Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng vonfram gốc khu a thiện kế tuyên quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN BẢO LINH

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG VONFRAM GỐC
KHU A THIỆN KẾ - TUYÊN QUANG

Ngành: Kỹ thuật Tuyển khoáng
Mã số: 60520607

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nhữ Thị Kim Dung

HÀ NỘI - 2013


2

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình khoa học do tơi trực tiếp nghiên cứu
tại Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Tuyển khống – Viện Khoa học và công nghệ
Mỏ - Luyện kim. Tất cả những số liệu trong luận văn đều trung thực, khách
quan.
Hà Nội, ngày 16 tháng 10 năm 2013
Tác giả

Nguyễn Bảo Linh

3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. 2
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 11
1.1. Giới thiệu về vonfram và quặng vonfram .............................................. 11
1.1.1. Vonfram và quặng vonfram ............................................................ 11
1.1.2. Trữ lượng vonfram ......................................................................... 13
1.1.3. Ứng dụng, nhu cầu sử dụng và giá vonfram .................................... 15
1.2. Tình hình nghiên cứu tuyển quặng vonfram trong và ngồi nước .......... 17
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngồi ................................................ 17
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước ................................................. 21
1.3. Sơ lược về mỏ vonfram khu A Thiện Kế ............................................... 24
1.4. Yêu cầu chất lượng quặng tinh vonfram ................................................ 26
CHƯƠNG 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT .......... 27
2.1. Mẫu nghiên cứu và sơ đồ gia công mẫu ................................................. 27
2.1.1. Mẫu nghiên cứu .............................................................................. 27
2.1.2. Gia công giản lược mẫu nghiên cứu ................................................ 27
2.2. Nghiên cứu thành phần vật chất mẫu ..................................................... 29
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 29
2.2.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm và thành phần khoáng vật. ................ 29
2.2.3. Kết quả phân tích thành phần độ hạt ............................................... 33
2.2.4. Phân tích hóa đa ngun tố ............................................................. 34
2.2.5. Nhận xét kết quả nghiên cứu thành phần vật chất: .......................... 34
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN ..................................... 36
3.1. Phương pháp và thiết bị dùng trong nghiên cứu ..................................... 36
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 36
3.1.2. Các thiết bị được dùng trong quá trình nghiên cứu.......................... 36

3.2. Kết quả nghiên cứu tuyển trọng lực ....................................................... 37
3.2.1. Xác định cỡ hạt đãi. ...................................................................... 37
3.2.2. Đãi cấp hạt hẹp ............................................................................... 39
3.2.3. Tuyển bằng vít đứng ....................................................................... 41
3.2.4. Thí nghiệm kết hợp vít đứng và bàn đãi ......................................... 43
3.2.5. Xử lý quặng trung gian ................................................................... 45
3.2.6. Thí nghiệm sơ đồ tuyển vít đứng – bàn đãi có xử lý trung gian ...... 46
3.3. Nghiên cứu nâng cao chất lượng quặng tinh đãi .................................... 48
3.4. Thí nghiệm sơ đồ tuyển trọng lực .......................................................... 50
3.5. Kết quả nghiên cứu tuyển từ .................................................................. 52
3.5.1. Phân tích từ quặng tinh trọng lực .................................................... 52
3.5.2. Sơ đồ tuyển từ................................................................................. 53
3.6. Nghiên cứu hóa tuyển nâng cao chất lượng quặng tinh vonfram ............ 55


4

Thiêu oxy hóa........................................................................................... 56
Q trình hịa tách .................................................................................... 56
3.7. Nghiên cứu khả năng thu hồi khoáng vật đi kèm trong sản phẩm sunfua ... 58
3.8. Thí nghiệm sơ đồ ................................................................................... 61
3.9. Các chỉ tiêu dự kiến ............................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 65
1. Kết luận .................................................................................................... 65
2. Kiến nghị.................................................................................................. 66
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ............................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 68


5

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các khống vật chính chứa vonfram ................................................ 11
Bảng 1.2. Sản lượng vonfram của một số nước trên thế giới ........................... 14
Bảng 1.3. Trữ lượng một số mỏ quặng vonfram của Việt Nam ....................... 14
Bảng 1.4. Nhu cầu vonfram của Việt Nam đến năm 2025 ................................ 16
Bảng 15. Chỉ tiêu công nghệ tuyển vonfram – thiếc mỏ Thiện Kế, Tuyên Quang
......................................................................................................................... 22
Bảng 1.6. Tiêu chuẩn một số tinh quặng vonfram luyện kim ............................ 26
Bảng 2.1. Hàm lượng các khống vật chính trong các cấp hạt .......................... 30
Bảng 2.2. Kết quả phân tích thành phần độ hạt độ hạt ...................................... 33
Bảng 2.3. Thành phần hóa học mẫu nghiên cứu ............................................... 34
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm xác định độ hạt đãi ............................................ 38
Bảng 3.2. Kết quả phân cấp mẫu quặng đầu (- 0,5 mm) ................................... 39
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp quặng vonfram gốc ................... 40
Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả đãi cấp hạt hẹp ..................................................... 40
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm tuyển vít ............................................................ 42
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm tuyển bằng vít đứng – bàn đãi............................ 43
Bảng 3.7. Bảng tổng hợp kết quả tuyển vít đứng – bàn đãi ............................... 45
Bảng 3.8. Kết quả xử lý quặng trung gian ........................................................ 45
Bảng 3.9. Kết quả tuyển sơ đồ vít đứng – bàn đãi có xử lý trung gian .............. 47
Bảng 3.10. Thành phần khống vật trong quặng tinh thơ .................................. 48
Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm tuyển nổi trọng lực .......................................... 49
Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm sơ đồ tuyển trọng lực ....................................... 51
Bảng 3.13. Kết quả phân tích khống quặng tinh trọng lực .............................. 51
Bảng 3.14. Kết quả phân tích từ quặng tinh trọng lực ....................................... 53
Bảng 3.15. Kết quả tuyển từ quặng tinh trọng lực ............................................ 54
Bảng 3.16. Kết quả thiêu oxy hóa và hịa tách quặng tinh vonfram .................. 57
Bảng 3.17. Kết quả tuyển thu quặng tinh Cu .................................................... 61
Bảng 3.18. Kết quả tuyển Sơ đồ ....................................................................... 62

