Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu tuyển nổi than cám 6mm vùng Quảng Ninh bằng thiết bị tuyển nổi trọng lực phòng thí nghiệm

1
MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................................................................. 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 10
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
10
2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
10
3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
11
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
11
4.1 Cách tiếp cận............................................................................................................................................11
4.2. Phương pháp nghiên cứu:.......................................................................................................................11
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
12
5.1 Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................................................12
5.2 Phạm vi nghiên cứu..................................................................................................................................12
CHƯƠNG 1.................................................................................................................................................. 13
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM...................................13
1.1. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI
13
1.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM
14
1.2.1. ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT THAN HẠT MỊN VÙNG QUẢNG NINH
14
1.2.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TẠI CÁC NHÀ MÁY TUYỂN THAN VIỆT NAM
16
1.2.3. CÁC NGHIÊN CỨU TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM

19
1.3. CÁC THIẾT BỊ TUYỂN THAN HẠT MỊN TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC
20
1.3.1. XYCLON HUYỀN PHÙ
20
1.3.2. XYCLON NƯỚC
20
1.3.3. MÁNG XOẮN
21
1.3.4. BÀN ĐÃI
21
1.3.5. MÁY LẮNG
22
1.3.6. THIẾT BỊ TUYỂN SIÊU TRỌNG LỰC
22
1.3.7. TUYỂN NỔI CỘT
22
1.3.8. KẾT LUẬN
23
1.4. THIẾT BỊ TUYỂN TẦNG SÔI ĐỂ TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN
24
1.4.1 Nguyên lý tuyển tầng sôi.......................................................................................................................24
1.4.2. Các thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn........................................................................26
CHƯƠNG 2.................................................................................................................................................. 35
MẪU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.....................................................................................35
2.1.MẪU NGHIÊN CỨU
2.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHÌM NỔI CÁC CẤP HẠT HAI MẪU THAN
2.2.1. MẪU THAN CỌC SÁU
2.2.2. MẪU THAN VÀNG DANH
2.3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

2.4. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM

35
35
35
39
42
46

CHƯƠNG 3.................................................................................................................................................. 48
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN CỌC SÁU...........................................................................48
3.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM

48


2
3.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
3.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
3.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
3.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
3.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
3.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
3.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
3.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
3.4. KẾT LUẬN

48
49
51

51
53
55
55
56
58

CHƯƠNG 4.................................................................................................................................................. 59
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN VÀNG DANH.....................................................................59
4.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM
4.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
4.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
4.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
4.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
4.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
4.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
4.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL
4.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC
4.4. KẾT LUẬN

59
59
60
63
63
64
67
67
69
71

CHƯƠNG 5.................................................................................................................................................. 72
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ TIỀM NĂNG KINH TẾ CỦA ĐỀ TÀI.........................................................................72
5.1 TIỀM NĂNG CỦA THIẾT BỊ
5.1.1 TRÊN THẾ GIỚI
5.1.2 TẠI VIỆT NAM
5.2 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM Ở VIỆT NAM VÀ HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ KHI ĐƯA RA SẢN XUẤT ĐẠI TRÀ
5.2.1 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM VIỆT NAM CỠ 0,5 -6 MM
5.2.1.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
5.2.1.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
5.2.2 HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ

72
72
72
74
74
76
76
77

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................... 81


3

DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỤC LỤC....................................................................................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................................................................. 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 10
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
10
2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
10
3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
11
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
11
4.1 Cách tiếp cận............................................................................................................................................11
4.2. Phương pháp nghiên cứu:.......................................................................................................................11
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
12
5.1 Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................................................12
5.2 Phạm vi nghiên cứu..................................................................................................................................12
CHƯƠNG 1.................................................................................................................................................. 13
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM...................................13
1.1. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI
1.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM
1.2.1. ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT THAN HẠT MỊN VÙNG QUẢNG NINH

13
14
14

Bảng 1.1: Thành phần độ hạt than cấp hạt 0-6mm của các mỏ than khu vực...........................................................15
Hòn Gai.....................................................................................................................................................................15
Bảng 1.2: Kết quả đánh giá tính khả tuyển than cấp hạt nhỏ và mịn vùng.................................................................15
Hòn Gai......................................................................................................................................................................15

Bảng 1.3: Thành phần độ hạt than cấp 0-6mm của các mỏ than khu vực Cẩm Phả...................................................16

1.2.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TẠI CÁC NHÀ MÁY TUYỂN THAN VIỆT NAM

16

Bảng 1.4: Sản lượng than nguyên khai và các loại than cám của toàn tập đoàn năm 2010 ......................................17
Bảng 1.5: Kết quả tuyển than hạt mịn trên máng xoắn..............................................................................................18

1.2.3. CÁC NGHIÊN CỨU TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM

19

Bảng 1.6: Kết quả thử nghiệm bán công nghiệp tuyển thancấp hạt mịn bằng xyclon nước.......................................19

1.3. CÁC THIẾT BỊ TUYỂN THAN HẠT MỊN TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC
20
1.3.1. XYCLON HUYỀN PHÙ
20
1.3.2. XYCLON NƯỚC
20
1.3.3. MÁNG XOẮN
21
1.3.4. BÀN ĐÃI
21
1.3.5. MÁY LẮNG
22
1.3.6. THIẾT BỊ TUYỂN SIÊU TRỌNG LỰC
22
1.3.7. TUYỂN NỔI CỘT

22
1.3.8. KẾT LUẬN
23
1.4. THIẾT BỊ TUYỂN TẦNG SÔI ĐỂ TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN
24
1.4.1 Nguyên lý tuyển tầng sôi.......................................................................................................................24
1.4.2. Các thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn........................................................................26
Bảng 1.7: Kết quả tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm bằng thiết bị TBS...........................................................................26
Bảng 1.8: Kết quả tuyển than hạt mịn trên thiết bị CrossFlow...................................................................................29
Bảng 1.9: Bảng thông số của thiết bị tuyển Hydrofloat..............................................................................................32
Bảng 1.10: Kết quả tuyển than hạt mịn bằng thiết bị HydroFloat [4].........................................................................33
Bảng 1.11: Kết quả tuyển than hạt mịn bằng máy lắng cột........................................................................................34


4
CHƯƠNG 2.................................................................................................................................................. 35
MẪU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.....................................................................................35
2.1.MẪU NGHIÊN CỨU

35

Bảng 2.1 Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu...........................................................................................................35

2.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHÌM NỔI CÁC CẤP HẠT HAI MẪU THAN
2.2.1. MẪU THAN CỌC SÁU

35
35

Bảng 2.2: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 3-6 mm mẫu Cọc Sáu..........................................................................36

Bảng 2.3: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 1,6-3 mm mẫu Cọc Sáu.......................................................................37
Bảng 2.4: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 0,5-1,6 mm mẫu Cọc Sáu....................................................................38

2.2.2. MẪU THAN VÀNG DANH

39

Bảng 2.5: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 3-6 mm mẫu Vàng Danh.....................................................................39
Bảng 2.6: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 1,6-3 mm mẫu Vàng Danh..................................................................40
Bảng 2.7: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 0,5-1,6 mm mẫu Vàng Danh...............................................................41

2.3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
2.4. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM

42
46

CHƯƠNG 3.................................................................................................................................................. 48
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN CỌC SÁU...........................................................................48
3.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM
3.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

48
48

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau..................48

3.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

49

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau.....................50

3.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
3.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

51
51

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau...............52

3.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

53

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau..................53

3.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
3.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

55
55

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau............55

3.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

56

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau...............57

3.4. KẾT LUẬN

58

Bảng 3.7: Các chi phí tối ưu cho từng cấp hạt............................................................................................................58

CHƯƠNG 4.................................................................................................................................................. 59
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN VÀNG DANH.....................................................................59
4.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM
4.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

