MỞ ĐẦU Đề tài: “ Nghiên cứu công nghệ chiết ly vàng thuộc thành hệ Vàng sunfua và Vàng - thạch anh ở mỏ Apey, Dakrong, tỉnh Quảng Trị” được tiến hành từ tháng 8 năm 2007 đến tháng 12 năm 2007 theo nội dung hợp đồng số 01.RDBS1 ký ngày 05 tháng 9 năm 2007 giữa Bộ Công Thương và Tổng công ty khoáng sản - TKV. Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu xác lập quy trình công nghệ thu hồi vàng thuộc thành hệ Vàng sunfua và Vàng - thạch anh ở mỏ vàng Apey, Dakrong, Quảng Trị. Công tác nghiên cứu đặc điểm và thành phần khoáng vật của mẫu nghiên cứu, công tác phân tích được thực hiện tại phòng phân tích hóa lý thuộc Viện KH và CN Mỏ - Luyện kim, Trung tâm KHCN Mỏ và Luyện kim. Phân tích kiểm tra tại Trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất thuộc tổng cục địa chất Việt Nam.
Báo cáo nêu tổng quát đặc điểm tài nguyên khoáng sản vàng Việt nam và vài nét về mỏ quặng vàng gốc Apey huyện Dakrong tỉnh Quảng Trị, những phương pháp chủ yếu thu hồi vàng trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã và đang áp dụng. Đã nêu phương pháp và kết quả nghiên cứu thành phần vật chất, kết quả nghiên cứu tuyển khoáng, thủy luyện và các giải pháp xử lý môi trường. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra lưu trình công nghệ tuyển và luyện từ quặng đầu có hàm lượng 4,60 g/t. Quá trình tuyển thu được tinh quặng có hàm lượng vàng 102,59 g/t ứng với thực thu 87,20%.
Quá trình thủy luyện thu hồi vàng bằng phương pháp xyanua hóa bể khuấy đạt thực thu 94%. Tổng hiệu suất thực thu quá trình tuyển và luyện đạt 82%. Những người thực hiện chính: - Lê Công Hải TSKH Chủ nhiệm Công ty KS-TKV - Võ Biện KS Địa chất Công ty CP PTKS 4 - Ngô Đắc Đảo KS Địa chất Công ty CP PTKS 4 - Nguyễn Văn Hùng Cử nhân Kinh tế Công ty CP PTKS 4 - Phạm Tế Nhị Cử nhân Kinh tế Công ty CP PTKS 4 - Nguyễn Minh Tuấn KS Địa chất Tổng Công ty KS-TKV - Nguyễn Bảo Linh KS Tuyển khoáng Viện KH&CN Mỏ - luyện kim Tổng công ty khoáng sản - TKV 3 Báo cáo tổng kết đề tài PHẦN I. Những tính chất cơ bản của vàng Vàng là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm I trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep, số thứ tự 79, khối lượng nguyên tử 197, có các đồng vị từ 183 đến 201, tuy nhiên chỉ có đồng vị 197 là bền.
Vàng là kim loại quý có tỷ trong ở 200C là 19,31; nhiệt độ nóng chảy là 10630C, nhiệt độ sôi là 29700C, dẫn nhiệt dẫn điện tốt và dễ kéo dài dát mỏng. Vàng không tác dụng với những axit đặc và loãng; HCl, HNO3, H2SO4. Vàng tan trong nước cường thuỷ (3HCl + HNO3), tan trong dung dịch KI + I2, tan trong dung dịch xyanua của các kim loại kiềm, tan trong thiosunfat, tan trong thioure. Vàng có cấu trúc lớp vỏ điện tử ngoài cùng là 5d10.
Lớp ngoài cùng có 1 điện tử, lớp tiếp theo có 10 điện tử lớp d, các điện tử này không bền vì vậy vàng có thể tham gia các phản ứng hoá học bằng cách cho 1, 2 hoặc 3 điện tử, vì vậy vàng có hoá trị là +1, +2, +3. Vàng có khả năng tạo phức với các phối tử oxy, NH3, Amin,S. Khả năng lớn là kiên kết cộng hoá trị với các phối tử. Các hợp chất bền thường là Au+ và Au3+, còn đối với các hợp chất Au(II) bền chỉ với S và tồn tại trong dung dịch.