Bảng 3.19. Thành phần hóa học quặng tinh vonfram........................................ 64
Bảng 3.20. Các chỉ tiêu dự kiến ........................................................................ 64


6

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Nhu cầu vonfram của thế giới phân theo ngành ................................ 16
Hình 1.2. Giá vonfram kim loại từ năm 2000 - 2013 ........................................ 17
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên tắc công nghệ tuyển quặng vonfram trên thế giới ....... 21
Hình 1.4. Sơ đồ tuyển vonfram - thiếc sa khống mỏ Thiện Kế - Tun Quang
......................................................................................................................... 23
Hình 2.1. Sơ đồ gia cơng mẫu nghiên cứu ........................................................ 28
Hình 2.2. Volframit (W) dạng tấm bị rạn nứt, pyrotin (pyr) xuyên lấp ............. 31
Hình 2.3. Limonit và psilomelan (Psl) dạng keo, tạo thành vành riềm ............. 31
Hình 2.4. Pyrotin bị melnhicovit (Mel) thay thế dọc theo các khe nứt .............. 32
Hình 2.5. Pyrit (Py) dạng đám ổ và chalcopyrit (chp) bị covelin hóa, limonit (Li)
dạng keo ........................................................................................................... 32
Hình 2.6. Sơ đồ phân tích thành phần độ hạt .................................................... 33
Hình 2.7. Đường đặc tính độ hạt mẫu nghiên cứu............................................. 34
Hình 3.1.Sơ đồ ngun tắc thí nghiệm đãi cấp hạt hẹp quặng vonfram gốc ...... 40
Hình 3.2. Sơ đồ thí nghiệm tuyển bằng vít đứng .............................................. 42
Hình 3.3. Thí nghiệm tuyển bằng vít đứng kết hợp bàn đãi .............................. 44
Hình 3.4. Sơ đồ xử lý quặng trung gian ............................................................ 46
Hình 3.5. Sơ đồ tuyển vít đứng và bàn đãi có xử lý quặng trung gian ............... 48
Hình 3.6. Sơ đồ tuyển trọng lực quặng vonfram ............................................... 50
Hình 3.7. Sơ đồ ngun tắc thí nghiệm phân tích từ ......................................... 53
Hình 3.8. Sơ đồ thí nghiệm tuyển từ ................................................................. 54
Hình 3.9. Sơ đồ hóa tuyển quặng tinh vonfram ................................................ 56
Hình 3.10 Ảnh hưởng của thời gian hịa tách đến hàm lương tinh quặng.......... 58

Hình 3.11 Tuyển nổi thu hồi quặng tinh Cu từ sản phẩm sunfua ...................... 60
Hình 3.12. Sơ đồ cơng nghệ tuyển quặng vonfram khu A, Thiện Kế ................ 63


7

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Vùng mỏ Thiện Kế thuộc khu vực sinh khoáng Tam Đảo, nơi giao nhau
của hai đới cấu tạo lớn là đới nâng Sông Lơ và đới sụt lún An Châu nên vùng có
cấu tạo rất phức tạp. Trong phạm vi khu A - Thiện Kế, cơng tác tìm kiếm đánh
giá đã xác định có triển vọng cơng nghiệp quặng vonfram sa khống và gốc.
Quặng vonfram sa khống đã được thăm dị tính trữ lượng và khai thác gần hết.
Trữ lượng đã khai thác trên 700 tấn WO3. Hiện nay Xí nghiệp vonfram Thiện
Kế đang tiếp tục tận thu khai thác các điểm sa khống cịn lại. Quặng vonfram
sa khống sau nhiều năm khai thác đã trở nên cạn kiệt. Vì vậy, việc nghiên cứu
xác định quy trình cơng nghệ tuyển quặng vonfram gốc để có kế hoạch khai thác
- chế biến và sử dụng nguồn quặng này phục vụ phát triển kinh tế - xã hội có ý
nghĩa quan trọng. Các loại quặng vonfram gốc thường là khó tuyển, đại đa số có
thành phần vật chất phức tạp, vonframit xâm nhiễm từ rất mịn đến tương đối
mịn và thường nằm trong các kết hạch với các khống vật khác.
Luận văn “Nghiên cứu cơng nghệ tuyển quặng vonfram gốc khu A
Thiện Kế - Tuyên Quang” nhằm giải quyết vấn đề trên.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn
- Nghiên cứu làm sáng tỏ thành phần vật chất của quặng vonfram và các
khoáng vật chứa vonfram khu A xã Thiện Kế, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên
Quang.
- Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng vonfram gốc khu A Thiện Kế.
- Nghiên cứu khả năng thu hồi khoáng vật đi kèm trong quặng Vonfram

gốc khu A Thiện Kế.