59
59

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau.............59

4.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

60

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau...............61

4.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
4.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

63
63

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau...........63

4.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

64

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau.............65

4.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
4.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

67
67

Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau........68


5
4.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

69

Bảng 4.6: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau.........69

4.4. KẾT LUẬN

71

CHƯƠNG 5.................................................................................................................................................. 72
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ TIỀM NĂNG KINH TẾ CỦA ĐỀ TÀI.........................................................................72
5.1 TIỀM NĂNG CỦA THIẾT BỊ

5.1.1 TRÊN THẾ GIỚI
5.1.2 TẠI VIỆT NAM
5.2 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM Ở VIỆT NAM VÀ HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ KHI ĐƯA RA SẢN XUẤT ĐẠI TRÀ
5.2.1 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM VIỆT NAM CỠ 0,5 -6 MM
5.2.1.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
5.2.1.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
5.2.2 HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ

72
72
72
74
74
76
76
77

Chi phí với nước, khí ( bơm) , điện, nhân công….......................................................................................................77
Trong thực tế hiện nay tình hình khai thác than tại Quảng Ninh là khoảng 35-40 triệu tấn/năm thì than cám cỡ hạt
<6 mm chiếm khoảng 13-18%( khoảng 6-7 triệu tấn/năm). Vậy nên việc giải quyết được lượng than cám này là khá
quan trọng................................................................................................................................................................. 77
Mỗi năm có thể thu về cho nhà nước và các doanh nghiệp khoảng 5,2 tỉ sau khi trừ mọi chi phí sản xuất chế biến.
.................................................................................................................................................................................. 77

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................... 81


6
DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỤC LỤC....................................................................................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................................................................. 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 10
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
10
2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
10
3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
11
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
11
4.1 Cách tiếp cận............................................................................................................................................11
4.2. Phương pháp nghiên cứu:.......................................................................................................................11
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
12
5.1 Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................................................12
5.2 Phạm vi nghiên cứu..................................................................................................................................12
CHƯƠNG 1.................................................................................................................................................. 13
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM...................................13
1.1. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ GIỚI
1.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM

13
14

Hình 1.1: Than cám tồn đọng ở Quảng Ninh chưa được xử lý..............................................................................14

1.2.1. ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT THAN HẠT MỊN VÙNG QUẢNG NINH

14

Bảng 1.1: Thành phần độ hạt than cấp hạt 0-6mm của các mỏ than khu vực...........................................................15
Hòn Gai.....................................................................................................................................................................15
Bảng 1.2: Kết quả đánh giá tính khả tuyển than cấp hạt nhỏ và mịn vùng.................................................................15
Hòn Gai......................................................................................................................................................................15
Bảng 1.3: Thành phần độ hạt than cấp 0-6mm của các mỏ than khu vực Cẩm Phả...................................................16

1.2.2. TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TẠI CÁC NHÀ MÁY TUYỂN THAN VIỆT NAM

16

Bảng 1.4: Sản lượng than nguyên khai và các loại than cám của toàn tập đoàn năm 2010 ......................................17
Bảng 1.5: Kết quả tuyển than hạt mịn trên máng xoắn..............................................................................................18

1.2.3. CÁC NGHIÊN CỨU TUYỂN THAN HẠT MỊN TẠI VIỆT NAM

19

Bảng 1.6: Kết quả thử nghiệm bán công nghiệp tuyển thancấp hạt mịn bằng xyclon nước.......................................19

1.3. CÁC THIẾT BỊ TUYỂN THAN HẠT MỊN TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC
20
1.3.1. XYCLON HUYỀN PHÙ
20
1.3.2. XYCLON NƯỚC
20
1.3.3. MÁNG XOẮN
21
1.3.4. BÀN ĐÃI

21
1.3.5. MÁY LẮNG
22
1.3.6. THIẾT BỊ TUYỂN SIÊU TRỌNG LỰC
22
1.3.7. TUYỂN NỔI CỘT
22
1.3.8. KẾT LUẬN
23
1.4. THIẾT BỊ TUYỂN TẦNG SÔI ĐỂ TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN
24
1.4.1 Nguyên lý tuyển tầng sôi.......................................................................................................................24
Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ tuyển than cấp hạt mịn hiện đại với máy HSBS.........................................................25

1.4.2. Các thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn........................................................................26
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị TBS...........................................................................................................26
Bảng 1.7: Kết quả tuyển than cấp hạt 0,5 – 3mm bằng thiết bị TBS...........................................................................26
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý của máy CrossFlow......................................................................................................28
Bảng 1.8: Kết quả tuyển than hạt mịn trên thiết bị CrossFlow...................................................................................29
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của máy HydroFloat.....................................................................................................30


7
Bảng 1.9: Bảng thông số của thiết bị tuyển Hydrofloat..............................................................................................32
Bảng 1.10: Kết quả tuyển than hạt mịn bằng thiết bị HydroFloat [4].........................................................................33
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý máy lắng cột................................................................................................................33
Bảng 1.11: Kết quả tuyển than hạt mịn bằng máy lắng cột........................................................................................34

CHƯƠNG 2.................................................................................................................................................. 35
MẪU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.....................................................................................35

2.1.MẪU NGHIÊN CỨU

35

Sơ đồ gia công mẫu...............................................................................................................................................35
Bảng 2.1 Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu...........................................................................................................35

2.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHÌM NỔI CÁC CẤP HẠT HAI MẪU THAN
2.2.1. MẪU THAN CỌC SÁU

35
35

Bảng 2.2: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 3-6 mm mẫu Cọc Sáu..........................................................................36
Hình 2.1: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 3-6m.............................................................................................36
Bảng 2.3: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 1,6-3 mm mẫu Cọc Sáu.......................................................................37
Hình 2.2: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 1,6-3mm......................................................................................37
Bảng 2.4: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 0,5-1,6 mm mẫu Cọc Sáu....................................................................38
.............................................................................................................................................................................. 38
Hình 2.3: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 0,5-1,6mm...................................................................................38

2.2.2. MẪU THAN VÀNG DANH

39

Bảng 2.5: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 3-6 mm mẫu Vàng Danh.....................................................................39
.............................................................................................................................................................................. 39
Hình 2.4: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 3-6mm.........................................................................................39
Bảng 2.6: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 1,6-3 mm mẫu Vàng Danh..................................................................40
Hình 2.5: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 1,6-3mm......................................................................................40

Bảng 2.7: Kết quả phân tích chìm nổi cấp hạt 0,5-1,6 mm mẫu Vàng Danh...............................................................41
Hình 2.6: Đường cong khả tuyển than cấp hạt 0,5-1,6mm...................................................................................41

2.3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

42

Hình 2.7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị tuyển nổi trọng lực thí nghiệm...........................................................................43
Hình 2.8: Thiết bị tuyển nổi trọng lực tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Tuyển khoáng Đại học Mỏ Địa chất.............44
Hình 2.9: Sinh viên đang tiến hành thí nghiệm.....................................................................................................45

2.4. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM

46

Hình 2.10: Sơ đồ thí nghiệm.................................................................................................................................47

CHƯƠNG 3.................................................................................................................................................. 48
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN CỌC SÁU...........................................................................48
3.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM
3.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

48
48

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau..................48
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 36mm.....................................................................................................................................................................49

3.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

49

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau.....................50
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của lưu lượng nước đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 36mm.....................................................................................................................................................................50
Hình 3.3: Kết quả tuyển cấp hạt 3-6mm Cọc Sáu..................................................................................................51

3.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
3.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

51
51

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau...............52
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 1,63mm.....................................................................................................................................................................52

3.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

53

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau..................53


8
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí nước đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 1,6-3mm.
.............................................................................................................................................................................. 54
Hình 3.6: Kết quả tuyển cấp hạt 1,6 -3 mm Cọc Sáu.............................................................................................54

3.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
3.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

