Nghiên cứu hiệu quả thu hồi than mịn từ nước thải than giả định, tại Mỏ than Cọc Sáu với thuốc tuyển nổi DẦU HỎA và DẦU VỪNG với thuốc tuyển FLOTAKOL

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm
Đức Tiến – Giảng viên trường Đại Học Tài nguyên và Môi Trường Hà Nội, đã trực
tiếp hướng dẫn em trong suất thời gian thực hiện đồ án.
Đồng thời em cũng gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô trong Phòng Thí Nghiệm
trường, đã tạo điều kiện về địa điểm chạy mô hình và cung cấp các trang thiết bị cần
thiết để em có thể hoàn thành bài đồ án đúng theo kế hoạch với hiệu quả tốt nhất.
Cùng với sự nỗ lực của bản thân trong quá trình thực hiện mô hình, được sự
giúp đỡ, chia sẻ kiến thức và công việc của bạn cùng nhóm. Điều đó đã hỗ trợ em,
cổ vũ em hoàn thành mô hình, đồng thời em cũng học được một số kỹ năng cần
thiết như: làm việc nhóm, tìm kiếm thông tin, giao tiếp....Một lần nữa em gửi lời
cảm ơn tới các bạn trong nhóm làm mô hình.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo tại Trường Đại Học
Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dậy, truyền đat cho em những
kiến thức vô cùng quý giá và tạo cho em một nền tảng vững chắc đề thực hiện mô
hình. Trong suất quá trình học tập, nghiên cứu tại Trường em đã tích lũy được kiến
thức bổ ích và thực tế để có thể tìm kiếm một công việc phù hợp sau khi ra trường.
Em xin chân thành cám ơn!...

LỜI CAM ĐOAN


Em xin cam đoan rằng, Đồ Án tốt nghiệp: “Nghiên cứu hiệu quả thu hồi than
mịn từ nước thải than giả định, tại Mỏ than Cọc Sáu với thuốc tuyển nổi DẦU HỎA
và DẦU VỪNG với thuốc tuyển FLOTAKOL”, chưa được bất kỳ cá nhân hay tổ
chức nào phát hành và sử dụng trước đó. Toàn bộ các thông tin, thí nghiệm thực
hiện trong quá trình làm mô hình hoàn toàn thực hiện bởi cá nhân em dưới sự
hướng dẫn của giảng viên Phạm Đức Tiến, không sử dụng thông tin kết quả có sẵn
làm bài báo cáo. Các thông tin, tài liệu được tham khảo tại các cuốn sách chuyên
ngành có liên quan. Kết quả thí nghiệm không có sự chỉnh sửa, trước khi báo cáo,
đây là các kết quả chính xác sau khi chạy mẫu khi thực hiện mô hình. Một lần nữa

em xin cam đoan những thông tin em cung cấp là đúng sự thật.

MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH VẼ


MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài
Năng lượng trong thế kỷ 21 đang là vấn đề nóng trên toàn cầu. Khi nguồn
nhiên liệu dầu khí và khí đốt được dự báo sẽ cạn kiệt trong vòng 50 đến 60 năm tới,
dẫn đến giá dầu khí ngày một tăng cao và do đó làm cho nhiều nghành sản xuất phụ
thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu này gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là các quốc
gia nhập khẩu dầu khí. Việt Nam nằm trong top những nước tiêu thụ năng lượng
tương đối lớn so với khu vực và trên thế giới. Nhu cầu điện ngày càng lớn, khả năng
cân đối tài chính để khai thác và chế biến 55 ÷ 58 triệu tấn than sau năm 2015 là rất
khó khăn. Nhu cầu than riêng cho ngành điện vào năm 2020 với công suất các nhà
máy điện than là 36 nghìn MW để sản xuất 154,44 tỷ kWh, sẽ tiêu thụ 67,3 triệu tấn
than. Năm 2030, công suất các nhà máy nhiệt điện than là 75.748,8 MW để sản xuất
391,980 tỷ kWh, tiêu thụ tới 171 triệu tấn than.
Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch rắn rất có ích trong các ngành công
nghiêp. Thành phần chính của than đá là cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố
khác như lưu huỳnh. Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các lớp đá có
màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được. Than đá là nguồn nhiên liệu sản xuất
điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải khí carbon dioxide lớn nhất,
được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu. Than đá
được khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới lòng đất.
Ngành công nghiệp khai thác than là một ngành vô cùng quan trọng. Cùng
với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, thì khai thác than cũng đang

được trú trọng đầu tư, cơ giới hóa để đảm bỏ khai thác với trữ lượng lớn, hiệu quả
cao. Bên cạnh đó trong quá trình khai thác và chế biến than vẫn còn sử dụng các
loại thiết bị thô sơ, các loại máy móc cũ, lạc hậu, do đó đã gây lên tác động xấu tới
môi trừng trong quá trình sản xuất. Điển hình là các tác động đến môi trường tự
nhiên : Nước, không khí, đất,..., và sức khỏe con người. Khai thác mỏ lộ thiên cần
một lượng lớn nước để rửa than cũng như khắc phục bụi. Để thỏa mãn nhu cầu này,
mỏ đã chiếm nguồn nước mặt và nước ngầm cần thiết cho công nghiệp và sinh hoạt
của các vùng lân cận, khai thác ngầm dưới đất có những đặc điểm tương tự nhưng
không cần lượng nước để kiểm soát bụi nhưng vẫn cần nhiều nước để rửa than. Bên
cạnh đó, việc cung cấp nước. Nước thải từ các mỏ than có chứa nhiều thành phần
trong đó đáng chú ý là hàm lượng than sót lại với kích thước nhỏ và một số thành
phần trong quá trình khai thác than đá tại mỏ, gây nên những vấn đề về môi trường..


Lượng than mịn tồn tại trong nước thải than chiếm tỷ lệ khá cao có thể tái thu hồi để
tận dụng vào các mục đích như sử dụng làm các loại than trộn, sử dụng cho các
ngành công nghiệp sử dụng nhiệt. Chính vì thế đề xuất ra một giải pháp thu hồi than
mịn có ý nghĩa lớn về kinh tế và góp phần vào quá trình xử lý nước thải ngành than
sau này.
Tính cấp thiết của đề tài
Với việc lựa chọn đề tài “Đánh giá hiệu quả thu hồi than mịn từ nước thải giả
định than tại mỏ Cọc Sáu với thuốc tuyển nổi FLOTAKOL, DẦU HỎA và DẦU
VỪNG” sẽ trình bày những nội dung cơ bản hết sức cần thiết về hiệu quả thu hồi và
khả năng ứng dụng thực tế của mô hình sẽ giúp ích cho quá trình học tập, nghiên
cứu sau này.
Nơi thực hiện đề tài
Đề tài đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại Phòng Thí Nghiệm trường đại học Tài
Nguyên Và Môi Trường Hà Nội.
Mục tiêu thực hiện đề tài
Hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng theo kế hoạch đề ra.