8

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là quặng vonfram gốc khu A – Thiện Kế
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về đặc điểm thành phần vật chất; một
số điều kiện ảnh hưởng đến quá trình tuyển quặng vonfram gốc khu A – Thiện
Kế và đề xuất sơ đồ công nghệ tuyển.
4. Phương pháp nghiên cứu
Tiến hành nghiên cứu tài liệu, phân tích, đánh giá tình hình chế biến
quặng vonfram trong và ngồi nước, sử dụng phương pháp phân tích, phương
pháp thực nghiệm để xác định thành phần, đặc điểm các khống vật có trong
quặng, xác định mức phân bố vonfram trong các cấp hạt từ đó tiến hành nghiên
cứu áp dụng các cơng nghệ tuyển để thu được quặng tinh vonfram.
Phương pháp phân tích vật lý, quang học và hóa học để xác định cấu trúc,
thành phần khống vật, thạch học, hóa học và phân bố của các khống vật chính
trong quặng có ảnh hưởng trực tiếp đến tính khả tuyển của quặng.
Phân tích tính tốn số liệu thực nghiệm
Tổng hợp kết quả nghiên cứu thành phần vật chất của mẫu đầu, kết quả
nghiên cứu các chế độ tuyển và sơ đồ công nghệ tuyển hợp lý, đưa ra kiến nghị
sơ đồ tuyển quặng vonfram gốc khu A Thiện Kế.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn luận văn
Ý nghĩa thực tiễn: Việc xây dựng được quy trình cơng nghệ tuyển hợp lý
quặng vonfram gốc khu A Thiện Kế sẽ được ứng dụng vào sản xuất với các chỉ
tiêu kinh tế kỹ thuật cao. Với quy trình ổn định sẽ thu hồi được các sản phẩm có
chất lượng đáp ứng được yêu cầu nguyên liệu của khâu tiếp theo. Bên cạnh đó
việc nghiên cứu khả năng thu hồi thêm khoáng vật đi kèm có giá trị kinh tế cao
cũng góp phần tăng hiệu quả sản xuất, tránh lãng phí tài ngun, giảm ơ nhiễm

môi trường.


9

Ý nghĩa khoa học:
- Nghiên cứu làm sáng tỏ thành phần vật chất của quặng vonfram và các
khoáng vật chứa vonfram khu A Thiện Kế.
- Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng vonfram gốc khu A Thiện Kế.
- Nghiên cứu khả năng thu hồi khoáng vật đi kèm trong quặng vonfram gốc
khu A xã Thiện Kế, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang.
Việc đưa ra được quy trình cơng nghê tuyển quặng vonfram gốc khu A
Thiện Kế góp phần xử lý quặng vonfram gốc vùng này và các vùng khác có
thành phần vật chất tương tự.
6. Cơ sở tài liệu của luận văn
Luận văn được nghiên cứu dựa trên tài liệu của báo cáo đề tài cơ sở
CS01-12 Viện Khoa học và Cơng nghệ Mỏ – Luyện kim: “Nghiên cứu tính khả
tuyển mẫu quặng vonfram thuộc đề án: Thăm dò vonfram gốc khu A, Thiện Kế.
Tài liệu phân tích mẫu thí nghiệm dùng cho luận văn gồm: Phân tích thành phần
độ hạt; phân tích rơnghen; phân tích hóa; phân tích khống tướng thạch học.
Luận văn được triển khai tại phịng Cơng nghệ Tuyển khống - Viện Khoa học
và Cơng nghệ Mỏ – Luyện kim. Cơng tác phân tích thành phần khống vật, đặc
điểm cấu trúc quặng và thành phần hóa học mẫu quặng đầu cũng như các sản
phẩm thí nghiệm được thực hiện tại Tr un g t â m p h ân t í ch h óa l ý - V iệ n
Kh o a học và c ông n gh ệ Mỏ - Luyệ n k i m, Trung tâm Phân tích Thí
nghiệm Địa chất – Tổng cục Địa chất và Khoáng sản, Viện Khoa học Địa chất
và Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và Môi trường.
7. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm 79 trang, 29 bảng biểu, 28 hình vẽ và phụ lục.
Nhân dịp này tác giả bày tỏ lịng biết ơn tới cơ giáo hướng dẫn TS. Nhữ

Thị Kim Dung cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Tuyển khoáng, Trường Đại


10

học Mỏ - Địa chất, các đồng nghiệp trong phòng Cơng nghệ Tuyển khống Viện Khoa học và Cơng nghệ Mỏ - Luyện kim đã tận tình giúp đỡ tác giả hoàn
thành luận văn này.


