Nghiên cứu tuyển quặng apatit loại II vùng Mỏ Cóc mẫu MCQII2 bằng sơ đồ kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thông thường độ hạt 0,5 mm

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................. 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN............................................................................................................. 11
1.1. Tổng quan về apatit và apatit Lào cai..................................................................................................... 11
1.1.1.Khái niệm về apatit và phân loại........................................................................................................... 11
1.1.2.Trên thế giới......................................................................................................................................... 12
1.1.3.Ở Việt Nam.......................................................................................................................................... 13
1.2.Tổng quan về tuyển quặng apatit loại II trên thế giới và ở Việt Nam.......................................................16
1.2.1Tình hình tuyển quặng loại II trên thế giới............................................................................................. 16
1.2.2.Tình hình tuyển quặng II ở Việt Nam.................................................................................................... 25
1.3.Tổng quan về tuyển nổi trọng lực Hydrofloat.......................................................................................... 31
1.3.1.Nguyên lý tuyển nổi trọng lực.............................................................................................................. 31
1.3.2.Thiết bị tuyển nổi trọng lực hydrofloat................................................................................................. 32

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ MẪU NGHIÊN CỨU......................................42
2.1 Mục đích nghiên cứu............................................................................................................................. 42
2.2 Mẫu nghiên cứu.................................................................................................................................... 43

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI....................................................................................46
3.1. Mẫu thuốc tuyển.................................................................................................................................. 46
3.2. Thiết bị thí nghiệm............................................................................................................................... 47
3.3. Cách thức tiến hành thí nghiệm điều kiện............................................................................................. 48
3.3.1.Thí nghiệm xác định nồng độ bùn tối ưu.............................................................................................. 49
3.3.2.Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí C............................................................................................. 51
3.3.3. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí hồ tinh bột đến kết quả tuyển nổi..........................................55
3.3.4. Thí nghiệm xác định chi phí thuốc tập hợp.......................................................................................... 60
3.4. Sơ đồ tuyển nổi vòng hở với các khâu tuyển tinh..................................................................................63
3.5. Sơ đồ vòng hở với khâu tuyển vét........................................................................................................ 66

3.6. Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi vòng kín..................................................................................................... 68
3.7. Kết luận................................................................................................................................................ 70

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

1


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC............................................................71
4.1 Mẫu thuốc tuyển................................................................................................................................... 71
4.2.Thiết bị thí nghiệm................................................................................................................................ 71
4.3. Phương pháp thí nghiệm...................................................................................................................... 74
4.4. Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực................................................................................................. 75
4.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng nước tạo tầng sôi.........................................................................75
4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí xô đa................................................................................................. 77
4.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí hồ tinh bột........................................................................................ 79
4.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí thuốc tập hợp................................................................................... 81

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ TUYỂN QUẶNG APATIT LOẠI II MẪU MCQII-2 KHI KẾT HỢP
TUYỂN NỔI TRONG LỰC VÀ TUYỂN NỔI TRUYỀN THỐNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
THỰC TẾ........................................................................................................................................... 84
5.1. Kết quả tổng hợp.................................................................................................................................. 84
5.2. Khả năng ứng dụng thực tế của phương pháp kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi truyền thống...85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 86

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc

Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

2


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỤC LỤC........................................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................. 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN............................................................................................................. 11
1.1. Tổng quan về apatit và apatit Lào cai..................................................................................................... 11
1.1.1.Khái niệm về apatit và phân loại........................................................................................................... 11
1.1.2.Trên thế giới......................................................................................................................................... 12
Bảng 1.1. Trữ lượng dự trữ (khai thác) và trữ lượng tài nguyên của các nước đứng đầu thế giới thời điểm
2010.......................................................................................................................................................... 12
Bảng 1.2. Sản lượng khai thác quặng apatit các nước trên thế giới...........................................................12
1.1.3.Ở Việt Nam.......................................................................................................................................... 13
Bảng 1.3. Trữ lượng quặng apatit đã thăm dò và trữ lượng dự báo..........................................................14
(Tính đến ngày 31/12/2011)..................................................................................................................... 14
Bảng 1.4.Thành phần hóa học trong quặng Apatit Lào Cai........................................................................15
Bảng 1.5. Tình hình khai thác quặng apatit ở nước ta...............................................................................15
1.2.Tổng quan về tuyển quặng apatit loại II trên thế giới và ở Việt Nam.......................................................16
1.2.1Tình hình tuyển quặng loại II trên thế giới............................................................................................. 16
1.2.2.Tình hình tuyển quặng II ở Việt Nam.................................................................................................... 25
Bảng 1.6: Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp.........................................................29
1.3.Tổng quan về tuyển nổi trọng lực Hydrofloat.......................................................................................... 31
1.3.1.Nguyên lý tuyển nổi trọng lực.............................................................................................................. 31
1.3.2.Thiết bị tuyển nổi trọng lực hydrofloat................................................................................................. 32

Bảng1.7. Bảng thông số của thiết bị tuyển Hydrofloat..............................................................................37

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ MẪU NGHIÊN CỨU......................................42
2.1 Mục đích nghiên cứu............................................................................................................................. 42
2.2 Mẫu nghiên cứu.................................................................................................................................... 43
Bảng 2.1. Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu.......................................................................................... 44
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của quặng nguyên khai.............................................................................45
Bảng 2.3.Thành phần khoáng vật của quặng nguyên khai.........................................................................45
Bảng 2.4. Kết quả phân tích rây mẫu quặng nghiên cứu............................................................................45

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI....................................................................................46
3.1. Mẫu thuốc tuyển.................................................................................................................................. 46

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

3


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
3.2. Thiết bị thí nghiệm............................................................................................................................... 47
3.3. Cách thức tiến hành thí nghiệm điều kiện............................................................................................. 48
3.3.1.Thí nghiệm xác định nồng độ bùn tối ưu.............................................................................................. 49
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ bùn...............................................................49
3.3.2.Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí C............................................................................................. 51
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí C......................................................................53
3.3.3. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí hồ tinh bột đến kết quả tuyển nổi..........................................55
Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí hồ tinh bột.......................................................57
3.3.4. Thí nghiệm xác định chi phí thuốc tập hợp.......................................................................................... 60

Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp:.................................................61
3.4. Sơ đồ tuyển nổi vòng hở với các khâu tuyển tinh..................................................................................63
Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi vòng hở với các khâu tuyển tinh..................................................66
3.5. Sơ đồ vòng hở với khâu tuyển vét........................................................................................................ 66
Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm sơ đồ tuyển nổi vòng hở với 03 khâu tuyển tinh và 01 khâu tuyển vét........68
3.6. Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi vòng kín..................................................................................................... 68
Bảng 3.7: Kết quả thí nghiệm vòng kín...................................................................................................... 70
3.7. Kết luận................................................................................................................................................ 70

CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC............................................................71
4.1 Mẫu thuốc tuyển................................................................................................................................... 71
4.2.Thiết bị thí nghiệm................................................................................................................................ 71
4.3. Phương pháp thí nghiệm...................................................................................................................... 74
4.4. Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực................................................................................................. 75
4.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng nước tạo tầng sôi.........................................................................75
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm tuyển với lưu lượng nước thay đổi..............................................................75
4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí xô đa................................................................................................. 77
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm tuyển với chi phí xô đa thay đổi..................................................................77
4.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí hồ tinh bột........................................................................................ 79
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm tuyển với chi phí hồ tinh bột thay đổi.........................................................80
4.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí thuốc tập hợp................................................................................... 81

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ TUYỂN QUẶNG APATIT LOẠI II MẪU MCQII-2 KHI KẾT HỢP
TUYỂN NỔI TRONG LỰC VÀ TUYỂN NỔI TRUYỀN THỐNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
THỰC TẾ........................................................................................................................................... 84
5.1. Kết quả tổng hợp.................................................................................................................................. 84
Bảng 5.1.Bảng kết quả sơ đồ kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thôngthường...............................84
5.2. Khả năng ứng dụng thực tế của phương pháp kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi truyền thống...85

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc

Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

4


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 86

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

5


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỤC LỤC........................................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................. 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN............................................................................................................. 11
1.1. Tổng quan về apatit và apatit Lào cai..................................................................................................... 11
1.1.1.Khái niệm về apatit và phân loại........................................................................................................... 11
1.1.2.Trên thế giới......................................................................................................................................... 12
Bảng 1.1. Trữ lượng dự trữ (khai thác) và trữ lượng tài nguyên của các nước đứng đầu thế giới thời điểm
2010.......................................................................................................................................................... 12
Bảng 1.2. Sản lượng khai thác quặng apatit các nước trên thế giới...........................................................12
1.1.3.Ở Việt Nam.......................................................................................................................................... 13
Bảng 1.3. Trữ lượng quặng apatit đã thăm dò và trữ lượng dự báo..........................................................14
(Tính đến ngày 31/12/2011)..................................................................................................................... 14

Bảng 1.4.Thành phần hóa học trong quặng Apatit Lào Cai........................................................................15
Bảng 1.5. Tình hình khai thác quặng apatit ở nước ta...............................................................................15
1.2.Tổng quan về tuyển quặng apatit loại II trên thế giới và ở Việt Nam.......................................................16
1.2.1Tình hình tuyển quặng loại II trên thế giới............................................................................................. 16

Hình 1.2: Sơ đồ tuyển hoá - tuyển nổi quặng Karatau.......................................24
1.2.2.Tình hình tuyển quặng II ở Việt Nam.................................................................................................... 25

Hình 1.4: Sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực - tuyển nổi mẫu quặng 201 và 202....29
Bảng 1.6: Các chỉ tiêu tuyển quặng loại II theo sơ đồ tuyển kết hợp.........................................................29

Hình 1.5: Sơ đồ tuyển kết hợp theo phương án 2 mẫu quặng 201.....................30
Hình 1.6: Sơ đồ kết hợp theo phương án 3 mẫu quặng 201...............................31
1.3.Tổng quan về tuyển nổi trọng lực Hydrofloat.......................................................................................... 31
1.3.1.Nguyên lý tuyển nổi trọng lực.............................................................................................................. 31
1.3.2.Thiết bị tuyển nổi trọng lực hydrofloat................................................................................................. 32

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy Hydrofloat............................................36
Bảng1.7. Bảng thông số của thiết bị tuyển Hydrofloat..............................................................................37

Hình 1.9. Kết quả thử nghiệm thu hồi Photphat thô...........................................39
Hình 1.10. Máy tuyển Hydrofloat quy mô bán công nghiệp..............................39
Hình 1.11. Thiết bị Hydrofloat trong sản xuất...................................................40
Hình 1.13. Kali thô thu hồi từ vòng tuyển vét với kích thước cấp liệu vượt quá
3mm.....................................................................................................................41
CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ MẪU NGHIÊN CỨU......................................42
2.1 Mục đích nghiên cứu............................................................................................................................. 42
2.2 Mẫu nghiên cứu.................................................................................................................................... 43

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc

Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

6


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Hình 2.1. Ảnh chụp mẫu quặng phóng to 160 lần..............................................43
Hình 2.2. Sơ đồ gia công mẫu quặng nguyên khai.............................................44
Bảng 2.1. Thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu.......................................................................................... 44
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của quặng nguyên khai.............................................................................45
Bảng 2.3.Thành phần khoáng vật của quặng nguyên khai.........................................................................45
Bảng 2.4. Kết quả phân tích rây mẫu quặng nghiên cứu............................................................................45

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI....................................................................................46
3.1. Mẫu thuốc tuyển.................................................................................................................................. 46
3.2. Thiết bị thí nghiệm............................................................................................................................... 47

Hình 3.1. Máy tuyển nổi thông thường..............................................................47
3.3. Cách thức tiến hành thí nghiệm điều kiện............................................................................................. 48

Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi điều kiện..................................................49
3.3.1.Thí nghiệm xác định nồng độ bùn tối ưu.............................................................................................. 49
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ bùn...............................................................49

Hình 3.3: Ảnh hưởng nồng độ bùn đến kết quả tuyển nổi.................................51
3.3.2.Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí C............................................................................................. 51
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí C......................................................................53

Hình 3.4. Ảnh hưởng của chi phí NaOH đến kết quả tuyển nổi........................54

3.3.3. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí hồ tinh bột đến kết quả tuyển nổi..........................................55
Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí hồ tinh bột.......................................................57

Hình 3.5: Ảnh hưởng của chi phí hồ tinh bột đến kết quả tuyển nổi.................59
3.3.4. Thí nghiệm xác định chi phí thuốc tập hợp.......................................................................................... 60
Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp:.................................................61

Hình 3.6: Ảnh hưởng của chi phí thuốc tập hợp đến kết quả tuyển nổi.............62
3.4. Sơ đồ tuyển nổi vòng hở với các khâu tuyển tinh..................................................................................63

