªn m«n 102 000 000 97 800 000
II Nguyªn, vËt liÖu 55 220 000 56 146 000
III M¸y mãc, thiÕt bÞ 96 800 000 97 000 000
IV Chi kh¸c 45 980 000 49 054 000
Céng 300 000 000 3 00 000 000
Hµ Néi, ngµy 8 th¸ng 3 n¨m 2007
Chñ nhiÖm ®Ò tµi KÕ to¸n
NguyÔn Duy Ph¸p NguyÔn BÝch Ngäc
72
Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ
viÖn n¨ng l−îng nguyªn tö viÖt nam
---------------------------------
®Ò tµi khoa häc c«ng nghÖ cÊp bé
n¨m 2005-2006
Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh c«ng nghÖ
xö lý quÆng fenspat ®¾c l¾c
®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng
lµm nguyªn liÖu g¹ch granit nh©n t¹o,
x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng
M∙ sè: Bo/05/03-02
(Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ThS. NguyÔn Duy Ph¸p)
quy tr×nh c«ng nghÖ
xö lý quÆng fenspat ®¾c l¾c ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng
lµm nguyªn liÖu men gèm sø cao cÊp vµ c¸c s¶n phÈm phô
Hµ Néi, th¸ng 3 - 2007
73
I. Nguyªn liÖu ®Çu
Nguyªn liÖu cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bao gåm
1. QuÆng fenspat cã thµnh phÇn nh− sau:
- §é h¹t – 0,5+0,125 mm.
- Thµnh phÇn ho¸ häc vµ kho¸ng vËt nh− b¶ng 1.
B¶ng 1- Thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng nghiªn cøu
Thµnh phÇn ho¸ häc Thµnh phÇn kho¸ng vËt
C«ng thøc % Tªn kho¸ng
>7 - Microcline, Orthoclase K2O
4,0 – 4,5 Na2O - Plagioclase, Albite
- Quartz; Plagioclase; Albite; Microcline; Orthoclase; 65 - 67 SiO2 Hornblende; Biotite; Clorite
- Plagioclase; Albite; Microcline; Orthoclase 16 – 18,62 Al2O3 - Biotite; Hornblende; Clorite
- Biotite; Oxit s¾t; HornblendeClorite ≤ 2 Fe2O3
- Titanium dioxide ≤ 0,31 TiO2
CaO 1 - 2 - Calcite; Plagioclase; Hornblende
2. H2SO4 kü thuËt.
3. N−íc m¸y c«ng nghiÖp.
MgO 0,2 - 1 - Biotite; Hornblende, Clorite
II. S¬ ®å c«ng nghÖ
1. Gia c«ng c¬ khÝ: §Ëp, nghiÒn, sµng chuÈn bÞ nguyªn liÖu vµ c©n.
2. Gia c«ng xö lý ho¸ häc: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh xö lý tÈy röa bÒ mÆt.
3. SÊy: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh mÊt n−íc lµm kh« nguyªn liÖu.
4. Ph©n cÊp h¹t: Thùc hiÖn ph©n cÊp h¹t hÑp cho qu¸ tr×nh tuyÓn.
5. TuyÓn tõ c−êng ®é tõ tr−êng cao: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tuyÓn t¸ch s¶n phÈm.
III. ThiÕt bÞ cho s¬ ®å c«ng nghÖ
1. C¸c thiÕt bÞ vµ m¸y mãc sö dông trong s¬ ®å c«ng nghÖ ®−îc ®−a ra trong b¶ng
2 d−íi ®©y.
74
B¶ng 2. ThiÕt bÞ vµ m¸y mãc sö dông trong s¬ ®å c«ng nghÖ
TT Tªn thiÕt bÞ, m¸y mãc
I C«ng ®o¹n gia c«ng, ph©n cÊp
1 M¸y ®Ëp hµm, m¸y ®Ëp trôc, m¸y nghiÒn
2 Ph©n cÊp xyclon
3 Bun ke chøa liÖu
II C«ng ®o¹n xö lý ho¸ häc
1 ThiÕt bÞ khuÊy chÞu axit
2 HÖ thèng röa ng−îc chiÒu
3 HÖ thèng b¬m n−íc trong, n−íc tuÇn hoµn
4 HÖ thèng läc t¸ch n−íc
5 HÖ thèng xö lý n−íc th¶i
III C«ng ®o¹n sÊy
1 Lß sÊy
2 HÖ thèng khö bôi, khÝ th¶i
3 HÖ thèng bun ke, vËn chuyÓn b¨ng t¶i
IV C«ng ®o¹n tuyÓn
1 HÖ thèng bun ke, b¨ng t¶i vËn chuyÓn
2 HÖ thèng sµng ph©n cÊp
3 HÖ thèng thiÕt bÞ tuyÓn tõ
4 HÖ thèng ®ãng bao
III. ThiÕt bÞ chÝnh trong s¬ ®å c«ng nghÖ
1. ThiÕt bÞ gia c«ng ph©n cÊp: m¸y ®Ëp hµm, m¸y ®Ëp nãn vµ m¸y nghiÒn bi thanh,
ph©n cÊp xyclon.
