Nghiên cứu công nghệ hòa tách tinh quặng vàng tuyển nổi mỏ minh lương lào cai bằng thioure trong môi trường kiềm

TRƯƠNG THỊ QUÝ

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

TRƯƠNG THỊ Q

NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ HỊA TÁCH TINH QUẶNG VÀNG
TUYỂN NỔI MỎ MINH LƯƠNG – LÀO CAI BẰNG THIOURE
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

TRONG MÔI TRƯỜNG KIỀM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014

HÀ NỘI – NĂM 2014


1

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan rằng: đây là cơng trình khoa học chưa được cá nhân hoặc
tổ chức nào công bố. Tất cả các số liệu trong luận văn đều trung thực, khách quan và
được tác giả trực tiếp làm tại Phịng thí nghiệm Bộ mơn Tuyển Khống - Trường Đại
học Mỏ- Địa Chất.
Hà Nội, ngày ....... tháng ....... năm 2014
Tác giả luận văn

Trương Thị Quý

2

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... 1
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THU HỒI VÀNG TỪ QUẶNG VÀ
CƠNG NGHỆ HỊA TÁCH THIOURE...................................................................... 9
1.1 Tổng quan cơng nghệ thu hồi vàng từ quặng. ................................................ 9
1.1.1 Khái quát chung về quặng vàng. ................................................................. 9
1.1.2 Công nghệ thu hồi vàng từ quặng ............................................................. 14
1.1.2.1 Các quá trình chế biến cơ học ................................................................ 14
1.1.2.2 Các q trình hồ tách quặng vàng ....................................................... 16
1.1.2.3 Các quá trình thu hồi vàng từ dung dịch ............................................... 18
1.1.3 Công nghệ thu hồi vàng từ quặng ở Việt Nam. ........................................ 21
1.2 Tổng quan cơng nghệ hịa tách vàng bằng Thioure ....................................... 26
1.2.1 Tổng quan chung về q trình thiourea hịa tách vàng ............................ 28
1.2.2 Lý thuyết hịa tách vàng trong dung dịch thiourea mơi trường kiềm ....... 31
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MỎ VÀNG MINH LƯƠNG – LÀO CAI ........... 33
2.1 Sơ lược về mỏ vàng Minh Lương ...................................................................... 33
2.2 Vị trí địa lý và đặc điểm kinh tế, xã hội ............................................................ 34
2.2.1 Vị trí địa lý ................................................................................................... 34
2.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội ............................................................................. 35
2.3 Công nghệ mỏ vàng Minh Lương- Lào Cai ..................................................... 36
2.3.1 Các giải pháp cơng nghệ chính ................................................................. 36
2.3.2 Sơ đồ công nghệ .......................................................................................... 36

2.3.2. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật ..................................................................... 40


3

CHƯƠNG 3 MẪU NGHIÊN CỨU VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT .................. 41
3.1. Mẫu nghiên cứu ................................................................................................ 41
3.1.1 Gia công mẫu .............................................................................................. 41
3.1.2 Tuyển nổi lấy tinh quặng cho thí nghiệm hòa tách ................................. 43
3.2 Thành phần vật chất mẫu nghiên cứu ............................................................. 45
CHƯƠNG 4 THÍ NGHIỆM ĐIỀU KIỆN HỊA TÁCH THIOUREA ................... 46
4.1 Phương pháp và điều kiện thí nghiệm.............................................................. 46
4.2. Thí nghiệm sơ bộ hịa tách với thiourea trong mơi trường kiềm khơng có
Na2SO3 ....................................................................................................................... 48
4.3. Thí nghiệm hịa tách thiourea có sử dụng chất ổn định Na2SO3 .................... 51
4.4. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của Pb(NO3)2 đến q trình hịa tách ........ 55
4.5. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn đến kết quả hòa tách ..... 59
4.6 . Thí nghiệm hịa tách với chất ơ xy hóa K2S2O8 ............................................... 63
4.7. Thí nghiệm hịa tách với chất ơ xy hóa K3Fe(CN)6 .......................................... 67
4.8. Thí nghiệm hòa tách thiourea theo chế độ CIL (than trong bùn)................... 71
CHƯƠNG 5 QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM Q TRÌNH HỊA TÁCH TINH
QUẶNG VÀNG MINH LƯƠNG BẰNG THIOUREA TRONG MÔI TRƯỜNG KIỀM
........................................................................................................................................ 74
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 80


4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Diện tích thăm dị Khu vực thăm dị. ............................................................ 35
Bảng 2.2: Chế độ cơng nghệ của các quá trình chế biến ............................................... 39
Bảng 2.3: Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu của các quá trình chế biến quặng vàng gốc
Minh Lương ................................................................................................................... 40
Bảng 3.1: Bảng kết quả tuyển nổi .................................................................................. 44
Bảng 3.2: Kết quả phân tích thành phần hố học tồn phần mẫu nghiên cứu............... 45
Bảng 4.2: Kết quả hịa tách thiourea khơng có Na2SO3 ................................................ 49
Bảng 4.3: Kết quả hịa tách thiourea có bổ sung Na2SO3 ............................................. 52
Bảng 4.4: Kết quả hòa tách thiourea khảo sát ảnh hưởng của Pb(NO3)....................... 56
Bảng 4.5: Kết quả hòa tách thiourea khảo sát ảnh hưởng nồng độ bùn ....................... 60
Bảng 4.6: Kết quả hòa tách thiourea khảo sát ảnh hưởng chất ơ xy hóa K2S2O8 ......... 64
Bảng 4.7: Kết quả hòa tách thiourea khảo sát ảnh hưởng chất ơ xy hóa K3Fe(CN)6 ... 68
Bảng 4.8: Kết quả hòa tách thiourea theo chế độ CIL .................................................. 72
Bảng 5.1: Mức gốc và khoảng biến thiên của các yếu tố. ............................................. 75
Bảng 5.2: Kế hoạch và kết quả thí nghiệm. ................................................................... 76


