Nghiên cứu thiết kế chế tạo bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ





BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
CẤP BỘ NĂM 2011

Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bơm quặng chịu mòn đặc chủng
phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu”.
Ký hiệu: 162.11RD/HĐ-KHCN






Cơ quan chủ quản:
BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì đề tài:
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ
Chủ nhiệm đề tài:
KS. ĐỖ THÁI CƯỜNG


9097

Hµ néi - 2011

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ





BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
CẤP BỘ NĂM 2011

Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bơm quặng chịu mòn đặc chủng
phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu”.
Ký hiệu: 162.11RD/HĐ-KHCN





VIỆN TRƯỞNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI




KS. ĐỖ THÁI CƯỜNG

Hµ néi - 2011


NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 1

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 3
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 5
LỜI NÓI ĐẦU 6
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ BƠM QUẶNG - TÌNH HÌNH KHAI THÁC, 7
TUYỂN KHOÁNG MỘT SỐ LOẠI QUẶNG Ở NƯỚC TA 7
1.1.Nguyên lý chung của bơm quặng 7
1.1.1.Nguyên lý làm việc: 7
1.1.2. Phân loại 8
1.1.3. Các thông số cơ bản của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 9
1.2.Phạm vi sử dụng 10
1.3.Các loại bơm quặng đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam 11
1.3.1.Bơm quặng Krebs

millMAX 11
1. 3.2.Bơm quặng KINGDA 12
1.3.3.Bơm quặng Metso 12
1.3.4.Bơm quặng Giang Tây Naipu Industry Co, Ltd. 14
1.3.5.Bơm quặng FLSmidth KREBS - Giải pháp tối ưu bơm các loại quặng sệt có hệ số
mài mòn cao: 14

1.5.Tình hình khai thác, tuyển khoáng một số loại quặng ở nước ta 15

1.5.1.Quặng sắt: 15
1.5.2.Bô xít: 16
1.5.3.Quặng titan: 17
1.5.4.Quặng thiếc: 18
1.5.5.Quặng đồng: 18
1.5.6.Quặng kẽm chì: 23
1.6.Kết luận chương 1 23
CHƯƠNG 2:PHÂN TÍCH BƠM QUẶNG CHỊU MÒN –LỰA CHỌN 24
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 24
2.1.Nguyên lý làm việc: 24
2.2.Cấu tạo: 25
2.3.Phương trình xác định cột áp lý thuyết của bơm 26
2.4.Chọn biên dạng cánh bơm 29
2.5.Đặc tính thực của bơm 29
2.6.Các đặc tính khai thác của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 30
2.7.Đặc tính ổn định và không ổn định của bơm li tâm 31
2.8.Sự phối hợp công tác giữ
a bơm với hệ thống đường ống và điểm làm việc 32
2.9.Ghép bơm vào hệ thống 32
2.9.1.Ghép hai bơm làm việc song song 33
2.9.2.Ghép bơm nối tiếp 34
2.10.Đồ thị đặc tính công suất, N=f(Q) 35
2.11.Đồ thị đặc tính hiệu suất
η
=f(Q) 35
2.12.Đặc tính tổng hợp của bơm quặng ly tâm 36
2.13.Luật tương tự trong bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 37
2.14.Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc và gây mài mòn của bơm quặng sử dụng
nguyên lý ly tâm 37
2.14.1.Ảnh hưởng do xâm thực 37

2.14.2.Ảnh hưởng của lực hướng trục 39
2.14.3.Ảnh hưởng của lực hướng kính 40
2.15.Điều chỉnh sản lượng của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 40

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 2

2.16.Ưu nhược điểm của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 43
2.16.1.Ưu điểm 43
2.16.2.Nhược điểm: 43
2.17.Khả năng chịu mài mòn của vật liệu chế tạo chi tiết chịu mòn trong bơm quặng 43
2.17.1.Vật liệu gang chống mòn trong môi trường trung tính 43
2.17.2.Vật liệu thép chống mòn và lớp phủ 51
2.17.3.Vật liệu cao su và phương pháp bọc 54
2.17.4.Kết cấu mineralopolymer 55
2.18.Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 57
2.19.Kết luận chương 2 61
CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM QUẶNG CHỊU MÒN 62
3.1.Cơ sở lý thuyết của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 62
3.1.1.Tam giác vận tốc và phương trình Becnuli với rãnh quay 62
3.1.2.Cột áp trong bơm 64
3.1.3. Lưu lượng trong bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 65
3.1.4. Công suất và hiệu suất 65
3.1.5.Số vòng quay đặc trưng (n
s
) 66
3.1.6.Chiều cao đặt bơm an toàn không bị hiện tượng xâm thực 66
3.1.7.Ảnh hưởng của góc đặt cánh β
2

: 67
3.2.Tính chọn động cơ và các thông số cơ bản của bơm 69
3.2.1.Tính công suất để chọn bơm 69
3.2.2. Tính hiệu suất của bơm 70
3.3. Xác định các kích thước chính của bơm 71
3.3.1. Tính toán bánh công tác bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm 71
3.3.2. Dựng đồ vận tốc 77
3.4.Kết luận chương 3 92
CHƯƠNG 4:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐẦU BƠM 93
4.1.TRỤC BƠM 93
4.2.CÁNH BƠM 99
4.3.Kết luận chương 4 101
CHƯƠNG 5:HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BƠM QUẶNG 102
5.1.Mô tả chung 102
5.2. Công tác vận hành và bảo dưỡng sửa chữa 103
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109
*KẾT LUẬN 109
*KIẾN NGHỊ 109
LỜI CẢM ƠN 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO 111
PH
Ụ LỤC 112


NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 3

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1. Tên đề tài:

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển
khoáng thay thế hàng nhập khẩu.
2. Cơ sở pháp lý của đề tài:
- Quyết định số 6878 /QĐ – BCT, ngày 29 tháng 12 năm 2010 về việc đặt hàng
thực hiện các nhiệm vụ KHCN năm 2011 của Bộ Trưởng Bộ Công Thương.
- Hợp đồng đặt hàng s
ản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công nghiên cứu
khoa học và phát triển công nghệ số 162.11 RD/HĐ-KHCN ngày 26 tháng 04 năm
2011.
3. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
3.1. Tính cấp thiết:
Các doanh nghiệp đang sử dụng rất nhiều các loại bơm có xuất xứ từ khắp thế
giới như (Nga, Trung Quốc, Anh, Mỹ, Nhật, Thụy Điển, Nam Phi v.v ). Việc lựa chọn
một s
ố chủng loại bơm với những yêu cầu kỹ thuật phù hợp cho từng loại khoáng sản để
nội địa hóa cho các ngành cùng sử dụng là việc làm hết sức cấp bách.
3.2. Mục tiêu của đề tài:
Làm chủ công tác nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bơm quặng chịu mòn phục vụ
tuyển khoáng.
Đưa vào ứng dụng trong sản xuất.
4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu:
4.1.
Đối tượng:
Các loại bơm quặng chịu mòn sử dụng trong tuyển khoáng, khai thác khoáng
sản.
4.2. Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu, khảo sát chế độ làm việc của các loại bơm nhập khẩu (Nga, Anh,
Thụy Điển, Nam Phi).
- Tính toán, chọn thông số kỹ thuật, thiết kế bơm quặng.
- Lập quy trình công nghệ chế tạo bơm quặng.