Nghiên cứu, tìm hiểu mô hình thu hồi than mịn từ nước than giả định có hàm lượng
than mịn tồn tại tượng tự như nước thải than từ quá trình rửa máy móc, dụng cụ
khai thác và nước thải rửa than, nước thải trong quá trình khắc phục bụi than, mong
muốn được sử dụng những kết quả của các thí nghiệm làm tiền đề nghiên cứu mô
hình ứng dụng hoàn chỉnh hơn. Bên cạnh đó có thể ứng dụng làm mô hình trong
giảng dạy đối với các ngành công nghệ môi trường và kĩ thuật môi trường.
Tổng hợp các kiến thức lý thuyết đã được học về hệ thống bể tuyển nổi trong việc
xử lý môi trường, nghiên cứu ứng dụng thực tế, làm tiền đề cho công việc sau này
khi tốt nghiệp.
Tóm tắt nội dung đề tài
- Tìm hiểu mô hình bể tuyển nổi – chức năng cấu tạo và hiệu quả thu hồi than

mịn.
- Thực hiện thí nghiệm:
+ Tìm điểm tối ưu của thuốc tập hợp (Dầu hỏa, dầu vừng)
+ Tìm điểm tối ưu của thuốc tạo bọt (Dầu thông)
+ Tìm điểm tối ưu của lưu lượng nước cấp và bể khi thu hồi bọt (giải pháp thu
hồi lượng bọt trong bể)
- So sánh hiệu quả thu hồi than mịn khi sử dụng dung dịch thuốc tuyển là dầu hỏa
và dầu vừng với dung dịch Flotakol.
(Tất cả các thí nghiệm đều làm trong vòng 1 phút, 3 phút, 5 phút )
- Viết báo cáo thực tập tốt nghiệp, bảo vệ đề tài tốt nghiệp trước hội đồng trường.


Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tìm kiếm, thu thập thông tin
- Phương pháp tính toán, xử lý số liệu
- Phương pháp mô phỏng thí nghiệm

1.1.

Chương 1 : TỔNG QUAN CHUNG
TỔNG QUAN VỀ THAN ĐÁ
1.1.1. Các khái niệm liên quan
Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch được hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy
nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị ôxi hóa và phân hủy bởi sinh
vật (biodegradation).
Thành phần chính của than đá là cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố khác như
lưu huỳnh, hydro, oxy và nito.. Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các
lớp đá có màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được.
1.1.2. Phân bố và trữ lượng
a. Trữ lượng than trên thế giới

Trữ lượng than của cả thế giới vẫn còn cao so với các nguyên liệu năng lượng khác
(dầu mỏ, khí đốt....). Được khai thác nhiều nhất ở Bắc bán cầu, trong đó 4/5 thuộc
các nước sau: Hoa Kỳ, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ, Úc, Ba Lan ..., sản lượng than
khai thác là 5 tỉ tấn/năm.
Quốc gia /
khu vực

Antraxit và
bitum

Subbituminous và
than non

Toàn
bộ

Trữ lượng
%

Đơn vị: triệu tấn
Canada

3471

3.107

6,578

0.7

Mexico

860

351

1.211

0.1

Hoa Kỳ

111.338

135.305

246.643

27.1

Nam và Trung
Mỹ

7701

12.192

19.893

2.2

Cộng hòa Séc

2.094

3.458

5552

0.6

Kazakhstan

28.151

3128

31.279

3.4

Châu Âu và ÁÂu

112.256

174.839

287.095

31.6

Các nước châu
Phi khác

910

174

1.084

0.1


Tổng số châu
Phi và Trung
Đông

51.502

174

51.676

5.6

Úc

38.600

39.900

78.500

8.6

Trung Quốc

62.200

52.300

114.500

12,6

Ấn Độ

90.085

2.360

92.445

10.2

Việt Nam

150

-

150

-

Tổng số châu
Á-Thái Bình
Dương

193.256

105.243

298.499

32.8

Tổng số thế
giới

478.771

430.293

909.064

100,0

Bảng 1.1: Trữ lượng than đá của một số nước trên thế giới
Toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm. Một số ngành sử
dụng than làm nguyên liệu đầu vào như: sản điện, thép và kim loại, xi măng
và các loại chất đốt hóa lỏng. Than đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện
(than đá và than non), các sản phẩm thép và kim loại (than cốc).
Than đóng vai trò sống còn với sản xuất điện và vai trò này sẽ còn được duy trì
trong tương lai. Khoảng 39% lượng điện sản xuất ra trên toàn thế giới là từ nguồn
nguyên liệu này và tỷ lệ này sẽ vẫn được duy trì trong tương lai (dự báo cho đến
năm 2030). Lượng tiêu thụ than cũng được dự báo sẽ tăng ở mức từ 0.9% đến 1.5%
từ nay cho đến năm 2030.
b. Trữ lượng than tại Việt Nam

Trữ lượng than đá ở Việt Nam
Trữ lượng than ở Việt Nam và các nguồn tài nguyên rất khó đánh giá. Mặc dù một
số những khó khăn xuất phát từ việc thiếu các dữ liệu chính xác cho quốc gia, hai
vấn đề cơ bản làm cho những ước tính này khó khăn và chủ quan. Các vấn đề liên
quan đến sự khác biệt đầu tiên trong định nghĩa của các thuật ngữ như trữ lượng đã
được kiểm chứng(thường chỉ có những số lượng mà là thu hồi) và các nguồn tài

nguyên địa chất (thường tổng số tiền mặt than, có hoặc không thể phục hồi hiện
nay).


Tại Việt Nam, có rất nhiều mỏ than tập trung nhiều nhất ở các tỉnh phía Bắc nhất
tỉnh Quảng Ninh, mỗi năm khai thác khoảng 15 đến 20 triệu tấn. Than được khai
thác lộ thiên là chính còn lại là khai thác hầm lò.

Bảng 1.2: Trữ lượng than đá ở Việt Nam
Nguồn than chủ yếu của Việt Nam là than Antraxit thuộc bể than Đông Bắc, nằm
trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh, một phần thuộc tỉnh Bắc Giang và Hải Dương. Than
Antraxit của Bể than Đông Bắc có chất lượng tốt (nhiệt trị 4.600-8.200 kcal/kg).
Ngoài ra, vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ đã phát hiện bể than nâu được dự báo có
trữ lượng khoảng 210 tỷ tấn. Kết quả thăm dò và khảo sát năm 2010 của ngành than
cho thấy, tổng trữ lượng than của Việt Nam ước khoảng 48,7.109 tấn (bao gồm than
bể than Đông Bắc, khối nâng Khoái Châu của bể than đồng bằng Sông Hồng và các
mỏ khác).
Việt Nam là nước có tiềm năng về than khoáng các loại. Than biến chất thấp (lignit
- á bitum) ở phần lục địa trong bể than sông Hồng tính đến chiều sâu 1700m có tài
nguyên trữ lượng đạt 36,960 tỷ tấn. Nếu tính đến độ sâu 3500m thì dự báo tổng tài
nguyên than đạt đến 210 tỷ tấn.
Than biến chất cao (anthracit) phân bố chủ yếu ở các bể than Quảng Ninh, Thái
Nguyên, sông Đà, Nông Sơn với tổng tài nguyên đạt trên 18 tỷ tấn. Bể than Quảng
Ninh là lớn nhất với trữ lượng đạt trên 3 tỷ tấn. Bể than Quảng Ninh đã được khai
thác từ hơn 100 năm nay phục vụ tốt cho các nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
Trữ lượng than ở Quảng Ninh
Theo thông báo của Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) đến 2015, ở
cả 3 vùng than Uông Bí, Hòn Gai, Cẩm Phả (Quảng Ninh), 20 dự án sẽ kết thúc
khai thác và thực hiện đóng cửa mỏ, tiếp đến giai đoạn 2016 - 2020 sẽ kết thúc khai