5

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cơng nghệ chế biến vàng dùng Hg ............................................................... 23
Hình 1.2: Cơng nghệ chế biến vàng kết hợp dùng Hg và xianua .................................. 23
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý tuyển vàng Bồng Miêu ....................................................... 25
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên tắc quá trình chế biến quặng vàng gốc Minh Lương ............. 37
Hình 2.2: Sơ đồ cơng nghệ chế biến quặng vàng gốc Minh Lương .............................. 38
Hình 3.1: Sơ đồ gia cơng mẫu ....................................................................................... 42
H

3 2: Sơ đồ thí nghiệm tuyển nổi ........................................................................... 44

Hình 4.1: Sơ đồ thí nghiệm hồ tách bằng thioure ........................................................ 47
Hình 4.2: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hịa tách( Thí nghiệm khơng có
Na2SO3) .......................................................................................................................... 50
Hình 4.3.a: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hịa tách( Thí nghiệm có bổ sung
Na2SO3) .......................................................................................................................... 53
Hình 4.3.b: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc chi phí Na2SO3( Ảnh hưởng của thời gian
hịa tách) . ....................................................................................................................... 54
Hình 4.4.a: Hiệu suất hòa tách phụ thuộc thời gian hòa tách( Ảnh hưởng của chi phí
Pb(NO3)2) ....................................................................................................................... 57
Hình 4.4.b: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc chi phí Pb(NO3)2( Ảnh hưởng của thời gian
hịa tách). ........................................................................................................................ 58
Hình 4.5.a: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hòa tách ( Ảnh hưởng của tỷ lệ
lỏng/rắn) ......................................................................................................................... 61
Hình 4.5.b: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc tỷ lệ lỏng/rắn( Ảnh hưởng của thời gian hịa
tách) ................................................................................................................................ 62
Hình 4.6.a: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hịa tách( Ảnh hưởng của chi phí
chất ơ xy hóa K2S2O8) .................................................................................................... 65


6

Hình 4.6.b: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc chi phí chất ơ xy hóa K2S2O8( Ảnh hưởng
của thời gian hịa tách) ................................................................................................... 66
Hình 4.7.a: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hịa tách( Ảnh hưởng của chi phí
chất ơ xy hóa K3Fe(CN)6) . ............................................................................................ 69
Hình 4.7.b: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc chi phí chất ơ xy hóa K3Fe(CN)6( Ảnh
hưởng của thời gian hịa tách) ........................................................................................ 70
Hình 4.8: Hiệu suất hịa tách phụ thuộc thời gian hịa tách( Thí nghiệm hòa tách CIL)
........................................................................................................................................ 73

7

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của đất nước thì ngành cơng nghiệp khống sản nói
chung và cơng nghiệp chế biến vàng nói riêng cũng ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Đặc biệt việc phát hiện và đưa vào khai thác, chế biến mỏ quặng vàng gốc Minh
Lương- Lào Cai nằm tại địa bàn xã Minh Lương, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai đã góp
phần nâng cao sản lượng vàng thương mại và nguồn dự trữ vàng quốc gia. Bên cạnh
đó cịn góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động, nâng cao chất lượng cuộc
sống từ đó góp phần ổn định an ninh xã hội.
Mỏ vàng Minh Lương là mỏ vàng gốc có trữ lượng lớn của Việt Nam hiện nay.
Theo cơng tác thăm dị địa chất liên đồn Địa chất Tây Bắc thực hiện trong các năm
1999- 2002 đã phát hiện được 15 thân quặng vàng gốc vùng Minh Lương với trữ
lượng cấp C2+P1: 16140 kg Au. Theo công nghệ được thiết kế, vàng kim loại được
thu hồi bằng quá trình tuyển nổi và hòa tách bằng xianua. Tuy nhiên xianua là hóa
chất có độc tính cao nên cơng nghệ hịa tách xianua thường đặt ra rất nhiều vấn đề về
môi trường. Do vậy việc tìm ra và áp dụng một hóa chất cũng như cơng nghệ hịa tách
mới là một vấn đề rất cấp thiết. Cơng nghệ hịa tách thioure đang là hướng cơng nghệ
hịa tách mới thân thiện với môi trường trong thủy luyện vàng trên thế giới hiện nay.
Việc nghiên cứu thay thế cơng nghệ hịa tách tinh quặng tuyển nổi quặng vàng Minh
Lương bằng công nghệ thioure sẽ góp phần bảo vệ mơi trường. Đồng thời cũng góp
phần tìm ra hướng đi mới cho ngành cơng nghiệp chế biến biến quặng vàng trong
nước hướng tới mục tiêu “phát triển bền vững nguồn tài nguyên khoáng sản”
2 Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu hòa tách mẫu tinh quặng vàng Minh Lương- Lào Cai bằng Thioure
trong môi trường kiềm.

8

3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu nhằm tìm ra các điều kiện hịa tách cơ sở để hịa tách quặng vàng
bằng hóa chất thân thiện với mơi trường hơn, có thể từ đó góp phần là khởi đầu cho
những nghiên cứu sâu hơn sau này.
4. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài
- Tổng hợp tài liệu về công nghệ thu hồi vàng từ quặng hiện nay.
- Tổng hợp tài liệu về cơng nghệ hịa tách bằng thioure.
- Nghiên cứu về các điều kiện hòa tách quặng vàng bằng thioure
- Đánh giá và đưa ra kết luận.
5 P ươ g p áp g iê cứu
- Tổng hợp số liệu và viết tổng quan.
- Thí nghiệm tuyển nổi trong phịng thí nghiệm để lấy ra quặng tinh nhằm lấy
mẫu tinh quặng để phục vụ cho quá trình hịa tách.
- Tiến hành các thí nghiệm điều kiện hịa tách: pH mơi trường, nồng độ bùn,
chi phí Thioure, chủng loại và chi phí thuốc ổn định Thioure, thời gian hòa tách.
6 Ý g ĩa k oa ọc và thực tiễn của đề tài
 Ý g ĩa k oa ọc
Từ kết quả nghiên cứu các thí nghiệm về điều kiện hịa tách quặng vàng bằng
Thioure từ đây có thể lấy kết quả làm bước cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về hóa
chất hịa tách mới.
 Ý g ĩa t ực tiễn
Cơng nghệ hịa tách vàng bằng Thioure trong mơi trường kiềm là giải pháp
cơng nghệ mới góp phần tích cực trong cơng tác bảo vệ mơi trường trong q trình
chế biến quặng vàng hiện nay. Từ đó có thể xem xét tới vấn đề chuyển giao công
nghệ cho q trình hịa tách vàng bằng Xianua truyền thống.
7. Cấu trúc của luậ vă
Luận văn gồm phần mở đầu, 5 chương, phần kết luận được trình bày trong 80 trang.