- Chế tạo thử nghiệm một đầu bơm
điển hình thay thế hàng nhập khẩu.
- Viết báo cáo tổng kết đề tài.
4.3. Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tế sử dụng thiết bị tại cơ sở sản xuất, khảo
sát đánh giá và đưa ra chỉ tiêu khi lựa chọn áp dụng thiết bị bơm quặng chịu mòn vào
một mô hình dây chuyền cụ thể.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 4

- Căn cứ trên mẫu bơm thực tế đang áp dụng phổ biến tại Việt Nam như Bơm
Oreong của của Thụy Điển, Metso của Nam phi, ΓPY của Nga, đánh giá lựa chọn lấy
mẫu để thiết kế. Kiểm tra các công thức tính toán áp dụng với một thiết bị cụ thể đang
khai thác.
- Tìm hiểu năng lực chế tạo các cơ sở trong nước
để chế tạo một đầu bơm thế hàng
nhập khẩu.
5. Kinh phí thực hiện đề tài:
- Tổng số: 400 triệu đồng
+ Từ ngân sách Nhà nước: 400 triệu đồng
+ Vốn tín dụng: 0 triệu đồng
+ Vốn tự có: 0 triệu đồng
6. Thời gian thực hiện: 12 tháng.
- Bắt đầu: 01/2011
- Kết thúc: 12/2011

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 5

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
TT Họ và tên
Học hàm, học vị,
chuyên môn
Cơ quan công tác
1 Đỗ Thái Cường Kỹ sư cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí
2 Nguyễn Văn Bình Kỹ sư cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí
3 Trần Thị Hoàng Thanh Thạc sĩ thủy khí Viện Nghiên cứu Cơ khí
4 Mai Quí Sáng Thạc sĩ kỹ thuật Viện Nghiên cứu Cơ khí
5 Bùi Khắc Dũng Kỹ sư cơ khí thủy lợi Viện Nghiên cứu Cơ khí
6 Vũ Quang Huy Thạc sĩ kỹ thuật Viện Nghiên cứu Cơ khí
7
Đỗ Văn Trung Kỹ sư KT Giao thông Công ty TNHH MTV Cầu
75
8
Lý Xuân Tuyên Kỹ sư tuyển khoáng Công ty mỏ tuyển Đồng
Sin Quyền
9
Đặng Thanh Hùng Kỹ sư xây dựng Công ty Xây dựng và
Thương mại Đại Lâm


NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 6

LỜI NÓI ĐẦU
Nền kinh tế của đất nước ta trong những năm gần đây đã có những bước tiến và

sự tăng trưởng luôn được duy trì ổn định ở mức tương đối cao. Đóng góp một phần
không nhỏ vào các thành tựu phát triển đó, ngành công nghiệp khai thác thác, tuyển
khoáng là một trong những ngành mũi nhọn của cả nước.
Trên dây truyền công nghệ khai thác, tuyển quặng trong ngành công nghiệp khai
khoáng nước ta hiện nay, việc lựa chọn loại bơm phù hợp để bơm các loại quặng, quặng
nghiền, cát, cấp hạt, huyền phù, tro xỉ là một vấn đề nan giải gây nên không ít khó
khăn cho các kỹ sư thiết kế cũng như tiêu tốn nhiều tiền bạc trong quá trình vận hành.
Để phục vụ cho công tác khai thác và tuyển khoáng đặt ra nhiệm vụ quan trọng
là phải có một hệ thống trang thiết bị phù hợp với điều kiện của khu mỏ, để đem lại hiệu
quả kinh tế cao. Các thiết bị máy móc phục vụ cho ngành rất đa dạng, trong đó máy
bơm chịu mòn được sử dụng rộng rãi.
Nhằm mang lại sự thuận tiện dễ dàng nhất trong việc lựa chọn bơm của các kỹ sư
thiết kế cũng như các hiệu quả kinh tế rõ rệt mang lại trong quá trình sử dụng bơm
quặng áp dụng tối ưu cho:
+ Các Nhà máy tuyển than, tuyển quặng Apatít;
+ Bơm tuyển quặng Sắt, Nickel, Titan;
+ Bơm tuyển quặng Đồng, Vàng, Bạc, Nhôm
Với bề dày kinh nghiệm trong việc cung cấp, thiết kế máy móc thiết bị và chi tiết
thay thế cho các xí nghiệp tuyển, mỏ khai thác, Viện Nghiên cứu đã đề xuất đề tài
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng
thay thế hàng nhập khẩu” và được Bộ Công thương phê duyệt, đây là đề tài rất thi
ết thực
cho công tác khai thác và tuyển khoáng nói riêng và các ngành công nghiệp khác nói
chung.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thức bản thân, thời gian
và nguồn tài liệu còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm đề
tài rất mong được sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học và những đọc giả quan tâm
đến vấn đề này để xây dựng đề tài hoàn thiện hơn.
Nhóm đề tài

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 7

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BƠM QUẶNG - TÌNH HÌNH KHAI THÁC,
TUYỂN KHOÁNG MỘT SỐ LOẠI QUẶNG Ở NƯỚC TA
1.1.Nguyên lý chung của bơm quặng
Bơm quặng là tên gọi chung để chỉ loại bơm dùng cho việc bơm hỗn hợp dung
dịch chất lỏng và rắn (trong dung dịch chứa các phần tử rắn còn gọi là hạt quặng , hạt
mài). Bơm quặng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ khai khoáng, tuyển qu
ặng,
khai thác vật liệu xây dựng, nạo vét các luồng lạch phục vụ giao thông đường thuỷ và
trong công nghệ hút nước thải xử lý môi trường…. Bơm quặng có 02 kiểu đặc trưng
nhất đó là: Bơm ly tâm và bơm hướng trục. Thực tế, các loại bơm quặng sử dụng
nguyên lý ly tâm hiện đang được sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác.
1.1.1.Nguyên lý làm việc:
Bơm ly tâm là loại b
ơm cánh dẫn, làm việc theo nguyên lý của máy thuỷ lực cánh
dẫn. Cơ cấu truyền năng lượng chính là hệ thống bánh cánh công tác.
Để biết nguyên lý làm việc của bơm ly tâm ta đi nghiên cứu sơ đồ kết cấu đơn
giản của bơm ly tâm (Hình 1-1).

