Nghiên cứu công nghệ tách loại mgo từ tinh quặng apatit loại 2 lào cai phục vụ sản xuất DAP

TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM




BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI


NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH LOẠI
MgO TỪ TINH QUẶNG APATIT LOẠI II
LÀO CAI PHỤC VỤ SẢN XUẤT DAP


Chủ nhiệm đề tài: Ths Bùi Đăng Học

9014


Hµ Néi 01 - 2012
TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH LOẠI MgO TỪ TINH
QUẶNG APATIT LOẠI II LÀO CAI PHỤC VỤ SẢN XUẤT DAP

Theo hợp đồng số 186.11.RD/HD-KHCN, ký ngày 05 tháng 05 năm 2011
giữa Bộ Công Thương và Viện HHCNVN


Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì
Ths. Bùi Đăng Học


Những người tham gia:
TS Nguyễn Hoàng Sơn Đại học Mỏ - Địa Chất
KS Nguyễn Thị Tâm Viện HHCNVN
Ths Trần Long Hải Viện HHCNVN
KS Lê Chí Thành Viện HHCNVN
KS Mai Văn Cường Viện HHCNVN
KS Trần Thị Hiền Viện HHCNVN


Hµ Néi 01 - 2012
1
MỤC LỤC

Trang
KÝ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT 3
DANH MỤC BẢNG BIỂU 4
DANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………… 5
TÓM TẮT NHIỆM VỤ…………………………………………………… 7
MỞ ĐẦU 8

1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Mục tiêu của đề tài 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 9
1.1. Một số khái niệm và phân loại quặng apatit - dolomit 9
1.2. Đặc điểm quặng apatit - dolomit trên thế giới và Việt Nam 9
1.2.1. Trên thế giới 9
1.3. Ảnh hưởng của một số thành phần trong quặng apatit loại II đến công
nghệ sản xuất phân bón 15

1.4. Các phương pháp làm giàu quặng apatit - dolomit 16
1.4.1. Trên thế giới 16
1.4.1.1. Tuyển huyền phù 17
1.4.1.2.Nung thiêu 18
1.4.1.3. Tuyển nổi 19
1.4.2. Ở Việt Nam 19
1.4.2.1. Phương pháp tuyển nổi 19
1.4.2.2. Phương pháp tuyển trọng lực 22
1.4.2.3. Tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi 22

1.5. Phương pháp tuyển hóa kết hợp với tách MgO trong quặng apait –
dolomit…………. 25
1.5.1. Trên thế giới 25
1.5.2. Ở Việt Nam
1.6.
Nội dung nghiên cứu 28
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 29
2.1. Phương pháp tiến hành nghiên cứu và khảo sát 29
2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu, hóa chất 29
2.2.2. Dụng cụ thí nghiệm 29
2.2.3. Cách tiến hành thí nghiệm 30
2.3. Mô tả thí nghiệm tách MgO 31
2.4. Khảo sát ảnh hưởng của một số chất bao phủ bề mặt hạt quặng đến quá

trình tách MgO 32

2.4.1. Lựa chọn các chất bao phủ bề mặt hạt quặng 33
2.4.2 Thí nghiệm lựa chọn nồng độ PVA 33
2.5. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt quặng đến quá trình tách MgO 34
2
2.6. Khảo sát ảnh hưởng của một số loại axit và nồng độ của chúng đến quá
trình tách MgO 35

2.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd H
2
SO
4
đến quá trình tách MgO 35
2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd CH
3
COOH đến quá trình tách
MgO 35

2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd HNO
3
đến quá trình tách MgO 36
2.7. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình phản ứng 36
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Khảo sát ảnh hưởng của một số chất bao phủ bề mặt hạt quặng đến quá
trình tách MgO 37

3.1.1. Lựa chọn các chất bao phủ bề mặt hạt quặng 37
3.1.2. Thí nghiệm lựa chọn nồng độ PVA 37
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt quặng đến quá trình tách MgO 39

3.3. Khảo sát ảnh hưởng của một số loại axit và nồng độ của chúng đến quá
trình tách MgO 39

3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd HCl đến quá trình tách MgO 40
3.3.2 . Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd H
2
SO
4
đến quá trình tách MgO 42
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd CH
3
COOH đến quá trình tách
MgO 45

3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dd HNO
3
đến quá trình tách MgO 47
KẾT LUẬN 54
KIẾN NGHỊ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56


3
KÝ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

DAP - Diamoniphotphat
PVA – Polyvinyl ancol
KS – Tầng Cốc san
CKT - Chất không tan
SP - Sản phẩm

Trong bảng 1.2:
- A+B là trữ lượng quặng thăm dò chính xác
- C
1
là trữ lượng quặng đã được thăm dò
- C
2
là trữ lượng quặng mới được thăm dò
- P
1
+ P
2
là trữ lượng quặng dự báo
- β: Hàm lượng của chất có ích trong tinh quặng, %
- ε(e): Thực thu của chất có ích trong tinh quặng, %.
4
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang

Bảng 1.1 Sản lượng và trữ lượng photphat trên thế giới năm 2010…………10
Bảng 1.2 Thành phần khoáng vật trong Apatit 12

Bảng 1.3 Thành phần hóa học trong quặng Apatit Lào Cai [6] 13
Bảng 1.4 Trữ lượng quặng apatit đã thăm dò và trữ lượng dự báo [6] 13
Bảng 1.5 Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp 23
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ PVA đến hàm lượng MgO và P
2
O
5
37

Bảng 3.2 Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi nồng độ PVA 38
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ axit HCl đến hàm lượng MgO và P
2
O
5
40
Bảng 3.4. Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi nồng độ axit
HCl 41

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ axit H
2
SO
4
đến hàm lượng MgO và
P
2
O
5
42
Bảng 3.6. Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O

5
khi thay đổi nồng độ axit
H
2
SO
4
44
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ axit CH
3
COOH đến hàm lượng MgO
và P
2
O
5
45
Bảng 3.8. Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi nồng độ axit
CH
3
COOH 46
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO
3
đến hàm lượng MgO và
P
2
O
5

47
Bảng 3.10. Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi nồng độ
axit HNO
3
49
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình
phản ứng 50

Bảng 3.12. Hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi thời gian
phản ứng…………………………………………………………………… 52

5
DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1 Tỷ lệ các loại quặng apatit Lào Cai 13
Hình 1.2 Sơ đồ tuyển huyền phù quặng Janatas (Karatau) 18
Hình 1.3 Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi quặng 201 21
Hình 1.4 Sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi mẫu 201 và 202 23
Bảng 1.5 Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp 23
Hình 1.5 Sơ đồ tuyển kết hợp theo phương án 2 mẫu 201 24