9

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THU HỒI VÀNG TỪ QUẶNG VÀ CƠNG NGHỆ
HỊA TÁCH THIOURE
1.1 Tổng quan cơng nghệ thu hồi vàng từ quặng.
1.1.1 Khái quát chung về quặng vàng.
1.1.1.1 Đặc điểm hình thành.
Quặng vàng là một dạng vật chất của vàng với các phần tự nhiên xuất hiện từ
các lớp bồi tích của vỏ Trái Đất sau sự vận động trong lịng đất và nhiệt độ nóng chảy
phù hợp các nguyên tố vàng được liên kết với nhau và bị kéo dài theo sự vận động
của vỏ trái đất.
Vàng được tìm thấy trong quặng được tạo ra từ đá với các phần từ vàng rất nhỏ
hay cực nhỏ. Quặng vàng này thường được tìm thấy cùng thạch anh hay các khống
chất sulfide. Chúng được gọi là "mạch" trầm tích. Vàng tự nhiên cũng có dưới hình
thức quặng vàng lớn đã bị ăn mòn khỏi đá và kết thúc trong các trầm tích phù sa
(được gọi là trầm tích cát vàng). Những loại vàng tự do đó ln nhiều hơn tại bề mặt
các mạch có vàng do ơxi hố các khoáng chất kèm theo bởi thời tiết, và việc rửa trơi
bụi vào các con suối và dịng sơng, nơi nó tụ tập lại và có thể được hoạt động của
nước liên kết lại với nhau để hình thành nên các cục vàng.
Quặng vàng là đối tượng chính, là nguyên liệu để thực hiện q trình gia cơng,
chế biến và trích ly để thu hồi kim loại vàng nguyên chất. Vàng nằm trong quặng chủ
yếu ở dạng hạt kim loại tự sinh. Kích thước hạt vàng thường nhỏ hơn 0,1mm và có
thể mịn tới mức chỉ quan sát được bằng kính hiển vi hoặc không. Hạt vàng tự sinh
không nguyên chất, trong nó có chứa các tạp chất chính như: bạc, đồng, sắt và một
lượng nhỏ các tạp chất: asen, chì, bitmút…

10

1.1.1.2 Phân loại quặng vàng
Có thể chia quặng vàng thành hai loại: quặng vàng gốc và quặng vàng sa
khoáng.
 Quặng vàng sa khống
Được hình thành từ quặng vàng gốc do q trình phong hố, rửa trơi và sa lắng
tích tụ lại. Người ta phân biệt:
+ Sa khoáng eluvi vàng được giải phóng và tích tụ ngay tại vùng lộ quặng gốc.
Quặng này hàm lượng vàng khơng cao.
+ Sa khống đêluvi sau khi bị phong hóa và tách khỏi đá mẹ vàng bị cuốn trơi
tích đọng lại ở các vườn đồi, hàm lượng vàng thay đổi khơng nhiều. Hạt vàng thường
có kích thước khá lớn và ít bị bào mịn.
+ Sa khoáng proluvi do vàng gốc bị phân hủy và mang đi rất xa vị trí quặng gốc,
chúng thường tập chung tại các lịng sơng, suối, vàng ở dạng hạt rời và không chứa
vàng liên kết. Hàm lượng vàng không đồng đều, thân quặng khơng ổn định, thường
tạo thành mỏ có trữ lượng khơng lớn.
+ Sa khống hốn hợp bao gồm cả khoáng eluvi- đêluvi; proluvi- aluvi... loại
quặng sa khoáng này có hàm lượng vàng khơng cao, khơng đồng đều, trữ lượng nhỏ.
+ Sa khoáng karst thường phân bố rải rác trong đá vôi. Quặng tập trung thành ổ
nằm trong lớp sét vàng phía trên bề mặt địa hình lồi lõm của thung lũng. Hàm lượng
vàng trong quặng thường không đồng đều.
+ Sa khoáng aluvi thường tập trung trong các trầm tích ở những thềm có độ cao
khác nhau, ở lịng sơng suối. Quặng này có hàm lượng vàng tương đối ổn định.
Các hạt vàng trong quặng sa khoáng hầu như được giải phóng hồn tồn và có
độ tinh khiết nhất định. Quặng vàng sa khoáng là quặng thứ sinh. Trong quặng vàng
này các hạt vàng nằm lẫn với cát sỏi và đất sét.


