Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit tại mỏ Bảo Hà, Lào Cai

• Tác giả: Trần Thị Hiến
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tuyển Khoáng
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Tuyển Quặng Graphit Tại Mỏ Bảo Hà, Lào Cai
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của luận án
• Mục tiêu và nhiệm vụ của luận án
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Nội dung vấn đề nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• Điểm mới của luận án
• Điểm bảo vệ của luận án
• Cấu trúc của luận án
• 1. TỔNG QUAN VỀ GRAPHIT
• TÀI NGUYÊN, KHAI THÁC CHẾ BIẾN VÀ SỬ DỤNG
• Giới thiệu sơ lược về graphit. Tính chất hóa lý graphit
• Các dạng tồn tại graphit trong tự nhiên
• Ứng dụng của graphit trong cuộc sống
• Tiềm năng, phân bố, khai thác, phương pháp tuyển và sử dụng quặng graphit trên thế giới
• Tiềm năng và phân bố quặng graphit trên thế giới
• Tình hình khai thác quặng graphit trên thế giới
• Tình hình tiêu thụ và giá bán quặng graphit trên thế giới
• Phương pháp tuyển quặng graphit
• Sơ đồ tuyển quặng graphit dạng vảy trên thế giới
• Tiềm năng, phân bố, các nghiên cứu công nghệ tuyển và sử dụng quặng graphit ở Việt Nam
• Tiềm năng và phân bố quặng graphit của Việt Nam
• Nhu cầu và nguồn cung cấp graphit trong nước
• Các nghiên cứu tuyển quặng graphit tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu quặng graphit mỏ Bảo Hà, Lào Cai
• Vị trí địa lý mỏ graphit Bảo Hà
• Sơ lược đặc điểm địa chất và thành phần vật chất mỏ graphit Bảo Hà
• Kết quả nghiên cứu sơ bộ tuyển quặng graphit mỏ Bảo Hà
• Nhận xét, đánh giá chương tổng quan
• 2. THÀNH PHẦN VẬT CHẤT MẪU QUẶNG, ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
• Mục đích nghiên cứu. Mẫu nghiên cứu
• Kết quả nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng
• Phân tích thành phần độ hạt
• Phân tích thành phần hóa học
• Phân tích nhiễu xạ tia Rơnghen
• Phân tích khoáng tướng, thạch học
• Phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• Kết luận về nghiên cứu thành phần vật chất mẫu quặng graphit Bảo Hà. Định hướng nghiên cứu công nghệ
• 3. NGHIÊN CỨU TUYỂN NỔI SƠ BỘ MẪU QUẶNG
• Mục tiêu và phương pháp thí nghiệm
• Thí nghiệm xác định đặc tính nghiền
• Thí nghiệm điều kiện chế độ tuyển nổi sơ bộ
• Thí nghiệm xác định độ mịn nghiền tối ưu
• Thí nghiệm xác định nồng độ tuyển nổi quặng graphit
• Thí nghiệm xác định chi phí thuốc điều chỉnh môi trường
• Thí nghiệm xác định chi phí thuốc đè chìm
• Thí nghiệm xác định chủng loại và chi phí thuốc tập hợp
• Thí nghiệm xác định chủng loại và chi phí thuốc tạo bọt
• Thí nghiệm tuyển vét
• Thí nghiệm tuyển tinh
• Kết luận về thí nghiệm tuyển sơ bộ mẫu quặng graphit ở độ hạt nghiền thô
• 4. NGHIÊN CỨU THU HỒI QUẶNG TINH GRAPHIT VẢY THÔ BẰNG NGHIỀN CHÀ XÁT VÀ TUYỂN NỔI
• Mục đích nghiên cứu
• Khái niệm về công nghệ và thiết bị nghiền chà xát
• Phương pháp luận đánh giá mức độ giải phóng khoáng vật bằng phân tích thành phần tỷ trọng trong dung dịch nặng
• Thí nghiệm đánh giá mức độ giải phóng khoáng vật bằng phương pháp nghiền chà xát
• Phân tích thành phần tỷ trọng quặng tinh graphit tuyển sơ bộ cấp +0,149mm
• Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến quá trình nghiền chà xát
• Nghiên cứu điều kiện nghiền chà xát và tuyển nổi nâng cao chất lượng sản phẩm graphit
• Xác định ảnh hưởng nồng độ bùn quặng
• Xác định ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến hiệu quả quá trình nghiền chà xát
• Xác định tỷ lệ bi/quặng
• Xác định ảnh hưởng thời gian nghiền chà xát
• Kết luận về nghiên cứu thu hồi quặng tinh graphit vảy thô bằng nghiền chà xát và tuyển nổi
• 5. NGHIÊN CỨU SƠ ĐỒ TUYỂN NỔI NHẰM THU HỒI TỐI ĐA QUẶNG TINH GRAPHIT DẠNG VẢY
• Mục đích nghiên cứu
• Thí nghiệm tuyển tinh thu hồi quặng tinh graphit hạt mịn
• Thí nghiệm nghiền và tuyển lại sản phẩm trung gian
• Thí nghiệm tuyển sơ đồ vòng kín
• Sơ đồ vòng kín với hai lần nghiền chà xát lại quặng tinh
• Sơ đồ vòng kín với ba lần nghiền chà xát quặng tinh
• Sơ đồ 5 xử lý sản phẩm trung gian đưa sang khâu tuyển tinh
• Thí nghiệm tuyển quặng graphit quy mô pilot
• Tính toán, thiết kế lắp đặt chạy thử hệ thống thiết bị thí nghiệm pilot với năng suất 100 kg/h
• Kết quả chạy thử nghiệm trên dây chuyền pilot
• Kết quả phân tích quặng tinh và quặng thải chạy pilot
• Nhận xét quá trình chạy pilot
• Sơ đồ kiến nghị và các chỉ tiêu công nghệ dự kiến
• Kết luận chương 5
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA CÁC TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về quặng graphit và mỏ Bảo Hà