Hình 3.7: Sơ đồ tuyển nổi vòng hở một tuyển tinh............................................63
Hình 3.8: Sơ đồ tuyển nổi vòng hở hai tuyển tinh.............................................64
Hình 3.9: Sơ đồ tuyển nổi vòng hở ba tuyển tinh...............................................65
Thí nghiệm được tiến hành với điều kiện mà ta đã chọn ở tuyển điều kiện vòng
hở:........................................................................................................................65
Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm tuyển nổi vòng hở với các khâu tuyển tinh..................................................66
3.5. Sơ đồ vòng hở với khâu tuyển vét........................................................................................................ 66

Hình 3.10: Sơ đồ tuyển nổi vòng hở với 3 khâu tuyển tinh và 01 khâu tuyển vét
.............................................................................................................................67
Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm sơ đồ tuyển nổi vòng hở với 03 khâu tuyển tinh và 01 khâu tuyển vét........68
3.6. Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi vòng kín..................................................................................................... 68

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

7

Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Hình 3.11: Sơ đồ thí nghiệm vòng kín với 03 khâu tuyển tinh và 01 khâu tuyển
vét........................................................................................................................69
Bảng 3.7: Kết quả thí nghiệm vòng kín...................................................................................................... 70
3.7. Kết luận................................................................................................................................................ 70

CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM TUYỂN NỔI TRỌNG LỰC............................................................71
4.1 Mẫu thuốc tuyển................................................................................................................................... 71
4.2.Thiết bị thí nghiệm................................................................................................................................ 71
4.3. Phương pháp thí nghiệm...................................................................................................................... 74

Hình 4.3.Sơ đồ thí nghiệm.................................................................................74
4.4. Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực................................................................................................. 75
4.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng nước tạo tầng sôi.........................................................................75
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm tuyển với lưu lượng nước thay đổi..............................................................75

Hình 4.4. Đồ thị ảnh hưởng của lưu lượng nước đến kết quả tuyển..................76
4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí xô đa................................................................................................. 77
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm tuyển với chi phí xô đa thay đổi..................................................................77

Hình 4.5. Đồ thị ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp.............................................79
4.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí hồ tinh bột........................................................................................ 79
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm tuyển với chi phí hồ tinh bột thay đổi.........................................................80

Hình 4.6. Đồ thị ảnh hưởng chi phí thuốc đè chìm............................................81
4.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của chi phí thuốc tập hợp................................................................................... 81

Hình 4.7. Đồ thị ảnh hưởng chi phí thuốc tập hợp.............................................83
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ TUYỂN QUẶNG APATIT LOẠI II MẪU MCQII-2 KHI KẾT HỢP
TUYỂN NỔI TRONG LỰC VÀ TUYỂN NỔI TRUYỀN THỐNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

THỰC TẾ........................................................................................................................................... 84
5.1. Kết quả tổng hợp.................................................................................................................................. 84
Bảng 5.1.Bảng kết quả sơ đồ kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thôngthường...............................84
5.2. Khả năng ứng dụng thực tế của phương pháp kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi truyền thống...85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 86

Hình 6. Sơ đồ kiến nghị tuyển quặng apatit loại II............................................88

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

8


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỞ ĐẦU
I.

Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Ngày nay, với sự phát triển của nền nông ngiệp nước nhà, nhu cầu phân

bón trong nước ngày càng cao trong đó đặc biệt là các loại phân chứa gốc
phosphat.Để đáp ứng nhu cầu, việc khai thác quặng apatit ngày càng được đẩy
mạnh. Do nguồn cung cấp nguyên liệu chính cho các nhà máy tuyển hiện nay là
quặng apatit loại III ngày càng cạt kiệt. Trong khi quặng apatit loại II, có trữ
lượng lớn nhưng mới chỉ được khai thác một phần rất nhỏ làm phân lân nung
chảy. Vì vậy cần phải nghiên cứu công nghệ tuyển các loại quặng apatit loại II,

để thay thế dần cho quặng apatit loại III và đáp ứng được nhu cầu về nguyên
liệu ngày càng tăng của các nhà máy sản xuất phân bón. Hiện tại các nghiên cứu
về tuyển quặng apatit loại II đã được triển khai đến quy mô bán công nghiệp và
đã thu được một số kết quả khả quan, do đó để tận dụng tài nguyên, cần có kế
hoạch nghiên cứu dần việc tuyển quặng apatit loại II để đưa vào sử dụng.
1. Lý do lựa chọn đề tài
Quặng apatit loại II tại vùng Lào Cai có trữ lượng khá lớn xong chưa có
phương án tuyển hiệu quả, do đây là loại quặng xâm nhiễm thô, có độ cứng cao
nên nếu áp dụng phương pháp tuyển nổi thông thường như với quặng III thì khá
tốn chi phí đập nghiền, apatit – dolomit lại có tỉ trọng , tính chất lý hóa gần như
nhau nên việc sử dụng các phuoeng pháp tuyển truyền thống gặp nhiều khó khăn
và không mang lại hiệu quả kinh tế.
Đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu tuyển quặng apatit loại II vùng Mỏ Cóc
mẫu MCQII-2 bằng sơ đồ kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thông thường
độ hạt -0,5 mm”được đặt ra để giải quyết vấn đề tuyển quặng loại II có hiệu quả
nhằm đáp ứng nhu cầu của các nhà máy sản xuất phân bón và dần thay thế cho
nguồn apatit loại III đang cạn và giảm được chi phí đập nghiền khá hiệu quả.
2. Mục tiêu của đề tài
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

9


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
- Đánh giá khả năng kết hợp phương pháp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi
thông thường để tuyển có hiệu quả mẫu quặng II vùng Mỏ Cóc - Lào Cai
- Xác định các thông số và sơ đồ tuyển để từ quặng MCQII-2 thu được tinh
quặng apatit có hàm lượng P2O5 ≥ 32%.

- Trên cơ sở đó, đánh giá khả năng ứng dụng của thiết bị tuyển nổi trọng
lực vào thực tế để cải thiện sơ đồ xử lý quặng apatit loại II và khả năng kết hợp
phương pháp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thông thường để tuyển hiệu quả
quặng loại II tại Lào Cai.
3.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
3.1. Cách tiếp cận
Trên cơ sở tài liệu tham khảo thí nghiệm tuyển nổi thông thường và tuyển
nổi trọng lực đối với apatit loại II tại Việt Nam và thế giới. Sau đó tối ưu hóa các
thông số điều kiện của quá trình
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Tổng hợp tài liệu về tuyển quặng apatit nói chung và quặng apatit –
dolomit trên thế giới và Việt Nam.
- Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm: tuyển nổi thí nghiệm điều kiện, tuyển
nổi vòng hở, tuyển nổi vòng kín, tuyển nổi trọng lực và đưa ra các thông số tối
ưu.
- Đánh giá và đưa ra kết luận
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu tuyển mẫu quặng apatit loại II vùng Mỏ Cóc - Lào Cai mẫu
MCQII-2 cấp hạt -0,5 mm
4.2.

Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tuyển quặng MCQII-2 (apatit loại II vùng Mỏ Cóc – Lào Cai)
bằng phương pháp kết hợp tuyển nổi trọng lực và tuyển nổi thông thường.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng

LỚP: Tuyển khoáng A –K57

10


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về apatit và apatit Lào cai
1.1.1.Khái niệm về apatit và phân loại
Apatit là quặng chứa hợp chất của phospho, có công thức hoá học tổng quát là
Ca5(F,Cl) [PO4]3. Nó là nguyên liệu chính để sản xuất phospho và các hợp chất
của nó. Phospho và các hợp chất chứa phospho được ứng dụng rộng rãi trong
nền kinh tế quốc dân, ngành công nghiệp phân bón sử dụng khoảng 90% nhu
cầu về phospho, ở đây phospho được sử dụng dưới dạng các loại phân bón chứa
phosphat (phân lân) như supe phosphat đơn và kép, amophos, nitrophos,
phosphat kết tủa, các loại phân lân nung chảy. Các ngành công nghiệp khác sử
dụng 10% nhu cầu còn lại. Phospho đỏ được sử dụng rộng rãi trong luyện kim
và công nghiệp sản xuất diêm, phosphatnatri trong công nghiệp sản xuất bột giặt
và chất tẩy rửa, phosphatcanxi trong công nghiệp sản xuất giấy, ferophospho
trong công nghiệp luyện kim, các este của axit phosphoric trong công nghiệp
chất dẻo, thuốc trừ sâu và hoá dược, các hợp chất sunfua và clorua chứa
phospho là những hoá chất quan trọng trong tổng hợp hữu cơ.
Theo thành phần hoá học, khoáng vật, thạch học quặng apatit được phân chia ra
bốn dạng cơ bản:
- Quặng I: Là loại quặng apatit hầu như đơn khoáng thuộc phần không phong
hoá của tầng KS5 hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 28 – 40%.
- Quặng II: Quặng apatit – carbonat thuộc phần chưa phong hoá của tầng quặng
KS5 và hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 18 – 25%.
- Quặng III: Quặng apatit - thạch anh thuộc phần chưa phong hoá của tầng KS4

và các tầng trên quặng KS6 và KS7 hàm lượng P 2O5 chiếm khoảng từ 12 – 20%,
trung bình là 15%.
- Quặng IV: Quặng apatit - thạch anh - mica thuộc phần chưa phong hoá của
tầng dưới quặng KS4 và các tầng trên quặng KS6 và KS7 hàm lượng P 2O5 là từ
8 -10%.Trữ lượng và tình hình khai thác quặng apatit
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

11


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
1.1.2.Trên thế giới
Theo thống kê, trữ lượng quặng apatit trên thế giới hiện vào khoảng 63,1 tỉ tấn
P2O5. Trong đó, quặng apatit – cacbonat là kiểu phosphorit trầm tích khá phổ
biến trên thế giới là nguồn nguyên liêu phosphat khổng lồ cung cấp khoảng 8090% sản lượng phosphat trên toàn thế giới trong 10 năm qua. Những bể quặng
apatit chủ yếu nằm ở Nga, Cộng hòa Nam Phi, Braxin, Phần Lan, Dimbabue,
Canada; còn photphorit có ở nhiều nơi nhất là Châu Phi, Bắc Mỹ.
Bảng 1.1. Trữ lượng dự trữ (khai thác) và trữ lượng tài nguyên của
các nước đứng đầu thế giới thời điểm 2010.
Tên quốc gia

Trữ lượng dự trữ (106 tấn)

Tài nguyên (106tấn)

Mỹ
Algeria
Australia

Brazil
Canada
Trung Quốc
Angola
Israel
Jordani
Maroc và Tây Sahara
Nga
Senegal
Nam Phi
Serya
Togo
Tunisia
Peru

1.100
260
82
260
5
3.700
130
200
1.500
5.700
200
80
1.500
100
60

100
100

49.000
2.000
3.500
2.800
125
6.800
1600
1.600
1.500
170-340.000
4.300
250
7.700
2.000
1.000
1.200
10.000

- Dự trữ: là nguồn quặng apatit có thể được khai thác ở thời điểm nhất
định để sản xuất ra sản phẩm phù hợp.
- Tài nguyên: nguồn quặng apatit ở mọi cấp độ có thể được khai thác ở
một thời điểm trong tương lai, bao gồm nguồn dự trữ.
Bảng 1.2. Sản lượng khai thác quặng apatit các nước trên thế giới
Đơn vị: triệu tấn

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng

LỚP: Tuyển khoáng A –K57

12


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tên quốc gia
Algeria
Canada
Australia
Brazil
Trung quốc
Israel
jordan
Maroc
Nga
Nam phi
Syria
Tunisia
Mỹ

Tổng Khối Lượng

Thành Phần hữu hiệu P2O5

2009

2010

2011

2009

2010

2011

1.070
900
2.500
6.084
60.200
2.679
5.281
18.400
9.500
2.237
2.466
7.398
26.400

1.525
900
2.600
6.192
68.000
3.135
6.529
26.600
11.000

2.494
3.765
7.281
25.800

1.500
900
2.650
6.200
81.000
3.105
6.500
28.000
11.200
2.500
3.100
5.000
28.100

305
300
575
2.163
18.000
740
1.620
6.000
3.500
839
1.030

2.210
7.640

458
300
600
2.179
20.400
860
2.000
8.800
4.000
935
1.160
2.140
7.400

450
300
610
2.200
24.000
850
2.000
9.200
4.070
940
930
1.500
8.160

Theo các nhà nghiên cứu về quặng apatit dự đoán rằng sản lượng apatit sẽ đạt
cực điểm trong vòng 25 năm tới sau đó giảm dần do nguồn tài nguyên bị cạn
kiệt.
1.1.3.Ở Việt Nam
Quặng apatit Lào Cai có nguồn gốc liên quan chặt chẽ đến phụ thành hệ
dolomit – lục nguyên được tạo thành trong điều kiện biển tiến với sự sụt lún
kiểu địa hào vào đầu giai đoạn hoạt động nền Rifei – Paleozoi và được trải qua
quá trình biến chất khu vực yếu. Từ Rifei muộn đáy bồn trầm tích được nâng lên
cao, sau đó lại bị lún chìm với nhiều lần dao động hình thành hệ lục nguyên –
cacbonat (Điệp Cam Đường) được chia ra 3 phụ thành hệ: phụ thành hệ lục
nguyên - cacbonat (tầng KS1 đến KS3) có bề dày 430m, phụ thành hệ dolomit lục nguyên chứa photphat (tầng KS4 đến KS7) có bề dày 300m và phụ thành hệ
lục nguyên – cacbonat (tầng KS8) có bề dày 350m. Phụ thành hệ dolomit – lục
nguyên chứa photphat đã bị biến chất được đặc trưng bởi các đá phiến giàu
dolomit, apatit, thạch anh, muscovit, fenspat.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

