Nghiên Cứu Hoàn Thiện Công Nghệ Sản Xuất Bột Manhetit Từ Quặng Sắt Cao Bằng Quy Mô Mở Rộng

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Luận văn nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất bột manhetit quy mô mở rộng từ quặng sắt cao bằng, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Tất Thắng
• Trường học: Viện Khoa Học Và Công Nghệ Mỏ - Luyện Kim
• Đề tài: Nghiên Cứu Hoàn Thiện Công Nghệ Sản Xuất Bột Manhetit Từ Quặng Sắt Cao Bằng Quy Mô Mở Rộng
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Công nghệ sản xuất bột manhetit

Nghiên cứu tập trung vào việc hoàn thiện công nghệ sản xuất bột manhetit từ quặng sắt Cao Bằng. Quy trình bao gồm các bước chính như tuyển rửa, nghiền, phân cấp và tuyển từ. Mục tiêu là đạt được sản phẩm bột manhetit có độ hạt ≤ 0.05mm và hàm lượng manhetit từ 96-97%. Công nghệ này được kế thừa từ các nghiên cứu trong và ngoài nước, đặc biệt là từ các nhà máy tuyển quặng sắt ở Liên Xô và Việt Nam.

1.1. Quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất bắt đầu với việc tuyển rửa quặng sắt để loại bỏ tạp chất. Sau đó, quặng được nghiền và phân cấp để đạt độ hạt yêu cầu. Cuối cùng, quặng được tuyển từ trên máy tuyển từ từ trường yếu để thu hồi tinh quặng manhetit. Quy trình này đảm bảo hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm cao.

1.2. Thiết bị sử dụng

Các thiết bị chính được sử dụng bao gồm máy nghiền, máy phân cấp xoáy lốc nước và máy tuyển từ. Thiết bị được lựa chọn dựa trên đặc tính của quặng sắt Cao Bằng và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng.

II. Quặng sắt Cao Bằng

Quặng sắt Cao Bằng chủ yếu là manhetit với hàm lượng sắt dao động từ 60-70%. Quặng này có đặc điểm là dễ khai thác và có chất lượng khá tốt. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát tại mỏ sắt Bản Nùng I, Nàbióoc, thuộc xã Thể Dục, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. Kết quả cho thấy quặng sắt ở đây có tiềm năng lớn để sản xuất bột manhetit cao cấp.

2.1. Đặc điểm quặng

Quặng sắt Cao Bằng gồm các thân quặng đeluvi và quặng gốc. Thành phần chủ yếu là manhetit, cùng với các khoáng vật đi kèm như limonit, gơtit và thạch anh. Quặng đeluvi có lớp phủ mỏng, điều kiện khai thác thuận lợi, trong khi quặng gốc nằm sâu hơn và có hình dạng phức tạp.

2.2. Tiềm năng khai thác

Tỉnh Cao Bằng có trữ lượng quặng sắt dự báo khoảng 60 triệu tấn. Các mỏ quặng tập trung chủ yếu ở khu vực Hoà An và Nguyên Bình. Việc khai thác và chế biến quặng sắt ở đây sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế và xã hội của địa phương.

III. Hoàn thiện công nghệ

Nghiên cứu đã đề xuất sơ đồ công nghệ hợp lý để sản xuất bột manhetit cao cấp từ quặng sắt Cao Bằng. Sơ đồ này bao gồm các bước tuyển rửa, nghiền, phân cấp và tuyển từ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ này sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao và chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu.

3.1. Thí nghiệm tuyển rửa

Thí nghiệm tuyển rửa được tiến hành với các chế độ thời gian và chi phí nước khác nhau. Kết quả cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số này giúp nâng cao hiệu quả tuyển rửa và giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.2. Thí nghiệm tuyển từ

Thí nghiệm tuyển từ ướt được thực hiện với các chế độ nồng độ và cường độ từ trường khác nhau. Kết quả cho thấy, việc điều chỉnh các thông số này giúp thu hồi tối đa tinh quặng manhetit và giảm thiểu tổn thất.