55
55

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Cọc Sáu với chi phí dầu diesel khác nhau............55
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 0,51,6mm..................................................................................................................................................................56

3.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

56

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Cọc Sáu với lưu lượng nước khác nhau...............57
Hình 3.8: biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí nước đến các chỉ tiêu tuyển than Cọc Sáu cấp hạt 0,5-1,6mm.....57
Hình 3.9: Kết quả tuyển cấp hạt 0,5- 1,6mm Cọc Sáu...........................................................................................58

3.4. KẾT LUẬN

58

Bảng 3.7: Các chi phí tối ưu cho từng cấp hạt............................................................................................................58

CHƯƠNG 4.................................................................................................................................................. 59
THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC MẪU THAN VÀNG DANH.....................................................................59
4.1. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 3-6 MM
4.1.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

59
59

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau.............59
Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 36mm.....................................................................................................................................................................60

4.1.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

60

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 3-6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau...............61
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí nước đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 36mm.....................................................................................................................................................................62
Hình 4.3: Kết quả tuyển cấp hạt 3-6mm Vàng Danh..............................................................................................62

4.2. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 1,6-3 MM
4.2.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

63
63

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau...........63
Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt
1,6-3mm............................................................................................................................................................... 64

4.2.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

64

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 1,6-3 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau.............65
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí nước đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 1,63mm.....................................................................................................................................................................66
Hình4.6: Kết quả tuyển cấp hạt 1,6-3mm Vàng Danh............................................................................................67

4.3. THÍ NGHIỆM VỚI CẤP 0,5-1,6 MM
4.3.1. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ THUỐC TẬP HỢP DẦU DIESEL

67
67

Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với chi phí dầu diesel khác nhau........68
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí dầu diesel đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt
0,5-1,6mm............................................................................................................................................................ 68

4.3.2. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

69

Bảng 4.6: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực cấp 0,5-1,6 mm Vàng Danh với lưu lượng nước khác nhau.........69
Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chi phí nước đến các chỉ tiêu tuyển than Vàng Danh cấp hạt 0,51,6mm..................................................................................................................................................................70
Hình 4.9: Kết quả tuyển cấp hạt 0,5- 1,6 mm Vàng Danh......................................................................................70

4.4. KẾT LUẬN

71

CHƯƠNG 5.................................................................................................................................................. 72
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ TIỀM NĂNG KINH TẾ CỦA ĐỀ TÀI.........................................................................72
5.1 TIỀM NĂNG CỦA THIẾT BỊ
5.1.1 TRÊN THẾ GIỚI

72
72


9
5.1.2 TẠI VIỆT NAM

5.2 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM Ở VIỆT NAM VÀ HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ KHI ĐƯA RA SẢN XUẤT ĐẠI TRÀ
5.2.1 TÌNH HÌNH THỰC TẾ THAN CÁM VIỆT NAM CỠ 0,5 -6 MM
5.2.1.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
5.2.1.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
5.2.2 HOẠCH ĐỊNH CHI PHÍ

72
74
74
76
76
77

Chi phí với nước, khí ( bơm) , điện, nhân công….......................................................................................................77
Trong thực tế hiện nay tình hình khai thác than tại Quảng Ninh là khoảng 35-40 triệu tấn/năm thì than cám cỡ hạt
<6 mm chiếm khoảng 13-18%( khoảng 6-7 triệu tấn/năm). Vậy nên việc giải quyết được lượng than cám này là khá
quan trọng................................................................................................................................................................. 77
Mỗi năm có thể thu về cho nhà nước và các doanh nghiệp khoảng 5,2 tỉ sau khi trừ mọi chi phí sản xuất chế biến.
.................................................................................................................................................................................. 77

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................................. 77
Hình 5.1. Sơ đồ kiến nghị dự kiến.........................................................................................................................80

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................... 81


10
MỞ ĐẦU
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
Công nghiệp khai thác than là một trong những ngành công nghiệp có lịch sử

phát triển lâu đời.
Khác với các ngành công nghiệp khác, sự tồn tại và phát triển của công nghiệp khai
thác than hiện đang phải đối diện với thách thức vô cùng to lớn vì nó được cho là nhân
tố chính làm ô nhiễm môi trường sinh thái. Tuyển để nâng cao chất lượng than (giảm độ
tro và hàm lượng các chất độc hại) trước khi sử dụng đang ngày càng được chấp nhận
một cách rộng rãi cả ở các nước công nghiệp phát triển cũng như các nước có nền kinh
tế đang trong giai đoạn chuyển đổi. Đây là giải pháp để than tiếp tục được sử dụng như
là một sản phẩm có thể được chấp nhận, xét về phương diện bảo vệ môi trường.
Hiện tại ở vùng than Quảng Ninh tồn đọng một lượng than cám chất lượng xấu với
khối lượng lớn, chiếm nhiều diện tích và lãng phí tài nguyên. Việc nghiên cứu công
nghệ tuyển thu hồi sử dụng các than cám này bằng công nghệ đơn giản và rẻ tiền sẽ
mang lại hiệu quả lớn về kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Tuyển nổi thông thường
chỉ áp dụng được đối với cấp hạt -0,5mm. Tuyển tầng sôi(tuyển trọng lực) thì tốn
nhiều chi phí nước nhưng lại không hiệu quả đối với cấp -0,5mm. Nếu nâng cao được
độ hạt tuyển nổi lên đến 6mm sẽ góp phần giải quyết vấn đề tuyển các loại than cám
nêu trên trên một thiết bị. Việc nghiên cứu phương pháp tuyển than bằng thiết bị tuyển
nổi trọng lực là một vấn đề cấp thiết có ý nghĩa thực tiễn.

2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
Ở Việt Nam, phần lớn than cám cấp hạt 0 – 6mm đều không được tuyển, do đó
chúng có chất lượng và giá bán thấp. Việc đưa than cấp hạt mịn vào tuyển hay để


11
dùng trực tiếp đã từng được tranh cãi nhiều do chi phí cao của quá trình tuyển và sự
phức tạp khi xử lý sản phẩm sau tuyển. Vì vậy việc nghiên cứu tìm thiết bị tuyển mới
có hiệu quả tuyển cao để tuyển cấp hạt mịn là nhiệm vụ cấp thiết đối với các nhà máy
tuyển than Việt Nam hiện nay. Đề tài đã nghiên cứu chế tạo một thiết bị tuyển mới để
tuyển than hạt mịn, đó là “thiết bị tuyển nổi – trọng lực”. Thiết bị này có những ưu
điểm cơ bản như: năng suất cao, chi phí đầu tư thấp.Không những vậy thiết bị này còn

đem lại nguồn lợi kinh tế vô cùng to lớn và giải quyết được vấn đề về môi trường sinh
thái do xử lý được cấp hạt mịn -6mm. Mà từ trước tới nay, cấp hạt này không thể
tuyển nó chỉ được dùng để phối trộn với loại than có chất lượng tốt (độ tro thấp) để
đem bán với giá thành rất thấp (không có lãi) hoặc bị tồn đọng gây lãng phí tài nguyên
và ô nhiễm môi trường. Nếu được áp dụng đây sẽ là thiết bị hợp lý và có nhiều triển
vọng trong các nhà máy tuyển than của Việt Nam. Nhưng cho đến nay vẫn chưa có
nghiên cứu nào được tiến hành để có thể áp dụng thiết bị này vào thực tế tuyển than
của Việt Nam. Đây cũng chính là nhiệm vụ được đặt ra cho đề tài: “Nghiên cứu tuyển
nổi than cám -6mm vùng Quảng Ninh bằng thiết bị tuyển nổi trọng lực phòng thí
nghiệm”.
3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu mối quan hệ ảnh hưởng của các thông số cấu tạo và công nghệ đến hiệu
quả tuyển than hạt mịn vùng Quảng Ninh trên thiết bị Tuyển nổi Trọng lực.
- Trên cơ sở đó, đánh giá khả năng ứng dụng của thiết bị này vào thực tế để cải thiện
sơ đồ xử lý than hạt mịn và giải quyết những vẫn đề về than cấp hạt mịn còn tồn đọng
ở vùng Quảng Ninh nói riêng và Việt Nam nói chung.
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1 Cách tiếp cận
Trên cơ sở tài liệu tham khảo thiết kế thiết bị thí nghiệm và nghiên cứu thí nghiệm quá
trình tuyển nổi trọng lực than cám trên thiết bị thiết kế. Sau đó tối ưu hóa các thông số
điều kiện của quá trình.
4.2. Phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập tài liệu, tổng hợp – phân tích để viết tổng quan
- Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm
- Thí nghiệm tuyển nổi trong thiết bị tuyển nổi trọng lực