Hình 1-1: Sơ đồ nguyên lý của bơm quặng
(Sử dụng nguyên lý bơm ly tâm)

A. Bánh cánh công tác,
B. Bầu góp xoắn ốc,
c
1

,u
1
,w
1
.

là các véc tơ tốc độ điểm đầu,
c
2
,u
2
,w
2
. là các véc tơ tốc độ điểm cuối.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 8

Trước khi bơm làm việc cần phải làm cho cánh công tác tiếp xúc với dung dịch
quặng. Khi bánh cánh công tác quay với một vận tốc nào đó thì chất lỏng tiếp xúc với
bánh cánh cũng quay theo, như vậy bánh cánh đã truyền năng lượng cho dung dịch
quặng . Do chuyển động quay của bánh cánh mà các hạt dung dịch quặng chuyển động
có xu hướng văng ra xa khỏi tâm. Để bù vào chỗ trống mà hạt dung dịch quặng vừa
văng ra thì hàng loạt các hạ
t dung dịch quặng khác chuyển động tới và quá trình trao đổi
năng lượng lại diễn ra như các hạt trước nó. Quá trình trao đổi năng lượng diễn ra liên
tục tạo thành đường dòng liên tục chuyển động qua bơm.
Tốc độ chuyển động của hạt dung dịch quặng khi ra khỏi bánh cánh công tác lớn
sẽ làm tăng tổn thất của đường dòng, bởi vậy cần phải giảm tốc độ này bằng cách bi

ến
một phần động năng của dung dịch quặng chuyển động thành áp năng. Để giải quyết
điều này, chất lỏng sau khi ra khỏi bánh cánh công tác sẽ được dẫn vào buồng có tiết
diện lớn dần dạng xoắn ốc nên gọi là bầu góp xoắn ốc (Hình 1-2). Do sự quay đều của
bánh cánh công tác nên trong đường ống dung dịch quặng chuyển động liên tục.
Nguyên lý hoạt động của bơm quặ
ng ly tâm được thể hiện trên (Hình 1-2).

Hình 1-2: Nguyên lý hoạt động của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm
1.1.2. Phân loại
*Theo lưu lượng của bơm:
-Bơm có lưu lượng thấp : Q < 20m
3
/h
- Bơm có lưu lượng trung bình : Q < 60m
3
/h
- Bơm có lưu lượng cao: Q > 60m
3
/h
*Phân loại theo cột áp của bơm:

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 9

-Bơm cột áp thấp H < 20 mH
2
O
-Bơm cột áp trung bình H = 20 ÷ 60 mH

2
O.
-Bơm cột áp cao H > 60 mH
2
O.
*Theo trị số bánh cánh và cách lắp ghép của các chi tiết:
-Bơm có một bánh cánh và một cấp áp lực.
-Bơm có nhiều cấp là các cánh của bánh công tác được lắp ghép nối tiếp.
-Bơm có nhiều bánh cánh, bánh cánh được nối ghép song song.
*Theo cách dẫn chất lỏng vào bánh công tác:
-Bơm có bánh công tác hút chất lỏng từ một phía được gọi là bơm một
miệng hút.
-Bơm có hai miệng hút.
*Theo kết cấu của vỏ:
-Bơm một vỏ là bơm có m
ột mặt phẳng chia vỏ ra làm hai phần qua tâm
trục.
-Bơm vỏ rời là bơm mà vỏ cấu tạo thành từ các phần riêng, mỗi phần ứng
với một bánh công tác tạo thành một cấp của bơm.
*Theo cách đặt bánh công tác:
-Bơm đặt thẳng đứng.
-Bơm đặt nằm ngang.
*Theo cách hút của bơm:
- Các bơm tự hút là các bơm có thiết bị để tạo ra chân không trong đường
ống hút trong thời kỳ khở
i động.
- Các bơm không tự hút là các bơm không có thiết bị để tạo ra độ chân
không trong đường ống hút trong thời kỳ khởi động.
1.1.3. Các thông số cơ bản của bơm quặng sử dụng nguyên lý ly tâm
a. Cột áp

Bơm làm việc với hệ thống đường ống sẽ có cột áp xác định, cột áp này bằng cột
áp cản của đường ống. Ta gọi cột áp đó là cột áp làm việc của b
ơm và được xác định
theo công thức sau:
H
B
=
γ
12
PP
−
+
g
vv
2
2
1
2
2
−
+ (z
2
– z
1
);
Trong đó:
P
1
,P
2

– Là áp suất đo được tại cửa hút và cửa đẩy của bơm;
v
1
, v
2
– Là giá trị tốc độ dòng tại cửa hút và cửa đẩy của bơm;
z
1
, z
2
- Độ chênh hình học của hai vị trí đo áp suất P
1
và P
2
.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 10

Đối với bơm quặng sử dụng nguyên lý tâm, ứng với mỗi vòng quay nhất định thì
chỉ có một giá trị cột áp mà tại đó bơm làm việc với hiệu suất cao nhất, ta gọi là cột áp
định mức. Giá trị cột áp này được chỉ dẫn trên tài liệu kỹ thuật của bơm.
b. Lưu lượng
Lưu lượng là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một
đơn vị thời
gian. Giá trị sản lượng này thường được xác định bằng các cách đo trực tiếp dòng dung
dịch quặng mà bơm cung cấp được.
Lưu lượng thường được ký hiệu là Q, thứ nguyên là m
3

/giờ, m
3
/giây, lít/phút.
c. Công suất
+ Công suất làm việc:

Công suất làm việc là công suất tiêu tốn trên trục động cơ lai bơm. Ví dụ bơm
được lai bằng động cơ điện thì:
N
LV
= N
đ/cơ điện lai
.
η
đ/cơ điện lai
;
+ Công suất thuỷ lực:

Công suất thuỷ lực là công suất mà chất lỏng thực sự nhận được từ động cơ lai để
tạo ra cột áp H và sản lượng Q.
N =
γ
QH
d. Hiệu suất chung của bơm
Hiệu suất chung của bơm là tỷ số giữa công suất thuỷ lực và công suất tiêu tốn
trên trục của động cơ lai:
η
=
dongcocodonglv
tl