Hình 1.6 Sơ đồ tuyển kết hợp theo phương án 3 mẫu 201 25
Hình 1.7 Sơ đồ tuyển hóa – tuyển nổi quặng Karatau 27
Hình 1.8 Mô hình cơ chế của phản ứng giữa các hạt dolomit và axit 28
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ PVA
trong phần nổi…………………………………………………………… 37
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ PVA
trong phần chìm……………………………………………………………37
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ PVA
trong phần nổi…………………… …………… …………… ……… 38
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ PVA
trong phần chìm……………………………………………………………38

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi
nồng độ PVA 38
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit HCl
trong phần nổi……………………………………………………………… 40
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit HCl
trong phần chìm…………………………………………………………… 40

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit HCl
trong phần nổi……………………………………………………………… 41
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit HCl
trong phần chìm…………………………………………………………… 41
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi
nồng độ dung dịch HCl…………………………………………………….42
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
H
2
SO
4
trong phần nổi…………………………………………………… 43
Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
H
2
SO
4
trong phần chìm…………………………………………………… 43

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
H
2
SO
4
trong phần nổi…………………………………………………… 43
6
Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
H
2
SO
4
trong phần chìm…………………………………………………… 43
Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi
nồng độ dung dịch H
2
SO
4

44
Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
CH
3
COOH trong phần nổi …………………………………………………. 45
Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
CH
3
COOH trong phần chìm…………………………………………………45
Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
CH
3
COOH trong phần nổi………………………………………………… 46
Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
CH
3
COOH trong phần chìm……………………………………………… 46
Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi

nồng độ dung dịch CH
3
COOH 47
Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
HNO
3
trong phần nổi………………………………………………………48
Hình 3.22 Đồ thị biểu diễn hàm lượng MgO với sự thay đổi nồng độ axit
HNO
3
trong phần chìm………………………………………………………48
Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
HNO
3
trong phần nổi…………………………………………………… 48
Hình 3.24
Đồ thị biểu diễn hàm lượng P
2
O
5
với sự thay đổi nồng độ axit
HNO
3
trong phần chìm………………………………………………………48
Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2

O
5
khi thay đổi
nồng độ dung dịch HNO
3
49
Hình 3.26 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian tới quá trình phản ứng
trong phần nổi……………………………………………………………… 51

Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian tới quá trình phản ứng
trong phần chìm…………………………………………………………… 51
Hình 3.28 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian tới quá trình phản ứng
trong phần nổi……………………………………………………………… 51
Hình 3.29 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian tới quá trình phản ứng
trong phần chìm……………………………………………………………51
Hình 3.30 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách MgO và thực thu P
2
O
5
khi thay đổi
thời gian phản ứng 52








7

TÓM TẮT NHIỆM VỤ


Dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài
nước; bằng phương pháp thực nghiệm nhóm đề tài ứng dụng nhằm đưa ra một
quy trình công nghệ làm giảm hàm lượng MgO, thích hợp với quặng apatit
loại II Lào Cai.

Quy trình thực hiện đi từ tinh quặng tuyển apatit loại II, bọc chất bao phủ
bề mặt rồi lọc, rửa. Phần cái lọ
c thu được cho tác dụng dung dịch axit, tiến
hành lọc, rửa và đem phân tích hàm lượng P
2
O
5
, MgO. Sau khi tiến hành khảo
sát với nhiều chất bao phủ bề mặt, nồng độ chất bao phủ bề mặt, nhiều loại
dung dịch axit với các nồng độ khác nhau và thời gian phản ứng, nhóm thực
hiện đề tài đã chọn được chất bao phủ bề mặt là dung dịch PVA 3%, dung
dịch axit H
2
SO
4
1,5%, thời gian phản ứng là 3 phút thì cho hiệu suất tách
MgO khả quan. Từ đó đã đưa ra được quy trình công nghệ tách loại MgO
trong tinh quặng apatit loại II Lào Cai.

Từ kết quả thu được ở quy mô phòng thí nghiệm, hướng tới sự phát triển
ở quy mô pilot.

8
MỞ ĐẦU



1. Tính cấp thiết của đề tài
Công đoạn khai thác và quá trình công nghệ chế biến quặng apatit là
một quá trình đa dạng, phức tạp và phong phú. Quá trình này bao gồm nhiều
giải pháp và quy trình kỹ thuật khác nhau đang tồn tại trong thực tế ở nước ta.

Theo những tài liệu điều tra thăm dò địa chất thì quặng apatit ở nước ta
có trữ lượng ước tính đạt tới hàng nghìn triệu tấn, phân bố ở phía Bắ
c và tập

trung chủ yếu tại Lào Cai. Apatit Lào Cai là nguồn nguyên liệu chủ yếu để
sản xuất phân lân. Trữ lượng quặng apatit đã được thăm dò và dự báo tính đến
ngày 31/12/2010 vào khoảng 2689,45 triệu tấn gồm 4 loại quặng (quặng loại
I, loại II, loại III và loại IV) trong đó quặng loại II khoảng 813,28 triệu tấn.
Việc khai thác quặng loại I và quặng loại III rất hạn chế về sản lượng, hơ
n
cónguyên liệu chủ lực cho sản xuất phân lân ở nước ta.

Hiện nay, quặng apatit loại II tuy có trữ lượng lớn nhưng chỉ được khai
thác và sử dụng trực tiếp để sản xuất phân lân nung chảy, photpho vàng
khoảng 1%. Để phục vụ quy hoạch phát triển sản xuất phân bón đến năm
2025, Tập đoàn Công nghiệp Hóa chất Việt Nam đã có dự án quy hoạch,
thăm dò, khai thác và tuyển quặng apatit giai đoạ
n 2002 – 2020, có tính đến
sau năm 2020 [1]. Theo đó, giai đoạn 2016 – 2020 sẽ xây dựng Nhà máy
tuyển quặng apatit loại II với công suất 800.000 tấn /năm. Tuy nhiên, cho đến
nay công nghệ tuyển quặng apatit loại II để đạt được chất lượng mong muốn
(hàm lượng MgO < 1%) vẫn chưa được xác định. Các kết quả nghiên cứu
tuyển quặng apatit loại II ở Nga và Việt Nam hiện mới chỉ đạt đến hàm lượng
MgO trong tinh quặng là 2,4 – 2,6%.