11

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về vonfram và quặng vonfram
1.1.1. Vonfram và quặng vonfram
Vonfram là kim loại hiếm trong vỏ trái đất. Vonfram chiếm 0,005% trọng
lượng vỏ trái đất và đứng thứ 16 trong số các nguyên tố. Trong tự nhiên vonfram
chỉ ở dạng hợp chất, không gặp ở dạng tự do. Vonfram là một kim loại chuyển
tiếp có màu từ xám thép đến trắng, rất cứng và nặng, chịu nhiệt, khối lượng
riêng lớn (19,25 g/cm3) và nhiệt độ nóng chảy cao (3422oC), nhiệt độ sơi
(5555oC). Bền trong khơng khí ở nhiệt độ thường, tan trong hỗn hợp axit nitric
và axit flohidric. Vonfram ít tồn tại dưới dạng tự do mà chủ yếu ở trong các
khống vật của nó, Đã tìm được khoảng 20 khống vật của vonfram.
Các khống vật chính chứa vonfram được ghi trong bảng 1.
Bảng 1.1. Các khống vật chính chứa vonfram
Hàm

Tỉ trọng

Độ cứng

Hàm

Hàm

Khống

Cơng

lượng

Theo

lượng

lượng

vật

thức

(%WO3)

thang

Fe (%)

Mn (%)

18,4-14,7

0-3,6

14,7-3,7

3,6-14,5

3,7-0

14,5-18,1

Mohs
Ferberit
Vonframit

FeWO4
(Fe, Mn)
WO4

76,3

7.5

5

76,5

7,1-7,5

5 -5,5

Hubnerit

MnWO4

76,6

7,2-7,3

5

Scheelit

CaWO4

80,6

5,4-6,1

4,5-5

Ferberit có cơng thức hóa học là FeWO4. Đơn tinh thể ferberit được xác
định là tinh thể lăng trụ có màu đen, từ tính yếu. Ferberit thường thành tạo trong
pegmatit, granit greisens nhiệt độ cao và nhiệt dịch. Nó được phát hiện vào năm


12

1863 tại Sierra Almagrera, Tây Ba Nha và đặt tên theo Moritz Rudolph Ferber
(1805-1875).

Vonframit cơng thức hóa học là (Fe,Mn)WO4, trung gian giữa ferberit giàu
Fe2+ và và hubnerit (giàu Mn2+ ). Các muối này có cùng một kiểu mạng tinh thể
với các thơng số mạng gần bằng nhau, do đó chúng kết tinh lẫn lộn, các nguyên
tử sắt và mangan nằm xen kẽ nhau trên các đỉnh của mạng. Nếu hàm lượng
MnWO4 trên 80% thì gọi là hubnerit, cịn trường hợp MnWO4 dưới 20 % thì gọi
là ferberit. Đơn tinh thể vonfram gặp dạng lăng trụ thoi kéo dài, có thể đạt kích
thước khá lớn. Nhìn bề ngồi dạng tinh thể dễ lẫn với tuamalin, đơn tinh thể
xâm tán không đều, có khi gặp dạng que, bó, dạng khối. Khống vật này có màu
đen, nâu, vết vạch màu nâu, ánh kim cương ánh mỡ, cát khai tốt, giòn, vết vỡ xù
xì hoặc dạng bậc. Vonframit là khống vật có từ tính nếu chứa nhiều sắt, khơng
tan trong HCl. Vonframit được tìm thấy trong các vi mạch thạch anh và
pegmatit liên kết xâm nhập với granit. Các khoáng sản cộng sinh thường bao
gồm casiterit, scheelit, bismuth,

thạch

anh,

pyrit,

galenit,

sphalerit

và

arsenopyrit.
Hubnerit có cơng thức hóa học MnWO4. Đơn tinh thể hubnerit mỏng và có
màu đỏ nâu đến đen, được hành tạo ở nhiệt độ cao nhiệt dịch trầm vi mạch và
biến đổi đá granit với greisen, đá granit pegmatit và trầm tích eluvi. Hubnerit

khơng có từ tính.
Scheelit có cơng thức hóa học CaWO4. Khống vật có màu trắng, vàng,
trắng xám, hoặc hung. Tạp chất thường gặp trong scheelit là povelit CaMoO4 .
Khi chiếu tia cực tím lên scheelit sẽ phát huỳnh quang màu xanh nước biển. Nếu
chứa trên 1 % Mo sẽ phát huỳnh quang màu vàng. Scheelit khơng có từ tính.
Đây là một trong những quặng quan trọng sản xuất vonfram. Tinh thể của nó
là hệ thống tinh thể bốn phương. Tinh thể scheelit có hình cây cột, dạng hạt,
dạng bảng. Scheelit xảy ra trong quá trình biến chất skarns; ở nhiệt độ cao nhiệt


13

dịch vi mạch và greisen; ít phổ biến trong đá granit pegmatit. Nhiệt độ và áp
suất hình thành là từ 200-500°C và từ 200 đến 1.500 atm. Các khoáng sản đi
kèm

như:

Casiterite, vonframit,

topaz, fluorit, apatit, tuamalin, thạch

anh, grossular-andradite, diopside, vesuvianite và tremolite. Scheelit được tìm
thấy ở Zinnwald, Cộng hịa Séc …

1.1.2. Trữ lượng vonfram
Trữ lượng ước tính trên Thế giới đã được đánh giá khoảng 3 triệu tấn
vonfram, bao gồm cả trữ lượng mà cho đến nay không thể khai thác có hiệu quả
kinh tế. Trung Quốc là nước có trữ lượng lớn nhất, trong đó 30% là quặng
vonframit và 70% quặng scheelit, Sản lượng vonfram của Trung Quốc chiếm