11

 Quặng vàng gốc
Quặng vàng gốc là quặng vàng nguyên sinh gồm các hạt vàng tự sinh xâm
nhiễm trong đá, thạch anh và các khoáng sunfua…Quặng vàng gốc hiểu theo nghĩa
rộng nhất là quặng mà vàng trong đó vẫn cịn ở lại vị trí thành tạo quặng gốc ban đầu.
Nói chung trong quặng vàng gốc thành phần vàng chủ yếu ở dạng liên kết cơ học chặt
chẽ với các khoáng vật khác trong khối đá.
Quặng vàng gốc lại được phân thành quặng vàng gốc thực thụ, quặng vàng biểu
sinh và quặng vàng cộng sinh. Quặng vàng gốc có thể được phân loại dựa theo thành
phần khoáng vật và kim loại chính trong nó:
+ Quặng vàng thạch anh
+ Quặng vàng thạch anh-pirit
+ Quặng vàng thạch anh-asenopirit
+ Quặng vàng thạch anh-antimon (antinmon-vàng)
+ Quặng vàng đồng sunfua
Ngồi ra, vàng cịn lẫn trong quặng đa kim đồng, quặng chì-kẽm, quặng thiếc.
Hàm lượng vàng trong quặng dao động trong một phạm vi lớn từ bé hơn 1g/t
đến hàng trăm g/t. Thông thường quặng vàng chứa 5-10 g/t Au. Hiện nay việc xử lý
quặng sa khoáng chứa 1g/t Au và quặng vàng gốc chứa 3g/t Au được coi là có hiệu
quả kinh tế. Tuy nhiên quặng vàng sa khoáng đã cạn kiệt và nhường chỗ cho việc
khai thác quặng vàng gốc.
Ngoài cách định nghĩa trên ra quặng vàng gốc cịn được hiểu theo nghĩa: là
khống sản nội sinh và ngoại sinh.
Khống sàng vàng nội sinh có thành phần khống vật đa dạng và có nguồn gốc
nhiệt dịch. Thành phần khoáng vật của quặng gốc phức tạp. Dựa vào thành phần vật
chất và điều kiện thành tạo khống sàn nội sinh được chia thành 2 nhóm:
+ Quặng vàng sunfua-thạch anh là các mạch thạch anh chứa từ 0,5-30 % khoáng
vật sunfua, vàng phân bố trong quặng này rất không đều, hàm lượng từ 10-50 g/t.

12

+ Quặng sunfua, thân quặng thường ở dạng mạch hoặc xâm nhiễm, vàng phân
tán rất mịn, hàm lượng vàng ít khi vượt quá 1-2 g/t. Loại quặng này thường có chứa
các sunfua đồng, chì, kẽm và pirit, nhưng hàm lượng nhỏ.
Khống sàng vàng ngoại sinh là khống sàng phong hóa của quặng đa kim và
quặng đồng- pyrit, ở những vùng oxy hóa này , vàng được lắng đọng từ quặng gốc và
có giá trị cơng nghiệp.
1.1.1.3 Phân bố quặng vàng ở Việt Nam
Theo tổng hợp từ số liệu địa chất thì quặng vàng ở Việt Nam chiếm một lượng
đáng kể và phân bố rộng trên khắp cả nước. Có khoảng 500 vùng có quặng vàng sa
khống và trên 100 vùng có quặng vàng gốc.
 Quặng vàng sa khống: có thể chia thành 4 vùng như sau:
 Vùng đông bắc: chia thành 5 khu chính
-

Khu Trại Cau, Na Rì( Bắc Thái)

-

Khu Pác Lạng gồm sa khoáng Yên Lạc, Lũng Tương.

-

Khu Hà Hiệu gồm sa khoáng Bắc Nậm, Napat, Hà Hiệu, Văn Dai....

-

Khu Tĩnh Túc( Cao Bằng) vàng cộng sinh với sa khoáng thiếc.

-

Khu Lạng Sơn, Mẫu Sơn....

Quặng vàng sa khoáng ở khu vực này có độ tinh khiết khoảng 92- 94% Au. Một số
mỏ khai thác và chế biến tiêu biểu của khu vực này như: Trại Cau, Na Rì, Tĩnh Túc....
 Vùng tây bắc: bao gồm các khu vực chính chứa quặng như Mai Sơn,
n Bái, Chợ Bến, Bó Xình.Trong đó khu vực Mai Sơn có trữ lượng vàng tương đối
lớn và độ tinh khiết cao khoảng 94- 97% Au. Khu vực Bó Xình bao gồm cả quặng
vàng sa khống và quặng vàng gốc hệ vàng- pyrit.
 Vùng miền trung: chia thành 3 khu vực chính
-

Khu vực Trường Xuân, Cẩm Thủy( Thanh hóa)

-

Khu vực Quỳ Châu

-

Khu Vực Cửa Rào


13

 Vùng miền nam: chia thành các khu vực như sau
-

Khu vực Quảng Nam- Đà Nẵng: các mỏ có nguồn gốc lâu đời như mỏ vàng

Bồng Miêu, bên cạnh đó cịn có mỏ Phước Bằng, Trung Mang... một số mỏ có trữ
lượng nhỏ hơn như ở Trà Năng, Klang Ba...
- Khu vực Bắc Komtum bao gồm các vành Pôtô, Đắc Pết, Đắc Min, Sơn Giang
và các vành phụ thuộc An Khê, Gia Lai.
- Khu vực đơng nam Đà Lạt: có mỏ Trà Năng có trữ lượng lớn và vàng có độ
tinh khiết cao.
 Quặng vàng gốc: tổng quan có thể chia thành các vùng như sau


Vùng Pác Lạng: mỏ vàng được phát hiện vào năm 1908. Trong đó hàm

lượng vàng trong khoảng 0,3- 32 g/tấn. Ngồi ra trong quặng có các khoáng vật đi
kèm như pyrit trên 60%, sphalerit, galerit va asenopyrit. Vùng này cịn có cả khu vực
Ngân Sơn, Đức Vân với trữ lượng lớn đang được thăm dò và khai thác.
 Mỏ vàng Na Pai: vàng tồn tại ở dạng vàng tự sinh với hàm lượng 0,2 tới
vài trăm g/tấn các khống vật đi kèm thường có pyrit, chancopyrit, sfalerit,
asenopyrit...
 Mỏ vàng Bồng Miêu: mỏ vàng Bồng Miêu thuộc huyên Tam Kỳ. Vàng
tồn tại dưới dạng tự sinh, có các khống vật đi kèm như pyrit, asenopyrit, galenit,
hematit, thạch anh chiếm 80- 90% ngồi ra cịn có canxit, hydromica, graphit. Có
hàm lượng trong khoảng từ 1- 37 g/tấn, trữ lượng tương đối lớn.
 Mỏ vàng Trà Năng: mỏ vàng Trà Năng thuộc địa bàn tỉnh Lâm Đồng.
Quặng có hàm lượng từ vài gam tới vài chục g/tấn. Các khống vật đi kèm bao gồm
có pyrit, asenopyrit, chancopyrit, thạch anh chiếm khoảng 80- 90%, muscovit...
 Mỏ vàng Kim Bôi: quặng vàng thuộc loại thạch anh- vàng ngồi ra cịn
đi kèm cả sunyit.