thác và đóng cửa mỏ 28 dự án khác. Quảng Ninh: Trữ lượng than còn khoảng 8,6 tỷ
tấn.
Tại cuộc họp Quy hoạch phát triển vùng than Uông Bí, Hạ Long, Cẩm Phả đến năm
2020 có xét đến năm 2030, lãnh đạo Tập đoàn cho biết, tổng tài nguyên trữ lượng cả
ba vùng, trữ lượng khoáng sản khoảng 8,6 tỷ tấn (trong đó vùng Uông Bí trên 5 tỷ
tấn; Hạ Long trên 1,2 tỷ tấn, Cẩm Phả trên 2,2 tỷ tấn). Tài nguyên - trữ lượng than
huy động vào quy hoạch đến năm 2020 là hơn 1,1 tỷ tấn.
TKV hiện có khoảng 30 mỏ và các điểm khai thác lộ thiên trong đó có 5 mỏ có
công suất từ 1 triệu tấn đến trên 3 triệu tấn/năm. Có khoảng 20 mỏ khai thác hầm lò
trong đó có 7 mỏ có công suât từ 1 triệu tấn trở lên là: Mạo Khê, Vàng Danh, Nam
Mẫu, Hà lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương Huy.
Quảng Ninh tập trung khoảng 67% trữ lượng than toàn quốc, chủ yếu là antraxít,
sản lượng than mỡ rất thấp – khoảng 200 ngàn tấn/năm. Quảng Ninh có 7 mỏ than
hầm lò sản xuất với công suất trên dưới 2 triệu tấn than nguyên khai/năm; chiếm
hơn 45% tổng sản lượng khai thác than của TKV. Quảng Ninh có 5 mỏ lộ thiên lớn
sản xuất với công suất trên 2 triệu tấn than nguyên khai/năm là: Cọc Sáu, Cao Sơn,
Hà Tu, Ðèo Nai, Núi Béo, cung cấp đến 40% sản lượng cho TKV.
1.1.3. Ứng dụng

Than đá là nguồn nhiên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn
thải khí carbon dioxide lớn nhất, được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện
tượng nóng lên toàn cầu. Than đá được khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới
lòng đất (hầm lò).
Trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. Sau
đó, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim. Gần đây than còn
dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân
tạo. Than chì dùng làm điện cực.
Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp thụ hoặc là
than hoạt tính có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong

dung dịch.Dùng nhiều trong việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc
than đá không chỉ là sản phẩm dành cho việc phát triển kinh tế, nguyên liệu máy
móc và nhà máy, chất đốt mà còn dùng làm điêu khắc, vẽ tranh mỹ nghệ đó là tác
phẩm do những nghệ nhân giỏi nghệ thuật.
Than đá là nguồn nguyên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là
nguồn khí cacbon dioxide lớn nhất, được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên
hiện tượng nóng lên toàn cầu.


Than đá được sử dụng nhiều trong sản xuất và đời sống. Trước đây, than dùng làm
nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. Sau đó, than làm nhiên liệu cho nhà
máy nhiệt điện, ngành luyện Kim.
Gần đây than còn được dùng trong nghành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược
phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo. Than chì dùng làm điện cực, ngoài ra than còn được
dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ xa xưa nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí
CO có thể gây ngộ độc nên cần sử dụng trong các lò sưởi chuyên dụng có ống khói
dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn cho người khi sử dụng.
Than đá là loại nhiên liệu được sử dụng nhiều trong sán xuất và đời sống dân sinh,
trong sản xuất thì than đá được sử dụng cho các ngành công nghiệp như Điện, Đạm,
Giấy, Xi măng, than đá được sử dụng cho các nhà máy gạch tuynel, đặc biệt là sử
dụng cho các nghành nghề như chế biến thủy hải sản, chế biến nông sàn, dệt
nhuộm, may mặc, sản xuất phân bôn, nấu cán thép, mạ màu kim loại.
Than đá trong đời sống dân sinh như sử dụng trong sấy nhãn, sấy vải, sấy lúa, sấy
các loại hải sản và dùng làm nguyên liệu để sản xuất than tổ ong phục vụ cho sinh
hoạt hàng ngày của các gia đình và các quán ăn, nhà hàng.
Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi than hấp thụ hoặc là than
hoạt tính có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung
dịch. Dùng nhiều trong máy lọc nước, làm trắng da, mặt nạ phòng độc...
1.1.4.

Khai thác

Khai thác mỏ: Là hoạt động khai thác khoáng sản hoặc các vật liệu địa chất từ lòng
đất, thường là các vỉa than. Các vật liệu được khai thác từ mỏ như than đá. Bất kỳ
vật liệu nào không phải từ trồng trọt hoặc được tạo ra trong phòng thí
nghiệm hoặc nhà máy đều được khai thác từ mỏ. Khai thác mỏ ở nghĩa rộng hơn
bao gồm việc khai thác các nguồn tài nguyên không tái tạo Khai thác mỏ than đá
được chia là làm hai hình thức khai thác cụ thể là: khai thác lộ thiên và khai thác
hầm lò.
Giai đoạn khai thác mỏ: Giai đoạn phát hiện thân quặng đến khâu tách khoáng và
cuối cùng là trả lại hiện trạng của mặt đất gần với tự nhiên nhất gồm một số bước
nhất định. đầu tiên là phát hiện thân quặng (thăm dò, xác định quy mô, vị trí, giá trị
thân quặng). Bước tiếp theo: nghiên cưu khả thi để đánh giá xác định kích thước và
phân cấp quặng. Nếu khả thì sẽ vận hành mỏ để thu hồi năng quặng than. Và cuối
cùng là hoàn thổ để làm cho đất của khu mỏ được sử dụng với mục đích khác trong
tương lai.


Khai thác lộ thiên là hình thức khai thác mỏ mà theo đó cần phải bóc lớp đất đá phủ
trên loại khoáng sản khai thác. Đa số hình thức khai thác lộ thiên đều dùng các thiết
bị máy móc lớn, như máy xúc đất, để loại bỏ lớp đất đá bề mặt. Khai thác lộ thiên
có các dạng khai thác sau: khai thác dải, khai thác mỏ mở, khai thác loại bỏ đỉnh
núi...