N
QH
N
N
η
γ
.
.
=
1.2.Phạm vi sử dụng
Bơm quặng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp tuyển khoáng, khai thác
khoáng sản. Tuỳ theo mục đích, phạm vi và điều kiện làm việc mà chúng ta lựa chọn
các loại bơm quặng sao cho phù hợp để đạt được hiệu quả kinh tế cao và an toàn trong
quá trình vận hành sử dụng, quá trình lựa chọn bơm quặng được chia thành các nhóm
với phạm vi sử dụng sau:
1.Bơm đất, cát, than, quặ
ng và trong dung dịch có nồng độ chất rắn cao, tính mài
mòn lớn nhưng kích thước các hạt rắn không lớn (≤ 50mm), bơm quặng được sử dụng
với bánh công tác và các chi tiết chịu mòn khác được chế tạo từ gang hợp kim chịu mòn,
với dạng vật liệu này, bơm quặng có thể đạt được lưu lượng và cột áp lớn.
2.Bơm đất, cát, than, quặng và trong dung dịch có lẫn các hạt rắn kích thước lớn
( > 50mm), bơm quặng được sử dụng với bánh công tác và các chi tiết chịu mòn được
chế tạo từ thép hợp kim chịu mòn.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 11

1.3.Các loại bơm quặng đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1.Bơm quặng Krebs

millMAX


Krebs millMAX là loại bơm quặng hạng nặng có một thiết kế độc đáo được phát
triển dành riêng cho nhiệm vụ xả mài nghiền và quặng mài mòn khác. Krebs FLSmidth
cung cấp hoàn chỉnh để đáp ứng mong muốn nhu cầu của khách hàng.
Các ứng dụng chính bơm vận chuyển quặng xả nhà máy, máy ép bùn, cát, tổng hợp
hoặc bất kỳ chất rắn thô hoặc nặng, mài mòn khác đặc biệt là trong than, đồng, vàng,
chì-kẽm, hoặc các nhà máy phân lân.
Các lợ
i thế chính của bơm quặng Krebs bơm quặng là tiết kiệm 10% đến 30% điện
năng.
Ứng dụng: Mỏ than Mỏ Apatit, Mỏ Nhôm, Mỏ Nickel, Mỏ Đồng, Mỏ Quặng sắt,
Mỏ vàng, cát, sỏi.

Hình 1-3: Nguyên lý hoạt động của bơm Krebs millMAX

Hình 1-4: Ứng dụng của bơm Krebs

millMAX



NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 12

1. 3.2.Bơm quặng KINGDA
Trên 50 năm kinh nghiệm sản xuất bơm, được chế tạo bằng thép cứng (vật liệu

mài mòn - hợp kim Crom cao) và lớp lót bên trong bằng cao su tự nhiên, sử dụng để
bơm các vật liệu gây mài mòn với các tính ưu việt:
Tổng chi phí thấp nhất.
Tiết kiệm năng lượng.
Tuổi thọ cao, đặc biệt là tuổi thọ của các bộ phận chịu mài mòn.
Độ tin cậy trong vậ
n hành (tham khảo chi tiết tại website:
Thiế kế thông minh, vận hành bảo dưỡng đơn giản, kiểu dáng đa dạng gọn nhẹ dễ
lắp đặt ở mọi không gian.
Tính ưu việt so với chủng loại bơm khác ở cấu tạo bộ phận phản hồi (tĩnh , động)
giúp bơm có hiệu suất rất cao, bảo vệ toàn bộ cụm ổ trục tới trên 100.000 h hoạt động,
bộ phận mài mòn khác trên 6.000 h hoạt động.

Hình 1-5: Bơm quặng KINGDA
1.3.3.Bơm quặng Metso
Có khả năng xử lý các nhiệm vụ khó khăn và mài mòn. Thiết kế cho hiệu suất
tuyệt vời, tiêu thụ năng lượng thấp, mặc dài cuộc sống và bảo trì dễ dàng máy bơm của
chúng tôi ngang và dọc phục vụ một loạt các ứng dụng vận chuyển quặng. Cung cấp tư
vấn kỹ thuật và kích thước máy bơm và phần mềm lựa ch
ọn.
Các thương hiệu sau đây: Metso, Svedala, Denver, Sala, Orion và Thomas.
Những ứng dụng cụ thể:
-Bơm các vật liệu gây mòn.
-Hệ thống tuần hoàn trong các nhà máy AG và SAG.
-Máy cấp liệu cyclone.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 13


-Xử lý các quặng thải từ mỏ.
-Hệ thống thải của các nhà máy.
-Bơm than và xỉ của nhà máy nhiệt điện chạy than.
-Bơm cát và sỏi.
-Bơm bùn gây mài mòn trong ngành khai khoáng.
-Bơm bùn chu chuyển trong các nhà máy.
-Bơm phân bón.
-Bơm các chất trung hòa a xít.
-Bơm vôi ướt.

Hình 1-6: Một số ứng dụng của bơm Metso

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 14

Thiết kế khác nhau có sẵn để đáp ứng tất cả các nhu cầu vận tải thủy lực trong
nhiều ứng dụng rộng rãi nhất của quá trình bao gồm cả mạch mài, xử lý chất thải, thức
ăn lọc, nạo vét, thức ăn thuỷ bão và chuyển quặng nói chung.
Các thương hiệu sau đây: Metso, Svedala, Denver, Sala, Orion và Thomas.
1.3.4.Bơm quặng Giang Tây Naipu Industry Co, Ltd.
Sản phẩm chính NZJ bơm quặng và các bộ phận cao su cho các máy tuyển nổi.
Naipu Nhóm đã nghiên cứu và phát triển khả năng chịu mài mòn cao su ướt bộ phận cho
máy bơm quặng NZJ và 16/14, 14/12, 12/10 và 10 / 8 bơm quặng. Sản phẩm được áp
dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như khai thác, luyện kim, điện, giao thông vận tả
i và
xây dựng.
1.3.5.Bơm quặng FLSmidth KREBS - Giải pháp tối ưu bơm các loại quặng sệt có hệ
số mài mòn cao:
Trên dây truyền công nghệ khai thác, tuyển quặng trong ngành công nghiệp khai