12
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
5.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu tuyển than cấp hạt -6mm vùng Quảng Ninh bằng thiết bị tuyển nổitrọng lực.
5.2 Phạm vi nghiên cứu
Giới hạn trong 2-3 mẫu than cám vùng Quảng Ninh (than Cọc Sáu và than
Vàng Danh.


13
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TUYỂN THAN CẤP HẠT MỊN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1. Tình hình tuyển than cấp hạt mịn trên thế giới
Vấn đề tuyển than hạt mịn trong những năm gần đây được quan tâm nghiên cứu
khá nhiều trên thế giới. Trong nhiều loại than cấp liệu cho nhà máy tuyển, lượng than
mịn (-3(6)mm) chiếm đến hàng chục phần trăm tỷ lệ khối lượng. Lượng than hạt mịn
đưa về các nhà máy tuyển ngày càng tăng và chất lượng của chúng ngày càng giảm, do
khâu khai thác đã được cơ giới hóa và tự động hóa cao độ đồng thời năng suất khai
thác rất lớn . Trước kia công nghệ tuyển than hạt mịn chỉ được áp dụng đối với than
luyện cốc, còn đối với than năng lượng thì phương án truyền thống là tách cấp hạt mịn
(cám khô hoặc cám mịn) và tuyển cấp hạt thô. Tuy nhiên ngày nay càng có nhiều nhà
máy tuyển than mới xây dựng xem xét phương án đưa độ sâu tuyển tới độ hạt gần tới
0,5 (3)mm ngay cả đối với than năng lượng. Việc nâng cao chất lượng và giá trị sản
phẩm than hạt mịn cho phép đa dạng hóa sản phẩm và áp dụng các công nghệ tiên tiến
để bảo vệ môi trường.
Phương pháp tuyển than chủ yếu là tuyển trọng lực, phương pháp này có hiệu quả
cao đối với các cấp hạt thô, nhưng độ hạt than đưa tuyển càng giảm thì hiệu quả tuyển
càng kém và chi phí tuyển càng tăng. Trong những năm gần đây, trên thế giới đã xuất
hiện nhiều thiết bị tuyển than cấp hạt mịn. Song song với nó là sự cải tiến sơ đồ công
nghệ xử lý than cấp hạt mịn, đã cho phép tuyển than cấp hạt mịn có hiệu quả hơn đồng
thời chi phí tuyển và khử nước than cấp hạt mịn rẻ hơn .
Phương pháp tuyển than cấp hạt mịn tốt nhất là đáp ứng được các yêu cầu về kinh

tế; tỷ lệ thu hồi; chất lượng của các sản phẩm tuyển; vấn đề khử nước các sản phẩm
tuyển. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến việc xử lý than cấp hạt mịn theo Korte và
Bosman là:
- Tính khả tuyển của than và thu hoạch của cấp tỷ trọng lân cận;
- Hiệu suất tuyển;
- Yêu cầu về chất lượng của sản phẩm;
- Giá bán sản phẩm;
- Giá thành tuyển 1 tấn than.
Các thiết bị tuyển trọng lực phổ biến nhất để tuyển than cấp hạt mịn là: xyclon
huyền phù, xyclon nước, máng xoắn, máy lắng, bàn đãi và gần đây là thiết bị tuyển


14
tầng sôi. Ngoài ra, để thu hồi than cấp hạt -0,5mm có thể sử dụng phương pháp tuyển
nổi bằng thiết bị tuyển nổi cột.
1.2. Tình hình tuyển than hạt mịn tại Việt Nam
Tài nguyên khoáng sản than tại Việt Nam chủ yếu tập trung tại vùng Quảng Ninh.
Trong những năm gần đây sản lượng khai thác than vùng này đạt đến trên 35-40 triệu
tấn/năm trong khi tại các vùng than khác ngoài Quảng Ninh sản lượng chỉ đạt chưa
đến vài triệu tấn. Chính vì vậy trong báo cáo này chỉ tập trung vào đối tượng than hạt
mịn vùng Quảng Ninh.

Hình 1.1: Than cám tồn đọng ở Quảng Ninh chưa được xử lý
1.2.1. Đặc điểm tính chất than hạt mịn vùng Quảng Ninh
Đặc điểm tính chất than hạt mịn vùng Quảng Ninh đã được nghiên cứu tổng kết
khá chi tiết trong các tài liệu và các số liệu ở đây được trích dẫn từ các tài liệu này.
Than vùng Hòn Gai
Các mỏ than chiếm tỷ trọng lớn ở khu vực Hòn Gai là Hà Tu, Hà Lầm, Núi Béo và
Tân Lập. Thành phần độ hạt các cấp hạt 0 - 6mm được trình bày tại bảng 1.1 còn chỉ
tiêu T tính khả tuyển các cấp hạt than mịn được trình bày tại bảng 1.2 .

15
Bảng 1.1: Thành phần độ hạt than cấp hạt 0-6mm của các mỏ than khu vực
Hòn Gai
Hà Tu
Thu
Độ
hoạch, tro,
%
%
30,95
24,46

Hà Lầm
Thu
Độ
hoạch,
tro,
%
%
40,46
26,27

Tân Lập
Thu
Độ
hoạch,
tro,
%

%
36,21
26,21

Núi Béo
Thu
Độ tro,
hoạch,
%
%
33,22
30,23

0,1-1

37,11

18,47

41,32

19,17

39,92

16,55

43,54

18,43

-0,1

31,94

25,08

18,22

27,94

23,87

25,24

23,24

27,53

Cộng

100

22,44

100

23,64

100

22,12

100

24,46

Cấp
hạt,
mm
1-6

Bảng 1.2: Kết quả đánh giá tính khả tuyển than cấp hạt nhỏ và mịn vùng
Hòn Gai
Mỏ than
Hà Tu
Hà Lầm
Tân Lập

Núi Béo

Cấp hạt,mm

Chỉ tiêu T,%

Tính khả tuyển

0,1-1

8,80

Khó tuyển

1-6

6,70

Trung bình tuyển

0,1-1

9,20

Khó tuyển

1-6

2,71

Dễ tuyển

0,1-1

8,27

Khó tuyển

1-6

3,67

Dễ tuyển

0,1-1

-

1-6

8,67

Khó tuyển

Các đặc điểm tính chất cơ bản:
− Tỷ lệ than cám 0 - 6mm của các mỏ than vùng Hòn Gai chiếm tỷ lệ từ 65% đến
75%;
− Trong thành phần than cấp hạt nhỏ -6mm, tỷ lệ cấp hạt siêu mịn -0,1mm dao
động trong khoảng 18,22% (Hà Lầm) tới 31,94% (Hà Tu) và cấp hạt mịn -1mm từ
59,54% (Hà Lầm) tới 69,05% (Hà Tu);
− Than cấp hạt mịn (cấp 0,1 - 1mm) của các mỏ than vùng Hòn Gai thuộc loại
khó tuyển.
Than vùng Cẩm Phả
Các mỏ than có sản lượng lớn khu vực Cẩm Phả là Cọc Sáu, Đèo Nai, Mông
Dương, Thống Nhất, Cao Sơn, Khe Chàm và Dương Huy. Thành phần độ hạt than
nguyên khai cấp 0-6mm được trình bày tại bảng 1.3 .
Các đặc điểm tính chất cơ bản:


16
− Tỷ lệ than cám 0-6mm của các mỏ than vùng Cẩm Phả chiếm tỷ lệ từ 65% đến

75%;
− Trong thành phần than cấp hạt nhỏ -6mm, tỷ lệ cấp hạt siêu mịn -0,1mm dao
động trong khoảng 16,64% (Khe Chàm) tới 22,03% (Thống Nhất) và cấp hạt mịn
-1mm từ 46,87% (Đèo Nai) tới 54,55% (Mông Dương);
− Than cấp hạt mịn của các mỏ than vùng Cẩm Phả thuộc loại trung bình tuyển
đến khó tuyển.
Bảng 1.3: Thành phần độ hạt than cấp 0-6mm của các mỏ than khu vực Cẩm Phả
Cấp hạt, mm

0-0,1

0,1-1

1-3

3-6

(0-6)

Thu hoạch,%

21,09

32,68

25,72

20,50

100,00

Độ tro,%

28,94

26,80

30,16

30,86

28,95

Thu hoạch,%

18,15

28,71

31,90

21,24

100,00

Độ tro,%

17,69

15,14

18,19

21,27

17,88

Mỏ Mông
Dương

Thu hoạch,%

17,77

36,81

27,18

18,24

100,00

Độ tro,%

29,87

23,33

26,60

27,31

26,11

Mỏ Thống
Nhất

Thu hoạch,%

22,03

33,49

26,40

18,08

100,00

Độ tro,%

21,88

29,74

23,46

25,95

25,66

Mỏ
Cao Sơn

Thu hoạch,%

19,50

32,26

31,24

16,99

100,00

Độ tro,%

20,30

21,15

22,41

26,46

22,28

Mỏ Khe
Chàm

Thu hoạch,%

16,64

35,88

29,56

17,92

100,00

Độ tro,%

31,12

28,57

26,42

31,83

28,94

Thu hoạch,%

20,35

31,98

16,78

30,89

100,00

Độ tro,%

22,07

22,53

23,03

31,68

25,35

Mỏ Cọc Sáu

Mỏ Đèo Nai

Mỏ
Dương Huy

1.2.2. Tình hình tuyển than cấp hạt mịn tại các nhà máy tuyển than Việt Nam
Loại than sản xuất hàng năm của tập đoàn Than & Khoáng sản chủ yếu là các loại
than cám cỡ hạt 0 – 15mm, than cục xô chiếm một tỷ lệ rất nhỏ (xem bảng 1.4). Sản
lượng than cám sản xuất năm 2010 của cả tập đoàn vào khoảng 38,7 triệu tấn, trong đó

lượng than cám xấu (từ cám 5 trở lên) chiếm xấp xỉ 30 triệu tấn. Như vậy, lượng than
cám chất lượng xấu chưa qua tuyển của toàn tập đoàn chiếm tỷ lệ rất cao, loại than này
có giá trị kinh tế thấp và rất khó tiêu thụ. Các loại than cám đã qua tuyển là cám 1,
cám 2 và cám 3 ở Việt Nam chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ và chỉ có trong các nhà máy
tuyển than.


17
Tất cả than hạt mịn và nhỏ vùng Quảng Ninh đều không được tuyển tại mỏ mà
được tách ra đi tiêu thụ dạng cám hoặc chuyển đến nhà máy tuyển. Hiện tại vùng than
Quảng Ninh có các nhà máy tuyển: các nhà máy tuyển than Cửa Ông, nhà máy tuyển
than Hòn Gai (Nam Cầu Trắng) và nhà máy tuyển than Vàng Danh.
Bảng 1.4: Sản lượng than nguyên khai và các loại than cám của toàn tập đoàn
năm 2010 .
Khối lượng, tấn

Loại than cám

Độ tro
trung
bình, %

Tuyển than
Cửa Ông

Cám 1

7,00

389.000

155.000

0

648.000

Cám 2

9,00

111.000

0

0

235.000

Cám 3a

11,50

278.000

93.000

0

380.000

Cám 3b

14,00

666.000

186.000

160.000

1.693.000

Cám 3c

16,50

1.110.000

434.000

0

2.867.000

Cám 4a

20,00

500.000

310.000

180.000

2.545.000

Cám 4b

24,00

222.000

31.000

290.000

2.050.000

Cám 5

30,00

1.788.000

372.000

1.220.000

12.319.000

Cám 6a

36,00

2.331.000

419.000

298.000

10.419.000

Cám 6b

42,00

555.000

124.000

186.000

4.223.000

Cám 7a
Cám 7b
Cám 7c

47,50

52,50
57,50

0
0
0

0
0
0

9.000
0
0

50.000
220.000
45.000

Than bùn

30,00

666.000

186.000

50.000

960.000

8.616.000

2.310.000

2.393.000

38.654.000

11.100.000

3.100.000

3.300.000

47.470.000

Cộng
Than nguyên
khai

36,64

Tuyển than Tuyển than
Hòn Gai
Vàng Danh

Tổng tập
đoàn TKV

Xưởng tuyển than II Cửa Ông và Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng được hãng
BMCH của Australia thiết kế với dây chuyền công nghệ tuyển tương đối đồng bộ và
hiện đại có thể chủ động tách cám khô hoặc tuyển không phân cấp bằng máy lắng. Sản
phẩm than sạch của máy lắng cấp hạt (1-35) mm hoặc (1 - 50) mm được tuyển nâng
cao chất lượng bằng máy tuyển xyclon huyền phù. Cấp hạt - 1 mm được phân loại
thành sản phẩm than bùn (-0,1mm) và than cám mịn (0,1 - 1mm) bằng xyclon. Ngoài
ra, than cám mịn được tuyển nâng cao chất lượng bằng các thiết bị máng xoắn.


18
Xưởng tuyển than Cửa Ông I với dây chuyền công nghệ tách cám khô và tuyển
than cục bằng máng rửa. Dây chuyền xử lý bùn nước chủ yếu được thực hiện thông
qua thiết bị là các hố gầu, hố cạn và bể cô đặc cào tròn nên hiệu quả thu hồi than cám
mịn đạt được rất thấp. Xưởng tuyển than Cửa Ông III với dây chuyền công nghệ rất
đơn giản chỉ tách cám khô không có các thiết bị tuyển nâng cấp chất lượng.
Đối với cấp hạt than mịn cấp 0,1-1mm thì cả tại cả hai nhà máy tuyển than Cửa
Ông II và Nam Cầu Trắng đều lắp đặt máng xoắn để tuyển nâng cao chất lượng. Trong
thời gian đầu quá trình tuyển than mịn 0,1-1mm trên máng xoắn đạt độ tro than sạch
13-17% và độ tro đá thải 55-65%. Tuy nhiên thời gian gần đây hoạt động của máng
xoắn không ổn định và không có hiệu quả. Lý do được xác định là do khâu bùn nước
bị quá tải, các thiết bị xyclon phân cấp không hiệu quả dẫn đến cấp liệu máng xoắn
không ổn định. Kết quả khảo sát hiệu quả làm việc của máng xoắn tại xưởng tuyển
than Nam Cầu Trắng năm 2005, được cho ở bảng 1.5.
Bảng 1.5: Kết quả tuyển than hạt mịn trên máng xoắn
TT

Than sạch

Đá thải

Độ tro than
đầu, %

1

γ, %
80,01

A, %
17,21

γ, %
19,99

A, %
55,95

2

82,70

16,49

17,30

45,81

21,56

3

74,21

18,31

25,79

51,56

26,89

4

82,33

19,13

17,67

54,55

25,39

5

84,06

16,15

15,94

58,00

22,82

6

73,35

17,82

26,65

50,61

26,56

TB

79,44

17,52

20,56

52,57

24,70

24,95

Nhà máy tuyển than Vàng Danh với dây chuyền công nghệ tách cám khô trước khi
tuyển trên máy tuyển huyền phù bể CK 20. Than cấp hạt nhỏ và mịn được xử lý bằng
các hố gầu và bể cô đặc cào tròn nên gây ra tổn thát than cám mịn vào sản phẩm bùn.
Gần đây nhà máy tuyển than Vàng Danh đã lắp riêng một hệ thống xyclon huyền phù
để tuyển than cám cỡ hạt 1 – 18mm. Than sạch thu được sau khi tuyển có độ tro nằm
trong khoảng từ 9% đến 13%. Nhưng khi sử dụng xyclon thì chi phí tuyển cao hơn và
mất mát manhetit nhiều hơn do tuyển than hạt mịn và than vùng Vàng Danh có khối
lượng riêng lớn.