Các dạng tồn tại chủ yếu của vàng Trong tự nhiên vàng tồn tại chủ yếu ở dạng nguyên tố và ở dạng hợp kim với một số kim loại như Ag, Cu, Te và Sb. Ở dạng tự sinh vàng có thể tồn tại ở trạng thái hạt có kích thước rất nhỏ, có khi kích thước nhỏ hơn micron mà mắt thường không nhìn thấy được. Những hạt vàng phân bố khá đều trong quặng hoặc tinh quặng như trong mạch thạch anh, quặng antimon, pyrit, asenopyrit. Các loại quặng chứa vàng ít gặp hơn trong quặng kẽm, quặng vonfram, quặng cacbonat, quặng mangan.
Trong đới oxy hóa vàng có thể cộng sinh với oxyt mangan, đồng cacbonat, cũng như trong hợp chất sắt - mangan. Vàng kim loại tồn tại như trên được gọi là vàng gốc. Trong quá trình phân hủy tự nhiên của các mỏ nguyên sinh sẽ hình thành loại vàng sa khoáng. Vàng sa khoáng thường có cỡ hạt to hơn và chứa ít tạp chất.
Ngoài ra vàng tồn tại ở dạng hợp chất với Te, Se, Sb và Ag như các khoáng sylvanit (Au,Ag)Te4, calaverit, crenerit Tổng công ty khoáng sản - TKV 4 Báo cáo tổng kết đề tài (Au,Ag)Te2, penzít (Au,Ag)Te, nagygit PbAu4(Te,Sb,S), amostibit AuSb2, mandonit Au2Bi. Ở Việt Nam các loại quặng vàng tồn tại như các loại đã nêu ở trên. Loại hình sa khoáng là một trong những loại hình đặc thù ở Việt Nam. Các sa khoáng vàng thường gặp ở nhiều nơi và thuộc nhiều loại hình khác nhau, tuy nhiên quy mô mỏ lại thường nhỏ hoặc rất nhỏ, chúng chỉ đóng góp chung vào tổng tiềm năng, tài nguyên dự báo của cả nước và chiếm khoảng 7 - 9%.
Loại quặng vàng gốc được chia ra các hệ như sau: - Quặng thuộc thành hệ vàng - thạch anh thường gặp ở vùng Đông Bắc và Tây Bắc ở Trung Bộ và Nam Bộ. Nhóm này chiếm khoảng 5% tổng tài nguyên dự báo ở Việt nam. - Quặng thuộc nhóm thành hệ vàng - thạch anh - sunfua như là vàng - thạch anh - pyrit ở Kim Bôi, vàng - thạch anh - asenopyrit ở Pác Lạng, vàng - thạch anh -antimonit ở Làng Vài v.v… loại hình quặng này chiếm khoảng 30 - 40% tài nguyên dự báo của cả nước [4]. - Quặng thuộc nhóm hệ vàng - sunfua như là cochedan đồng - vàng (khu mỏ Sin Quyền), cochedan - pyrit - vàng (khu vực pyrit Giáp Lai, Bangôn), cochedan đa kim - vàng (ở Na Sơn Đức Phú).
Loại hình này chiếm khoảng 13 - 15% tài nguyên vàng dự báo ở Việt Nam. - Quặng thuộc nhóm thành hệ vàng - bạc như là vàng - bạc - thạch anh đa sunfua (ở Bắc Cạn đới Sầm Nưa, Hoành sơn), vàng - bạc - đa sunfua - sunfua muối thạch anh - adule/alunit (ở Tấn Mài, Bình Liêu, Nam Trung Bộ), vàng - bạc - telua/selen - thạch anh - adule xerixit (ở Tú Lệ, Nậm Xe, Tam Đường, An Khê, Tuy Hòa …). Nhóm thành hệ quặng này chiếm khoảng 10 - 12% tổng tài nguyên vàng dự báo. Ngoài ra vàng tồn tại các loại hình quặng vàng cộng sinh: - Quặng kim loại màu chứa vàng như kiểu thành hệ quặng đa kim - chì kẽm chứa vàng ở khu vực Việt Bắc, quặng sunfua đồng - niken chứa vàng ở khu vực Núi Chúa.