Vi
ệc nghiên cứu nâng cao chất lượng tinh quặng apatit loại II để phục
vụ cho sản xuất Diamoniphotphat (DAP) là vấn đề cấp thiết và có ý nghĩa
quan trọng trong công nghiệp sản xuất phân bón ở nước ta. Vì vậy, đề tài
“Nghiên cứu công nghệ tách loại MgO từ tinh quặng apatit loại II Lào Cai
phục vụ sản xuất DAP” được đưa ra nhằm góp một phần định hướng giải
quyết vấn đề cấp thiế
t nêu trên.

2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu thăm dò tách loại MgO khỏi tinh quặng apait loại II đạt
hàm lượng MgO < 1% bằng phương pháp hóa học kết hợp tuyển hóa để phục
vụ sản xuất, từ đó xây dựng quy trình công nghệ nhằm tạo nguyên liệu cho
sản xuất DAP.
9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN


1.1. Một số khái niệm và phân loại quặng apatit - dolomit
Hầu hết các quặng photphat nguồn gốc macma là quặng apatit, còn
quặng photphat nguồn gốc trầm tích là quặng photphorit. Ở Lào Cai, quặng
apatit thực chất là kiểu metaphotphorit trầm tích biển nhưng đã bị biến chất
thành quặng apatit [2].

Hiện nay, có rất nhiều ý kiến khác nhau về định nghĩa và cách phân
loại quặng photphorit. Về mặt địa ch
ất, thạch học theo một số tác giả thì
photphorit là một loại đá trầm tích gồm ít nhất từ 33 – 50% các khoáng vật
canxi photphat thuộc nhóm apatit ở dạng ẩn tinh hoặc vi tinh có cấu trúc ở
dạng anphanit hoặc cấu trúc kiểu hạt olit, pellet. Trong thực tiễn thăm dò, các
chỉ tiêu trữ lượng đối với quặng photphat trầm tích và macma của một số mỏ
rất khác nhau, vì vậy Zverev và Faizullin đã chia quặng apatit thành các loại
quặng khác nhau dựa vào thành phầ
n P
2
O
5
.

- Quặng giàu có hàm lượng P
2
O
5
> 18%
- Quặng trung bình hàm lượng P
2
O
5
từ 8 -18%
- Quặng nghèo hàm lượng P
2
O
5
từ 5 – 8%
- Quặng rất nghèo hàm lượng P
2
O
5
từ 3 – 5%

Theo các tác giả này, quặng apatit là một tập hợp khoáng vật apatit có
kích thước lớn hơn 40µm. Cho tới nay, người ta đã tìm ra khoảng 200 dạng
khoáng vật photphat, nhiều nhất thuộc họ apatit. Các khoáng vật photphat
trong đó trầm tích không nằm ở dạng vô định như ta tưởng trước đây mà
thường nằm ở dạng ẩn tinh, phần lớn chúng biến đổi giữa fluorapatit
Ca
10
(PO
4

)
6
F
2
và cacbonat – fluorapatit Ca
5
([PO
4
],[CO
3
])
3
F. Hầu hết photphat
trầm tích nằm ở dưới dạng cacbonat - fluorapatit và được gọi là francolit.

1.2. Đặc điểm quặng apatit - dolomit trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Trên thế giới
Quặng apatit – dolomit là kiểu photphorit trầm tích khá phổ biến trên
thế giới và là nguồn nguyên liệu photphat chủ yếu cung cấp khoảng 80-90%
sản lượng photphat trên toàn thế giới trong những năm qua. Tổng trữ lượng
khoảng 65 tỷ tấn, được phân bố
nhiều nhất ở Maroc và tây Sahara, Trung
Quốc, Algeri, Mỹ …



10
Bảng 1.1. Sản lượng và trữ lượng photphat trên thế giới năm 2010 [16]

Tên quốc gia Sản lượng (10

3
tấn) Trữ lượng (10
3
tấn)
Mỹ 26 100 1 400 000
Algeri 2000 2 200 000
Australia 2 800 82 000
Brazil 5 500 340 000
Canada 700 5 000
Trung Quốc 65 000 3 700 000
Ai Cập 5000 100 000
Israel 3000 180 000
Jordani 6000 1 500 000
Maroc và Tây Sahara 26 000 50 000 000
Nga 10 000 1 300 000
Senegal 650 180 000
Nam Phi 2300 1 500 000
Seri 2 800 1 800 000
Togo 800 60 000
Tunisia 7 600 100 000
Các nước khác 9 500 620 000
Tổng 176 000 65 000 000

1.2.2. Ở Việt Nam
- Nguồn gốc: Quặng apatit Lào Cai có nguồn gốc liên quan chặt chẽ đến
phụ thành hệ dolomit – lục nguyên được thành tạo trong điều kiện biển tiến
với sự sụt lún kiểu địa hào vào đầu giai đoạn hoạt động nền Rifei – Paleozoi
và được trải qua quá trình biến chất khu vực yếu. Từ Rifei muộn đáy bồn trầm
tích được nâng lên cao, sau đó lại bị lún chìm với nhi
ều lần dao động hình

thành hệ lục nguyên – cacbonat (Điệp Cam Đường) được chia ra 3 phụ thành
hệ: phụ thành hệ lục nguyên - cacbonat (tầng KS1 đến KS3) có bề dày 430m,
phụ thành hệ dolomit - lục nguyên chứa photphat (tầng KS4 đến KS7) có bề
dày 300m và phụ thành hệ lục nguyên – cacbonat (tầng KS8) có bề dày 350m.

11
Phụ thành hệ dolomit – lục nguyên chứa photphat đã bị biến chất được
đặc trưng bởi các đá phiến giàu dolomit, apatit, thạch anh, muscovit, fenspat.
Bể quặng apatit Lào cai đã được tìm kiếm và thăm dò với các mức độ khác
nhau từ năm 1958 đến nay đối với các loại quặng đối với các loại quặng ở cả
3 phân vùng: Lũng Bô - Bát Xát, Bát Xát - Ngòi Bo, Ngòi Bo - Bảo Hà. [3].

• Tầng KS4 (còn gọi là tầng dưới quặng) là tầng nham th
ạch apatit –
cacbonat - thạch anh - muscovit có chứa cacbon. Nham thạch của tầng này
thường có màu xám sẫm, hàm lượng chất chứa cacbon tương đối cao, khoáng
vật chứa cacbonat là dolomit và canxit trong đó dolomit nhiều hơn canxit.
Quặng apatit - thạch anh thuộc phần phong hóa tầng này có hàm lượng P
2
O
5

trung bình 15% gọi là quặng apatit loại III, còn quặng apatit - thạch anh -
dolomit thuộc phần chưa phong hóa có hàm lượng P
2
O
5
từ 5-10% gọi là
quặng apatit loại IV.