19
1.2.3. Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn tại Việt Nam
Các nghiên cứu tuyển than hạt mịn cấp 0,1-1mm vùng Hòn Gai - Cẩm Phả chủ yếu
tập trung vào nghiên cứu phương án thay thế hệ thống máng xoắn đang tồn tại bằng
các hệ thống xyclon nước.
Bảng 1.6: Kết quả thử nghiệm bán công nghiệp tuyển thancấp hạt mịn bằng
xyclon nước
db,
mm

dc,
mm

áp lực,
atm

52

26

52

Than sạch

Đá thải

A, %
γ, %
γ, %
0
Hệ hai góc côn 75 - 200

A, %

Độ tro than
đầu, %

0,5

23,94

18,18

76,06

29,75

24,36

26

0,8

80,67

15,51

19,33

48,46

21,88

44

24

0,5

42,74

12,57

57,26

25,46

19,95

44

24

0,8

46,04

14,49

53,96

28,14

21,86

Hệ ba góc côn 1200 – 750 - 200
52

26

0,5

67,97

26,07

32,03

49,55

33,59

52

26

0,8

64,55

23,76

35,45

51,02

33,42

48

24

0,5

54,79

22,68

45,21

26,22

24,28

48

24

0,8

41,40

19,44

58,60

35,15

28,65

Hệ ba góc côn 1350 – 750 - 200
52

26

0,5

39,95

18,11

60,05

43,92

33,61

52

26

0,8

71,43

18,76

28,57

44,50

22,95

48

22

0,5

70,97

24,63

29,03

36,98

28,21

48

22

0,8

42,87

9,94

57,13

23,72

17,81

Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Mỏ Địa chất,
Viện khoa học công nghệ mỏ, thử nghiệm bán công nghiệp tại Nhà máy tuyển Nam
Cầu Trắng cho thấy mặc dù có các kết quả tuyển khả quan nhưng hệ thống tuyển bằng
xyclon nước chưa khẳng định ưu thế vượt trội về hiệu quả tuyển cũng như tính ổn định

so với hệ thống máng xoắn. Chính vì vậy, cho đến nay phương án tuyển bằng xyclon
nước chưa được áp dụng trong thực tế. Kết quả chạy thử nghiệm bán công nghiệp
tuyển than cấp hạt mịn bằng xyclon nước tại Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng đã
được TS. Phạm Hữu Giang tổng kết trong tài liệu , bảng 1.6 là kết quả tối ưu lấy từ tài
liệu .
Năm 2004, tác giả Ninh Thị Mai đã tiến hành nghiên cứu tuyển than cấp 0 - 3mm
vùng Cẩm Phả bằng bàn đãi. Kết quả tuyển thu được rất khả quan nhưng do bàn đãi có


20
năng suất thấp nên không đáp ứng được yêu cầu thực tế tại các nhà máy tuyển than
hiện nay .
Hiện nay, Công ty tuyển than Hòn Gai đã có hệ thống tuyển nổi cột để nâng cấp
bùn than mịn. Tuy nhiên đối tượng chính của máy tuyển nổi cột là than cấp -0,1mm.
1.3. Các thiết bị tuyển than hạt mịn truyền thông và các kết quả đã đạt được
Phương pháp tuyển than cấp hạt mịn phổ biến nhất là phương pháp tuyển trọng lực,
bằng các thiết bị tuyển: xyclon huyền phù, xyclon nước, máng xoắn, máy lắng, bàn
đãi, thiết bị tuyển tầng sôi. Ngoài ra, để thu hồi than cấp hạt -0,5mm có thể sử dụng
phương pháp tuyển nổi bằng thiết bị tuyển nổi cột.
1.3.1. Xyclon huyền phù
Tuyển than hạt mịn bằng xyclon huyền phù ngày càng trở nên phổ biến hơn,
bởi các nguyên nhân sau : tỷ trọng phân tuyển rõ ràng hơn so với các phương pháp
tuyển khác và không chịu ảnh hưởng của thời tiết; khử pyrit và một số khoáng sản
khác ở mức cao nhất; có nhiều công nghệ tiến bộ trong việc thu hồi huyền phù và điều
khiển tự động các thiết bị.
Việc sử dụng môi trường nặng để tuyển than cấp hạt mịn đã thành công từ trước.
Ngày nay, công nghệ này đang được sử để tuyển than hạt mịn ở Nam Phi, Australia,
Mỹ. Đa số, sử dụng xyclon nhỏ và áp lực cấp liệu cao để tuyển than cấp hạt mịn bằng
xyclon huyền phù .
Khi tuyển than bằng xyclon huyền phù thì hiệu suất tuyển của cấp hạt mịn đạt được

kém hơn so với cấp hạt thô. Tuy nhiên hiệu quả thu hồi này vẫn cao hơn so với một số
quá trình tuyển trong môi trường nước khác.
Ưu điểm xyclon huyền phù: hiệu suất tuyển cao; sản phẩm than sạch có chất lượng
cao; độ lệch đường cong phân phối nhỏ. Nhưng nhược điểm là: do dung tích bé nên dễ
phản ứng với các biến động đầu vào; chi phí năng lượng cao; có giá thành tuyển cao
hơn do phải chi phí manhetit; khi tuyển than cấp hạt mịn thì việc thu hồi manhetit càng
khó khăn hơn. Do đó, xyclon huyền phù chỉ áp dụng trong những trường hợp đơn lẻ
đòi hỏi than chất lượng tốt và giá cao .
1.3.2. Xyclon nước
Xyclon nước là loại xyclon được cải tiến về cấu trúc để tuyển than trong môi
trường nước, chính xác hơn là trong môi trường huyền phù tự sinh tạo nên bởi vật liệu
mịn có trong than cấp liệu. Các nghiên cứu cho thấy có một miền bùn tỷ trọng cao tập
trung tại đỉnh côn của xyclon ngăn cản các hạt nhẹ đi qua. Hiện tượng này được tăng
cường khi tăng góc côn lên đến 900; ở góc côn này các hạt vật liệu nặng tuần hoàn tạo