14

 Mỏ Định Quả, Bồ Cu: vàng trong quặng ở dạng tự sinh có kích thước
0,04- 0,3 mm. Các khống vật đi kèm bao gồm Tuốcmalin chiếm 60-70%, thạch anh
20- 25%, muscovit, oxit sắt.
1.1.2 Công nghệ thu hồi vàng từ quặng
Do hàm lượng vàng trong quặng thông thường là tương đối thấp nên việc áp
dụng các phương pháp làm giàu quặng là điều cần thiết.
Các quá trình xử lý và thu hồi vàng chủ yếu bao gồm:
 Tuyển cơ học với mục tiêu tập trung và nâng cao hàm lượng vàng;
 Hoà tách – hoà tan chọn lọc chuyển vàng từ dạng kim loại trong quặng vào
dung dịch hoặc pha vật chất khác;
 Thu hồi vàng từ dung dịch (hoặc pha vật chất khác).
Ngồi ra cịn có các q trình phụ trợ khác như đập, nghiền chuẩn bị quặng,
tiền xử lý trước hồ tách, lắng lọc… Trong đó khâu đập nghiền cũng đóng vai trị hết
sức quan trọng, nó góp phần giảm kích thước khống vật và giải phóng khống vật có
ích ra khỏi đất đá tạp. Trong nhà máy tuyển khống khâu đập nghiền chiếm khoảng
40% chi phí sản xuất và 60% tổng vốn đầu tư trong thiết bị củ nhà máy
1.1.2.1 Các quá trình chế biến cơ học
Vì hàm lượng vàng trong quặng nguyên thường rất thấp khoảng vài g/t nên các
quá trình tuyển cơ học thường được sử dụng để nâng cao hàm lượng vàng trước khi
hoà tách. Hai phương pháp chủ yếu trong tuyển quặng vàng là tuyển trọng lực và
tuyển nổi.
 Tuyển trọng lực là phương pháp tuyển lợi dụng sự khác nhau về khối lượng
riêng giữa vàng và các khoáng vật đi kèm khác trong quặng như thạch anh, các
khoáng vật sunphua...
Đối với quặng vàng sa khống, phương pháp tuyển trọng lực có thể cho phép
thu được quặng tinh vàng đem nấu chảy trực tiếp ra vàng kim loại.


15

Đối với quặng vàng gốc, quá trình tuyển trọng lực ít quan trọng hơn, chỉ để
tuyển sơ bộ và thường kết hợp với các quá trình khác.
Quặng vàng gốc thường được tuyển trong các máy lắng, bàn đãi, vít đứng, máng
đãi (máng chớp, sluice boxes) và gần đây là các thiết bị tuyển ly tâm (thiết bị siêu
trọng lực dạng Falcon, Knelson, thiết bị đa trọng lực..).
Tuy nhiên đối với quặng vàng gốc thì tuyển trọng lực chỉ thu hồi được các hạt
vàng thơ ở dạng tự do cịn các hạt vàng mịn chưa giải phóng khỏi các khống vật đi
kèm khác thì vẫn đi vào đi thải (sản phẩm nhẹ). Mặc dù vậy tuyển trọng lực vẫn
được áp dụng để thu hồi phần tinh quặng giàu (headings) để hoả luyện trực tiếp; phần
còn lại được tiếp tục đưa đến quá trình thuỷ luyện
 Tuyển nổi là phương pháp tuyển lợi dụng sự khác biệt về khả năng dính ướt
của các hạt khoáng, thường là sau khi được xử lý bằng các hoá chất (thuốc tuyển).
Tuyển nổi được áp dụng để tuyển quặng vàng có khống vật sunfua đi kèm hoặc dạng
phức hợp đa kim, nhìn chung dùng để tuyển vàng dạng hạt mịn có trong quặng.
Thơng thường phương pháp tuyển nổi áp dụng rộng hiện nay trong tuyển nổi vàng là
phương pháp tuyển nổi bọt.
Tuyển nổi được áp dụng rộng rãi để tuyển quặng vàng gốc vì các hạt vàng tự
sinh có tính kỵ nước tự nhiên nhất định, nhất là khi có tác dụng của thuốc tập hợp
dạng xantat. Ngoài ra các hạt vàng thường liên kết chặt chẽ với các khống vật
sunfua trong quặng có tính nổi tốt. Các hạt vàng mịn sau khi được nghiền mịn giải
phóng thường có dạng vảy mỏng cũng dễ được tuyển nổi mặc dù có tỷ trọng nặng.
Ưu điểm nổi bật của tuyển nổi quặng vàng là có quặng đi nghèo, có thể thải
bỏ trực tiếp. Đối với quặng vàng gốc sunfua thì phương án tuyển nổi được sử dụng
rộng rãi. Thông thường quặng vàng được tuyển nổi trong các máy tuyển nổi cơ giới
truyền thống. Sự kết hợp giữa tuyển nổi và tuyển trọng lực cho những phương án sơ
đồ tuyển hợp lý cả về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế và môi trường.