Quặng graphit là một trong những tài nguyên khoáng sản quý giá, có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Mỏ Bảo Hà, nằm tại tỉnh Lào Cai, được đánh giá là một trong những mỏ có trữ lượng và chất lượng graphit tốt nhất tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu, trữ lượng quặng graphit tại mỏ này ước tính khoảng 3,171 triệu tấn, với tỷ lệ graphit dạng vảy chiếm trên 90%. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc khai thác và chế biến quặng graphit tại đây. Việc nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit tại mỏ Bảo Hà không chỉ giúp nâng cao giá trị sản phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Đặc biệt, graphit dạng vảy có giá trị thương phẩm cao hơn nhiều so với các dạng khác, với giá dao động từ 750 đến 1600 USD/tấn. Do đó, việc tối ưu hóa quy trình tuyển quặng là rất cần thiết để thu hồi tối đa graphit dạng vảy.

1.1. Tính chất và ứng dụng của graphit

Graphit có nhiều tính chất vượt trội như độ dẫn điện cao, khả năng chịu nhiệt tốt và độ bền cơ học cao. Những tính chất này khiến graphit trở thành nguyên liệu quan trọng trong sản xuất pin, vật liệu chịu nhiệt, và các sản phẩm công nghệ cao khác. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ tuyển quặng graphit không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển các ứng dụng mới trong công nghiệp. Đặc biệt, graphit dạng vảy có khả năng được sử dụng trong các lĩnh vực như điện tử, năng lượng và vật liệu composite, từ đó tạo ra giá trị kinh tế cao cho ngành công nghiệp khai thác khoáng sản.

II. Quy trình công nghệ tuyển quặng graphit

Quy trình công nghệ tuyển quặng graphit tại mỏ Bảo Hà bao gồm nhiều bước quan trọng nhằm thu hồi tối đa graphit dạng vảy. Đầu tiên, quặng nguyên khai được nghiền nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc giữa graphit và các khoáng tạp. Sau đó, quá trình tuyển nổi được thực hiện để tách biệt graphit ra khỏi các tạp chất. Các yếu tố như nồng độ bùn, pH môi trường, và loại thuốc tuyển nổi đều ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình tuyển. Nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số này có thể nâng cao tỷ lệ thu hồi graphit lên đến 90%. Đặc biệt, việc áp dụng công nghệ tuyển nổi vòng kín giúp giảm thiểu lượng chất thải và tăng hiệu quả kinh tế cho quá trình khai thác.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tuyển

Trong quá trình tuyển quặng graphit, nhiều yếu tố cần được xem xét để đảm bảo hiệu quả tối ưu. Đầu tiên là kích thước hạt quặng, kích thước nhỏ hơn thường giúp tăng khả năng tiếp xúc và tách biệt giữa graphit và khoáng tạp. Thứ hai, nồng độ bùn trong quá trình tuyển nổi cũng đóng vai trò quan trọng, nồng độ quá cao có thể làm giảm hiệu quả tuyển. Cuối cùng, loại thuốc tuyển nổi và điều kiện pH cũng cần được điều chỉnh phù hợp để đạt được kết quả tốt nhất. Việc nghiên cứu và điều chỉnh các yếu tố này sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm quặng tinh graphit, đáp ứng yêu cầu của thị trường.

III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit tại mỏ Bảo Hà không chỉ có giá trị khoa học mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng quy trình tuyển quặng hiệu quả có thể nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm graphit, đồng thời giảm thiểu tác động môi trường trong quá trình khai thác. Sản phẩm quặng tinh graphit đạt chất lượng cao sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường trong nước và quốc tế. Hơn nữa, việc phát triển công nghệ tuyển quặng còn góp phần vào việc bảo vệ tài nguyên khoáng sản, đảm bảo sự phát triển bền vững cho ngành công nghiệp khai thác khoáng sản tại Việt Nam.

3.1. Tác động đến phát triển kinh tế

Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ tuyển quặng graphit tại mỏ Bảo Hà có tác động tích cực đến phát triển kinh tế địa phương và quốc gia. Sản phẩm graphit chất lượng cao không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn có khả năng xuất khẩu, từ đó tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách nhà nước. Hơn nữa, việc nâng cao giá trị sản phẩm sẽ tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân địa phương, góp phần cải thiện đời sống và phát triển cộng đồng. Do đó, nghiên cứu này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn có ý nghĩa xã hội sâu sắc.