khoáng nước ta hiện nay, việc lựa chọn loại bơm phù hợp để bơm các loại quặng
nghiền, cát, cấp hạt, huyền phù, tro xỉ là một vấn đề nan giải gây nên không ít khó
khăn cho các kỹ sư thiết kế cũng như tiêu tốn nhiề
u tiền bạc trong quá trình vận hành.
Tại thị trường hiện nay các loại bơm quặng thông thường có tuổi thọ khoảng
2.000~3.000 giờ với các bơm bùn xuất xứ Trung Quốc và khoảng 6.000~8.000 giờ với
các bơm quặng có xuất xứ từ Châu Âu, tuy nhiên giá thành của các loại bơm này thường
cao cũng như các chi phí vật tư phụ tùng thay thế trong quá trình vận hành cũng thường
rât cao.
Nhằm mang lại sự thuận tiện dễ dàng nhất trong việc lựa chọn bơm của các kỹ sư
thiết kế cũng như các hiệu quả kinh tế rõ rệt mang lại trong quá trình sử dụng bơm
quặng, dòng sản phẩm bơm quặng siêu việt của hãng FLSmidth Krebs đến từ Hoa Kỳ
dưới đây.
Tập đoàn FLSmidth Minerals có lịch sử hình thành và phát triển trên 100 năm tại
Hoa Kỳ, nổi tiếng trên toàn thế giới trong việc nghiên cứu chế tạo các loại thiết bị máy
móc dùng trong nghành khai mỏ, tuyển quặng. Hãng FLSmidth Krebs thuộc tập đoàn
trên, chuyên nghiên cứu, phát triển và chế tạo ra các loại máy bơm quặng với tính năng
ưu việt hàng đầu thế giới về tuổi thọ cao trung bình trên 10.000 giờ, hiệu suất lớn và giá
thành hợp lý.
Các loại máy bơm quặng Hãng FLSmidth Krebs đã được sử dụng rộng rãi trên
hầu hết các khai trường mỏ lớn nhất tại Châu Phi, Châu Âu và Châu Úc.
Bơm quặng hãng FLSmidth Krebs là giải pháp duy nhất cho các chủ đầu tư quan
tâm đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả đầu tư. Tại thị trường Việt Nam, sản phẩm
bơm quặng FLSmidth Krebs áp dụng tối ưu cho:

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 15

-Bơm tuyển quặng Apatít;

-Bơm tuyển quặng Sắt, Nickel, Titan;
-Bơm tuyển quặng Đồng, Vàng, Bạc, Nhôm;
-Bơm thải tro xỉ trong các nhà máy nhiệt điện đốt than;
-Bơm cát trong nghành xây dựng, nạo vét sông, biển.
Công ty Cổ phần Kỹ thuật Năng lượng và Môi trường EEC hiện nay là đại diện
bán hàng và thực hiện các dịch vụ lắp đặt, bảo hành, bảo dưỡng duy nhất của FLSmidth
Krebs tại thị trường Việt Nam.
1.5.Tình hình khai thác, tuyển khoáng một số loại quặng ở nước ta
1.5.1.Quặng sắt:
Ở Việt Nam hiện nay đã phát hiện và khoanh định được trên 216 vị trí có quặng
sắt, có 13 mỏ trữ lượng trên 2 triệu tấn, phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở vùng
núi phía Bắc.
Trong tất cả các mỏ quặng sắt của Việt Nam, đáng chú ý nhất là có hai mỏ lớn đó
là mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh.
Hàng năm, số lượng quặng sắt khai thác và chế biến ở Việt Nam đạt từ 300.000 –
450.000 tấn.
Công suất khai thác của mỏ hiện nay là thấp hơn rất nhiều so với công suất thiết kế
được phê duyệt.
Công nghệ và thiết bị khai thác, chế biến ở mức trung bình, một số thiết bị khai
thác cũ và lạc hậ
u, nên công suất bị hạn chế và không đảm bảo khai thác hết công suất
theo các dự án được phê duyệt.

Hình 1-7: Quặng sắt nguyên khai được đưa lên mặt đất ở mỏ sắt Thạch
Khê ở Hà Tĩnh.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 16


Hình 1-8: Quặng sắt chưa nghiền

Hình 1-9: Quặng sắt sau nghiền
Các mỏ cấp giấy phép tận thu không có thiết kế khai thác, hoặc có nhưng khi khai
thác không theo thiết kế. Vì chạy theo lợi nhuận trước mắt, các doanh nghiệp khai thác
tận thu đã làm tổn thất tài nguyên (Không thu được quặng cám cỡ hạt từ 0-8mm) và môi
trường bị ảnh hưởng.
Năng lực khai thác quặng sắt hiện nay có thể đáp ứng sản lượng là 500.000
tấn/năm.
Thị trường qu
ặng sắt hiện nay: 80% sử dụng trong nước, chủ yếu là để luyện thép,
còn 20% xuất khẩu.
1.5.2.Bô xít:
Nước ta có tiềm năng rất lớn về quặng bôxít với tổng trữ lượng và tài nguyên dự
báo đạt khoảng 5,5 tỷ tấn, phân bố chủ yếu ở tỉnh Đắc Nông, Lâm Đồng, Gia Lai, Bình
Phước,…

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 17

Nhìn chung, nước ta có trữ lượng tài nguyên bôxít lớn, chất lượng tương đối tốt,
phân bố tập trung, điều kiện khai thác thuận lợi. Mặt khác, thị trường cung – cầu sản
phẩm alumin trên thị trường thế giới hiện nay rất thuận lợi cho phát triển ngành công
nghiệp nhôm ở nước ta. Bên cạnh nước ta là Trung Quốc có nhu cầu nhập khẩu rất lớn
về alumin, hàng năm khoảng 5-6 triệu tấn alumin. Do vậy, c
ần phải khai thác và chế
biến sâu bôxít, điện phân nhôm để phát triển ngành công nghiệp nhôm phục vụ sự
nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

1.5.3.Quặng titan:
Theo kết quả điều tra, thăm dò địa chất, cho tới nay đã phát hiện 59 mỏ và điểm
quặng titan, trong đó có 6 mỏ lớn có trữ lượng từ 1 đến 5 triệu tấn, 8 mỏ trung bình có
trữ lượng > 100.000 tấn và 45 mỏ nh
ỏ và điểm quặng.
Xét về tổng thể, quặng titan Việt Nam không nhiều, nhưng đủ điều kiện để phát
triển ngành titan đồng bộ từ khâu khai thác và chế biến sâu với quy mô công nghiệp
không lớn, đáp ứng nhu cầu trong nước, thay nhập khẩu, có hiệu quả hơn nhiều so với
xuất khẩu quặng tinh và nhập khẩu pigment, ilmenhit hoàn nguyên và zircon mịn ngay
trước mắt và lâu dài cho các ngành công nghiệp.
Do thuận lợi v
ề mặt tài nguyên, công nghệ và thiết bị đơn giản và có thể tự chế tạo
trong nước, vốn đầu tư không lớn, có thị trường, lợi nhuận cao cho nên khai thác, chế
biến và xuất khẩu quặng titan Việt Nam đang phát triển. Ngành Titan hoạt động với giá
trị xuất khẩu quặng tinh titan 20-30 triệu USD/năm, có hiệu quả kinh tế đáng kể, đặc
biệt có ý nghĩa kinh tế xã hội với nhiề
u địa phương suốt dọc ven biển từ Thanh Hoá đến
Bình Thuận.
Tuy nhiên trong những năm gần đây, do quản lý không chặt chẽ, và lợi dụng hình
thức “khai thác tận thu” đơn vị khai thác và chế biến quặng titan, chỉ đầu tư nửa vời,
tách được ilmenhít, phần còn lại giàu zircon rutin và momazít được bán ra nước ngoài ở
dạng thô, trong đó có cả các đơn vị không đủ khả năng, năng lực chuyên môn, kinh
nghiệm quản lý, khai thác b
ừa bãi bất hợp pháp, “nhảy cóc” gây lãng phí tài nguyên,
gây tác động xấu đến môi trường, gây tình trạng tranh chấp trong sản xuất và thị trường.
Chế biến quặng tinh và nghiền mịn zircon mới được thực hiện ở số ít doanh nghiệp khai
thác và chế biến quặng titan.
Tóm lại, có thể đánh giá hiện trạng công nghệ khai thác và tuyển quặng titan ở Việt
Nam như sau:
- Tài nguyên trữ lượng quặng titan – zircon của Việt Nam không nhiều, chiếm