Hình 1.3: Hình ảnh khai thác than lộ thiên tại mỏ than Quảng Ninh
Có nhiều dạng khai thác mỏ lộ thiên:Theo đó hình thức khai thác dải và khai thác
mỏ mở là hai hình thức phổ biến nhất.
Khai thác hầm lò: là hình thức khai thác than đábên dưới lòng đất, có thểchia thành
4 dạng chính. Đó là công nghệ thủ công, công nghệ bán cơ khí, công nghệ cơ khí
hóa toàn bộ và công nghệ tự động hóa.

Hình 1.4: Hình ảnh khai thác than hầm lò tại một mỏ ở Quảng Ninh
Trong công nghệ thủ công, hầu hết các khâu công tác đều phải thực hiện bằng sức
người, còn ở công nghệ bán cơ khí hóa thì máy móc đã làm thay con người một số
công tác chính và khi ứng dụng công nghệ tự động hóa, thì có thể loại trừ sự có mặt
thường xuyên của con người trong lò chợ.
Khai thác hầm lò nhất là khai thác theo công nghệ thủ công việcđảm bảo an toàn
phải đượcđặt là tiêu chí hàng đầu trong quá trình khai thác than đá tại mỏ.
1.2. MỎ THAN CỌC SÁU
1.2.1. Thông tin chung

Công ty cổ phần than Cọc Sáu- TKV tiền thân là Mỏ than Cọc Sáu được thành lập
ngày 01/8/1960 theo Quyết định số: 707/BCN-KB2 ngày 23/7/1960 của Bộ Công
nghiệp. Đơn vị thành viên hạch toán độc lập trực thuộc Tổng Công ty Than Việt
Nam theo Quyết định số: 2600/QĐ-TCCB ngày 17/9/1996 của Bộ trưởng Bộ Công
nghiệp Việt Nam. Ngày 08/8/2006 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp phê duyệt quyết định
số: 2042/QĐ-BCN về việc phê duyệt phưng án và chuyển Công ty than Cọc sáu
thành Công ty cổ phần than Cọc Sáu - TKV. Từ ngày 01/01/2007, Công ty cổ phần
Than Cọc sáu- TKV chính thức chuyển sang hoạt động theo mô hình Công ty cổ
phần có 51% vốn chi phối của Nhà nước.
- Địa chỉ: Phường Cẩm Phú, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh
- Điện thoại : 033 862062, Fax: 033 863936
- Tổng số lao động hiện có đến 30/4/2008: 3.883 người (Nữ 1032 ngời). Trong đó
công nhân kỹ thuật 2.450 người; CBCN có trình độ đại học, cao đẳng : 486 người


/2008: 3.883 người (Nữ 1032 ngời). Trong đó công nhân kỹ thuật 2.450 người;
CBCN có trình độ đại học, cao đẳng : 486 người
Công ty cổ phần than Cọc Sáu- TKV tiền thân là Mỏ than Cọc Sáu được thành lập

ngày 01/8/1960 theo Quyết định số: 707/BCN-KB2 ngày 23/7/1960 của Bộ Công
nghiệp. Đơn vị thành viên hạch toán độc lập trực thuộc Tổng Công ty Than Việt
Nam theo Quyết định số: 2600/QĐ-TCCB ngày 17/9/1996 của Bộ trưởng Bộ Công
nghiệp Việt Nam. Ngày 08/8/2006 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp phê duyệt quyết định
số: 2042/QĐ-BCN về việc phê duyệt phưng án và chuyển Công ty than Cọc sáu
thành Công ty cổ phần than Cọc Sáu - TKV.
Công nghệ khai thác: Khai thác than lộ thiên xuống sâu. Năm 2005 Công ty đã khai
thác đạt mức -155 mét so với mực nước biển (tại khu vực động tụ Bắc). Hiện Công
ty đang quản lý và sử dụng hệ thống công nghệ khai thác than lộ thiên tương đối
hiện đại khép kín từ khâu: Khoan nổ → bốc xúc đất đá → khai thác than → vận
chuyển → chế biến, sàng tuyển → tiêu thụ.
1.2.2. Mỏ than Cọc Sáu (HNX – TC6)

Với trên 100 năm khai thác, hiện nay trữ lượng còn lại của TC6 là không còn nhiều,
chỉ khoảng 33 triệu tấn. thời gian khai thác còn lại khoảng từ 8 – 10 năm, TC6
không được đánh giá cao về tiềm năng do trữ lượng mỏ than đã dần cạn kiệt.

Hình 1.5: Hình ảnh mẫu than đá tại mỏ than Cọc Sáu – Quảng Ninh


1.2.3. Thành phần, cấu tạo của than đá tại mỏ
a. Cấu tạo

Bằng phương pháp phân tích cho thấy cấu tạo của phân tử than gồm hai thành phần
chính:
-

Nhân là hệ vòng thơm ngưng tụ
Nhánh là hệ vòng chủ yếu là các hydrocabon mạch thẳng không no, là tập
hợp chất cao phân tử trùng hợp thẳng trong đó có loại no, không no, vòng....

và các dị nguyên tố như O, S, N .. phần nối giữa nhánh và nhân đó là cầu nối
–O-, -CH2-, CH3, NH2.

Hình 1.6: Phân tử than đá
b. Thành phần thạch học

Có 8 dấu hiệu quan trọng nhất của mẫu than:
1. Khối lượng riêng.
2. Các tính chất cơ lý : độ rắn, độ dòn, độ dẻo
3. Mầu sắc của than
4. Độ ánh (ánh, nửa ánh, mờ, nửa mờ, ánh kim, ánh nhựa, ánh gương, ánh mờ, ảnh
tỏ). Độ ánh biến đổi có tính quy luật. Than biến tính thấp thì không có độ ánh, than
biến tính cao thì độ ánh tăng.
5. Cấu trúc : Phân biệt theo mặt phẳng vuông góc với các lớp : Đồng nhất, không
đồng nhất, cấu trúc lớp…
6. Vết vỡ : thường gặp ở dạng hạt, dạng sợi, vỏ sò
7. Vết nứt: Nội sinh ( do nguyên nhân bên trong quyết định) ,Ngoại sinh do ngoại
lực gây nên (do biến động của vỏ trái đất).


8. Xác định các khoáng có trong than và chia làm 3 loại :
- Phân tán thô (quan sát thấy bằng mắt và có thể tách dễ dàng).
- Phân tán mịn (tồn tại những hạt mịn và khó tách, phải dùng phương pháp tuyển)
- Không thể nhìn thấy bằng mắt, khó tách.