IV. Ứng dụng thực tế

Nghiên cứu đã đề xuất sơ đồ kiến nghị sản xuất bột manhetit trên quy mô mở rộng từ quặng sắt Cao Bằng. Sơ đồ này bao gồm các bước từ khai thác, chế biến đến sản xuất bột manhetit cao cấp. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng tại các nhà máy tuyển quặng sắt ở Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu thất thoát tài nguyên.

4.1. Địa chỉ áp dụng

Kết quả nghiên cứu dự kiến sẽ được áp dụng tại Công ty Cổ phần Sản xuất và Kinh doanh Tổng hợp Cao Bằng. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế của quặng sắt và tạo ra sản phẩm bột manhetit chất lượng cao.

4.2. Hiệu quả kinh tế

Việc áp dụng công nghệ sản xuất bột manhetit từ quặng sắt Cao Bằng sẽ giúp giảm thiểu hiện tượng bán quặng thô, thất thoát tài nguyên. Đồng thời, sản phẩm bột manhetit cao cấp sẽ đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp như tuyển than, sản xuất bột màu oxit sắt và chế tạo nam châm vĩnh cửu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Tổng quan 7 1.1 Kh¸i qu¸t vÒ c¸c lo¹i quÆng s¾t 7 1.2 Ph¹m vi sö dông quÆng s¾t trong c¸c nghµnh c«ng nghiÖp 7 1.3 Vµi nÐt vÒ tiÒm n¨ng quÆng s¾t ë ViÖt Nam 8 1.4 S¬ l−îc vÒ quÆng s¾t CaoB»ng.5 Mét sè vÊn ®Ò lý thuyÕt lµm c¬ së cho nghiªn cøu.1 §Æc tÝnh kho¸ng vËt Manhetit vµ c¸c kho¸ng vËt céng sinh 10 1.2 Ph−¬ng ph¸p nhËn biÕt.6 Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íc 12 1.2 T×nh h×nh nghiªn cøu ë n−íc ngoµi 13 1.3 NhËn xÐt 14 Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và công tác chuẩn bị.1 Phương pháp nghiên cứu.3 Thiết bị dïng cho nghiên cứu 18 2.4 Công tác phân tích. 18 Chương 3 Néi dung vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu 20 3.1 Néi dung nghiªn cøu mÉu 20 3.1 KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn kho¸ng vËt 20 3.2 Thµnh phÇn ®é h¹t mÉu nghiªn cøu 23 3.3 KÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ mÉu quÆng nguyªn 26 3.4 NhËn xÐt c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt 26 3.2 Néi dung nghiªn cøu c«ng nghÖ tuyÓn kho¸ng 27 3.1 ThÝ nghiÖm tuyÓn röa.1 ThÝ nghiÖm tuyÓn röa theo chÕ ®é thêi gian 28 3.2 ThÝ nghiÖm sµng röa theo chÕ ®é chi phÝ n−íc 29 3.3 ThÝ nghiÖm tuyÓn röa ¸p dông c¸c th«ng sè tèi −u vÒ thêi 30 ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng. 3 gian vµ chi phÝ n−íc 3.2 ThÝ nghiÖm ®é mÞn nghiÒn 33 3.1 ThÝ nghiÖm ®é mÞn nghiÒn theo chÕ ®é tû lÖ bi 33 3.2 ThÝ nghiÖm ®é mÞn nghiÒn theo chÕ ®é thêi gian 34 3.3 ThÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít.1 ThÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít theo chÕ ®é nång ®é.2 ThÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít theo chÕ ®é c−êng ®é tõ tr−êng 37 3.3 ThÝ nghiÖm s¬ ®å c«ng nghÖ 39 Chương 4 §Þnh h−íng ¸p dông kÕt qu¶ nghiªn cøu 43 4.1 S¬ ®å kiÕn nghÞ s¶n xuÊt bét Manhetit cao cÊp trªn quy m« 43 më réng tõ quÆng s¾t Cao B»ng.2 Dù kiÕn ®Þa chØ ¸p dông kÕt qu¶ nghiªn cøu 44 Kết luận. 45 Tài liệu tham khảo 47 Phụ lục 48 ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng.