• Tầng KS5 (còn gọi là tầng quặng): Đây là tầng quặng apatit - dolomit.
Nham thạch apatit - dolomit nằm trên lớp phiến thạch dưới quặng và tạo
thành tầng chứa quặng chủ yếu trong khu vực bể photphorit. Quặng apatit hầu
như đơn khoáng thuộc phần phong hóa có hàm lượng P
2
O
5
từ 28- 40% gọi là
quặng loại I, chiều dày quặng dao động từ 3-4m tới 10-12m. Quặng apatit
thuộc phần chưa phong hóa này có hàm lượng P
2
O
5
từ 18-25% được gọi là
quặng apatit loại II. Ngoài ra, còn có các phiến thạch apatit - dolomit, dolomit
– apatit - thạch anh - muscovit.

• KS6, KS7 (còn gọi là tầng trên quặng): Nằm trên các lớp nham thạch
của quặng và thường gắn liền với các bước chuyển tiếp trầm tích cuối cùng.
Nham thạch của tầng này khác với loại apatit - dolomit ở chỗ nó có hàm
lượng thạch anh, muscovit và cacbonat cao hơn nhiều và hàm lượng apatit
giảm.

Trong quặng apatit thì thành phần có ích là P
2
O
5
theo thành phần
khoáng vật và hóa học thì tại mỏ có 4 loại quặng apatit:

• Quặng apatit loại I: Là loại quặng apatit hầu như đơn khoáng thuộc
phần phong hóa của tầng quặng KS5 hàm lượng P
2
O
5
chiếm khoảng từ 28-
40%.

• Quặng apatit loại II: Là quặng apatit - dolomit thuộc phần chưa phong
hóa của tầng quặng KS5 hàm lượng P
2
O
5
chiếm khoảng 18-25%.

12
• Quặng apatit loại III: là quặng apatit - thạch anh thuộc phần chưa
phong hóa của tầng KS4 và các tầng trên quặng KS6, KS7 hàm lượng P
2
O
5

chiếm khoảng từ 12-20% trung bình 15%.

• Quặng apatit loại IV: Là quặng apatit-thạch anh-mica thuộc phần chưa
phong hóa của tầng dưới quặng KS4 và các tầng trên quặng KS6, KS7 hàm
lượng P
2
O
5

là từ 8-10%.

- Về cấu trúc tinh thể, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học của
quặng apatit loại II: Đã có nhiều tác giả nghiên cứu kỹ vấn đề này (Lê
Nguyên Sóc, Nguyễn Ngọc Kha, Phan Văn Tường, Trần Ngọc Liên) như
phân tích lát mỏng, phân tích nhiễu xạ tia X, phân tích nhiệt vi sai, … Kết quả
nghiên cứu cho thấy quặng apatit loại II là loại đá phiến dolomit – thạch anh –
canxit – muscovit giàu photphat. Dolomit chiếm tỷ lệ khá lớn gồm những hạ
t,
thù hình ít nhiều bị gặm mòn, cát khai không rõ ràng. Thạch anh ít hơn, gồm
những hạt nhỏ (0,5 – 0,8 mm) phân bố rải rác nhưng khá đều đặn; canxit lẫn
trong dolomit và rất dễ nhầm với dolomit. Muscovit thành vảy hoặc tấm nhỏ
bị gặm mòn và biến đổi rất giống flogofit. Vật chất photphat dạng ẩn tinh xen
kẽ hiếm gặp các hạt apatit. Ngoài ra còn có lượng nhỏ pirit và các vảy graphit.
Ngoài khoáng apatit trong quặng apatit loại II, tác giả Lê Nguyên Sóc đã
xác định được khoáng canxi magie sắ
t (II) cacbonat (ferroan dolomit –
Ankerite) với công thức Ca(Mg
0
,
67
Fe
0,33
)(CO
3
)
2
[4].

Viện GIGKS (Nga) đã xác định thành phần khoáng vật và các loại liên

tinh trong mẫu quặng apatit loại II Lào Cai gồm: Khoáng vật apatit, apatit với
các vi thể bao cacbonat các liên tinh, apatit với cacbonat, apatit với thạch anh,
apatit với fenspat; dolomit, thạch anh, fenspat kali, mica trắng, dolomit với
thạch anh, dolomit với fenspat, mica với thạch anh [5].
Bảng 1.2. Thành phần khoáng vật trong Apatit

Hàm lượng trong quặng %
Tên khoáng vật
Loại I Loại II Loại III Loại IV
Apatit 90 – 98 60 - 70 45 – 55 30 – 40
Thạch anh 1 – 7 2 – 7 23 – 30 30 – 35
Muscovit 1 – 2 1,6 – 2 5 – 7 1,5 – 4
HydroxitFe,Mn 2 – 3 1 – 3 3 – 5,5 4 – 6
Canxiđolomit 25 – 30 1 – 5 1 – 3
Chất than 5 – 7 0,5 – 1
Hydroxit Al 8
13
Bảng 1.3. Thành phần hóa học trong quặng Apatit Lào Cai [6]

Hàm lượng trong quặng %
Tên hợp
chất
Loại I Loại II Loại III(KS
4
) Loại IV(KS
6,7
)
P
2
O

5
28-36 20-26 14-16 10-13
SiO
2
7-24 6-12 44-48 22-28
CaO 33-37 37-43 18-20 27-29
MgO 0,4-0,7 4,8-6,8 1,4-1,6 6,8-9,2
F 1,8-2,5 1,5-1,7 - -
MnO
2
0,5-0,7 0,4-0,5 0,2-0,7 0,3-0,5
CO
2
0,3-0,7 6,4-12,4 0,4-0,5 13-17
CKT 8-27 7-13 52-57 24-32


- Trữ lượng quặng apatit và nhu cầu sử dụng:
Bảng 1.4. Trữ lượng quặng apatit đã thăm dò và trữ lượng dự báo [6]
(Tính đến ngày 31/12/2010)
Đơn vị: triệu tấn