kho
ảng 0,5% của thế giới.

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 18

- Ngành Titan Việt Nam đã làm chủ hoàn toàn được công nghệ khai thác và tuyển
quặng titan, các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật đạt mức tiên tiến của khu vực và thế giới, thu
được các quặng tinh riêng rẽ, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.
- Thiết bị cho công nghệ tuyển và phụ trợ hoàn toàn có thể sản xuất trong nước với
chất lượng khá tốt và giá thành rất cạnh tranh về thiết bị khai thác chỉ nhập thiết bị xúc
b
ốc như máy đào, gạt, ôtô vận tải. Tuy nhiên, hiện nay nước ta chưa có công nghệ chế
biến sâu quặng titan.
- Ngành Titan phát triển thiếu quy hoạch, mất cân đối, chưa có công nghệ chế biến
sâu, hiện nay đang phải xuất quặng tinh, nhưng đang phải nhập khẩu các chế phẩm từ
quặng titan cho nhu cầu trong nước với mức độ tăng.
1.5.4.Quặng thiếc:
ở nước ta, thiếc đượ
c khai thác sớm nhất tại vùng Pia Oắc – Cao Bằng khoảng cuối
thế kỷ XVIII. Đến 1945, người Pháp đã khai thác khoảng 32.500 tấn tinh quặng SnO2.
Sau hoà bình lập lại, mỏ thiếc Tĩnh Túc Cao Bằng được Liên Xô (cũ) thiết kế và trang bị
bắt đầu hoạt động từ 1954. Đây cũng là mỏ thiếc lớn đầu tiên khai thác, chế biến có quy
mô công nghiệp.
Công nghệ khai thác ở các mỏ quy mô công nghiệp chủ yếu là khai thác bằng ôtô,
máy xúc, tuy
ển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và công nghệ luyện kim bằng lò phản xạ,
lò điện hồ quang.
Hiện nay, công nghệ luyện thiếc bằng lò điện hồ quang do Viện Nghiên cứu Mỏ và

Luyện kim nghiên cứu thành công và chuyển giao, ứng dụng vào sản xuất đã đạt được
những chỉ tiêu KT-KT tiên tiến. Bằng việc nghiên cứu ứng dụng điện phân thiếc đạ
t
thiếc thương phẩm loại I: 99,95%; Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim và Công ty
Luyện kim mầu Thái Nguyên đã xây dựng các xưởng điện phân thiếc với công suất:
500-600t/n xưởng. Hiện nay, có ba xưởng điện phân thiếc thương phẩm loại I xuất khẩu
với tổng công suất là 1.500t/năm - 1.800t/năm.
1.5.5.Quặng đồng:
Quặng đồng phát hiện ở Việt Nam cho tới nay đáng kể nhất là ở mỏ
đồng Sinh
Quyền – Lào Cai, sau đó là mỏ đồng Niken – Bản Phúc.
Dự án đầu tư xây dựng liên hợp mỏ tuyển luyện đồng Sinh Quyền quy mô lớn
đang thực hiện, chủ đầu tư là Tổng công ty Khoáng sản Việt Nam thuộc Tập đoàn Công
nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam – với công nghệ và thiết bị nhập của Trung Quốc.
Khu luyện kim và axit được xây dựng tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng - Lào Cai.
Công nghệ khai thác lộ
thiên kết hợp với hầm lò. Công nghệ tuyển nổi đồng để thu
được quặng tinh đồng, tinh quặng đất hiếm và tinh quặng manhêtit. Khâu luyện kim áp

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 19

dụng phương pháp thuỷ khẩu sơn (luyện bể) cho ra đồng thô, sau đó qua lò phản xạ để
tinh luyện và đúc dương cực, sản phẩm đồng âm cực được điện phân cho đồng thương
phẩm.

Hình 1-10: Quặng đồng sau nghiền

Đồng là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp. Xét về khối lượng tiêu thụ, đồng

xếp hàng thứ ba trong các kim loại, chỉ sau thép và nhôm. Do tính dẫn điện, dẫn nhiệt
tốt, độ bền khá cao nên đồng và hợp kim đồng được sử dụng rộng rãi làm dây dẫn điện
trong các thiết bị điện công nghiệp và dân dụng. Ngoài ra, đồng và hợp kim đồng còn
được sử dụng nhiều trong chế tạo máy, xây dựng, sản xu
ất điện cực, Các hợp chất
đồng như đồng oxit, đồng sunfat, đồng oxyclorua vcũng được sử dụng rộng rãi trong
các lĩnh vực như nông nghiệp, đóng tàu, bảo quản gỗ,
Trong thiên nhiên, quặng đồng tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như tinh thể, cục,
mẩu, tấm, Về mặt hóa học, đồng tồn tại phổ biến nhất là ở quặng chứa đồng có g
ốc
sunfua, ngoài ra cũng ở dạng cacbonat hoặc oxit. Những quặng đồng quan trọng nhất là
chalcopyrit CuFeS
2
, bornit Cu
3
FeS
3
, chalkosin Cu
2
S, bournonit 2PbS.Cu
2
S.Sb
2
S
3
, ngoài
ra còn một số loại quặng đồng có ý nghĩa kinh tế là: malachit Cu
2
{(OH)
2