16

1.1.2.2 Các q trình hồ tách quặng vàng
Q trình hồ tách là quá trình chuyển vàng dưới dạng kim loại pha rắn sang
pha vật chất khác để phân tách khỏi quặng. Vì vậy phải sử dụng các chất hồ tách có
tính chọn lọc đối với vàng. Thơng thường vàng được chuyển sang dung dịch nước
nhưng cũng có thể là một số pha đặc biệt khác như thuỷ ngân dạng kim loại lỏng (q
trình hỗn hống), chì nóng chảy (q trình luyện cupen) hoặc thể hơi (nhiệt clo).
 Hoà tách bằng xianua
Phương pháp hoà tách dùng xianua là phương pháp chủ yếu trong công nghiệp
chế biến vàng hiện nay. Người ta tính rằng phương pháp này liên quan đến khoảng
90% sản lượng vàng thế giới ngày nay. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như hiệu
suất thu hồi vàng cao, năng suất lớn, chi phí đầu tư thấp, xử lí được quặng nghèo mà
phương pháp hỗn thống thủy ngân không làm được, xử lí được quặng đi tuyển
trọng lực, tuyển nổi hoặc hỗn thống thủy ngân nhằm tận thu vàng. Tuy nhiên nhược
điểm lớn của phương pháp này là hóa chất sử dụng rất độc hại cho người lao động
cũng như mơi trường.
Bản chất của q trình này là hồ tan vàng chọn lọc trong nước theo phản ứng:
2Au + 4NaCN +1/2O 2 +H2O = 2Na[Au(CN)2] +2 NaOH
Theo cách thức thực hiện thì q trình hồ tách bằng xianua có thể tiến hành
theo các phương án sau:
- Hoà tách động bằng khuấy trộn, thường được áp dụng cho các loại quặng
tương đối giàu và vật liệu hạt mịn(< 0,3 - 0,4mm): trong phương pháp này hai pha
rắn lỏng tiếp xúc với nhau ở trọng thái động, tăng cường tốc độ khuếch tán của chất
phản ứng và sản phẩm phản ứng nên tốc độ phản ứng nhanh hơn, hiệu suất hòa tan
cao, năng suất lớn. Xử lí loại bùn mà phương pháp thẩm thấu và ngâm chiết khơng xử
lí được. Phương pháp này được tiến hành trong bể có máy khuấy cơ học, khí nén
hoặc máy khuấy cơ học và sục khí.


17

- Hồ tách bằng thẩm thấu đối với quặng thơ, tơi xốp và khối lượng nhỏ: nguyên
tắc của phương pháp này là cho dung dịch xianua thấm và chuyển động qua một lớp
quặng vàng nằm im. Từ đó vàng hịa tan vào dung dịch xianua. Trong đó thời gian
thẩm thấu, thời gian ngâm chiết và số lần ngâm chiết đều được nghiên cứu và tính
tốn sao cho lượng vàng hịa tan là tối đa. Thiết bị thường dùng trong quá trình ngâm
chiết thường là các bể bằng gỗ hoặc bằng thép, nhựa. Ưu điểm của phương pháp này
là đơn giản, chi phí thấp tuy nhiên nó khơng thể xử lí quặng mịn và có nhiều sét vì nó
sẽ trở thành dạng keo làm giảm khả năng tiếp xúc với hóa chất từ đó giảm khả năng
hịa tan của vàng.
- Hồ tách đổ đống, hay hoà tách phun tưới, áp dụng cho các loại quặng nghèo
và khối lượng lớn.
Ngoài phương pháp hồ tách bằng xianua, vàng cũng có thể chuyển vào dung
dịch nước khi sử dụng các hoá chất chứa clo (thuỷ clo), brôm hoặc thiourea,
thiosunphat. Tuy nhiên các phương pháp này mới ở giai đoạn thí nghiệm bán cơng
nghiệp chưa được áp dụng ở quy mô công nghiệp.
 Hỗn hống thuỷ gâ ( p ươ g p áp Ama gam)
Đây là phương pháp có từ lâu đời và có hiệu quả để thu hồi các hạt vàng tự sinh
tương đối thơ có trong quặng, đặc biệt là khi thu hồi vàng từ sản phẩm khoáng vật
nặng khi tuyển quặng vàng sa khoáng. Bản chất của phương pháp này là sử dụng thuỷ
ngân để thấm ướt và hoà tan vàng kim loại. Điều kiện cần của phương pháp này phải
tạo ra được sự tiếp xúc trực tiếp giữa các hạt vàng với thủy ngân. Điều kiên tiếp xúc
có thể thực hiện bằng ba cách như sau:
- Cho hỗn hợp quặng đã nghiền và nước chảy qua một tấm kim loại đã tráng
miết thủy ngân lên trên bề mặt. Từ đó quá trình hỗn hống tiến hành theo phương thức
tiếp xúc bề mặt. Phương pháp này được gọi là hỗn hống ngoài.
- Cho quặng đã nghiền ở thể khô hoặc ướt chảy qua bể chứa thủy ngân quá trình
hỗn hống thực hiện nhờ cách tiếp xúc bùn.

18

- Tiến hành nghiền quặng với thủy ngân, gọi là tiếp xúc nghiền. Phương pháp
này được gọi là quá trình hỗn hống trong.
Trong 3 cách trên thì cách thứ nhất và cách thứ ba là hai cách được sử dụng
rộng trong công nghiệp sản xuất vàng hiện nay.
Do gây ô nhiễm môi trường, độc hại sức khoẻ con người và có hiệu quả thấp
đối với nhiều loại hình quặng (như quặng vàng sunphua chẳng hạn) nên phương pháp
này hiện nay ít được sử dụng ở quy mô lớn.
 Các p ươ g p áp k ác
-

Phương pháp thiêu oxi hóa

-

Phương pháp clorua hóa

-

Phương pháp nấu luyện

-

Phương pháp hịa tách cao áp

-

Phương pháp nung phân hủy

-

Phương pháp vi sinh

Do chi phí lớn và ô nhiễm môi trường nên cũng chỉ được áp dụng trong một số
trường hợp đặc thù quy mô nhỏ hoặc đặc thù.
1.1.2.3 Các quá trình thu hồi vàng từ dung dịch
 Tách vàng từ dung dịch Xianua
Do sau q trình hịa tách vàng hịa tan trong dung dịch tồn tại chủ yếu dưới
dạng ion phức Au(CN)-2. Để thu hồi vàng có các phương pháp như sau:
-

Xi măng hóa

-

Trao đổi ion

-

Dùng than hoạt tính

-

Điện phân


19

 Xi mă g óa( kết tủa bằng bột kẽm)