Loại
quặng
A+B C
1
A+B+
C
1

C
2
A+B+
C
1
+C
2
P
1
+P
2
A+B+C
1
+
C
2
+P
1
+P
2
I 3,78 13,04 16,82 12,83 29,65 5,79 35,44
II 34,20 85,16 119,36 126,85 246,21 567,07 813,28
III 36,05 78,81 114,86 58,71 173,57 19,82 193,39
IV 97,66 78,81 176,47 220,40 573,34 1074,00 1647,34
Tổng 171,69 255,82 427,53 418,79 1022,77 1666,68 2689,45

Tỷ lệ các loại quặng apatit đã thăm dò được thể hiện trên hình 1.1


Hình 1.1. Tỷ lệ các loại quặng apatit Lào Cai

14

Tuy nhiên, từ trước tới nay do tính chất khó tuyển tách của quặng apatit
loại II nên mức độ nghiên cứu thăm dò quặng này còn ít và chưa kỹ so với
quặng loại I và loại III. Quặng loại II có trữ lượng lớn nhưng mới chỉ được sử
dụng trực tiếp để sản xuất phân lân nung chảy nên sản lượng khai thác và sử
dụng còn rất hạn chế.
Những năm gần đây nhu c
ầu sử dụng phân bón tăng cao đòi hỏi năng
suất khai thác và tuyển tách quặng apatit cũng phải tăng theo.
Theo kế hoạch sản xuất năm 2010 của Tập đoàn hóa chất Việt Nam
vạch ra cho các nhà máy:
• Đối với supephotphat: Nhà máy Supephotphat và Hóa chất Lâm Thao
là 820.000 tấn/năm, Nhà máy Supe Long Thành là 180.000 tấn/năm và cả hai
nhà máy này cần khoảng 700.000 tấn quặng tuyển.
• Đối với phân lân nung chảy: Phân lân nung chảy Văn Điển là 275.000
tấn/n
ăm, Phân lân nung chảy Ninh Bình là 270.000 tấn/năm và cả hai nhà
máy này cần khoảng 395.000 tấn quặng II.
Năm 2011 Nhà máy DAP Đình Vũ – Hải Phòng đã sản xuất được
240.000 tấn DAP từ khoảng 385.000 tấn quặng tuyển.
Trước tình hình nguồn quặng I và III ngày càng cạn kiệt thì sắp tới
quặng II sẽ không chỉ sử dụng trực tiếp cho sản xuất phân lân nung chảy mà
cần phải được làm giàu để nâng cao hàm lượng P
2
O
5
cung cấp cho nhu cầu
sản xuất phân bón, sản xuất photpho vàng đáp ứng cho nhu cầu hóa chất trong

nước đang ngày càng tăng. Do đó, việc nghiên cứu khai thác, sử dụng quặng
II ngay từ bây giờ là điều cần thiết.

Quặng apatit-dolomit cũng là loại quặng phổ biến trên thế giới. Trên
thế giới, nhiều nước đã khai thác và chế biến có hiệu quả loại quặng này. Còn
đối với Vi
ệt Nam từ năm 2009 đến nay, Trung tâm Nghiên cứu hóa chất tuyển
quặng - Viện hóa học công nghiệp Việt Nam đã hoàn thành việc nghiên cứu
thuốc tuyển quặng loại II (thuộc đề tài cấp Nhà nước) và đã được chạy thử
nghiệm trên dây chuyền pilot của nhà máy tuyển apatit Tằng Loỏng (Bảo
Thắng – Lào Cai) đạt được kết quả khả quan. Tuy đã thu được tinh quặng có
hàm lượng P
2
O
5
≥ 30% nhưng hàm lượng MgO trong tinh quặng vẫn còn
khoảng 2,6%. Để có thể cung cấp, phục vụ cho sản xuất DAP thì hàm lượng
MgO phải nhỏ hơn 1%, do đó chúng ta cần nghiên cứu đồng thời công nghệ
tách loại MgO từ tinh quặng loại II. Đây cũng là một nhiệm vụ lớn và phức
tạp cần có sự chỉ đạo tập trung của các cấp lãnh đạo và có sự tổ chức, thực
hiệ
n quyết tâm của đơn vị nghiên cứu và sản xuất mới có thể đạt được kết quả
mong muốn.


15
1.3. Ảnh hưởng của một số thành phần trong quặng apatit loại II đến
công nghệ sản xuất phân bón
Chất lượng nguyên liệu photphat cần khống chế các chỉ tiêu chính sau:
Hàm lượng P

2
O
5
, hàm lượng MgO, hàm lượng Al
2
O
3
, hàm lượng Fe
2
O
3
, hàm
lượng cacbonat CO
2
, hàm lượng SiO
2
và thành phần độ hạt của quặng.

- Hàm lượng P
2
O
5
là chỉ tiêu quan trọng nhất, nó quyết định giá thành
và chất lượng sản phẩm khâu xử lý nguyên liệu tiếp theo. Để sản xuất
photphat 18% P
2
O
5
hữu hiệu thì nguyên liệu đầu vào quặng tinh photphat phải
có hàm lượng 32 – 33% P

2
O
5
. Để sản xuất supephotphat 15% P
2
O
5
hữu hiệu
thì quặng phải có hàm lượng 28 - 29% P
2
O
5.
. Đối với phân lân nung chảy,
hàm lượng P
2
O
5
trong nguyên liệu đầu vào 24-26%. Đối với quặng Karatau
để sản xuất photpho vàng trong lò điện thì hàm lượng P
2
O
5
không dưới 21%,
còn thông thường không dưới 24-25%.

- Magie trong quặng photphat tự nhiên chủ yếu dưới dạng dolomit
MgCa(CO
3
)
2

. Hàm lượng MgO là một chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến khả
năng sử dụng nguyên liệu photphat cho quá trình sản xuất phân bón.

• Magie trong nguyên liệu photphat cản trở nhiều trong quá trình tạo ra
supephotphat, ion Mg
2+
thay thế ion H
+
trong axit H
3
PO
4
ở giai đoạn II của
phản ứng phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
trong quặng apatit nên làm giảm khả năng phản
ứng của H
3
PO
4
. Càng nhiều magie trong supephotphat càng làm tăng độ nhớt
và supephotphat càng hút ẩm nhiều. Sản phẩm supephotphat ở trạng thái dính
ướt rất khó sử dụng trong nông nghiệp.

• Trong trường hợp hàm lượng MgO quá cao thì axit photphoric trích ly
trở nên quá nhớt và khó cô đặc đến nồng độ cần thiết.

Do đó, làm giảm MgO trong tinh quặng apatit là việc làm cần thiết.