/CO
3
)}, azurit
2CuCO
3
.Cu(OH)
3
, cuprit Cu
2
O, chrysocol CuSiO
3
.2H
2
O, Phần lớn quặng đồng trên
thế giới chỉ có hàm lượng đồng khoảng 2% nên không thể sử dụng trực tiếp để chế biến
mà phải được xử lý làm giàu quặng.
Quặng đồng Việt Nam thuộc vào 4 loại có nguồn gốc hình thành khác nhau là:
magma, thuỷ nhiệt, trầm tích, biến chất. Quặng đồng phân tán ở các tỉnh Cao Bằng,
Lạng Sơn, Sơn La, Quảng Ninh, Hà Bắc, Quảng Nam-Đà Nẵng, Lâm Đồ
ng Các mỏ
quặng đồng ở những tỉnh này thường có trữ lượng nhỏ, thành phần khoáng đa dạng, bao
gồm nhiều loại như quặng sunfua, cacbonat, nhưng thường gặp là quặng chalcopyrit.
Tổng trữ lượng các mỏ đã thăm dò ước đạt khoảng 600.000 tấn đồng.
Những vùng tụ khoáng quặng đồng quan trọng ở nước ta là:
- Vùng tụ khoáng Sinh Quyền (Lào Cai);

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 20


- Vùng tụ khoáng Bản Phúc (Sơn La);
- Vùng tụ khoáng Vạn Sài (Sơn La);
- Điểm quặng Bản Giàng (Sơn La);
- Vùng tụ khoáng Suối Nùng (Quảng Ngãi).
Ngoài các vùng quặng chính như trên, còn có rất nhiều điểm quặng khác phân bố
rải rác ở các tỉnh Thanh Hóa. Lạng Sơn, Lào Cai.
Đánh giá tình hình phân bố, trữ lượng và chất lượng quặng đồng tại một số mỏ
quặng đồng chính:
Mỏ đồng Sinh Quyền (Lào Cai): Nằm ở h
ữu ngạn Sông Hồng, cách Lào Cai 25
km về phía Tây Bắc. Có thể tiếp cận vùng tụ khoáng này cả bằng đường sắt và đường
ôtô rải nhựa từ Hà Nội đến Lào Cai, sau đó đi đường đất đến làng Sinh Quyền. Vào mùa
mưa, khi nước sông lên cao, có thể vận chuyển quặng từ mỏ theo đường thuỷ trên Sông
Hồng.
Khu mỏ Sinh Quyền được đánh giá là vùng quặng hỗn hợp gồm ba thành phần
chính là đồng, đất hiế
m và vàng. Đồng ở đây chủ yếu là ở dạng sunfua (chalcopyrit).
Mỏ đã được phát hiện, tìm kiếm và thăm dò từ những năm 1961-1873, năm 1975 được
Hội đồng trữ lượng Nhà nước phê duyệt với trữ lượng 52,7 triệu tấn quặng đồng cấp
B+C1+C2, hàm lượng đồng trung bình khoảng 1,03%, tương đương 551,2 nghìn tấn Cu,
kèm theo 334 nghìn tấn R
2
O, 35 tấn Au, 25 tấn Ag, 843 nghìn tấn S.
Mỏ đồng Sinh Quyền có 17 thân mỏ, trong đó 10 thân quặng sau đây được xếp
loại là có giá trị kinh tế, với quy mô và hàm lượng đồng như sau:
Thân quặng
Chiều dài
(m)
Chiều rộng
(m)

Độ dày
(m)
Hàm lượng
đồng
(%)
1 2.875 395 7,79 1,16
1a 2.185 408 6,29 1,23
3 2.223 270 4.39 1,19
4 2.129 568 13,94 1,03
5 1.180 314 6,43 0,88
6 1.070 319 3,71 0,68
7 508 344 3,04 00,62
10 1.005 471 9,63 0,71
11 445 555 3,52 0,78
12 330 279 3,67 1,31
Thành phần quặng đã thăm dò như sau:
Cu : 0,5 đến 11,58%, trung bình 1,03%

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 21

Re
2
O
3
: 0,2 đến 9,7%, trung bình 0,63%, chủ yếu là quặng orthit
Au : 0,46 đến 0,55 g/tấn
Ag : 0,44 đến 0,50 g/tấn
Kết quả làm giàu quặng ở mỏ đồng Sinh Quyền cho thấy, bằng phương pháp tuyển nổi

có thể đạt độ thu hồi đồng 92,3 - 94,1%, hàm lượng đồng và các thành phần khác được
nâng lên như sau:
Cu = 18 - 22%
S = 31%
Au = 11,5 g/tấn tinh quặng
Trong các năm 1992 - 1994 công ty Auridian đã thăm dò bổ sung và tính được
trữ lượng khoảng 91,5 triệu tấn quặng với hàm lượng Cu = 1,05%, hàm lượ
ng Au = 0,5
g/tấn, ngoài ra còn có đất hiếm, Mo, Co, Ag.
Mỏ đồng Bản Phúc: Là vùng tụ khoáng đồng - niken dạng sunfua lớn nhất nước
ta, nằm ở khu vực Tà Khoa, tỉnh Sơn La. Vùng này đã được thăm dò từ những năm
1959-1963. Các thân quặng nằm ở độ cao 100 - 520 m trên mực nước biển. Có thể tiếp
cận vùng quặng này bằng đường số 6 từ Hà Nội qua Yên Bái đến Tà Khoa (khoảng 340
km). Quặng có thể được vận chuyển bằ
ng tàu thuyền theo Sông Đà, từ Tà Khoa qua đập
thuỷ điện Hoà Bình đến Hải Phòng (khoảng 400 km).
Khối núi quặng Bản Phúc là một trong những khối núi quặng hình elip lớn nhất, dài 940
m, rộng 440 m, có tổng diện tích 0,248 km2.
Các nghiên cứu địa chất cho thấy, thân quặng chính của mỏ Bản Phúc gồm chủ yếu là
pyrhotit, pentlandit và chalcopyrit, với thành phần quặng như sau :
Cu : 0,75 - 1,63%
Ni : 0,49 - 4,78%
S : 24,98%
Co : 0,02 - 0,20%
Se : 0,004%
Quặng phân tán rải rác xung quanh thân quặng chính, ngoài đồng còn chứa các
khoáng với thành phần Fe, Zn, Pb, Co, Ni, như sau: pyrit, sphalerit, galen, nicolit,
skuterudit, ramebergit, violarite, thạch anh, Thành phần của loại quặng này bao gồm:
Cu : 0,75%
Ni : 0,49%