83% sản lượng vonfram vào năm 2011 (ước tính), cũng như trên 60% trữ lượng
vonfram đã xác định (nguồn: USGS). Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã
áp dụng hạn ngạch sản xuất và xuất khẩu khi nhu cầu vonfram trong nước tiếp
tục tăng lên. Nước này đang tìm cách vươn lên cao hơn trong chuỗi giá trị bằng
cách chuyển từ cung cấp nguyên liệu thô vonfram sang việc bán các thành phẩm
vonfram cho người tiêu dùng trên toàn cầu. Trong tháng 11/2011, Trung Quốc
đã công bố hạn ngạch xuất khẩu vonfram cho năm 2012. Hạn ngạch xuất khẩu
mới cho năm 2012 cắt giảm 300 tấn, giảm nguồn cung cho thế giới từ 15.700 tấn
xuống còn 15.400 tấn.


14

Bảng 1.2. Sản lượng vonfram của một số nước trên thế giới
Đơn vị tính: tấn
% Sản
Quốc gia

Sản lượng

Sản lượng

lượng thế

năm 2010

năm 2011

giới năm

Trữ lượng

2011
Trung Quốc

59.000

60.000

Nga

2.800

3.100

4,30%

250.000

420

2.000

2,80%

120.000

Bồ Đào Nha

1.200

1.300

1,80%

4.200

Bolivia

1.200

1.200

1,70%

53.000

Áo

1.000

1.100

1,50%

10.00

Mỹ

-

-

-

140.000

3.200

3.400

4,70%

600.000

Canada

Các nước khác
Toàn thế giới
(làm trịn)

68.800

72.000

83,30% 1.900.000

100,00%

3.100.000

Nguồn: USGS
(Tổng sản lượng trên thế giới khơng bao gồm sản lượng của Mỹ)
Bảng 1.3. Trữ lượng một số mỏ quặng vonfram của Việt Nam
TT
1
2

Vùng mỏ quặng vonfram
Khu vực Pia Oac
Thiện Kế, Tuyên Quang
(vùng Tam Đảo)

Trữ lượng, tấn

Hàm lượng WO3, %

2.512

0,23

45.000

0,5

3

Núi Pháo, Thái Nguyên

35.000

0,01 – 0,74

4

Đà Lạt – Lâm Đồng

20.000

0,6 - 1

102.512

−

Tổng cộng


15

Việc tiếp tục nghiên cứu địa chất, thăm dò đánh giá trữ lượng quặng
vonfram là công việc cần phải được quan tâm đúng mức hơn trong thời gian tới
để góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp Việt Nam.
1.1.3. Ứng dụng, nhu cầu sử dụng và giá vonfram
Ứng dụng chính của vonfram:
- Hợp kim cứng: Do độ cứng và kháng mòn cao, trên 50% lượng vonfram
của thế giới được sử dụng để sản xuất hợp kim cứng (hợp kim BK8, BT12). Đây
là vật liệu dựa trên cacbua vonfram, với các ứng dụng rất đa dạng, bao gồm sử
dụng trong các công cụ cắt kim loại và đá; các công cụ có quy mơ lớn như mũi
khoan khai thác mỏ; các công cụ tinh tế như mũi khoan sử dụng trong nha khoa;

cơng cụ tạo hình trong ngành thép; vũ khí (vỏ đạn pháo, lựu đạn và tên lửa), và
ngay cả đầu bút bi.
- Thép và siêu hợp kim - Độ cứng và điểm nóng chảy cao của vonfram có thể
ứng dụng trong ngành thép. Nó được sử dụng trong công cụ cắt và siêu hợp kim
sử dụng trong các ứng dụng như động cơ tuabin phản lực.
- Sợi tóc bóng đèn - Có lẽ ứng dụng nổi tiếng nhất của vonfram là vai trị của
nó trong các sợi tóc bóng đèn. Tuy nhiên, việc sử dụng vonfram trong ngành
cơng nghiệp này đang dần suy giảm do phát triển loại vật liệu mới mang lại
nguồn ánh sáng hiệu quả hơn đang được phát triển và đưa vào sử dụng.
- Các ứng dụng điện và điện tử - vonfram có nhiều ứng dụng điện và điện
tử khác, chẳng hạn như sử dụng trong các bảng mạch và trong sản xuất công tắc
điện và điện cực, trong kĩ thuật vô tuyến điện tử (làm catôt, anôt của các dụng cụ
điện).
- Ứng dụng hóa học và các ứng dụng khác - vonfram cũng có một loạt các
ứng dụng hóa học và ứng dụng khác trong ngành thủy tinh, gốm sứ, sơn và dầu
khí.