Trong sản xuất supephotphat đơn thì tỷ lệ MgO/ P
2
O
5
là 7-8% còn với
supephotphat kép là 5-6%. Khi thủy phân photphat bằng axit HNO
3
, HCl và
sản xuất photpho vàng thì hàm lượng MgO không có ý nghĩa quan trọng.
Trong sản xuất phân lân nung chảy thì hàm lượng MgO lại có lợi và làm tăng
giá trị nông hóa của phân.

- Hàm lượng các oxit sắt và nhôm: Nếu hàm lượng các oxit này trong
nguyên liệu photphat cao thì axit photphoric trích ly từ chúng bằng axit
sunfuric sẽ bị nhiễm bẩn, chứa nhiều photphat sắt và nhôm. Hàm lượng sắt
cao làm tăng thêm chi phí axit sunfuric và giảm mức độ thu hồi P
2
O
5
. Oxit
nhôm là tập hợp có hại trong quá trình xử lý quặng photphat bằng axit.
16

- Hàm lượng cacbonat: Cũng là một chỉ tiêu quan trọng đối với chất
lượng nguyên liệu photphat, nó chủ yếu ở dạng cacbonat canxi và magie,
cacbonat dễ phân hủy bằng axit, lượng CO
2
thoát ra khi thủy phân cacbonat

cải thiện chế độ trong thiết bị và làm cho supephotphat có cấu trúc rỗng
nhưng nếu số lượng chúng quá lớn sẽ gây ra sự tạo bọt thái quá làm giảm
năng suất thiết bị, tăng chi phí axit, giảm hàm lượng P
2
O
5
trong supephotphat.
Hàm lượng CO
2
tối đa với nguyên liệu photphat trong xử lý axit thường
khoảng 5-6%. Đối với sản xuất phân lân nung chảy thì hàm lượng cacbonat
không ảnh hưởng. Trong sản xuất photpho vàng bằng lò điện mà hàm lượng
cacbonat cao không chỉ dẫn đến tăng chi phí năng lượng điện mà còn gây sự
cố do khí CO
2
oxy hoá P
4
trong khí lò làm tăng nhiệt độ ở ống dẫn khí, nhiều
khi phải dừng lò.

- Hàm lượng SiO
2
không phải là chỉ tiêu có hại cần hạn chế trong
phần lớn các trường hợp sử dụng nguyên liệu photphat. Tuy nhiên, hàm lượng
của chúng quá cao sẽ làm giảm hàm lượng P
2
O
5
tương ứng có trong quặng,
đồng thời SiO

2
còn đi vào thành phẩm của phân bón và giảm nồng độ các
phần có ích trong phân lân.

Trong quá trình sản xuất phân lân nung chảy thì cần thiết có một lượng
SiO
2
nhất định, trong sản xuất photpho vàng SiO
2
trong nguyên liệu là cần
thiết để khử photphat tỷ lệ SiO
2
/CaO cần phải giới hạn trong 0,8-1, nếu trong
nguyên liệu photphat mà tỷ lệ đó nhỏ hơn 0,8 thì phải thêm thạch anh hoặc
photphat tự nhiên có hàm lượng thạch anh cao.

- Thành phần độ hạt nguyên liệu được yêu cầu tùy theo phương pháp sử
dụng nguyên liệu. Trong quá trình xử lý axit, quặng photphat đòi hỏi phải
nghiền mịn, trong sản xuất photpho vàng, phân lân nung chảy đòi hỏi nguyên
liệu dạng cục. V
ới quặng photpho Karatau nguyên liệu photphat cho xử lý
axit phải có thành phần độ hạt sao cho +0,16mm không vượt quá 14%, còn để
sản xuất photpho vàng thì cần hạt có kích thước 10mm không quá 15%.

1.4. Các phương pháp làm giàu quặng apatit - dolomit
1.4.1. Trên thế giới
Quặng apatit - dolomit là nguồn trữ lượng nguyên liệu photphat chủ
yếu trên thế giới mà cho đến nay mới bắt đầu nghiên cứu sử dụng. Một số
khoáng sàng photphat nguồn gốc trầm tích biển trên thế giới: Nga, Mỹ, Mông
Cổ, Trung Qu

ốc… cacbonat ở những khoáng sàng này chủ yếu là dolomit.
Nguyên nhân chính cản trở quá trình đưa vào sử dụng nguồn nguyên liệu này
17
vì chúng chứa nhiều oxit magie ở dạng dolomit và rất khó tách khỏi quặng
bằng các phương pháp tuyển [7].
Nghiên cứu sử dụng quặng apatit - dolomit được tiến hành đồng thời
trên hai phương diện:

- Tuyển tách dolomit tối đa ra khỏi quặng và sau đó xử lý quặng tiếp
tục bằng axit để sản xuất phân bón.

- Tìm kiếm phương hướng sử dụng trực tiếp những quặng giàu dolomit
không qua tuyển hoặc chỉ
tuyển sơ bộ.

Quặng apatit - dolomit đã được tuyển thử nghiệm với hầu hết các
phương pháp truyền thống như: Tuyển huyền phù, nung thiêu, tuyển nổi,
tuyển hóa…

1.4.1.1. Tuyển huyền phù
Là một trong những phương pháp phổ biến để tuyển than và nhiều loại
khoáng sản khác. Tuy nhiên, đối với quặng photphat phương pháp này mới
được thử nghiệm, người ta phát hiện ra rằng trong thành phần của nhi
ều
quặng apatit - dolomit và apatit - dolomit - thạch anh thành phần thạch học
khác nhau với hàm lượng P
2
O
5
và MgO khác nhau, các thành phần thạch học

này có thể tách ra khỏi nhau ở cấp hạt thô hơn nhiều so với cấp hạt giải phóng
các khoáng vật.

Những nghiên cứu đầu tiên về đặc tính trọng lực và tính khả tuyển bằng
huyền phù đã được nghiên cứu cho các quặng apatit - dolomit Florida (Mỹ) và
Karatau (Liên Xô cũ). Kết quả cho thấy rằng phương pháp tuyển huyền phù
rất có triển vọng đối với quặng khó tuyển Karatau, tùy theo mụ
c đích người ta
lấy tỷ trọng phân tách là 2,9 g/cm
3
(để tách thạch anh và một phần dolomit)
hoặc 3,0 g/cm
3
(để tách phần nặng là tinh quặng apatit).

Đối với quặng Karatau, tuyển huyền phù thực hiện các chức năng sau:

- Tách đá vây quanh quặng nghèo

- Tách quặng ra các thành phần làm nguyên liệu cho lò điện và nguyên
liệu xử lý axit.