2. ThiÕt bÞ xö lý ho¸ häc vµ röa ng−îc chiÒu lµm b»ng thÐp bäc Composit chÞu
®−îc axit.
3. ThiÕt bÞ b¬m n−íc tuÇn hoµn n−íc röa chÞu axit.
75
4. ThiÕt bÞ sÊy: Th−êng sö dông d¹ng m¸y sÊy thïng quay ®èt than cã l−u l−îng
t¸c nh©n sÊy 5000-6000 m3/h. Th«ng sè nhiÖt ®é t¸c nh©n sÊy vµo T1 = 600oC, t¸c
nh©n sÊy ra T1 = 150oC.
5. HÖ thiÕt bÞ qu¹t hót, xyclon kh« chïm xö lý bôi.
6. ThiÕt bÞ tuyÓn tõ c−êng ®é tõ tr−êng cao 20 000 ¬xtest.
IV. Quy tr×nh xö lý hãa häc bÒ mÆt
1. ChuÈn bÞ nguyªn vËt liÖu, ho¸ chÊt
- Pha dung dÞch axit tû lÖ 20g/lit.
- Tû lÖ quÆng: dung dÞch axit H2SO4 =1/2.
2. TiÕn hµnh xö lý
- pH=2
- Thêi gian ng©m khuÊy t =20 phót.
3. Xö lý s¶n phÈm sau xö lý
- Th¸o quÆng, ®Ó rãc n−íc.
- Röa s¹ch quÆng vµ sÊy.
V. SÊy vµ ph©n cÊp h¹t
1. SÊy ë nhiÖt ®é 600 oC.
2. Th¸o quÆng ®Ó nguéi ë nhiÖt ®é kh«ng khÝ.
3. Ph©n cÊp mÉu thµnh 3 cÊp: -0,5+0,3; -0,3+0,15 vµ -0,15 mm.
VI. TuyÓn tõ
TuyÓn tõ tõng cÊp h¹t hÑp t¸ch phÇn cã tõ , trung gian vµ phÇn kh«ng cã tõ
cã tõ. S¶n phÈm kh«ng tõ ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm x−¬ng men gèm sø.
VII. an toµn lao ®éng vµ m«i tr−êng
1. Nguån ®éc h¹i g©y « nhiÔm m«i tr−êng
- Bôi t¹i khu vùc gia c«ng chuÈn bÞ nguyªn liÖu, khu vùc sÊy, khu vùc tuyÓn.
- KhÝ th¶i tõ lß sÊy.
- N−íc th¶i cã chøa l−îng d− axit, s¾t vµ bïn mÞn.
- Dïng axit H2SO4 lµm chÊt tÈy röa bÒ mÆt.
76
2. Nguyªn t¾c chung vÒ ®¶m b¶o an toµn lao ®éng vµ m«i truêng trong s¶n
xuÊt
- Thùc hiÖn c¸c quy ®Þnh vÒ ®¶m b¶o ®æ th¶i ra m«i tr−êng: TiÕt kiÖm vµ t¸i
sö dông n−íc trong chu tr×nh kÝn, t¸ch bôi vµ khÝ trong qu¸ tr×nh sÊy.
- Trang bÞ an toµn vµ thùc hiÖn nh÷ng quy ®Þnh an toµn lao ®éng trong s¶n
xuÊt c«ng nghiÖp.
77
H×nh X. S¬ ®å c«ng nghÖ chÕ biÕn quÆng fenspat §¾c L¾c
QuÆng §Çu
§Ëp nghiÒn
H2SO4
Sµng ph©n cÊp
Xö lý ho¸ häc
BÓ
BÓ
Röa ng−îc chiÒu bËc I
BÓ
N−íc röa bæ xung
Röa ng−îc chiÒu bËc II
Röa ng−îc chiÒu bËc III
Läc t¸ch n−íc
N−íc th¶i
Bôi, khÝ th¶i
BÓ
Bôi kh«
SÊy quÆng
Sµng ph©n cÊp h¹t hÑp
B∙ Èm
Xiclon thuû lùc Xiclon kh«
BÓ chøa n−íc
tuÇn hoµn
HÊp thô
khÝ th¶i
TuyÓn tõ
S¶n phÈm
Tinh quÆng
s¶n phÈm
Trung gian
s¶n phÈm
§u«i th¶i
78