Phương pháp này còn được gọi là phương pháp xi măng hoá bằng bột kẽm hay
phương pháp Merill - Crowe. Bản chất của phương pháp này là dùng kẽm kim loại để
chuyển vàng từ dạng phức chất hoà tan sang dạng kim loại kết tủa theo phản ứng sau:
2Au(CN)2- +Zn = 2Au +Zn(CN)4-2
Điều kiện tối ưu để xi măng hóa kết tủa vàng bằng bột kẽm
-

Khử triệt để oxi tự do

-

Dùng kẽm dạng bột để tăng diện tích tiếp xúc

-

Chì hóa kẽm

-

Giữ cho nồng độ xianua và kiềm đủ lớn

-

Khuấy trộn tốt

Quá trình này được thực hiện theo các giai đoạn: lọc hoặc lắng gạn tách pha
rắn, khử khí ơxy hồ tan, kết tủa vàng bằng bột kẽm và xử lý bùn kết tủa. Phương
pháp này là phương pháp truyền thống, công nghệ đơn giản nhưng lại kém hiệu quả
đối với quặng có chứa nhiều sét, vì hạt cực mịn khó lọc.
 Hấp phụ vàng bằng than hoạt tính

Đây là phương pháp phổ biến để thu hồi vàng từ dung dịch trong công nghiệp
ngày nay. Bản chất của phương pháp này là lợi dụng khả năng hấp phụ vàng hoà tan
trong dung dịch của than hoạt tính. Than hoạt tính được sử dụng ở đây có độ hạt lớn
hơn vật liệu nên có thể dễ dàng tách ra khỏi bùn hồ tách. Quá trình này được thực
hiện theo các bước như sau: hấp phụ vàng lên than hoạt tính, tách vàng khỏi than và
thu hồi lượng vàng vừa tách ra khỏi than. Phương pháp sử dụng than hoạt tính cho
phép loại bỏ giai đoạn lọc đơi khi rất khó khăn đối với một số quặng mịn.
Quá trình thu hồi vàng bằng than hoạt tính thường được thực hiện theo hai
phương án: quá trình Carbon - trong - Bùn (CIP) và Carbon – trong - Hoà tách
(CIL).


20

P ươ g p áp CIP
Bùn quặng sau hoà tách được khuấy trộn với than hoạt tính và vàng hồ tan
được hấp phụ lên than. Than chứa vàng sau đó được tách khỏi bùn quặng. Tiếp theo
là quá trình giải hấp phụ vàng từ than hoạt tính. Thơng thường q trình này thực
hiện trong dung dịch xianua nóng (90-1000C) có nồng độ kiềm cao. Dung dịch chứa
vàng sau khi giải hấp phụ được xử lý tiếp bằng phương pháp kết tủa bột kẽm hoặc
điện phân để thu hồi vàng kim loại.
P ươ g p áp CIL
Trong phương pháp CIL thì q trình hồ tan vàng từ quặng tiến hành song song
với q trình hấp phụ vàng lên than hoạt tính. Than hoạt tính được cho vào bùn quặng
và khuấy cùng bùn quặng trong suốt q trình hồ tách. Khi q trình hồ tách kết
thúc thì than hoạt tính được tách ra và các giai đoạn tiếp theo tương tự như q trình
CIP.
 Tách vàng bằ g điện phân
Sau cơng nghệ giải phụ ion, vàng tồn tại trong dung dịch dưới dạng ion phức
(AuCS(NH3)2)2+. Trong quá trình điện phân ion phức sẽ phóng điện lên cực âm và

vàng sẽ được hồn nguyên bám lên cực âm.
Phương pháp này có những ưu điểm như sau: Xử lí có hiệu quả dung dịch có
chưa tạp chất như Cu, Pb, As...mà các phương pháp khác gặp khó khăn. Vàng sau
điện phân có độ tinh khiết cao. Có thể tái sinh dung dịch xianua đưa về khâu hịa tan
khép kín dây truyền sản xuất. Hệ thống thiết bị điên phân đơn giản, dễ chế tạo và vận
hành...
 Tách vàng bằ g trao đổi ion
Khi vàng trong dung dịch xianua quá thấp người ta thường thu hồi vàng bằng
phương pháp trao đổi ion để chuyển vàng vào pha trung gian có hàm lượng cao hơn
sau đó mới dùng xi măng hóa hoặc điện phân.


21

Quá trình tách vàng bằng trao đổi ion dựa trên nguyên tắc cho dung dịch xianua
chứa vàng tiếp xúc với ionit thích hợp. Các ionit sẽ hấp phụ ion phức vàng và giữ
chúng lại sau đó dùng dung dịch thích hợp hòa tan vàng hấp phụ trên ionit. Rồi tiếp
tục dùng phương pháp xi măng hóa để thu hồi vàng.
 Tách vàng từ hỗn hống thủy ngân
Sản phẩm sau quá trình hỗn hống rất đa dạng về thành phần cũng như trạng thái.
Các hốn hống này có thể ở dạng se cứng hoặc sệt chứa khoảng 90% thủy ngân cùng
tạp chất kim loại cũng như bùn quặng. Người ta tiến hành rửa hỗn hống nhiều lần
bằng nước nóng trong thùng bằng gang hoặc bằng sứ. Với hỗn hống khó rửa thì
người ta pha lỗng hỗn hống bằng thủy ngân hoặc các loại hỗn hống lỏng khác. Tiếp
sau đó hỗn hống được lọc ép tách bớt thủy ngân dư, nước lọc thủy ngân được sử dụng
lại. Hỗn hống vàng được chưng bay hơi. Hỗn hống vàng cứng đưa vào hộp chưng
bằng thép đậy bằng nắp lưới. Hộp chưng này đặt trong ống chưng bằng gang. Hơi
thủy ngân được dẫn bằng ống thép tới bộ phận ngưng tụ.
1.1.3 Công nghệ thu hồi vàng từ quặng ở Việt Nam.
Cho đến nay tại Việt Nam chỉ có duy nhất một cơ sở khai thác - chế biến quặng

vàng gốc quy mơ cơng nghiệp có công nghệ chế biến tương đối hợp lý là mỏ vàng
Bồng Miêu (Liên doanh giữa Australia và Việt Nam). Mỏ này sử dụng công nghệ chế
biến là tuyển nổi kết hợp với hoà tách bằng NaCN.
Mỏ Trà Năng, Lâm Đồng sử dụng công nghệ tuyển bằng bàn đãi và thu hồi
vàng bằng phương pháp hỗn hống thuỷ ngân kết hợp với nung luyện. Mức thực thu
vàng chỉ đạt 40-50%.
Do tình hình bng lỏng quản lý tài ngun, tình trạng dân đào đãi tự do quặng
vàng diễn ra ở hầu khắp các địa phương có ài nguyên từ Bắc đến Nam.
Sau khi đã đào bới hết các vùng quặng vàng sa khoáng, các “cai bưởng quặng
vàng” tại các địa phương lại tiếp tục đào đãi quặng vàng gốc.