- Tuyển quặng sơ bộ trước khi tuyển nổi hoặc nung thiêu.

18
Nghiền
Nguyên liệu cho lò điện
ò
= 21-23% P2O5;
e

= 45%
10 - 70mm
2 - 10mm -2mm
+0.15mm
-0.15mm
Quặng đầu
Đập
Sàng và rửa quặng
Tuyển huyền phù
Tuyển huyền phù
Phân cấp
Tinh quặng để trích ly
ò
= 28% P2O5;
e
= 40%
Quặng thải


Hỡnh 1.2. S tuyn huyn phự qung Janatas (Karatau)

1.4.1.2.Nung thiờu
L mt trong nhng phng phỏp truyn thng tuyn qung apatit -
dolomit. Nú c ỏp dng rng rói kh cacbonat v cỏc hp cht hu c
trong qung cỏc nc Bc Phi, Trung ụng v M. Bn cht ca phng
phỏp ny l dựng nhit cao lm bc hi vt cht hu c, phõn hy
cacbonat v sau ú l dựng nc húa vụi v r
a cỏc sn phm to thnh khi
phõn hy cabonat.

19
Ở nhiệt độ 300
°
C vật chất hữu cơ bị cháy và bốc khỏi quặng, đến 600
°
C
thành phần cacbonat có trong mạng tinh thể cacbonat fluorapatit được tách ra,
cấu trúc tinh thể bị co lại. Dolomit bị phân hủy ở 750
°
C và đến 950
°
C thì
canxit bị phân hủy. Nung thiêu là phương pháp hữu hiệu để xử lý quặng apatit
- dolomit độ hạt thô (ở Bắc Phi), có hàm lượng vật chất than cao, có hàm
lượng cacbonat phân tán trong các vi liên tinh với apatit cao.

Nhược điểm của phương pháp này là chi phí năng lượng lớn, không
loại được thạch anh, các silicat và trong nhiều trường hợp cụ thể không tách
được hoàn toàn CaO và MgO khi mà những hợp chất này kết hợp với thạch
anh.

1.4.1.3. Tuyển nổi
Hàng năm bằ
ng phương pháp tuyển nổi thế giới đã tuyển được 60-70
triệu tấn quặng photphat. Tuyển nổi là phương pháp tuyển rất có hiệu quả
trong việc tách apatit ra khỏi các khoáng vật khác. Phương pháp tuyển nổi đã
được áp dụng ở quy mô công nghiệp để tách apatit và canxit ở Jacupirauga
(Braxin), Xiliniavi (Phần Lan), thậm chí để tách dolomit và photphorit ở
Karatau (Liên Xô), Kondo (Mỹ) và Jamacotra (Ấn Độ).

Quặng apatit – dolomit do trong mạng tinh thể của chúng đều có cation
Ca
2+
có cùng hoạt tính tuyển nổi. Các hạt khoáng vật apatit – dolomit có
những đặc tính hóa lý và tuyển nổi gần giống nhau nên sự phân tách các
khoáng vật này ra khỏi nhau là vấn đề khó mà nhiều năm qua của các nhà
nghiên cứu đang tìm phương pháp giải quyết. Hiện nay trên thế giới trong
công nghệ tuyển nổi người ta áp dụng phương pháp tuyển nổi ngược và tuyển
nổi thuận.

1.4.2. Ở Việt Nam
Cho đến nay việc tuyển quặng apatit – dolomit Lào Cai mới ch
ỉ được
nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp theo một số
phương pháp như sau:

1.4.2.1. Phương pháp tuyển nổi
Quặng apatit – dolomit Lào Cai đầu tiên được nghiên cứu trong phòng
thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp tại Viện nghiên cứu quốc gia về
nguyên liệu Mỏ Hoá Chất, Liên Xô cũ năm 1958. Từ mẫu quặng Mỏ Cóc
24,28% P
2
O
5
và 6,01% MgO, bằng sơ đồ tuyển nổi tập hợp chọn riêng dùng
axit photphoric đã nhận được tinh quặng 34% P
2
O
5
với mức thực thu P

2
O
5
là
75%. Chi phí thuốc tuyển là 2,0 kg/tấn xà phòng lỏng, 0,5 kg/tấn thuỷ tinh
lỏng và 10 kg/tấn H
3
PO
4
[7],[8].
20
Phòng thí nghiệm của trường Đại học Mỏ - Địa Chất cũng áp dụng sơ đồ
trên, từ quặng Mỏ Cóc 27% P
2
O
5
cũng nhận được tinh quặng 37,5%P
2
O
5
với
mức thực thu P
2
O
5
là 72,5%. Chi phí thuốc tuyển là:
• 1,5 kg/tấn axit oleic
• 1,5 kg/tấn thuỷ tinh lỏng
• 5,0 kg/tấn xôđa
• Khoảng 30 kg/tấn axit sunfuric (tuyển trong chế độ không dùng

nước tuần hoàn).

Năm 1970, quặng II đồng thời với mẫu đá vây (quặng IV) cũng đã được
nghiên cứu tỉ mỉ tại phòng Tuyển khoáng của Viện hàn lâm khoa học CHDC
Đức. Từ mẫu quặng Mỏ Cóc 22,4% P
2
O
5
và 5,94% MgO, bằng sơ đồ tuyển nổi
chọn riêng có sử dụng axit photphoric, nhận được tinh quặng 35% P
2
O
5
. Chi
phí thuốc tuyển là:
• 0,5 – 1 kg/tấn axit oleic
• 1,0 kg/tấn thuỷ tinh lỏng
• 7,0 kg/tấn axit photphoric.

Nếu muốn nâng mức thực thu lên 80% P
2
O
5
thì hàm lượng tinh quặng giảm
xuống còn 32% P
2
O
5
. Hàm lượng MgO trong các thí nghiệm xấp xỉ 2 – 3%
MgO. Đối với quặng IV, từ quặng 8,7% P

2
O
5
chỉ nhận được tinh quặng 18,9%
P
2
O
5
.

Trường Đại học Mỏ địa chất hợp tác với công ty thiết kế mỏ hoá chất
tiến hành đề tài nghiên cứu bổ sung tuyển quặng II, trong đó các tác giả tập
trung nghiên cứu các phương pháp tuyển không phải là sơ đồ tuyển nổi ngược
với axit photphoric. Mẫu quặng nghiên cứu là quặng loại II mỏ Cóc (mẫu 201)
và khu Đông Hồ (mẫu 202). Lần đầu tiên thử nghiệm nung hoá vôi và phương
pháp tuyể
n nổi thuận với các thuốc đè chìm khác nhau: Thuỷ tinh lỏng (với
mođun 2,5; 3,25), than hoạt tính, taniauh, quebracho, natri sunfat và amoni
sunfat cũng như hỗn hợp thuỷ tinh lỏng với đồng sunfat và thuỷ tinh lỏng với
natri dihidro photphat. Theo kết quả nghiên cứu thì nung hoá vôi là không có
hiệu quả với quặng loại II Lào Cai. Các sơ đồ tuyển nổi thuận cho kết quả
không cao so với sơ đồ tuyển nổi ngược dùng axit photphoric thì hàm lượng
quặng tinh apatit thấp hơn 4 -5%.