13


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Bảng 1.3. Trữ lượng quặng apatit đã thăm dò và trữ lượng dự báo
(Tính đến ngày 31/12/2011)
Đơn vị: triệu tấn
Loại
quặng
I

II
III
IV
Tổng

A+B
3,865
44,130
32,800
22,290
103,08
5

C1

A+B+C1

C2

A+B+

P1+P2

10,593
82,160
85,700
116,640

14,458
126,290

118,500
138,930

C1+C2
12,586 27,044
5,790
59,552 185,842 19,820
113,900 232,400 567,007
151,780 290,710 1074,000

295,093

398,178

337,818 735,996 1666,617

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

A+B+C1+
C2+P1+P2
32,834
205,662
799,407
1364,710
2402,613

14

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Bảng 1.4.Thành phần hóa học trong quặng Apatit Lào Cai
Tên hợp chất
P2O5
SiO2
CaO
MgO
F
MnO2
CO2
CKT

Hàm lượng trong quặng %
Loại II
Loại III(KS4) Loại IV(KS6,7)
20-26
14-16
10-13
6-12
44-48
22-28
37-43
18-20
27-29
4,8-6,8
1,4-1,6
6,8-9,2
1,5-1,7

0,4-0,5
0,2-0,7
0,3-0,5
6,4-12,4
0,4-0,5
13-17
7-13
52-57
24-32

Loại I
28-36
7-24
33-37
0,4-0,7
1,8-2,5
0,5-0,7
0,3-0,7
8-27

Bảng 1.5. Tình hình khai thác quặng apatit ở nước ta
Tổng khối lượng
(nghìn tấn)
2007 2008 2009 2010
1.523 2.101 2.047 2.26

Thành phần hữu hiệu P2O5
2011
2.300

2007
460

(nghìn tấn)
2008 2009
2010
630
614
680

2011
700

8
Trong khi diện tích đất nông nghiệp nước ta ngày càng bị thu hẹp do quá
trình đô thị hóa và chuyển đổi sang các ngành khác, đến năm 2025 giảm đi 1015% đất nông nghiệp, mà nhu cầu lương thực ngày càng tăng. Để đảm bảo
lương thực trong nước, chủ trương chính phủ là thâm canh nông nghiệp. Do đó,
nhu cầu phân bón ngày càng cao, đặc biệt là các loại phân có gốc phosphat. Sản
lượng khai thác và chế biến quặng apatit ở nước ta sẽ tăng cao. Theo dự báo, từ
năm 2017 đến 2030 sản lượng các loại quặng khai thác cần phải đáp ứng như
sau:
-

Quặng loại I:
Quặng loại II:
Quặng loại III:
Quặng loại IV:

900 nghìn tấn/năm;
6.895 nghìn tấn/năm;

3.150 nghìn tấn/năm;
10.945 nghìn tấn/năm.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

15


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Quặng apatit loại II có trữ lượng tài nguyên lớn nhưng mới chỉ được sử
dụng trực tiếp để sản xuất phân lân nung chảy nên sản lượng khai thác và sử
dụng còn rất hạn chế, mặt khác quặng loại I và loại III ngày càng cạn kiệt dần.
Giai đoạn sắp tới, quặng II không chỉ được sử dụng trực tiếp cho sản xuất phân
lân nung chảy mà còn làm giàu quặng để cung cấp cho nhu cầu sản xuất phân
bón, sản xuất thức ăn gia súc, sản xuất axit photphoric trích ly đáp ứng cho nhu
cầu hóa chất trong nước đang ngày càng tăng. Do đó, việc nghiên cứu khai thác,
chế biến và sử dụng quặng II ngay từ bây giờ là điều cần thiết.
1.2.Tổng quan về tuyển quặng apatit loại II trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1Tình hình tuyển quặng loại II trên thế giới
Quặng phosphat – carbonat là nguồn trữ lượng nguyên liệu phosphat
khổng lồ trên thế giới mà cho đến nay mới bắt đầu nghiên cứu sử dụng. Một số
khoáng sàng phosphat nguồn gốc trầm tích biển trên thế giới: Karatau (Liên Xô),
Florida (Mỹ), Jamacotra (Ấn Độ), Khupsugun (Mông Cổ), Yunan (Trung Quốc)
…carbonat ở những khoáng sàng này chủ yếu là dolomit.
Nghiên cứu sử dụng quặng phosphat – dolomit được tiến hành đồng thời
trên hai phương diện:
- Tuyển tách dolomit tối đa ra khỏi quặng và sau đó xử lý quặng tiếp tục
bằng axit để sản xuất phân bón.

- Tìm kiếm phương hướng sử dụng trực tiếp những quặng giàu dolomit
không qua tuyển hoặc chỉ tuyển sơ bộ.
Quặng phosphat – dolomit đã được thử nghiệm với hầu hết các phương
pháp tuyển truyền thống như: Tuyển rửa, tuyển huyền phù, tuyển hoá, tuyển tĩnh
điện, kết bông chọn lọc, nung thiêu, tuyển nổi thuận, tuyển nổi ngược.
- Nung thiêu là một trong những phương pháp truyền thống để tuyển
quặng phosphat – carbonat. Nó được áp dụng rộng rãi để khử carbonat và các
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