21
nên một miền huyền phù tự sinh phân tách vật liệu theo tỷ trọng. Xyclon nước thường
được áp dụng đối với vật liệu cấp hạt 0,2 - 2,0 mm. Các thiết bị này được sử dụng phổ
biến trong những năm 60 - 70 thế kỷ trước .
Xyclon nước có ưu điểm: năng suất cao; diện tích lắp đặt nhỏ; không có bộ phận
chuyển động; do tỷ trọng phân tuyển thấp nên độ tro than sạch có thể đạt khá thấp.
Nhưng do mức độ hao mòn lớn; chi phí bảo dưỡng sửa chữa lớn; hơn nữa độ tro đá
thải chưa đạt yêu cầu; chỉ có hiệu quả tuyển cao khi tuyển hai giai đoạn nên chúng dần
bị thay thế bởi máng xoắn và gần đây là các thiết bị tuyển tầng sôi .
1.3.3. Máng xoắn
Trong nhiều năm trước, thiết bị tuyển than cấp hạt mịn theo nguyên lý màng mỏng
phổ biến nhất là máng xoắn. Máng xoắn ngày nay là thiết bị tuyển than chi phí thấp và
được sử dụng khá rộng rãi để tuyển than cấp hạt 0,2 - 2,0mm. Thiết bị này trước kia
được thiết kế để tuyển quặng sa khoáng biển nhưng sau đó được cải tiến để tuyển than

hạt mịn vài chục năm gần đây. Đầu tiên xuất hiện tại Australia nhưng sau đó thiết bị
này được áp dụng phổ biến tại Nam Phi, Mỹ. Tại Australia người ta ước lượng khoảng
8% khối lượng than nguyên khai được tuyển trong máng xoắn .
Máng xoắn để tuyển than có tỷ trọng phân tuyển nhỏ hơn so với máng xoắn để
tuyển quặng, để đáp ứng được yêu cầu phân chia chính xác giữa than và đá. Dó đó
máng xoắn để tuyển than có một vài đặc điểm sau : Độ dốc thấp hơn để giảm tốc độ
của bùn và làm tăng thời gian vật liệu lưu lại trên máng xoắn; Đường kính ngoài lớn
hơn và lưu lượng bùn vận chuyển lớn hơn.
Máng xoắn có sai số cơ giới vào khoảng 0,15 và tỷ trọng phân tuyển khoảng 1,8.
Ưu điểm của máng xoắn: sản phẩm than sạch không lẫn mùn; cấp liệu cho máng xoắn
có thể thay đổi trong một giới hạn rộng, hàm lượng pha rắn trong cấp liệu 8,5% 31,5%; tốc độ cấp liệu 75 - 150l/ph; giá thành lắp đặt và tuyển thấp; dễ hoạt động và
bảo dưỡng. Nhưng chúng có: có tỷ trọng phân tuyển cao; dễ phản ứng với các biến
động đầu vào (chất lượng và hàm lượng phần rắn trong cấp liệu); tuyển than chỉ có
hiệu quả với cấp hạt 0,2 - 1mm và sử dụng hai giai đoạn tuyển (tuyển chính và tuyển
vét) .
1.3.4. Bàn đãi
Bàn đãi có thể thay thế được cho máng xoắn, nhưng nó có khả năng tuyển than ở
cấp hạt thô hơn, độ hạt đưa tuyển 0,075 - 9,5mm. Nhưng để có hiệu quả tuyển cao thì
cấp hạt trên nên chia thành hai hoặc ba cấp hạt hẹp rồi cấp liệu cho bàn đãi. Thiết bị


22
này phổ biến trong thời kỳ đầu tuyển than và ngày nay vẫn được áp dụng trong một số
xưởng tuyển nhỏ.
Ưu điểm của bàn đãi khi tuyển than cấp hạt mịn bao gồm: chi phí sản xuất thấp; có
độ mềm dẻo cao khi làm việc; tính chọn riêng cao; mức độ làm giàu cao; có thể nhìn
thấy trực tiếp sự phân chia trên mặt bàn để đưa ra những điều chỉnh kịp thời; lượng
nước yêu cầu thấp, tỷ lệ rắn/lỏng trong cấp liệu vào khoảng 2,5 đến 1. Nhưng năng
suất thấp là nhược điểm lớn của thiết bị này khiến cho chúng hầu như biến mất trong
các xưởng tuyển hiện đại. Nếu đảm bảo được vấn đề về năng suất thì phải cần rất

nhiều thiết bị do đó cần nhiều diện tích để đặt chúng. Ngoài ra chúng chỉ có hiệu quả
với từng cấp hạt hẹp; hiệu quả tuyển của máy phụ thuộc nhiều vào việc kiểm tra và
điều chỉnh kịp thời các thông số của máy.
1.3.5. Máy lắng
Máy lắng tuyển than hạt mịn chính là máy lắng khí nén, nó được cải tiến từ các loại
máy lắng Batac và Tacub để tuyển hạt thô. Tuy nhiên do những tiến bộ trong lĩnh vực
tự động hóa và kiểm soát quá trình công nghệ nên trong những máy tuyển này quá
trình lắng các hạt mịn được kiểm soát và tối ưu hóa tối đa để nâng cao hiệu quả phân
tách. Tiến bộ về công nghệ cho phép xác định nhanh chóng và áp dụng chu kỳ lắng tối
ưu thích hợp với thành phần độ hạt cũng như thành phần tỷ trong của than hạt mịn đưa
tuyển. Những máy lắng cải tiến này cho phép tuyển hiệu quả than cấp hạt 0,1-10mm.
Máy lắng có chi phí tuyển và vận hành thấp. Máy lắng rất có hiệu quả khi tách đất
đá ra khỏi than ở tỷ trọng phân tuyển cao nhưng sản phẩm than sạch có chất lượng
thấp. Hơn nữa, chất lượng của than sạch cũng như tỷ trọng phân tuyển đều phụ thuộc
vào từng cấp hạt hẹp đưa tuyển. Nhất là đối với cấp hạt mịn (-6mm) tuyển bằng máy
lắng có hiệu quả không cao .
1.3.6. Thiết bị tuyển siêu trọng lực
Việc tăng cường quá trình phân tách theo tỷ trọng bằng cách chuyển từ trường
trọng lực thông thường sang trường lực ly tâm cao hơn nhiều cũng được nghiên cứu
nhiều để cải thiện quá trình tuyển hạt mịn. Mặc dù có nhiều kết quả triển vọng trong
nghiên cứu nhưng các thiết bị này ngày nay vẫn chưa được áp dụng trong thực tế. Nổi
bật trong các thiết bị dạng này là thiết bi siêu trọng lực dạng Falcon, thiết bị này
thường được dùng để khử lưu huỳnh dạng pyrit ra khỏi than là chính .
1.3.7. Tuyển nổi cột
Tuyển nổi là phương pháp phổ biến để tuyển than hạt mịn cấp -0,5 mm từ những
năm 1950 thế kỷ trước. Do than có tính kỵ nước tự nhiên nên quá trình tuyển tách than


23
khỏi đá thải diễn ra khá dễ dàng. Nếu như trước kia quá trình tuyển than diễn ra trong