4 Môc lôc b¶ng vµ ¶nh Sè hiÖu Danh môc ¶nh, b¶ng Trang sè B¶ng 1 §Æc tÝnh kho¸ng vËt 11 B¶ng 2 B¶ng to¹ ®é lÊy mÉu 15 B¶ng 3 KÕt qu¶ nhËp mÉu nghiªn cøu 16 B¶ng 4 C¸c thiÕt bÞ dïng cho nghiªn cøu 18 B¶ng 5 B¶ng ph©n tÝch thµnh vËt kho¸ng vËt quÆng nghiªn cøu 23 B¶ng 6 B¶ng kÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ®é h¹t quÆng nguyªn khai 24 B¶ng 7 KÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ quÆng nguyªn khai 26 B¶ng 8 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm tuyÓn röa theo chÕ ®é thêi gian 29 B¶ng 9 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm tuyÓn röa theo chÕ ®é chi phÝ n−íc 30 B¶ng 10 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm s¬ ®å tuyÓn röa víi c¸c th«ng sè tèi −u 31 B¶ng 11 ThÝ nghiÖm ®é mÞn nghiÒn theo chÕ ®é thay ®æi tû lÖ bi 33 B¶ng 12 ThÝ nghiÖm ®é mÞn nghiÒn theo chÕ ®é thêi gian 35 B¶ng 13 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít theo chÕ ®é nång ®é 37 B¶ng 14 ThÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít theo chÕ ®é c−êng ®é tõ tr−êng 39 B¶ng 15 KÕt qu¶ c©n b»ng ®inh l−îng 41 B¶ng 16 C¸c chØ tiªu dù kiÕn 46 ¶nh 1 Manhetit d¹ng h¹t, cÊu tróc khèi 21 ¶nh 2 Manhetit d¹ng h¹t bÞ dËp vì, ph¸t triÓn däc theo kÏ nøt 21 Limonit d¹ng vµnh bao ngoµi ¶nh 3 Manhetit d¹ng h¹t tù h×nh, cÊu tróc ®¬n bÞ Limonit ho¸ 22 ¶nh 4 Limonit d¹ng keo biÕn ®æi thµnh Manhetit 22 ¶nh 5 ThiÕt bÞ nghiÒn ph©n cÊp dïng cho nghiªn cøu 32 ¶nh 6 ThiÕt bÞ nghiÒn ph©n cÊp, b¬m c¸t ®øng dïng cho nghiªn cøu 34 ¶nh 7 ThiÕt bÞ tuyÓn tõ −ít tang trèng dïng cho nghiªn cøu 36 ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng. 5 Môc lôc H×nh Sè hiÖu Danh môc h×nh Trang sè H×nh 1 S¬ ®å nghiÒn tuyÓn tõ −ít hai giai ®o¹n ë nhµ m¸y 13 Mayutu H×nh 2 S¬ ®å gia c«ng gi¶n l−îc mÉu nghiªn cøu 17 H×nh 3 §−êng ®Æc tÝnh ®é h¹t quÆng nguyªn khai 25 H×nh 4 S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn röa 28 H×nh 5 S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn röa víi c¸c th«ng sè tèi −u 31 H×nh 6 S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn tõ ø¬t theo chÕ ®é nång ®é 36 H×nh 7 S¬ ®å thÝ nghiÖm tuyÓn tõ −ít theo chÕ ®é c−êng ®é tõ 38 tr−êng H×nh8 S¬ ®å c«ng nghÖ ®Þnh tÝnh vµ ®Þnh l−îng 40 H×nh 9 S¬ ®å dù kiÕn xö lý quÆng ®u«i 42 H×nh 10 S¬ ®å kݪn nghÞ xö lý mÉu nghiªn cøu 43 ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng. 6 Më ®Çu ë n−íc ta quÆng s¾t cã nhiÒu, n»m r¶i r¸c ë miÒn B¾c, miÒn Trung vµ MiÒn Nam. QuÆng s¾t chñ yÕu dïng ®Ó nÊu luyÖn thÐp phôc vô ngµnh c«ng nghiÖp ®Êt n−íc.