16


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
hợp chất hữu cơ trong quặng ở các nước Bắc Phi, Trung Đông và Mỹ. Bản chất
của phương pháp này là dùng nhiệt độ cao để làm bốc vật chất hữu cơ, phân huỷ
carbonat và sau đó là dùng nước để hoá vôi và rửa các sản phẩm tạo thành khi
phân huỷ carbonat.
Ở nhiệt độ 300oC vật chất hữu cơ bị cháy và bốc khỏi quặng, đến 600 0C
thành phần carbonat có trong mạng tinh thể carbonat fluorapatit được tách ra,
cấu trúc tinh thể co lại . Dolomit bị phân huỷ ở 750 0C và đến 9500C thì canxit bị
phân huỷ. Nung thiêu là phương pháp hữu hiệu để xử lý quặng phosphat
carbonat độ hạt thô (ở Bắc Phi), có hàm lượng vật chất than cao, có hàm lượng
carbonat phân tán trong các vi liên tinh với apatit cao.
Nhược điểm của phương pháp này là chi phí năng lượng lớn, không loại
được thạch anh và các silicat và trong nhiều trường hợp cụ thể không tách được
hoàn toàn CaO và MgO khi mà những hợp chất này kết hợp với thạch anh.
- Tuyển nổi: Hàng năm bằng phương pháp tuyển nổi, thế giới đã tuyển
được 60 -70 triệu tấn quặng phosphat. Tuyển nổi là phương pháp tuyển rất có

hiệu quả trong việc tách apatit ra khỏi các khoáng vật khác. Phương pháp tuyển
nổi đã được áp dụng ở quy mô công nghiệp để tách apatit và canxit ở
Jacupirauga (Braxin), Xiliniavi (Phần Lan), thậm chí để tách dolomit và
phosphorit ở Karatau (Liên Xô), Kondo (Mỹ) và Jamacotra (Ấn Độ). Phosphat
và đolomit có tính chất tuyển nổi rất giống nhau vì vậy trong quá trình tuyển nổi
nếu không áp dụng các thuốc tập hợp, đè chìm có độ chọn riêng cao cũng như
các sơ đồ tuyển phức tạp thì khó có thể tách chúng một cách hữu hiệu.Hiện nay
trên thế giới trong công nghệ tuyển nổi người ta áp dụng phương pháp tuyển nổi
thuận và tuyển nổi ngược.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

17


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
- Tuyển nổi ngược là sơ đồ truyền thống để tuyển quặng phosphat –
dolomit. Bản chất của sơ đồ này là đè chìm các khoáng vật phosphat bằng axit
và tuyển nổi dolomit bằng các thuốc tập hợp dạng axit béo (CMK).
Được áp dụng lần đầu tiên tại nhà máy tuyển Karatau (Liên Xô), đó là sơ
đồ tuyển nổi ngược dùng axit phosphoric. Phosphat bị đè chìm bởi axit
phosphoric ở pH = 4,9 - 5 và đolomit được tuyển nổi bởi axit béo tổng hợp, từ
quặng đầu 22,5% P2O5 và 3,7% MgO qua các giai đoạn tuyển nổi nhận được tinh
quặng 28,2% P2O5 và 1,5% MgO với mức thực thu P 2O5 là 70%. Sau đó các
chuyên gia Liên Xô đã áp dụng sơ đồ này tuyển hiệu quả các quặng Abutartun
(Ai Cập), Lào Cai (Việt Nam), Khupsugun (Mông Cổ), gần đây nó được thử
nghiệm Jamacotra (Ấn Độ) và Yunan (Trung Quốc) cho kết quả khả quan.
Sơ đồ tuyển nổi khuấy tiếp xúc 2 giai đoạn: Đầu tiên quặng được khuấy

tiếp xúc với thuốc tuyển ở pH = 10, sau đó quặng lại được khuấy tiếp xúc tiếp
tục ở pH = 4 và tiến hành tuyển nổi dolomit. Để tạo ra môi trường axit có thể áp
dụng axit suphuric, axit clohydric, axit axetic (dấm) hoặc một số axit khác,
phương án khuấy tiếp xúc hai giai đoạn áp dụng có hiệu quả để tuyển quặng
phosphat – dolomit Florida (Mỹ).
Phương án tuyển dùng thuốc đè chìm là axit fluosilixic được thử nghiệm
với quy mô bán công nghiệp tại nhà máy tuyển Kondo (Mỹ). Quặng vào tuyển
nổi chứa 20,8 – 25,2% P2O5; 0,69 – 1,1% MgO và 20,5 – 26,8% SiO2. Ở giai
tuyển nổi carbonat, để đè chìm phosphat và silicat người ta dùng fluosilixic
(H2SiF6) chí phí 0,41 – 1 kg/tấn, thuốc tập hợp dùng là axit béo chưng cất từ dầu
talo ở dạng nhũ tương 5%, chi phí 0,56 – 0,63 kg/tấn. Sản phẩm ngăn máy tuyển
nổi carbonat khuấy tiếp xúc với 0,18 – 0,27 kg/tấn este amin bậc nhất ở dạng
axetat để tuyển nổi cation silicat. Sản phẩm ngăn máy tuyển nổi cation là tinh
quặng phosphat chứa 25,5 – 31,6% P2O5; 0,59 – 0,84% MgO và 7,4 – 19,4
%SiO2.
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

18


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Phương pháp tuyển nổi quặng phosphat – carbonat có sử dụng axit
carbonic dạng khí, bùn quặng được làm bão hoà bởi axit carbonic dạng khí và
sau đó tuyển nổi carbonat bằng thuốc tập hợp dạng anion, lượng axit carbonic
cấp vào bùn quặng được xác định sao cho pH bùn quặng giảm xuống khoảng 4 –
6, phương án này áp dụng tuyển trong phòng thí nghiệm có hiệu quả quặng
phosphat – dolomit Florida (Mỹ).
Phương án sử dụng thuốc đè chìm phosphat là axit hydroxyl etylen

diphospho để tuyển quặng phosphat – carbonat. Với quặng phosphat – dolomit ở
Kondo (Mỹ) từ quặng đầu 21% P2O5 và 3,2% MgO có thể nhận được tinh quặng
32%P2O5, ít hơn 1% MgO, với thực thu P2O5 khoảng 80%.
Phosphat có thể bị đè chìm khi khuấy tiếp xúc bùn quặng sunphat nhôm
và muối kali hoặc natri của axit nho, quặng Abutartur (Ai Cập) chứa 26,4% P 2O5
và 3,51% MgO, có thể nhận được 32,10% P 2O5 và 0,43% MgO với chế độ thuốc
tuyển: Sunphat nhôm 200 g/t, tatrat (muối axit nho) 400 g/t, axit oleic 1300 g/t,
etanol 650 g/t và NaOH 500 g/t, pH = 7,8.
Sơ đồ tuyển nổi quặng phosphat – carbonat có sử dụng thuốc tập hợp
lưỡng tính cataflot, với thuốc tập hợp này có thể thực hiện sơ đồ tuyển anion –
cation chỉ dùng một thuốc tập hợp, với điều kiện thay đổi pH.Đầu tiên với pH tự
nhiên ta tuyển carbonat, sau đó trong môi trường axit tạo bởi axit phosphoric ta
tuyển silicat. Phương án này được áp dụng cho kết quả khả quan với quặng
phosphat – carbonat ở Tuynizi, Maroc, Ai Cập, Pháp, Florida (Mỹ).
Cho đến nay, sơ đồ tuyển nổi ngược trong môi trường axit vẫn là phương
hướng chính để tuyển quặng phosphat - đolomit nguồn gốc trầm tích khó tuyển,
có thể dùng nhiều loại axit có hiệu quả nhưng hiệu quả nhất vẫn là axit
phosphoric.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