Hình 1.7: Ảnh SEM mẫu than đá Cọc Sáu (Quảng Ninh)
c. Thuộc tính vật lý – hóa lý của than đá

Thuộc tính vật lý
Tính theo hàm lượng thì than đá chứa khoảng >76,32% С, phần còn lại là 4,08%Н;

3,8%S; 1,61%N; 3,64%O . Độ xốp đạt 49 ÷ 53%, tỷ trọng riêng khoảng 1,300 ÷
1,506 g/cm3, độ tro 8,01 ÷ 10.00%, nhiệt trị là 34,150 kJ/kg. Độ ẩm toàn phần 3,5%
và không lớn hơn 5,5% khối lượng. Chất bốc khô trung bình là 6,0%, trị số tỏa nhiệt
không nhỏ hơn 7650 cal/g. Hàm lượng lưu huỳnh trung bình là 0,60% và không lớn
hơn 0,80%.
Thuộc tính hóa lý
Trên 900°С, than đá dễ dàng phục hồi khí cacbonic (СО2) theo phản ứng sau:
С + СО2 → 2СО
Ở nhiệt độ khoảng 1000°С, tốc độ của phản ứng (khả năng phản ứng tiêu chuẩn của
than cốc) tính trên 1 g than cốc là 0,1 ÷ 0,2 ml СО 2 trên 1 giây, năng lượng tỏa ra là
140 ÷ 200 kJ/mol. Tốc độ phản ứng với О2 là cao hơn một cách đáng kể so với phản
ứng cùng СО2, và ở mức khoảng 500°С thì gần 0,1 ml О 2 trên 1 giây, năng suất tỏa
nhiệt khoảng 100 ÷ 140 kJ/mol (tức phản ứng cháy của than cốc) theo phương
trình:


С + О2 → СО2
Thành phần hóa học
Cacbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu rắn , nhiệt lượng phát ra khi
cháy của 1 kg cacbon gọi là nhiệt trị của cacbon, khoảng 34.150 kj/kg. Vì vậy lượng
cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị của nhiên liệu càng cao. Tuổi hình
thành nhiên liệu càng già thì thành phần cacbon càng cao, song khi ấy độ liên kết
của than càng lớn nên than càng khó cháy.
Hydro là thành phần cháy quan trọng của nhiên liệu rắn, khi cháy toả ra nhiệt lượng
144.500 kj/kg. Nhưng lượng hyđrô có trong thiên nhiên rất ít. Trong nhiên liệu lỏng
hyđrô có nhiều hơn trong nhiên liệu rắn
Lưu huỳnh là thành phần cháy trong nhiên liệu. Trong than đá lưu huỳnh tồn tại
dưới ba dạng: liên kết hữu cơ Shc, khoáng chất Sk, liên kết sunfat Ss.Lưu huỳnh
hữu cơ và khoáng chất có thể tham gia quá trình cháy gọi là lưu huỳnh cháy . Còn
lưu huỳnh sunfat thường nằm dưới dạng CaSO4, MgSO4 , FeSO4 .., những liên kết

này không tham gia quá trình cháy mà chuyển thành tro của nhiên liệu.
Oxy và Nitơ là những chất trơ trong nhiên liệu rắn và lỏng. Sự có mặt của oxyvà
nitơ làm giảm thành phần cháy của nhiên liệu làm cho nhiệt trị của nhiên liệu giảm
xuống. Nhiên liệu càng non thì oxy càng nhiều. Khi đốt nhiên liệu, nitơ không tham
gia quá trình cháy chuyển thành dạng tự do ở trong khói.
Tro, xỉ (A): Là thành phần còn lại sau khi nhiên liệu được cháy kiệt.
Ngoài thành phần hoá học, người ta còn đánh giá đặc tính của than đá dựa trên
thành phần công nghệ. Các thành phần công nghệ sử dụng để đánh giá than bao
gồm độ ẩm, hàm lượng cốc, hàm lượng chất bốc, hàm lượng tro, nhiệt trị nhiên liệu
Độ ẩm trong than đá ký hiệu “Wtp.%”.Độ ẩm của than đá là hàm lượng nước chứa
trong than đá. Độ ẩm toàn phần của than đá được xác định bằng cách sấy nhiên liệu
trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050 oC cho đến khi trọng lượng nhiên liệu không thay đổi.
Phần trọng lượng mất đi gọi là độ ẩm nhiên liệu. Thực ra ở nhiệt độ 1050 oC chưa
đủ để thải hoàn toàn độ ẩm ra khỏi nhiên liệu vì một số loại độ ẩm trong như ẩm
tinh thể, thường phải ở nhiệt độ 500- 8000 oC mới thóat ra ngoài được.
Độ tro trong than đá ký hiệu “Ak”.Các vật chất ở dạng khoáng chất trong than khi
cháy biến thành tro, Sự có mặt của chúng làm giảm thành phần cháy nghĩa là làm
giảm nhiệt trị của than. Tỷ lệ tro trong than ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cháy
của than như: giảm nhiệt trị của than,gây nên mài mòn bề mặt ống hấp thụ
nhiệt,bám bẩn làm giảm hệ số truyền nhiệt qua vách ống,…Ngoài ra một đặc tính
quan trọng nữa của tro ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của thiết bị cháy là độ
nóng chảy của tro.
Chất Bốc của than đá ký hiệu (Vk.% ).Khi đem đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện
môi trường không có Ôxy thì mối liên kết các phân tử hữu cơ bị phân huỷ. Quá
trình đó gọi là quá trình phân huỷ nhiệt. Sản phẩm của phân huỷ nhiệt là những chất


khí được gọi là “Chất bốc” và kí hiệu là Vk %, bao gồm những khí Hydro,
Cacbuahydro, Cacbonoxit, Cacbonic.
Nhiệt trị của than đá ký hiệu Qk(Cal/g).Nhiệt trị của than đá là nhiệt lượng phát ra

khi cháy hoàn toàn 1 kg than đựoc kí hiệu bằng chữ Q (Kj/kg). Nhiệt trị của than
được phân thành Nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp.
1.3. TUYỂN NỔI
1.3.1. Khái niệm chung

Tuyển nổi là một phương pháp làm giàu khoáng sản có ích dựa vào khả năng bám
dính khác nhau của các loại khoáng vật lên bề mặt phân chia các pha như nước –
không khí hoặc dầu do có sự khác nhau vê năng lượng bề mặt riêng giữa các loại
khoáng vật đó. Tuyển nổi thích hợp cho việc phân chia các khoáng vật có kích
thước nhỏ, bởi vì những hạt càng nhỏ thì có diện tích bề mặt riêng càng lớn và hoạt
tính bề mặt của chúng càng mạnh.
Ngoài ra: Tuyển nổi còn được định nghĩa là quá trình tách các tạp chất rắn không
tan hoặc tan có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền bằng cách sử dụng
các chất hoạt động bề mặt hoặc các chất thấm ướt. Nếu sự khác nhau về tỉ trọng đủ
để tách gọi là tuyển nổi tự nhiên.
Nguyên lý chung của phương pháp tuyển nổi là phân chia các loại khoáng vật có
cỡ hạt tương đối mịn, lơ lửng trong môi trường nước, dựa vào khả năng bám dính
có chọn lọc của chúng lên bóng không khí hoặc giọt dầu dưới dạng nhũ tương được
đưa vào huyền phù của khoáng vật và cùng với chúng nổi lên trên bề mặt huyền phù
tạo thành bọt. Đối với tuyển khoáng thì sự bám dính có lựa chọn của hạt khoáng vật
lên bóng khí đóng vai trò quyết định. điều này có thể tạo ra được bằng cách cho vào
huyền phù (bùn quặng) các loại chế phẩm hóa học gọi là thuốc tuyển nổi với liều
lượng và tỷ lệ hợp lý.
Cơ sở khoa học của tuyển nổi
Những cơ sở lý thuyết cơ bản về tuyển nổi dựa trên thành tựu nghiên cứu hóa lý
hiện đại. Ngày nay, người ta dựa trên cơ sở lý thuyết để điều khiển quá trình công
nghệ tuyển nổi cũng như có thể điều chỉnh tỷ lệ thành phần các cấu tử tạo ra chất
tuyển nổi phù hợp với tính chất của từng hỗn hợp cần tuyển.
Để giải thích sự bám dính của thành phần cần tuyển nổi lên bề mặt bọt khí tạo ra
bởi chất tuyển nổi vả nổi lên bề mặt hỗn hợp. Người ta đưa ra nhiều giả thuyết giải