- Quặng kim loại đen chứa vàng như quặng sắt nâu chứa vàng ở khu vực Bắc Thái. - Quặng kim loại màu chứa vàng (kiểu thành hệ quặng thiếc - vonfram và anmonit chứa vàng). Tổng công ty khoáng sản - TKV 5 Báo cáo tổng kết đề tài - Thuộc loại đá chứa vàng. Đã biết có một số đá macma bị biến đổi chứa vàng (như ở Đà Lạt, Tú Lệ) đá lục nguyên - phun trào bị biến đổi chứa vàng (ở Quảng Nam Đà Nẵng, Đông Bắc và Tây Bắc Việt Nam).
Tóm lại các tài liệu đều cho thấy khoáng vật học của vàng không phức tạp. Trong thiên nhiên vàng gặp ở dạng tự sinh, hợp chất hóa học và dung dịch rắn. Các phương pháp chế biến thu hồi vàng Công nghệ gia công chế biến quặng chứa vàng rất phức tạp. Để thu hồi có hiệu quả vàng và các cấu tử có ích khác từ quặng này thông thường sử dụng các phương pháp tuyển khoáng, thủy luyện và hỏa luyện khác nhau như: chọn tay, tuyển trọng lực, tuyển nổi, hỗn hống, xyanua hóa, clo hóa, thioure và nung luyện.
Thông thường các phương pháp này thường sử dụng kết hợp với nhau tức là gia công chế biến quặng theo một sơ đồ hỗn hợp. Các phương pháp tuyển khoáng Tuyển trọng lực thường là phương pháp được áp dụng bổ xung cho các phương pháp khác như tuyển nổi, xyanua hóa hoặc hỗn hống. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong vòng kín với khâu nghiền để thu hồi những hạt vàng lớn và một phần vàng nhỏ. Tùy theo tính chất của quặng đem tuyển thực thu của khâu này thường từ 10 - 80%.
Trước kia việc thu hồi vàng từ khâu này thường sử dụng bàn đãi, gần đây máy lắng được dùng rộng rãi hơn vì nó có nhiều ưu điểm. Một phần vàng mịn có thể thu hồi vào quặng tinh của máy lắng. Khi máy lắng làm việc với chế độ thích hợp, thu hoạch quặng tinh có thể đạt tới 5 - 10%. Để thu hồi vàng mịn có thể dùng hệ thống xyclon thủy lực kết hợp với bàn đãi.
Một nhà máy của LB Nga đã áp dụng hệ thống này để thu hồi vàng mịn từ bùn tràn phân cấp của khâu nghiền giai đoạn 2 rất có hiệu quả. Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi. Ngay từ đầu những năm 70, ở Liên Xô phương pháp tuyển nổi đã được áp dụng rộng rãi ở các nhà máy tuyển vàng và tới 65% số lượng quặng đã được xử lý bằng tuyển nổi. Thế mạnh của tuyển nổi là đảm bảo tỷ lệ thu hồi vàng và các cấu tử có ích đi kèm rất cao, làm hạ giá thành khai thác quặng.
Thuốc tập hợp cho vàng là các kxantogenal, dithioplaosfal mecaptan, muối của các axit béo v.v… Các thuốc đè chìm đối với vàng có thể kể đến Tổng công ty khoáng sản - TKV 6 Báo cáo tổng kết đề tài xyanua, natri sunfua, các chất kiềm, natri sunfit, đồng sunfat, thủy tinh lỏng, tinh bột v.v… Tính nổi của vàng tự do trong môi trường kiềm phụ thuộc vào dạng kiềm và pH của môi trường: pH = 9,5 đối với môi trường là vôi, pH = 10,8 - xôđa và pH = 11,8 - xút. Khi pH môi trường vượt quá các giới hạn trên thì khả năng tuyển nổi của vàng sẽ bị giảm. Vàng tự do dễ dàng tuyển nổi bằng xantat trong môi trường pH = 7 - 9. Tính nổi của vàng nằm trong kết hạch phụ thuộc rất nhiều vào tính nổi của khoáng vật liên kết.
Vàng trong kết hạch với sunfua, trong điều kiện tuyển nổi bình thường bằng thuốc tập hợp bằng thuốc tập hợp sunfuahydryl sẽ đi vào sản phẩm quặng tinh. Kết hạch với thạch anh, hydroxit sắt và các khoáng không sunfua khác, trong điều kiện tuyển nổi sunfua vàng chỉ nổi được ở một tỷ lệ xác định giữa trọng lượng vàng và trọng lượng khoáng vật liên kết và giữa kích thước bề mặt phủ của phần vàng và phần khoáng liên kết.