19


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
- Tuyển nổi thuận: Người ta có thể tuyển nổi chọn riêng có hiệu quả apatit
và carbonat đối với những quặng có nguồn gốc macma. Ở Braxin, từ quặng 5%
P2O5 khi đè chìm canxit bằng tinh bột và tuyển nổi apatit bằng dầu talo có thể

nhận được tinh quặng 36 – 38% với mức thực thu P2O5 là 80%. Ở Phần Lan, từ
quặng 4% P2O5 khi áp dụng thuốc tuyển mới dạng dẫn xuất lưỡng tính từ sarcozin
nhận được tinh quặng 36 – 37% với mức thực thu P2O5 là 85%.
Tuyển nổi tách apatit và carbonat trong môi trường kiềm là một việc phức
tạp, cho đến nay vấn đề đã trở nên ít khó khăn hơn. Carbonat có thể bị đè chìm
bởi thuỷ tinh lỏng, các polime nguồn gốc hữu cơ như tinh bột, dectrin, licnhin…
Nhất là hỗn hợp của những thuốc đè chìm trên.Với những chế độ thuốc đè chìm
và thuốc tập hợp dạng axit béo, trong nhiều trường hợp có thể người ta đã đạt
được những kết quả khả quan.
Những năm gần đây đã xuất hiện một loại thuốc tập hợp có độ chọn riêng
cao đối với sơ đồ tuyển nổi thuận. Thuốc tập hợp lưỡng tính dạng N – axit hoá
axit amin OS – 100 ( Thuỵ Điển), dẫn xuất của sarcozin (Phần Lan), DAK (Liên
Xô)… Đây là những thuốc tập hợp chọn riêng cao đối với apatit, cho nhiều chỉ
tiêu công nghệ tốt và có khả năng làm việc trong các chế độ nước tuần hoàn
phức tạp.
Những thử nghiệm với thuốc tập hợp Flotol 7,9 (dẫn xuất alkyl của axit
phosphoric) ở Liên Xô với quặng mỏ Cordor thành phần vật chất phức tạp cho
những kết quả lý tưởng.
Sơ đồ tuyển nổi thuận thường được áp dụng đối với quặng apatit –
carbonat nguồn gốc macma.Đối với quặng phosphat – carbonat nguồn gốc trầm
tích, các sơ đồ này thường kém hiệu quả và ít được áp dụng hơn.Tuy nhiên, đối
với quặng trầm tích đã bị biến chất, khi mà chất phosphat đã ở dạng apatit người
ta vẫn có thể thử nghiệm với các sơ đồ tuyển nổi thuận tương tự.
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

20

Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đối với quặng phosphat – dolomit nguồn gốc trầm tích để tuyển nổi chọn
riêng chúng bằng sơ đồ tuyển nổi thuận thì thông thường đó là những chế độ
thuốc tuyển phức tạp với hỗn hợp các thuốc tập hợp, hỗn hợp các thuốc đè chìm.
Nghiên cứu tuyển nổi thuận quặng phosphat – dolomit Karatau với thuốc đè
chìm là hồ tinh bột, thuốc tập hợp là hỗn hợp của 3 loại thuốc, từ quặng 23,5%
P2O5; 2 – 2,4% MgO nhận được tinh quặng 28,5% P 2O5; 1,8% MgO với mức
thực thu 76% P2O5.
- Tuyển huyền phù là một trong những phương pháp phổ biến và quen biết
nhất để tuyển than và nhiều loại khoáng sản khác. Tuy nhiên, đối với quặng
phosphat phương pháp này mới được thử nghiệm , người ta phát hiện ra rằng
trong thành phần của nhiều quặng phosphat – carbonat và phosphat - carbonat
thạch anh có nhiều thành phần thạch học khác nhau với hàm lượng P 2O5 và MgO
khác nhau, các thành phần thạch học này có thể tách ra khỏi nhau ở cấp hạt thô
hơn nhiều so với cấp hạt giải phóng các khoáng vật.
Những nghiên cứu đầu tiên về đặc tính trọng lực và tính khả tuyển bằng
huyền phù đã được nghiên cứu cho các quặng phosphat – dolomit Florida (Mỹ)
và Karatau (Liên Xô). Kết quả cho thấy rằng phương pháp tuyển huyền phù rất
có triển vọng đối với quặng khó tuyển Karatau, tuỳ theo mục đích mà người ta
lấy tỷ trọng phân tách là 2,9 g/cm 3 (để tách thạch anh và một phần carboant)
hoặc 3,0 g/cm3 (để tách phần nặng là tinh quặng phosphat).
Đối với quặng Karatau, tuyển huyền phù thực hiện các chức năng sau:
- Tách đá vây quanh làm nghèo quặng.
- Tách quặng ra các thành phần làm nguyên liệu cho lò điện và nguyên liệu
xử lý axit.
- Tuyển quặng sơ bộ trước khi tuyển nổi hoặc nung thiêu.
- Xem hình 1.1
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

21


Trng i hc M - a cht

Quặ
ng đầu

Đ ập

Sàng vàrửa quặ
ng
10 - 70mm
Tuyển huyền phù

2 - 10mm
Tuyển huyền phù

-2mm
Phâ
n cấp
+0.15mm

Nghiền

Nguyên liệu cho lò đ
iện
ò = 21-23% P2O5; e = 45%

-0.15mm

Quặ
ng thải

Tinh quặ
ng đ
ểtrích ly
ò = 28% P2O5; e = 40%

Hỡnh 1.1: S tuyn huyn phự qung Janatas (Karatau)
- Cỏc phng phỏp tuyn hoỏ: Cỏc nh khoa hc M cụng b rng khi sc
khớ SO2 vo bựn qung cú th lm gim ỏng k thnh phn MgO ca tinh qung
tuyn ni t qung phosphat carbonat. Trong quỏ trỡnh sc khớ ny, mt s
mui mangan, st, ng, cú trong qung phosphat lm cht xỳc tỏc quỏ trỡnh oxi
hoỏ SO2 pha lng thnh axit suphuric v axit ny phõn hu carbonat canxi v
manhe thnh sunphat. Nhiu nghiờn cu khỏc tp trung vo quỏ trỡnh ngõm chit
SVTH:Nguyn Mai Ngc
Nguyn Ngc Thng
LP: Tuyn khoỏng A K57