Song thùc tÕ ch−a quan t©m nhiÒu ®Õn viÖc dïng quÆng s¾t ®Ó s¶n xuÊt ra bét ManhetÝt cao cÊp dïng trong c¸c lÜnh vùc tuyÓn than, s¶n xuÊt bét mÇu oxýt s¾t, chÕ t¹o nam ch©m vÜnh cöu, phô gia xi m¨ng, phôc vô khoan th¨m dß lÜnh vùc dÇu khÝ.vv Sau khi ®−îc Bé c«ng th−¬ng giao ®Ò tµi “ Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét ManhetÝt quy m« më réng tõ quÆng s¾t Cao B»ng”. §Ò tµi ®· tiÕn hµnh t×m hiÓu vµ kh¶o s¸t Má s¾t B¶n Nïng I, Nµbiãoc thuéc x· ThÓ dôc- HuyÖn Nguyªn B×nh - TØnh Cao B»ng- lµ ®èi t−îng cÇn nghiªn cøu. HiÖn t¹i má nhá nµy ®ang thuéc quyÒn qu¶n lý cña “C«ng ty Cæ phÇn s¶n xuÊt kinh doanh tæng hîp Cao B»ng”- Cã ®Þa chØ: sè 02 §−êng Kim §ång- Hîp Giang- ThÞ x· Cao B»ng Qua nghiªn cøu tµi liÖu ®−îc biÕt ®©y lµ Má quÆng s¾t ManhetÝt hµm l−îng quÆng thuéc lo¹i trung b×nh, Cã m¹ng l−íi giao th«ng t−¬ng ®èi thuËn lîi, mÆt kh¸c vÒ chñ tr−¬ng cña TØnh còng cã h−íng ®−a c«ng nghÖ vµo ®Ó chÕ biÕn s©u. Sau khi nghiªn cøu ®¹t kÕt qu¶ sÏ ¸p dông c«ng nghÖ ®· nghiªn cøu ®Ó s¶n xuÊt bét ManhetÝt trªn quy m« c«ng nghiÖp nh»m n©ng cao gi¸ trÞ kinh tÕ, x· héi, tr¸nh hiÖn t−îng b¸n quÆng tr«i næi thÊt tho¸t tµi nguyªn nh− hiÖn nay.

Trong qu¸ tr×nh tiÕn hµnh nghiªn cøu C«ng ty cæ phÇn s¶n xuÊt kinh doanh tæng hîp Cao b»ng ®· céng t¸c vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn trong viÖc thu thËp sè liÖu, tµi liÖu, còng nh− triÓn khai lÊy mÉu ®Ó viÖc nghiªn cøu b−íc ®Çu ®−îc thuËn lîi. - C«ng viÖc nghiªn cøu ®−îc tiÕn hµnh t¹i “ C«ng ty TNHH Mét thµnh viªn Má vµ LuyÖn kim Th¸i Nguyªn” - ®Þa chØ t¹i Ph−êng T©n LËp, Thµnh phè Th¸i Nguyªn - C«ng t¸c ph©n tÝch kiÓm nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh t¹i Trung t©m ph©n tÝch Ho¸ lý- ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ Má vµ LuyÖn Kim. - Ph©n tÝch kho¸ng vËt t¹i ViÖn ®Þa chÊt kho¸ng s¶n. ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng.

7 - Ph©n tÝch kiÓm tra t¹i phßng ph©n tÝch ho¸ thuéc C«ng ty TNHH mét thµnh viªn Má vµ LuyÖn kim- Th¸i Nguyªn vµ C«ng ty Gang ThÐp Th¸i Nguyªn. Ch−¬ng I: Tæng quan 1.1 Kh¸i qu¸t vÒ c¸c lo¹i quÆng s¾t. Nguyªn tè s¾t (Fe) cã hµm l−îng trung b×nh trong vá tr¸i ®Êt lµ 4,2 %, chØ sau «xytsilic vµ nh«m (Al), nguyªn tè s¾t tån t¹i trong hµng tr¨m kho¸ng vËt, song cho ®Õn nay míi chØ thu håi ®−îc s¾t kim lo¹i ë quy m« c«ng nghiÖp tõ mét sè quÆng s¾t sau: - QuÆng Manhªtit, c«ng thøc ho¸ häc lµ Fe3O4, tèi ®a 72,4 % Fe. - QuÆng Hªmatit (matit, SpecularÝt), c«ng thøc ho¸ häc Fe2O3, tèi ®a 70% Fe.