16

Nhu cầu vonfram cơ bản của thế giới phân theo lĩnh vực sử dụng năm 2010:

Khác; 8%
Sản phẩm chế
tạo; 14%

Hợp kim cứng;
55%
Thép/Hợp kim;
23%

Hình 1.1. Nhu cầu vonfram của thế giới phân theo ngành
Theo Bộ Cơng thương Việt Nam thì nhu cầu về vonfram giai đoạn 2007
đến 2015 có xét đến năm 2025 cân đối sản lượng sản xuất, tiêu thụ trong nước
và xuất nhập khẩu vonfram kim loại và các sản phẩm vonfram dự kiến như ở
bảng 1.3 [2].
Bảng 1.4. Nhu cầu vonfram của Việt Nam đến năm 2025
Đơn vị tính: tấn vonfram kim loại
Nội dung

TT

2015 2020

2025

850

1.150

1

Nhu cầu

2

Sản xuất tinh quặng

3

Tiêu thụ trong nước

4

Xuất khẩu tinh quặng và các sản phẩm khác

5

Nhập khẩu kim loại và các sản phẩm vonfram 690

930

3.730 3.800 3.770
160

220

270

3.570 3.580 3.500
750

880


17

Quy hoạch khai thác, chế biến quặng vonfram của Bộ Công Thương: Đầu
tư cải tạo, mở rộng sản xuất mỏ Thiện Kế và phát triển thêm một số dự án khai
thác tuyển quặng vonfram quy mô công nghiệp và quy mô nhỏ để giải quyết

việc làm và tạo thêm nguồn nguyên liệu khoáng cho các cơ sở chế biến. Đẩy
nhanh tiến độ triển khai dự án khai thác, chế biến quặng vonfram đa kim mỏ Núi
Pháo của tập đoàn Masan.
Giá vonfram kim loại một số năm gần đây:
Giá vonfram kim loại tăng rất nhanh, năm 2000 giá chỉ 50USD/MTU (MTU:

USD/MTU

Đơn vị khối tấn; 1 MTU = 10 kg), đến năm 2013 giá lên mức 417,5 USD/MTU.
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

Năm

Hình 1.2. Giá vonfram kim loại từ năm 2000 - 2013
Nguồn: Bloomberg
1.2. Tình hình nghiên cứu tuyển quặng vonfram trong và ngồi nước
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Để tuyển quặng vonfram thường sử dụng các phương pháp: Tuyển trọng
lực, tuyển trọng lực kết hợp với tuyển nổi trọng lực, tuyển từ hoặc tuyển điện,
tuyển trọng lực kết hợp với tuyển nổi.


18

Tuyển trọng lực: Áp dụng tuyển trọng lực để tuyển quặng vonfram thường
sử dụng máy lắng và bàn đãi với mục đích để tuyển tách các khống vật nặng
nâng cao hàm lượng quặng vonfram.
Tuyển từ: Là một trong những phương pháp chính để tuyển quặng vonfram
và thường được dùng để tuyển nâng cao chất lượng quặng tinh trọng lực, quặng
đuôi tuyển nổi, tách chúng thành các sản phẩm riêng rẽ.
Sơ đồ công nghệ tuyển quặng vonfram phụ thuộc vào cấu tạo quặng và
thành phần khoáng vật quặng. Hiện nay quặng scheelit thường dùng các phương
pháp tuyển trọng lực kết hợp với tuyển nổi trong khi quặng vonframit lại tuyển
bằng phương pháp trọng lực kết hợp với tuyển từ. Để đáp ứng được nhu cầu của
thị trường tiêu thụ thì hàm lượng tinh quặng vonfram phải đạt được là 55−75%

WO3.
Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi sử dụng để tuyển quặng vonfram có độ
hạt xâm nhiễm mịn sau khi đã được nghiền để giải phóng khống vật vonfram
khỏi các kết hạch. Cũng được sử dụng để thu hồi vonfram trong sản phẩm thải
của tuyển trọng lực. Phương pháp này chủ yếu để xử lý các loại quặng có các
thành phần chứa vonfram là khống vật scheelit.
Phương pháp tuyển nổi cịn được sử dụng để loại bỏ khoáng vật sunfua và
photpho... khi hàm lượng các khoáng này trong quặng tinh vượt quá giới hạn
cho phép trong các quá trình chế biến luyện kim tiếp theo.
Các loại quặng chứa vonfram có thể chia ra 4 kiểu:
- Các loại quặng đơn giản vonframit xâm nhiễm thơ, có thể tuyển bằng các
phương pháp tuyển trọng lực.
- Quặng xâm nhiễm mịn: Đòi hỏi phải áp dụng các sơ đồ hỗn hợp tuyển
trọng lực, tuyển nổi và các phương pháp tuyển khác.


19

- Các loại quặng vonframit chứa sunfua: Đối với loại này phải áp dụng
phương pháp tuyển trọng lực, tuyển nổi trọng lực, tuyển nổi, và tuyển nổi
chọn riêng.
- Các loại quặng hỗn hợp chứa vonfram: Các loại quặng này thường chứa
thiếc (casiterit) và các khoáng kim loại màu, kim loại hiếm, cả manhetit,
granat và các khoáng khác. Để tuyển loại quặng này ngoài các phương
pháp tuyển trọng lực, tuyển nổi còn áp dụng cả phương pháp tuyển từ,
tuyển điện.
Vonframit và các biến thể của nó pherberit và hubnerit khác với scheelit là
chúng có tỷ trọng 7 – 7,5 g/cm3 (Scheelit 5,8 – 6,2 g/cm3), có từ tính và khi
tuyển nổi bằng các axit béo chúng dễ bị đè chìm bởi thủy tinh lỏng cùng với
fluorit và các khoáng chứa canxi, chứa sắt khác.