thích bằng hoá học lượng tử giữa mức năng lượng của các orbital đầy điện tử của
tác nhân tuyển nổi với orbital trống của thành phần cần tuyển nổi, hoặc là giải thích
bằng mô hình orbital phân tử.
Tóm lại, ngày nay người ta phân biệt 3 loại cơ chế cơ bản về sự bám dính của các
tác nhân tuyển nổi lên bề mặt thành phần tuyển nổi:
-

Sự hấp phụ do lực tĩnh điện
Sự hấp phụ hoá học
Sự hấp phụ vật lý


Câu trúc và thành phần của hệ tuyển nổi
Trong hệ thống tuyển nổi bao gồm các pha tiêu biểu là pha rắn (tổ hợp các hạt
khoáng), pha lỏng (thường là nước) và pha khí (chủ yếu là các bóng khí).Quá trình
tuyển nổi là quá trình vật lý-hóa học phức tạp và đa dạng các điều kiện và tính chất
nổi thành phần khoáng chất và tính chất của nước, thành phần và tính chất của
thuốc tuyển nổi, áp suất sục khí tuyển nổi
Pha rắn: là các tinh thể, cấu trúc mạng bên trong của một nguyên tử than. Tinh thể
bất động có điều kiện hình thái phụ thuộc vào bên ngoài và bên trong của nguồn
gốc và bản chất của các lực lượng liên kết. Rối loạn trong lưới tinh thể thực sự ảnh
hưởng đến các tính chất vật lý và hóa lý, nó được phản ánh trên bề mặt, tức là đặc
tính nổi của hạt khoáng chất.
Pha lỏng:Nước là một chất lỏng cực mạnh. Nó bao gồm ba nguyên tử (hai hạt nhân
của hydro và một hạt nhân oxy) được bao quanh bởi mười electron. Các electron
chuyển động theo quỹ đạo của chúng theo cặp. Các phân tử nước là đối xứng cầu, là
phân tử lưỡng bội và do đó có thể kết hợp thành các đơn vị tổ chức. Nước là một
phương tiện để tương tác pha và tất cả các thành phần của năng lượng và vì những
thuộc tính cụ thể của hành động tham gia tích cực của tuyển nổi. Nước là một chất
nổi rất tích cực và rất quan trọng là những tài sản có liên quan đến sự hình thành và

ổn định của lớp hydrat hóa của bề khoáng-nước và không khí-nước.Trong khi xem
khả năng nổi của khoáng sản vật liệu xử lý, cần phải chú ý đến các thành phần ion
của bột nổi nước.
Pha khí:Trong bọt nổi là thành phần của không khí, một thành phần quan trọng đối
với các hoạt động và kết quả của tuyển nổi. Không khí là một phần cần thiết của bọt
nổi và có một vai trò trong quá trình tuyển nổi. Các loại khí chứa trong không khí,
đặc biệt là oxy và carbon dioxide tích cực tham gia vào quá trình tuyển nổi. Oxy
được hấp phụ trên bề mặt khoáng sản, và ô-xy hóa nó, và có ảnh hưởng đến khả
năng hòa tan của nó. Hoạt động hiệu quả khí và khoáng chất nổi là điều kiện để
tham gia của nước. Không khí được sử dụng trong quá trình tuyển nổi, không chỉ
ảnh hưởng lên khả năng nổi của khoáng chất trên, mà còn ảnh hưởng đến các thuộc
tính của tất cả ba giai đoạn của hệ thống tuyển nổi. Làm giảm độ pH của pha lỏng
của bột, oxy, và axit cacbonic từ không khí phản ứng với bề mặt của hạt khoáng
chất và khá ảnh hưởng đáng kể tới khả năng tuyển nổi.
Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới quá trình tuyển nổi
Hoạt động của tuyển nổi được gắn hạt nhân trên bề mặt tiếp xúc của các pha.Hiện
nay, quá trình này mô tả các giả thuyết ướt tối ưu nhất. Theo nhiều tài liệu, giả
thuyết này của khoáng chất dính với bề mặt của giao diện nước phụ thuộc vào khả
năng bám nước lên bề mặt. Bề mặt của hạt khoáng càng ướt, các quá trình sẽ nổi
kém và ngược lại. Hạt khoáng chất kỵ nước dễ dàng kết hợp với các bong bóng khí.
Hạt ưa nước có bề mặt được làm ướt bằng nước, chúng không thể bắt vào bong
bóng. Khả năng ướt của khoáng chất khác nhau do đó khả năng nổi có thể được
thay đổi được nhờ sử dụng các loại thuốc tuyển nổi chuyên biệt.
1.3.2.

Phân loại


Có nhiều dạng tuyển nổi, nhưng phổ biến và chủ yếu là tuyển nổi bọt.
Trong tuyển nổi bọt bùn quặng được làm bão hòa bóng khí. Những hạt khoáng vật

nổi sẽ bám vào bóng khí nổi lên bề mặt bùn hình thành lớn bọt mang khoáng vật,
còn lại các hạt không nổi sẽ được nằm lại trong bùn.
Tùy thuộc vào cách làm bão hòa bóng khí trong bùn quặng mà có những dạng tuyển
nổi bọt khác nhau.
Tuyển nổi bọt thông thường: Bùn quặng được làm bão hòa bóng khí do máy
tuyển nổi tự hút hoặc đưa khí nén vào trong bể.
- Tuyển nổi chân không: Bùn quặng được đặt trong chân không làm cho bóng
khí thoát ra từ bùn. Phương pháp này dùng để tuyển nổi hạt rất mịn.
- Tuyển nổi do phản ứng hóa học: Cho canxit và axit sunfit vào bùn quặng hai
chất này tác dụng với nhau tạo ra bóng khí cacbonic trong bùn.
- Tuyển nổi dùng hơi nước đun sôi: Đun nóng bùn quặng hơi sẽ thoát ra tạo
thành bọt.
- Tuyển nổi điện: Khi điện phân nước tạo ra bóng khí trong nước.
1.3.3. Ứng dụng của tuyển nổi
-