- Hy®r«xyt s¾t hay cßn gäi lµ Lim«nÝt gåm G¬tit c«ng thøc ho¸ häc lµ FeO. Hy®r« g¬tÝt cã c«ng thøc ho¸ häc lµ FeO.nH2O, Hy®r«xyt HªmatÝt c«ng thøc ho¸ häc lµ Fe203.nH2O, tèi ®a 48 – 63 % Fe. - Si®ªrit c«ng thøc ho¸ FeCO3, tèi ®a 48,3 % Fe. - InmªnhÝt c«ng thøc ho¸ häc FeTiO3, tèi ®a 36,8%Fe vµ 31,6 %Ti.

HiÖn nay trªn thÕ giíi quÆng s¾t nguyªn khai ®−¬c khai th¸c víi hµm l−îng s¾t tõ 17% trë lªn, tuú theo tõng lo¹i quÆng ®−îc lµm giÇu vµ chÕ biÕn theo c¸c quy tr×nh kh¸c nhau ®Ó thu håi ®−îc hµm l−îng s¾t cao nhÊt phôc vô nhu cÇu sö dông. QuÆng s¾t ë ViÖt nam chØ cã c¸c lo¹i quÆng manhªtit, lim«nit hoÆc hçn hîp Manhªtit – Lim«nit – Hªmatit míi cã gi¸ trÞ c«ng nghiÖp .2 Ph¹m vi sö dông quÆng s¾t trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. HiÖn nay quÆng s¾t ®ang ®−îc sö dông trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp sau : - Ngµnh luyÖn kim ®en: QuÆng s¾t lµ nguyªn liÖu chÝnh ®Ó s¶n xuÊt ra gang thÐp, sö dông trªn 90 % tæng nhu cÇu quÆng s¾t. - C¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c chØ sö dông kho¶ng d−íi 10% tæng nhu cÇu quÆng s¾t.

- Ngµnh xi m¨ng: QuÆng s¾t dïng lµm phô gia s¶n xuÊt xi m¨ng. ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn Kim BCTK§T: Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bét manhetit qui m« më réng. 8 - Ngµnh than: QuÆng s¾t tuyÓn ra Manhªtit cao cÊp lµm huyÒn phï tuyÓn than - Ngµnh ®Çu khÝ: cã sö dông nh−ng rÊt Ýt (lo¹i cã tû träng cao) ®Ó phôc vô cho khoan th¨m dß dÇu.3 Vµi nÐt vÒ tiÒm n¨ng quÆng s¾t ë ViÖt Nam ë ViÖt Nam ®· ph¸t hiÖn vµ khoanh vïng 216 má vµ ®iÓm quÆng s¾t, chóng ph©n bè rÊt kh«ng ®Òu, chñ yÕu ë B¾c bé vµ miÒn Trung. - Vïng T©y B¾c B¾c bé quÆng s¾t ph©n bè chñ yÕu ë Lµo cai, Yªn B¸i vµ r¶i r¸c ë 1 sè khu vùc kh¸c thuéc Lai Ch©u, S¬n La, Hoµ B×nh vµ Phó Thä.

- Vïng §«ng B¾c B¾c Bé quÆng s¾t ®−îc ph©n bè chñ yÕu ë Hµ Giang, CaoB»ng, B¾c C¹n, Th¸i Nguyªn, Tuyªn Quang vµ r¶i r¸c ë Qu¶ng Ninh. - Vïng B¾c Trung Bé, quÆng s¾t tËp trung ë Th¹ch Khª thuéc TØnh Hµ TÜnh, ngoµi ra r¶i r¸c cã ë Thanh Ho¸. - Vïng Trung Trung Bé, quÆng s¾t cã ë Mé §øc, tØnh Qu¶ng Ng·i vµ r¶i r¸c ë 1 sè ®iÓm kh¸c. - Vïng Nam Trung Bé míi chØ gÆp vÕt quÆng s¾t víi quy m« nhá Ýt triÓn väng.

* VÒ quy m« : Trong sè 216 má vµ ®iÓm quÆng cã 16 má ®¹t tr÷ l−îng trªn 1 triÖu tÊn, trong ®ã 2 má lín lµ Th¹ch Khª cã tr÷ l−îng 544 triÖu tÊn vµ Quý Xa tr÷ l−îng 112,35 triÖu tÊn .