Để tuyển các loại quặng vonframit, có thể hợp lý hơn khi áp dụng các sơ đồ
hỗn hợp gồm tuyển trọng lực và tuyển nổi các khoáng chứa vonfram sau đó sử
dụng phương pháp thủy luyện để xử lý quặng tinh thô tuyển nổi.
Với tỷ trọng lớn và độ xâm nhiễm thô của quặng vonfram cho phép áp
dụng các phương pháp tuyển trọng lực như: Lắng, bàn đãi, máng đãi, vít đứng
và cả phương pháp huyền phù nặng vv …
Trong các sơ đồ tuyển quặng vonfram, trước các quá trình tuyển trọng lực
cần phải phân cấp trước bằng sàng hay phân cấp thủy lực để đảm bảo hiệu quả
cao hơn cho các công đoạn tuyển.
Quặng thường được đập đến - 10, - 12 mm, trong sơ đồ tuyển một số loại
quặng có thể bao gồm cả cơng đoạn rửa và khử slam bằng các máng rửa.
Nhà máy “Boulder” của Mỹ tuyển quặng vonframit xâm nhiễm mịn và
chứa phần lớn là ferberit, độ hạt xâm nhiễm mịn. Đại bộ phận các hạt ferberit
mịn hơn 0,5 mm nhưng chúng có các tinh thể độc lập có độ lớn tới 10 mm.


20

Quặng được đập tới – 10 mm, sau đó được phân cấp bằng sàng tách ra các
cấp - 10 + 2,4 mm và - 2,4 + 1 mm; 2 cấp này tuyển trên máy lắng, cấp - 1 mm
tuyển trên bàn đãi. Quặng tinh thô nhận được và quặng đuôi mịn đưa nghiền trên
máy nghiền thanh. Cấp - 1 mm được tuyển trên bàn đãi và nhận được quặng tinh
ferberit thành phẩm. Quặng đuôi bàn đãi được nghiền lại, khử slam bằng phân
cấp thủy lực, cát của phân cấp thủy lực được phân thành các cấp hạt và các cấp
được đãi riêng trên bàn đãi. Các quặng đuôi hạt thô được quay lại máy nghiền,
các cấp hạt mịn được tuyển trên bàn đãi bùn, đã nhận được quặng tinh thành
phẩm. Sản phẩm trung gian quay lại máy nghiền, quặng đuôi đưa tuyển nổi.
Quặng tinh thô tuyển nổi đưa tuyển tinh 1 lần, độ pH bùn quặng giữ ở gần 8
điều chỉnh bằng xô đa. Hàm lượng vonfram trong quặng tinh tuyển nổi tương
đối thấp (gần 10 % WO3), quặng tinh này được đưa xử lý bằng HCl để nâng cao

hàm lượng quặng tinh vonfram.
Dưới đây là sơ đồ nguyên tắc để tuyển quặng vonfram trên thế giới [ 4 ].


21

Quặng Nguyên khai
Đập, sàng

1,0 % WO3

Tuyển máy lắng
Bàn đãi

Đá thải

Nghiền
SP Cát

Phân cấp

Đuôi thải

Tuyển nổi
Sấy khô

Sản phẩm không từ

Tuyển từ
Quặng tinh >70% WO3

Hình 1.3. Sơ đồ ngun tắc cơng nghệ tuyển quặng vonfram trên thế giới
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Các mỏ quặng vonfram ở Việt Nam hầu hết là các mỏ đa kim, đi kèm với
quặng vonfram chủ yếu là quặng thiếc như Thiện Kế − Tuyên Quang, Thường
Xn – Thanh Hóa … ngồi ra cịn số ít là các quặng khác (Au, Bi, Cu, Be…)
như mỏ Núi Pháo. Vì đây là loại quặng hỗn hợp nên sơ đồ tuyển phức tạp hơn
và thường sử dụng sơ đồ tuyển kết hợp các phương pháp khác nhau, ở đây dùng
phương pháp tuyển trọng lực kết hợp với tuyển từ là chủ yếu. Thứ tự các
phương pháp tuyển phụ thuộc vào thành phần vật chất và cấu tạo của quặng.
Hiện nay, Việt Nam có 3 nhà máy tuyển quặng vonfram đang hoạt động: Thiện


22

Kế, Tuyên Quang; Philieng – Lâm Đồng và nhà máy chế biến quặng đa kim Núi
Pháo thuộc tập đoàn Masan bắt đầu chạy thử vào đầu năm 2013.
Dưới đây là sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu tuyển của nhà máy tuyển
vonfram Thiện Kế − Tuyên Quang (hình 1.4 và bảng 15).
Bảng 15. Chỉ tiêu công nghệ tuyển vonfram – thiếc mỏ Thiện Kế, Tuyên Quang
TT

Sản phẩm

Thu hoạch
(γ,%)