các máy tuyển than truyền thống dạng cơ giới tự hút hoặc cơ giới khí nén thì trong
khoảng hai chục năm gần đây tuyển than chủ yếu trong các máy tuyển nổi cột rất đa
dạng về thiết kế. Ngày nay tuyển nổi cột được thừa nhận là thiết bị hiệu quả để tuyển
than hạt mịn cấp -0,5mm và nhất là cấp -0,25mm. Nếu như ở Bắc Mỹ thiết bị tuyển
nổi cột chủ yếu là dạng CPT, Microcel thì ở Australia lại là máy Jameson, ở Trung
Quốc, Nam Phi lại là máy dạng Pneuflot .
1.3.8. Kết luận
Các thiết bị tuyển than cấp hạt mịn đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa
chọn một thiết bị tuyển than hạt mịn phù hợp phụ thuộc chủ yếu vào: tính khả tuyển
của than; yêu cầu chất lượng sản phẩm than sạch; khả năng thu hồi lượng than sạch có
thể bán được; chi phí tuyển và khử nước... Các thiết bị tuyển than hạt mịn khác nhau
có những đặc điểm cơ bản khác nhau như sau:
- Xyclon huyền phù thu hồi sản phẩm có chất lượng cao và cao hơn quá trình
tuyển trong môi trường nước nhưng chi phí năng lượng và chi phí giá thành tuyển cao,
có hại với môi trường và khó thu hồi manhetit.
- Xyclon nước cho phép thu được sản phẩm than sạch chất lượng cao. Nhưng sản
phẩm đá thải có độ tro thấp, chi phí năng lượng và nước lớn, mức độ hao mòn cao.
- Bàn đãi có mức độ làm giàu cao, chi phí sản xuất thấp. Nhược điểm cơ bản của
bàn đãi là năng suất nhỏ, khiến cho nó hầu như không được sử dụng trong các nhà
máy tuyển than.
- Máng xoắn có giá thành lắp đặt và tuyển thấp, dễ hoạt động và bảo dưỡng có
hiệu quả tuyển cao ở tỷ trọng phân tuyển cao. Nếu trong cấp liệu chứa nhiều các hạt
lớn hơn 1mm thì hiệu quả tuyển của máng xoắn rất kém, chỉ có hiệu quả tuyển cao với
than cấp hạt 0,1 - 1mm.
- Máy lắng có chi phí tuyển và vận hành thấp, có hiệu quả khi tách đất đá ra khỏi
than ở tỷ trọng phân tuyển cao nhưng sản phẩm than sạch có chất lượng thấp. Hơn
nữa, chất lượng của than sạch cũng như tỷ trọng phân tuyển đều phụ thuộc vào từng
cấp hạt hẹp than đưa vào tuyển. Nhất là đối với cấp hạt nhỏ (-6mm) tuyển bằng máy
lắng có hiệu quả không cao.
- Thiết bị tuyển siêu trọng lực hầu như chưa được áp dụng trong thực tế tuyển

than, thường được sử dụng để tách lưu huỳnh dạng pyrit (Fe 2S) ra khỏi than.
- Tuyển nổi cột có hiệu quả tuyển cao, nhưng chi phí sản xuất lớn và chỉ thích
hợp cho các hạt nhỏ hơn 0,5mm.


24
Trong những năm gần đây, cùng với sự thay đổi của các kiểu loại máy tuyển, việc
xử lý cấp hạt mịn chủ yếu sử dụng phương pháp tuyển tầng sôi, tuyển nổi và thực sự
đã cho hiệu quả vượt trội hơn so với các phương pháp tuyển trọng lực.
1.4. Thiết bị tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn
1.4.1 Nguyên lý tuyển tầng sôi
Về nguyên lý, thiết bị này gần giống như các thiết bị phân cấp dòng nước ngược đã
được áp dụng rất lâu để phân cấp các hạt khoáng mịn mà cụ thể là các máy phân cấp
thủy lực. Theo nguyên lý phân cấp dòng nước ngược thì các hạt vật liệu được đưa vào
thiết bị dạng cột thẳng đứng trong đó có dòng nước chảy ngược lên với tốc độ xác
định. Các hạt thô có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dòng nước ngược sẽ lắng xuống đáy
thiết bị và tháo tải ra ngoài, còn các hạt mịn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước
ngược sẽ bị cuốn theo dòng nước chảy tràn trên miệng thiết bị. Các thiết bị này hoạt
động trong điều kiện rơi tự do và phân tách theo độ hạt. Đã từ lâu người ta cũng biết
rằng, trong những thiết bị phân cấp dạng này, nếu nồng độ các hạt rắn lớn thì các hạt
khoáng sẽ phân tách theo cả tỷ trọng. Điều kiện phân cấp rơi vướng mắc nêu trên có
thể được tạo ra bằng cách tháo tải các hạt lắng đọng một cách hạn chế để tạo ra bùn
đặc trong thiết bị. Nói một cách khác, các hạt rắn tích tụ dưới đáy thiết bị phân cấp tạo
nên một lớp vật liệu có vai trò như một lớp huyền phù tự sinh, ngăn cản các hạt
khoáng nhẹ hơn đi qua nó. Các thiết bị tuyển dạng phân cấp rơi vướng mắc như trên
được áp dụng nhiều để tuyển các loại quặng sa khoáng.
Gần đây người ta nhận thấy rằng lớp vật liệu hạt rắn tạo môi trường phân tách như
trên có thể tạo ra bằng cách duy trì vật liệu dưới dạng tầng sôi. Tầng sôi là trạng thái
đặc biệt của các hạt khoáng mịn trong môi trường khí hoặc lỏng, chúng có khả năng
duy trì mật độ cao nhưng vẫn ở trạng thái lơ lửng, tách rời nhau. Trạng thái tầng sôi

được tạo ra bằng cách cho chất lỏng (hoặc chất khí) sục qua lớp vật liệu đặt trên tấm
lưới phân phối. Các thiết bị tuyển tầng sôi đã được áp dụng từ lâu trong công nghệ hóa
học để duy trì tiếp xúc tối đa giữa các pha rắn và pha lỏng (cũng như giữa pha rắn và
pha khí) tuy nhiên để phân tách khoáng vật theo nguyên lý tuyển trọng lực thì mới chỉ
được phát hiện và áp dụng trong những năm gần đây.
Thiết bị tuyển tầng sôi (hindered settling bed separator (HSBS)) còn gọi là thiết bị
phân tách rơi vướng mắc là loại thiết bị trong đó các hạt cấp liệu rơi ngược với dòng
nước đều đặn đi lên từ đáy thiết bị. Các hạt vật liệu được phân tách trong các thiết bị
này chủ yếu theo tỷ trọng và ở mức độ thấp hơn là theo độ hạt .
HSBS là thiết bị tuyển than cấp hạt mịn dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng (hình
1.1). Nó có khả năng xử lý vật liệu cỡ hạt 0.25 - 2mm với tỷ trọng phân tuyển thấp hơn


25
so với các máy tuyển than cấp hạt mịn khác đang sử dụng. Các hạt khoáng trong cấp
liệu được cấp vào máy sẽ va chạm tự do hoặc vướng mắc tuỳ thuộc vào nồng độ của
các hạt trong máy tuyển. Các hạt trong quá trình rơi sẽ tạo thành lớp tầng sôi nằm phía
trên điểm cấp nước tạo tầng sôi, sau đó các hạt này được phân tầng dựa trên tốc độ rơi
vướng mắc của từng hạt

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ tuyển than cấp hạt mịn hiện đại với máy
HSBS
HSBS đã được sử dụng làm thiết bị phân cấp trong công nghiệp khoáng sản từ nửa
thế kỉ trước. Trong thiết bị này, nếu các hạt nhỏ có tốc độ rơi thấp hơn tốc độ dòng
nước tạo tầng sôi thì chúng sẽ đi vào vùng phía trên của lớp tầng sôi, còn các hạt thô
có tốc độ rơi cao hơn sẽ đi xuống phía dưới của vùng tầng sôi. Tuy nhiên, nếu trong
cấp liệu kích thước hạt nằm trong một giới hạn nào đó thì sự phân chia được thực hiện
chủ yếu bởi sự khác nhau về khối lượng riêng của hạt. Các hạt mịn có khối lượng
riêng thấp đi vào máng hứng sản phẩm tràn, trong khi đó các hạt thô có tỷ trọng cao đi
vào sản phẩm cặn qua cửa tháo đá và đi ra ngoài.

HSBS có các ưu điểm nổi bật như: diện tích chiếm chỗ nhỏ, dễ điều chỉnh tỷ
trọng phân tuyển, làm việc ổn định, có thể thay đổi năng suất trong phạm vi rất rộng
và hiệu suất tuyển cao. HSBS có thể ứng dụng để: tuyển than (Reed, 1995; Honaker,
2000) tuyển khoáng sản cát (Mankosa, 1995) và tái chế dây dẫn điện (Mankosa và
Carve, 1995). HSBS cũng có thể được sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp khác
như: làm giàu quặng sắt, thiếc, chì, kẽm .v.v.