Co : 0,02%
Se : 0,005%
Te : 0,0001%
Pt : 0 - 0,05 g/tấn

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 22

Tổng trữ lượng vùng tụ khoáng Bản Phúc ước đạt 3 triệu tấn quặng, với trữ lượng
kim loại trong quặng khoảng 200.000 tấn Ni-Cu. Trữ lượng đã khảo sát và chứng minh
được là : 115.000 tấn Ni, 41.000 tấn Cu, 161.000 tấn lưu huỳnh, 3.400 tấn Co, 14 tấn
Te, 67 tấn Se.
- Công nghệ khai thác: lộ thiên kết hợp với hầm lò. Nếu mỏ khai thác với sản
lượng 1,0 - 1,5 triệu tấn quặng /năm thì thời gian khai thác là 40 n
ăm, trong đó 16 năm
khai thác lộ thiên và 24 năm khai thác hầm lò.
- Công nghệ tuyển khoáng bao gồm các bước sau: đập nghiền - tuyển nổi lấy
tinh quặng thô - nghiền lại tinh quặng thô - tuyển nổi chọn riêng tinh quặng đồng, tinh
quặng pyrit, tinh quặng đất hiếm. Quặng đuôi cho qua tuyển từ để thu hồi tinh quặng sắt.
Công nghệ khử nước được thực hiện theo hai giai đoạn cô đặc và lọc. Tinh quặng
đồng
được làm khô bằng máy lọc sứ.
- Công nghệ luyện kim: áp dụng phương pháp Thuỷ Khẩu Sơn (luyện bể) của
Trung Quốc, thổi luyện sten đồng trong lò để chuyển ra đồng thô rồi tinh luyện bằng
điện phân, xử lý bùn dương cực để thu hồi vàng bạc. Thu hồi khí lò luyện kim có chứa
khí SO
2
để sản xuất axit sunfuric.
Nhà máy luyện đồng đặt tại Tằng Loỏng cách mỏ 65km, được trang bị các thiết bị luyện

đồng theo công nghệ mới nhất của Trung Quốc. Mỗi năm nhà máy luyện 420.000 tấn
tinh quặng đồng để ra được 10.200 tấn kim loại đồng với hàm lượng 99,95%; 340kg
vàng (99,95%), 113.200 tấn tinh quặng sắt, 145kg bạc và 40.000 tấn sulfuric acid.
Dự án có số vốn đầu tư 987,2 tỉ đồng (trong đó có 40,5 triệu USD vay v
ốn ưu đãi của
Trung Quốc, thông qua việc mua thiết bị và công nghệ.
Vấn đề quặng thải và sản phẩm đi kèm:
Trong các sản phẩm của nhà máy tuyển quặng đồng, một số sản phẩm đi kèm
như tinh quặng pyrit, tinh quặng sắt và tinh quặng đất hiếm hiện còn khó khăn về đầu ra:
tiêu thụ trong nước tương đối khó, còn thị trường xuất khẩu chưa có. Như
ng nếu không
tận dụng các loại tinh quặng này thì hiệu quả kinh tế của dự án có thể giảm. Vì vậy, có
những ý kiến cho rằng nên có phương án tạm trữ số tinh quặng pyrit và tinh quặng sắt
cho đến khi đạt khối lượng đủ lớn thì sẽ tận dụng để sản xuất gang thép và axit sunfuric.
Hiện tại có một vài phương án tận dụng quặng thải quy mô nhỏ. Ví dụ, năm
1999, Viện khoa họ
c công nghệ mỏ đã nghiên cứu phát triển dây chuyền sản xuất bột
manhêtit siêu mịn làm chất tạo huyền phù tuyển than, sử dụng quặng thải đồng Sinh
Quyền.
Trong những năm qua, dây chuyền trên đã sản xuất được hàng trăm tấn quặng
manhêtit siêu mịn từ quặng thải đồng Sinh Quyền, chủ động cung cấp cho hai nhà máy
tuyển than Hòn Gai và Cửa Ông, chất lượng tương đương manhêtit nhập từ CHLB Nga,

NC, TK, CT bơm quặng chịu mòn đặc chủng phục vụ tuyển khoáng thay thế hàng nhập khẩu

Đề tài Nghiên cứu KHCN cấp Bộ năm 2011 KS. Đỗ Thái Cường 23

giá thành thấp. Trên thực tế, manhêtit siêu mịn sản xuất từ nguồn quặng Sinh Quyền còn
có ưu điểm hơn manhêtit nhập từ Nga, vì hàm lượng quặng có từ tính hơn 400 Gaus đạt
trên 93%, do đó giảm đáng kể tổn thất manhêtit khi sử dụng làm chất tạo huyền phù

tuyển than.
1.5.6.Quặng kẽm chì:
Các mỏ kẽm chì ở nước ta đã được phát hiện và khai thác, chế biến từ hàng trăm
nă
m nay.
Hiện nay, Công ty Kim loại mầu Thái Nguyên đã xây dựng xong nhà máy điện
phân kẽm kim loại tại khu Công nghiệp Sông Công Thái Nguyên với công nghệ, thiết bị
của Trung Quốc công suất kẽm điện phân là: 10.000t/năm.
Trên cơ sở nắm chắc tài nguyên, và kết quả thăm dò trong các năm 2008-2010,
Tổng công ty KSVN sẽ tiến hành đầu tư khai thác và tuyển các mỏ kẽm – chì Nông Tiến
– Tràng Đà, Thượng ấn, Cúc Đường, Ba Bồ,… với quy mô công suất tuyển t
ừ 40.000-
60.000 tấn quặng nguyên khai/năm. Từ nguồn nguyên liệu là tinh quặng tuyển nổi và
bột kẽm từ 50.000-100.000 tấn quặng nguyên khai/năm, sẽ tiến hành xây dựng hai nhà
máy điện phân kẽm tại Tuyên Quang và Bắc Cạn với công suất mỗi nhà máy khoảng
20.000 tấn kẽm/năm. Xây dựng một nhà máy luyện chì và tách bạc với công suất 10.000
tấn chì thỏi và 15.000 kg bạc/năm. Các nhà máy điện phân kẽm và luyện chì dự kiến s
ẽ
xây dựng trong giai đoạn 2008-2015.
1.6.Kết luận chương 1
Trên thế giới và trong nước bơm quặng thường được sử dụng là loại bơm sử dụng
nguyên lý ly tâm.
Hiện tại, hầu hết được sử dụng trong các dây chuyền tuyển khoáng trong các nhà
máy, xí nghiệp khai thác, tuyển khoáng và chủ yếu được nhập khẩu. Chính vì thế yêu
cầu đặt ra cho nền kinh tế quốc dân trong công tác chế biến khoáng sản là phải chế
tạo
các loại bơm quặng là rất cần thiết.
Nhà nước nên đầu tư hoặc hợp tác đầu tư với nước ngoài để có được công nghệ
tiên tiến cho sản xuất các sản phẩm.