22

Với tất cả các loại vàng gốc dân đào đãi tự do thường sử dụng các phương án
khai thác chế biến thủ cơng với hai loại hình cơng nghệ phổ biến, ít khác biệt với khi
chế biến quặng sa khống.
 Thu hồi vàng bằng hỗn hống thuỷ ngân
Sơ đồ công nghệ loại hình này được biểu thị trên hình 1.1. Sau khi đập nghiền
đến -1mm quặng được tuyển bằng máng hoặc bàn đãi. Quặng tinh được đem thu hồi
vàng bằng phương pháp hỗn hống Hg.
Công nghệ này làm tổn thất vàng rất lớn, mức thực thu Au chỉ đạt từ 30-40%,
đặc biệt là khi chế biến quặng vàng chứa nhiều sunphua cũng như khi đập nghiền cịn
q thơ. Đơi khi bã thải chứa vàng của q trình hỗn hống có hàm lượng Au đến 6070 g/t và trong quặng đuôi thải tuyển trọng lực tới 4-5g/t.
 Thu hồi vàng bằng thuỷ ngân và xianua
Sơ đồ cơng nghệ loại hình này được biểu thị trên hình 1.2. Trong cơng nghệ này
trước tiên sử dụng phương pháp hỗn hống thuỷ ngân để thu hồi các hạt vàng tự do.
Quặng đi được hồ tách theo phương pháp đổ đống bằng xianua và dung dịch hồ
tách chứa vàng được kết tủa bằng bột kẽm.
Vì chế độ đập nghiền và hoà tách chưa hợp lý nên mức thực thu vàng tuy có cải

thiện hơn đối với quặng ít sunphua, đặc biệt là khi khơng có As. Nhưng mức thực thu
vàng, theo nhiều chuyên gia cũng chỉ đạt đưới 50%.


23

Quặng đầu
Chọn tay

Đập búa
Tuyển máng (bàn đãi)
Hỗn hống Hg
Nung luyện
Vàng 95%

Bã thải

Nước thải

Đi t ải

Hình 1.1: Cơng nghệ chế biến vàng dùng Hg
Quặng đầu
Chọn tay
Đập búa
Máng Hg
Hòa tách đống

Nung luyện

Kết tủa bằng Zn

Vàng 95%

Bã thải

Nước thải

Cát thải

Hình 1.2: Cơng nghệ chế biến vàng kết hợp dùng Hg và

Đá t ải


24

 Cơng nghệ chế biến của một số xí nghiệp khai thác vàng của nước ta
+ Công ty liên doanh 392: Công nghệ tuyển: Công nghệ tuyển nổi - trọng lực
- thiêu - xyanua hóa - sau này được cải tiến bỏ thiêu, xyanua trực tiếp bỏ qua thiêu.
Sản lượng theo thiết kế 34kg/năm.
+ Xí nghiệp k ai t ác và g Trà Dươ g: Công nghệ tuyển: Tuyển trọng lực,
quặng sau khi khai thác được đập nghiền, đãi và có áp dụng xyanua thủ cơng đơn
giản, khơng có các khâu kiểm tra chất lượng sản phẩm nên không đánh giá được các
chỉ tiêu cơng nghệ của q trình chế biến. Sản lượng khai thác chế biến của các năm
như sau: Năm 1994 khai thác 4.950 tấn quặng, thu được 7 kg vàng; đến năm 1996
tổng số vàng thu được là 13,37 kg.
+ Xí nghiệp k ai t ác và g Trà Nă g: Công nghệ tuyển: Giai đoạn đầu,
công nghệ tuyển chủ yếu gồm đập hàm, đập búa, đãi trên máng đãi và bàn đãi, mức
thu hồi chỉ đạt 30 – 40 %. Giai đoạn sau, công nghệ tuyển được áp dụng là tuyển

trọng lực kết hợp với tuyển nổi. Quặng sau khi khai thác có hàm lượng vàng 6,7 g/t,
được gia công đập, nghiền đến - 0,5mm, cấp cho tuyển trọng lực, thu hồi quặng tinh
vàng thô, sản phẩm trung gian của tuyển trọng lực được nghiền đến 83% cấp 0,074mm và cấp cho tuyển nổi để thu hồi vàng mịn và vàng xâm nhiễm rất mịn trong
các sulphur. Các quặng tinh sau quá trình tuyển được đưa đi xử lý hố chất để trích ly
vàng và luyện thành vàng thành phẩm 99,95%. Tỷ lệ thu hồi là 82%. Sản lượng hàng
năm: 50kg.
+ Công ty Vàng Bồng Miêu (Bogomin): Đây là Công ty liên doanh giữa Công
ty Phát triển Khống sản thuộc Tổng cơng ty Khống sản Việt Nam, tỉnh Quảng Nam
và Cty nước ngoài là

lympus Pacific Minerals Inc của Canađa.

Công ty Vàng Bồng Mi u sử ụng sơ đồ công nghệ

để chế biến,

(thể hiện ở sơ đồ hình 12.1.1). Nhà máy sản xuất với quy mơ cơng nghiệp nhỏ, dây
chuyền cơng nghệ tuyển vàng có hệ thống xử lý hạn chế gây ơ nhiễm mơi trường,
tồn bộ quặng thải nhà máy được khử độc theo chu trình kín để làm giảm lượng