Quá trình tuyển nổi đuợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: xử lý nước thải nhiễm
dầu, xử lý nước thải ở các làng nghề sản xuất giấy, áp dụng trong tuyển khoáng, tái
thu hồi hạt khoáng có ích.
Ở Việt Nam, phương pháp tuyển nổi đã được đưa vào nghiên cứu thí nghiệm và áp
dụng triển khai để chế biến khoáng sản và một số lĩnh vực khác. Các loại khoáng
sản hiện nay đã và đang được làm giàu và tận thu bằng công nghệ tuyển nổi là:
quặng chì kẽm, apatit, đồng, than, pyrit...
Ưu điểm của tuyển nổi: Nhờ có phương pháp tuyển nổi mà có thể giải quyết được
vấn đề sử dụng tổng hợp quặng đa kim, tuyển quặng xâm nhiễm mịn và làm giàu
mùn quặng. Các loại quặng xâm nhiễm min được coi là không có giá trị công
nghiệp và khai thác khi chưa có phương pháp tuyển nổi. Ngày nay mùn quặng của
quá trình tuyển trọng lực có thể được thể được tuyển nổi để thu hồi quặng với chất
lượng cao. Tuyển nổi là phương pháp tuyển khoáng vạn năng và hoàn hảo hơn, bởi
vì có một phương tiện hiệu nghiệm là thuốc tuyển nổi. cơ chế tác dụng của các

thuốc tuyển nổi lại có thể điều khiển được thông qua chế độ thuốc tuyển. Tuyển nổi
còn là một phương pháp có ý nghĩa lớn trong công tác xử lý nước thải công nghiệp
và dân dụng đắc lực vào việc bảo vê môi trường.
Vai trò của tuyển nổi: Tầm quan trọng chính và ưu tiên hơn các phương pháp phân
loại tuyển nổi khác là nó cho phép xác định được tính phân tán và thành phần có ích
của nguyên liệu khoáng sản các loại. Trước khi sử dụng phương pháp tuyển nổi
thông qua một phần lớn hơn rất mịn phân tán và sự trộn lẫn của các thành phần có
trong nguyên liệu thô và các nguồn lực khoáng sản để lãng phí trên các bãi chứa.
Do đó, sự ra đời của công nghệ tuyển nổi tái xử lý một số thành phần có ích.


1.3.4.

Tuyển nổi than

Tuyển nổi than, quặng là việc tách lượng nguyên liệu có ích trong vật liệu thô ban
đầu. Trong thực tế tuyển nổi được sử dụng để xử lý các than cốc. Tuyển nổi trong
quá trình chế biến khoáng sản than là một cách bổ sung, làm giàu các hạt khoáng
mịn trong mẫu than gốc ban đầu (mẫu than thô).
Trong tuyển nổi các hạt mịn bám vào các bọt khí nhẹ hơn nổi lên bề mặt và được
hớt lên nhờ hệ thống thanh cào gạt. Do đó các hạt than có kích thước từ 2 -3 mm có
thể nổi lên. Trong thực tế các hạt nhỏ hơn 0,75 – 1 mm. Trong hệ thống tuyển nổi
đang nghiên cứu kích thước hạt có thể nổi lên là 0.5 mm.. Xét về mặt chất lượng
hoạt động của quá trình tuyển nổi đem lại hiệu quả cao hơn so với tất cả các phương
pháp xử lý bùn và than bụi. Chất rắn có chứa trong vật liệu thô các ảnh hưởng lớn
đến quá trình và kết quả của quá trình tuyển nổi.
. Tương ứng với tỷ lệ T: K = 1:4 – 1: 1,25. Trong tuyển nổi ít tập trung bùn khoáng
sẽ cho kết quả tốt hơn là vật liệu thô chứa hàm lượng lớn bùn khoáng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tuyển nổi than.
-

-

pH tối ưu cho tuyển nổi than nằm trong khoảng từ 6- 7 tối ưu thường khoảng
pH = 7 khi đạt năng suất tối đa than có thể tập trung được.
Nhiệt độ của bùn khoáng nằm trong khoảng 3 – 50 oC. Thực tế ảnh hưởng
đến sự nổi.
Khí hậu và quá trình oxy hóa ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi của than.
Than đá, khi khai thác đem vào tuyển nổi sẽ có hiệu quả hơn khi tiếp xúc với
các yếu tố thời tiết. Để tránh hiệ tượng oxy hóa bằng cahcs hào tan các lớp
bề mặt bị oxy hóa, sử dụng dung dịch xút 1%, từ là giữ cho quá trình nổi
trong một môi trường nhất định.
Quá trình oxy hóa bề mặt của than diễn ra ngay trong điều kiện bình thường.
Hiện tượng này hình thành nên các nhóm axit trên bề mặt của than và giảm
lượng than nổi lên bề mặt.

Các giai đoạn của quá trình tuyển nổi than
-

Tương tác của hạt khoáng chất bề mặt với chất phản ứng nổi
Khoáng xung đột với bong bóng không khí
Sự kết hợp của các khoáng chất với bong bóng không khí
Ảnh hưởng của trọng lực tới quá trình nổi
Điều kiện cho sự hình thành và tan rã của của quá trình
Tiến trình tạo bọt trong quá trình chạy mẫu

Trong điều kiện thực tế của tuyển nổi, mỗi giai đoạn trở nên phức tạp hơn. Và bởi vì
ở mỗi giai đoạn của quá trình tham gia vào nhiều loại khoáng sản với những tính
chất bề mặt khác nhau của các hình dạng khác nhau, kích thước, vv... và điều kiện

của các hiện tượng mỗi quá trình tuyển nổi là rất phức tạp và đa diện, bằng chứng
là ngay cả sơ đồ sau, đó là những yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng tuyển nổi
1.3.5.

Tuyển nổi DAF

Nguyên lý: Sục không khí vào nước ở áp suất cao, sau đó giảm áp suất một cách đột
ngột, ra môi trường áp suất thấp hơn, không khí thoát ra dưới dạng các bọt khí li ti.
Nguyên tắc hoạt động: quá trình tuyển nổi thực hiện bằng cách sục các bọt khí vào
pha lỏng với áp lực cao, tại đây nước và không khí được hòa trộn với nhau. Nước
bão hòa không khí chảy vào ngăn tuyển nổi của bể tuyển nổi, qua một van giảm áp,
áp suất được giảm đột ngột về áp suất khí quyển. Khí hòa tan được tách ra và dính
bám vào các hạt cặn trong nước, quá trình tuyển nổi được hình thành. Khi khối
lượng riêng của bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt
khí nổi lên bề mặt.
Ưu điểm: Có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
Hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng cao 90 – 95%. Giảm được thời gian và
dung tích bể so với các công trình khác. Loại bỏ được các hạt cặn hữu cơ khó lắng.
Kết hợp với quá trình tuyển nổi sử dụng hóa chất đem lại hiệu quả cao. Bùn cặn thu
được có độ ẩm thấp, có thể tái sử dụng.
Nhược điểm:Chi phí đầu tư, bảo dưỡng thiết bị cao. Đòi hỏi kỹ thuật khi vận hành.
Cấu tạo phức tạp, quá trình soát áp suất khó khăn.
Đối tượng áp dụng: Nước thải nhà hàng, khách sạn, nước thải bột giấy. Nước thải
sản xuất mì ăn liền, Nước thải khai khoáng.
1.3.6. Thuốc tuyển
Các hợp chất hóa học đưa vào bùn tuyển nổi nhằm điều khiển hoàn thiện và ổn định
quá trình tuyển nổi, nâng cao tính chọn lọc riêng và tăng độ bề của bóng khí gọi là
thuốc tuyển nổi.
Tùy thuộc vào chức năng, các thuốc tuyển nổi được chia thành các loại sau:

Thuốc tập hợp
Thuốc tạo bọt
Thuốc điều chỉnh môi trường, thuốc kích động đè chìm.
a. Thuốc tập hợp:
-

Thuốc tập hợp là các hợp chất, được hấp phụ chọn lọc lên bề mặt khoáng vật cần
thu hồi, làm khoáng vật đó trở nên kị nước và dễ bám dính vào bóng khí.
Các loại thuốc tập hợp chia thành 2 nhóm lớn.
Thuốc tập hợp không cực


Là loại thuốc tập hợp không phân ly thành ion, thường dùng là hydrocabon, sản
phẩm chế biến từ dầu mỏ. Thuốc không cự không tan trong nước, nó được phân tán
trong bùn dưới dặng những giọt nhỏ do khuấy hay nhũ tương. Thuốc không cực
được hấp phụ vật lý lên bề mặt khoáng tạo ra màng mỏng làm tăng độ kị nước của
bề mặt đó. Thuốc không cực dùng để tuyển nổi các khoáng vật có tính kỵ nước như
than, lưu huỳnh, ... Thuốc tập hợp phổ biến là dầu hỏa, AAP,...
Thuốc tập hợp dị cực
Là loại thuốc tập hợp phân li thành ion, tan trong nước.Các phân tử của thuốc tập
hợp dị cực có cấu trúc không đối xứng, phức tạp, gồm 2 phần có cực và không cực
là gốc hydrocacbon có tính kị nước.Dựa vào ion gây nên sự không dính ướt mà
phân chia ra: thuốc tập hợp anion (thuốc tập hợp anion có chứa ion kỵ nước là ion
âm), thuốc tập hợp cation chứa ion dương gây nên sự kị nước. Thuốc tập hợp dị cực
như: axit oleic, dầu talo, axit naptenic, axit béo tổng hợp.
b. Thuốc tạo bọt

Thuốc tạo bọt là chất có hoạt tính bề mặt, nó chỉ được hấp phụ lên bề mặt của bóng
khí (ranh giới lỏng và khí) làm giảm sức căng bề mặt lên ranh giới phân chia đó.
Cấu trúc thuốc tạo bọt tương tự cấu trúc phân tử của thuốc tập hợp là không cực là

gốc hydrocacbon và phần có cực. Khi được hấp phụ lên ranh giới phân chia pha
lỏng – khí phần không cực quay về pha khí, phần có cực hướng ra pha nước, tác
dụng với nước, hình thành lớp hydrat bao quanh bóng khí làm tăng độ phân tán và
độ ổn định của bóng khí, đồng thời nâng cao độ bền vững của bọt khoáng.
Trong thành phần của thuốc tạo bọt có chưa một số nhóm chức có cực sau:
Hydroxyl (OH), cacbonxin (COOH), cacbonyl (CO), nhóm amin (NH3). Dầu thông
là loại thuốc tạo bọt được sử dụng khá phổ biến. Ngoài ra thuốc tạo crezol (axit
crezilic) CH3C6H4OH cũng hay được sử dụng.
c. Thuốc điều chỉnh

Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình tuyển nổi là chuẩn bị bề mặt khoáng để nó có
tác dụng chọn lọc với thuốc tập hợp.
Thuốc kích động: tạo điều kiện tốt nhất cho thuốc tập hợp bám lên trên bề
mặt khoáng vật cần thu hồi và làm tăng tính nổi của nó.
- Thuốc đè chìm: có tác dụng chọn lọc lên bề mặt của hạt khoáng làm giảm
tính nổi của nó, tức là làm cho khoáng vật ưa nước không chuyển được vào
sản phẩm bọt.
- Thuốc điều chỉnh môi trường: là loại thuốc làm thay đổi nồng độ H + và OH(độ pH) của bùn khoáng, tạo điều kiện tốt nhất cho sự tương tác của các
thuốc tập tuyển nổi với hạt khoáng trong quá trình tuyển nổi.
1.4. NƯỚC THẢI GIẢ ĐỊNH
-


1.4.1. Nước thải thực tế

Mô hình nghiên cứu nước thải than từ các quá trình làm sạch máy, các thiết bị khai
thác (tại mỏ than như: máy xúc, máy ủi, máy khoan,...) rửa than, khắc phục bụi
trong quá trình sản xuất.

Hình 1.8: Nước thải than tại mỏ ở Quảng Ninh

Nước thải có chứa axit sunfuric (được hình thanh khi khoáng chất sunphit và bị oxy
hóa qua tiếp xúc với không khí có thể dẫn đến mưa axit, chứa nhiều muối, hàm
lượng các hạt than nhỏ, và một số tạp chất khác từ khai thác than. Hàm lượng than
có kích thước tới 1mm cao tới 100g/l.
Bên cạnh đó, nước thải công nghiệp của ngành than thải ra gây ô nhiễm nguồn nước
mặt, ảnh hưởng đến hệ thống sông suối, hồ vùng ven biển. Đối với nguồn nước
ngầm, do đào mong và khai thác đã làm suy thoái, cạn kiệt, nguồn nước ô nhiễm
các tầng chứa nước ngọt như một số hồ thủy lợi ở vùng Đông Triều bị chua hóa làm
ảnh hưởng đến chất lượng nước phục vụ sản xuất nông nghiệp.
1.4.2. Nước thải than giả định

Pha với mẫu than đá lấy từ mỏ than Cọc Sáu (Mỏ than nghiên cứu), và nước máy
trong phòng thí nghiệm có tính chất tương tự nước rửa than đá ngoài mỏ.
Cách pha mẫu nước thải giả định:
-

Thể tích nước: 500ml
Khối lượng than: 50g
Kích thước hạt than: đến cỡ hạt 1 mm
Khuấy đều bằng cánh khuấy sao cho nước và than được trộn đều.


Thành phần nước thải than giả định: nước máy, than đá nghiền đến cỡ hạt yêu cầu
và một số thành phần có sẵn trong nước.
Màu sắc: Màu đen của than, dạng dung dịch.
Mùi vị: Không mùi, không vị.

Chương 2: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG LIÊN QUAN ĐẾN MÔ HÌNH
2.1. QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH TUYỂN NỔI
2.1.1. Mô phỏng lại mô hình Cộng Hòa - Séc

Cấu tạo mô hình tuyển nổi
(1) Hộp nắp máy (chứa bộ phận truyền
chuyển động từ mô tơ sang trục quay)
(2) Trục quay
(3) Ống cấp khí nén

(4) Tay quay và lưỡi gạt bọt
(5) Ròng rọc
(6) Đĩa thổi khí và cánh khuấy