22


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
các quặng phosphat nghèo, kết hợp quá trình sản xuất phân bón phức hợp.Quá
trình ngâm chiết trong axit này thường có rượu hoặc axeton trong bùn quặng.
Mô tả quá trình xử lý quặng phosphat nghèo ở Úc: Quặng được xử lý bởi
hỗn hợp nước, axeton, SO2 và sau đó tách quặng không tan. Dung dịch được đun
nóng, kết tủa dicanxi phosphat và sunphat canxi, axeton và một phần SO 2 được

thu hồi và quay vào quá trình công nghệ.
Một sơ đồ xử lý độc đáo quặng phosphat – dolomit là sơ đồ tuyển hoá tuyển nổi quặng Karatau của Liên Xô: Quặng được nghiền mịn và sau đó đưa
vào quá trình phân huỷ carbonat trong dung dịch đặc biệt, manhe chuyển vào
dung dịch dạng hỗn hợp MgSO4 + Mg(H2PO4)2, còn CaO kết tủa thành thạch cao
CaSO4. Mức độ thu hồi MgO khoảng 60 -70%. Vì trong dung dịch có
Mg(H2PO4)2 nên phosphat không đi và dung dịch được, phần rắn gồm có thạch
cao, phosphat và thạch anh. Pha lỏng được đi sản xuất manhe phosphat anmoni
30 – 35% P2O5, 17 – 20% Mg và 7 – 8% N, sản phẩm cát của bể cô đặc được
phân theo cấp -0,074 mm. Nước tràn bể cô đặc cùng với đuôi tuyển nổi đi xử lý
axit (H2SO4), cát của máy phân cấp đưa đi tuyển nổi. Tuyển nổi đựơc tiến hành ở
pH = 6 – 8,5 với thuốc tập hợp cation, sản phẩm bọt thu hồi tới 90% thạch cao
và 60% cặn không tan, sản phẩm ngăn máy được đưa đi cô đặc, lọc, sấy và sản
xuất axit phosphoric trích ly (xem hình 1.2).
Các nhà khoa học Mỹ đưa ra một số đề án thay đổi bề mặt khoáng vật đưa
vào tuyển, bề mặt của các khoáng vật phosphat được phủ một màng mỏng
sunphit, sau đó phosphat sẽ có khả năng được tuyển nổi bằng các thuốc tập hợp
đối với quặng sunphit. Trong quá trình tuyển nổi phosphat đi vào sản phẩm bọt,
carbonat và silicat còn lại trong sản phẩm ngăn máy.

SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

23


Trng i hc M - a cht
Quặ
ng đầu
-15mm

Nghiền -0.15mm

Khử Manhe

Lắ
ngcô đ
ặ
c

Phâ
n cấp
Tuyển nổ
i

Ammoni hoá

Lắ
ng cô đ
ặ
c

Lắ
ng cô đ
ặ
c

Lọc

Lọc

Sấy

Xử lý
H2SO4
Sấy

Manhe
phosphat
ammoni

N ớc
tuần
hoàn

Lọc

Tinh quặ
ng đ
ểtrích ly
axit phosphoric
Bã thải

Hỡnh 1.2: S tuyn hoỏ - tuyn ni qung Karatau
Nh vy vic phõn tỏch qung phosphat carbonat silicat ch cn tin
hnh trong mt cụng on tuyn ni. T qung phosphat carbonat trung
Florida cha 9,5% P2O5; 1,47%MgO sau ch tuyn nh trờn nhn c tinh
qung 29% P2O5; 0,85% MgO v 12,4% SiO2, thc thu P2O5 l 82,4%.

SVTH:Nguyn Mai Ngc
Nguyn Ngc Thng

LP: Tuyn khoỏng A K57

24


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Một đề án khác của các nhà khoa học Anh là khi trong bùn quặng có thuốc
tuyển ta thêm vào manhetit nghiền mịn, những hạt manhetit này sẽ bám một
cách chọn lọc lên chỉ một khoảng vật. Sau đó quá trình tuyển được tiến hành
trong các máy tuyển từ cường độ cao.Quặng đưa vào tuyển là đá vôi chứa
phosphat 8% P2O5, khoáng vật chính là canxi. Quặng được nghiền, khử slam và
cấp 0,01 – 0,25 mm đi tuyển. Tinh quặng manhetit đựơc nghiền tới cấp hạt 0,03mm và 24 giờ trước khi sử dụng thì trộn theo tỷ lệ nhất định với chất hoạt
tính bề mặt. Khuấy tiếp xúc bùn đặc, hỗn hợp manhetit với chất hoạt tính bề mặt
ở pH = 11 trong vòng 10 phút. Sau đó trong trường điện từ yếu người ta loại đi
manhetit thừa không bám vào các hạt khoáng.Ở máy tuyển từ cường độ cao
người ta tách sản phẩm từ chủ yếu là canxit và sản phẩm không từ là tinh quặng
phosphat. Sau quá trình tuyển như vậy ta nhận được tinh quặng 25 – 26% P 2O5
với mức thực thu 80% P2O5. Chi phí manhetit 25 – 50 kg/tấn, chi phí hoạt tính bề
mặt 1,1 – 2,8 kg/tấn.
1.2.2.Tình hình tuyển quặng II ở Việt Nam
Quặng loại II hiện được sử dụng với quy mô nhỏ, làm nguyên liệu cho một số
nhà máy phân lân nung chảy, lớn nhất là nhà máy phân lân Văn Điển. Quặng cục
loại II yêu cầu để sản xuất phân lân nung chảy có hàm lượng P2O5 22 - 24%, độ
ẩm < 4%, độ hạt 50 – 200 mm. Các dạng sử dụng khác: Sản xuất phospho vàng,
axit phosphoric trích ly mới ở quy mô bán công nghiệp.
Quặng II hiện chủ yếu được tuyển trong phòng thí nghiệm bằng các phương
pháp:
- Tuyển theo phương pháp tuyển nổi
Quặng apatit – carbonat Lào Cai đầu tiên được nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm và quy mô bán công nghiệp tại Viện nghiên cứu quốc gia về nguyên liệu

Mỏ Hoá Chất, Liên Xô năm 1958. Từ mẫu quặng Mỏ Cóc 24,28% P2O5 và
SVTH:Nguyễn Mai Ngọc
Nguyễn Ngọc Thắng
LỚP: Tuyển khoáng A –K57

25