T
ất cả các nghiên cứu trên đều tập trung nghiên cứu mẫu quặng loại II
Mỏ Cóc. Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng bằng sơ đồ tuyển nổi ngược với
axit photphoric cho kết quả tốt hơn các sơ đồ tuyển nổi thuận và phương pháp
nung hoá vôi.

21
Tuyển nổi ngược: Mẫu 201 được tuyển nổi theo sơ đồ hình 1.4 với chi
phí thuốc tuyển là:
• 500 g/tấn CKK
• 6500 g/tấn H
3
PO
4
(5000 g/t vào tuyển chính và 500 g/t vào mỗi
tuyển tinh).
Khi đó nhận được tinh quặng 29,27% P
2
O
5
, 2,33% MgO, với thực thu
P
2
O
5
là 80,36%. Khi tăng chi phí H
3
PO
4
lên 12000 g/t (9000 g/t vào tuyển
chính và 1000g/t vào mỗi tuyển tinh) nhận được tinh quặng 30,97% P
2
O
5
,
1,62% MgO với mức thực thu P

2
O
5
là 83,30%.

Tuyển nổi thuận: Với chế độ thuốc tuyển:
• 500g/t thuỷ tinh lỏng
• 105g/t flotol
• 52,5 g/t HΨK
Đã thu được tinh quặng 34,79% P
2
O
5
, 1,88% MgO với mức thực thu P
2
O
5
là
87,77%.
TuyÓn næi chÝnh
TuyÓn tinh 1
TuyÓn tinh 2
TuyÓn tinh 3
S¶n phÈm cacbonat
QuÆng tinh apatit
MÉu 201


Hình 1.3. Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi quặng 201

22
1.4.2.2. Phương pháp tuyển trọng lực
Các chuyên gia Nga cũng đã tiến hành khảo sát và nghiên cứu khả năng
áp dụng phương pháp tuyển trọng lực cho một số mẫu quặng loại II Lào Cai,
kết quả cho thấy:

Mẫu quặng Đông Hồ: Hàm lượng silic cao nên khả năng tuyển trọng lực
là tốt. Từ mẫu 202 tách ra được 30,6% sản phẩm thải với hàm lượng P
2
O
5
5,7%, MgO 9,7% và 33,6% cặn không tan. Mất mát P
2
O
5
theo sản phẩm nhẹ
9,4%.

Từ mẫu này ta có thể nhận được sản phẩm giàu (cấp tỷ trọng +3,05
g/cm
3
) 31,4% P
2
O
5
; 3,6% MgO; 1,1% cặn không tan và sản phẩm trung gian
với thu hoạch 36,5% có 22,4% P

2
O
5
; 7,2%MgO và 4,7% cặn không tan. Sản
phẩm trung gian này có thể tuyển nổi tiếp tục hoặc được sử dụng để sản xuất
phân lân nung chảy.

Từ mẫu 201 khu Mỏ Cóc có thể tách ra sản phẩm quặng thải cấp tỷ trọng
nhẹ với thu hoạch 15,7%, hàm lượng P
2
O
5
11,6%; MgO 10,8% và cặn không
tan 13,7%. Có thể tách ra cấp tỷ trọng nặng (+3,05g/cm
3
) tinh quặng
32,1%P
2
O
5
; 3,7%MgO; 2,4% cặn không tan. Nếu tăng tỷ trọng phân tách tới
3,1 g/cm
3
thì hàm lượng P
2
O
5
trong sản phẩm nặng tăng tới 34 – 35% P
2
O

5
.

1.4.2.3. Tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi
Để xác định các chỉ tiêu tuyển quặng II theo sơ đồ tuyển kết hợp, các sản
phẩm phân tách trọng lực cũng như cấp vụn mẫu 201 và 202 được thử nghiệm
xử lý tiếp tục. Quá trình tuyển tách các khoáng vật silic vào cấp tỷ trọng nhẹ
không những chỉ giảm tải trọng vào các khâu nhiều tốn kém là nghiền và tuyể
n
nổi, mà còn tạo điều kiện thuận lợi để nhận tinh quặng apatit chất lượng cao, vì
lúc đó nhiệm vụ của công đoạn tuyển nổi chỉ là phân tách các khoáng vật apatit
và cacbonat.

- Phương án 1: Là phương án tuyển trọng lực một giai đoạn và sau đó
tuyển nổi tiếp tục cấp tỷ trọng nặng.

23
Quặng sau đập
Tuyển trọng lực
(một giai đoạn)
Tuyển nổi
Phân cấp
Nghiền
Cấp tỷ
trọng nhẹ
Quặng thải
Quặng tinh apatit


Hỡnh 1.4. S tuyn kt hp trng lc - tuyn ni mu 201 v 202

Bng 1.5. Cỏc ch tiờu tuyn qung loi II theo s tuyn kt hp

Mu 201 Mu 202
Cỏc sn phm v
cỏc ch tiờu
Tuyn ni
ngc
Tuyn ni
thun
Tuyn ni
ngc
Tuyn ni
thun
Thu hoch % 55,3 55,3 48,2 38,6
Hm lng P
2
O
5
%
34,9 33,4 30,5 30,3
Hm lng MgO%
1,4 2,7 3,5 3,5
Thc thu P
2
O
5
% 81,7 78,3 79,6 63,5
CKK-0,2 Na
2
SiO

3
0,5 CKK-0,2 Na
2
SiO
3
0,5
H
3
PO
4
-6,0 Flotol-0,1 H
3
PO
4
-6,0 Flotol-0,1
Cỏc thuc tuyn
kg/t
HK-0,05

- Phng ỏn 2: L phng ỏn tuyn huyn phự hai giai on. Tuyn ni
ch tin hnh vi cỏc cp t trng sn phm trung gian v cp ht vn.