Hàm luợng (β,%)
WO3

Sn

Thực thu (ε,%)
WO3

Sn

1

Quặng tinh Sn

0,165

0,090

65,000

0,059

71,00

2

Quặng tinh WO3

0,277

65,000

0,080

72,000

0,148

3

Sản phẩm sắt từ

0,038

0,041

0,022

0,006

0,006

4

Đá thải + 75 mm

0,300

0,050

0,050

0,060

0,100

5

Đá thải + 16 mm

0,500

0,050

0,050

0,100

0,168

6

Cát thải

98,72

0,07

0,07

0,04

27,90

Tổng

100,0

0,250

0,150

100,0

100,0


23
Quặng nguyên khai
0,25% WO3
Sàng 75 mm
-

+

Sàng rửa 16 mm
-

+

Máy lắng

Bàn đãi I

Đập búa 1mm

Đá thải

Hố tận thu

Bàn đãi II

Phơi, sấy

Tuyển từ I

Tuyển từ II

Q. Tinh Sn

Q. Tinh WO3

SP sắt từ

Cát thải

Hình 1.4. Sơ đồ tuyển vonfram - thiếc sa khống mỏ Thiện Kế - Tuyên Quang


24

Kết quả tuyển theo sơ đồ trên thu được tinh quặng vonfram có hàm lượng
65,00% WO3, 0,08% Sn đảm bảo nguyên liệu cho luyện ferro – vonfram và

thương phẩm thương mại. Nhà máy tuyển quặng vonfram Thiện Kế - Tuyên
Quang là một trong những nhà máy cung cấp nguồn nguyên liệu chính cho Cơng
ty TNHH Cơng nghiệp Youngsun vonfram Việt Nam ở Cái Lân, TP Hạ Long –
Quảng Ninh để luyện ferro – vonfram.
1.3. Sơ lược về mỏ vonfram khu A Thiện Kế
Diện tích thăm dị khu A - Thiện Kế rộng 53,3 ha thuộc địa phận hành
chính xã Thiện Kế, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang.
Vùng mỏ Thiện Kế thuộc khu vực sinh khoáng Tam Đảo, nơi giao nhau
của hai đới cấu tạo là đới nâng Sông Lô và đới sụt lún An Châu nên vùng có cấu
tạo rất phức tạp
Trong phạm vi khu A - Thiện Kế, công tác tìm kiếm đánh giá đã xác định
có triển vọng cơng nghiệp quặng vonfram sa khống và gốc. Quặng vonfram sa
khống đã được thăm dị tính trữ lượng và khai thác gần hết. Trữ lượng đã khai
thác trên 700 tấn WO3. Hiện nay Xí nghiệp vonfram Thiện Kế đang tiếp tục tận
thu khai thác các điểm sa khống cịn lại.
Quặng gốc vonfram trong diện tích khu A - Thiện Kế đã phát hiện được 7
thân quặng là thân quặng I, IA, II, III, IV, V và VI, trữ lượng và tài nguyên tính
được là 10.103 tấn WO3 cấp 333 + 334. Các thân quặng IA, III, VI nằm ngay
gần trên mặt địa hình đã bị khai thác. Đề tài này chúng tôi chỉ nghiên cứu các
thân quặng ở phần sâu dưới mặt đất là thân quặng I, II và đới khống hố chứa
quặng vonfram phía tây khu A (TQIV và TQV theo tài liệu cũ).
Thành phần khoáng vật : Ở phần trên mặt chủ yếu là thạch anh – limonit –
vonframit, xuống sâu có nhiều khống vật sunfua chưa bị phong hóa như pyrit,
chalcopyrit, pyrotin …


25

Mơ tả một số thân quặng chính:
- Thân quặng I:

Thân quặng I có dạng đới mạch, lộ ra ở ven suối Thiện Kế về phía đơng
khu A với chiều dài khoảng 250m theo phương gần đơng - tây (80 ÷ 2600) cắm
chủ yếu về phía bắc, đơng bắc với góc dốc từ 25 ÷ 45o. Phần trên mặt bị phân
nhánh. Thành phần khoáng vật của thân quặng: Ở phần trên mặt chủ yếu là
thạch anh - limonit - vonframit, xuống sâu có nhiều khống vật sunfua chưa bị
phong hố như pyrit, chalcopyrit, pyrotin... Hàm lượng thân quặng dao động từ
0,025%WO3 ÷ 1,07% WO3, trung bình 0,69%WO3, chiều dày trung bình của
thân quặng là 4,30m. Thân quặng được khống chế từ trên mặt xuống độ sâu
200m bằng các mạch lộ, 7 lỗ khoan và 1 lò cái (LK11, LK13, LK14, LK15,
LK16, LK42 và LC.1).
- Thân quặng II:
Thân quặng II có dạng đới mạch, nằm gần song song với thân quặng I và
cách thân quặng I khoảng 50m về phía nam. Đường phương thân quặng gần
đơng - tây, cắm về phía bắc. Chiều dày của thân quặng thay đổi từ 0,6m (LK10,
LK11) đến 8,2m (LK13), trung bình là 3,42m. Hàm lượng trung bình của thân
quặng này là 1,20% WO3 (theo “Báo cáo tìm kiếm đánh giá quặng gốc
vonframit”). Thân quặng kéo dài tới 180m và được khống chế bởi 7 lỗ khoan
(LK16, LK11, LK10, LK18, LK13 và LK39). Độ sâu khống chế là 170m.
- Thân quặng IV:
Thân quặng này có dạng đới mạch, phân bố ở phía tây khu A - Thiện Kế,
có đường phương gần đơng - tây với phương vị cắm về phía bắc. Chiều dày
trung bình của thân quặng là 1,07m. Hàm lượng trung bình của thân quặng là
0,91% WO3. Thân quặng IV được khống chế bởi 6 lỗ khoan (LK5, LK6, LK7,
LK17, LK19 và LK22) độ sâu khống chế là 45m.