Th.S. Nguyễn Thị Hồng Gấm

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim

Nhóm mỏ bauxit Hà Quảng thuộc dải phía Đông bể bauxit Cao Bằng, ở về phía Bắc thị xã Cao Bằng, phần lớn thuộc huyện Hà Quảng và một phần thuộc huyện Hoà An và Trà Lĩnh, có diện tích 600km². Hiện nay, ở đây đã biết được các mỏ: Sóc Giang, Lũng Kuông, Tổng Cáng, Đại Tổng, Malíp, Bản Chá - Nà Giàng, Chán Ché, Lũng Nội, Kinh Tô, Nà Tung. Các vùng mỏ trên đoàn địa chất 19 từ năm 1959-1962 đã phát hiện và tiến hành thăm dò các mỏ: Sóc Giang, Tổng Cáng, Bản Ché - Nà Giàng, Chám Ché và tài nguyên dự báo vùng Hà Quảng sẽ là 30-35 triệu tấn.

1. Đặt vấn đề

Công tác tuyển quặng bauxit chủ yếu là nhằm nâng cao hàm lượng Al₂O₃ và chỉ số môđun silic trong quặng tinh, đáp ứng yêu cầu chất lượng nguyên liệu sản xuất alumin theo phương pháp Bayer. Để đáp ứng yêu cầu này, trong nhiều trường hợp, phương pháp tuyển đơn giản và hiệu quả thường được áp dụng là tuyển rửa tách bỏ các cấp hạt mịn chứa sét. Có thể tuyển nổi thu hồi các khoáng vật có ích bằng thuốc tập hợp axit béo. Tách các khoáng vật chứa sắt và titan bằng tuyển từ, tuyển nổi, tuyển trọng lực v.v..

Nhiều công trình đã khẳng định rằng phương pháp tuyển rửa - phân cấp cho phép thu được quặng tinh bauxit có chất lượng cao với sơ đồ công nghệ đơn giản. Tuy nhiên, đôi với việc khai thác và chế biến quặng tại vùng núi, thiếu nước về mùa khô thì vấn đề đặt ra là phải đưa được thiết bị cũng như công nghệ tuyển sao cho tiết kiệm nước và tận thu được loại khoáng sản này.

Vài công trình nghiên cứu trước đây ở Việt Nam đều khẳng định sơ đồ tuyển rửa bằng thiết bị sàng quay đánh tơi kết hợp với phân cấp cho kết quả khá tốt. Chi phí nước cho khâu rửa là trung bình 6m³/tấn đối với quặng bauxit diaspor. Đối với một vùng miền núi rất thiếu nước cho mùa khô thì chi phí nước cao như vậy chưa phải là chỉ tiêu tối ưu cho dự án đầu tư nhà máy tuyển tại đây.

Từ các định hướng đó, nhóm đề tài đã thí nghiệm tuyển rửa quặng bauxit diaspo với một thiết bị khác, đó là máy rửa cánh vuông.

Máy rửa cánh vuông thường dùng để xử lý quặng có kích thước hạt nhỏ hơn 75mm. Thiết bị này có ưu điểm là năng suất lớn và chiếm ít diện tích nhà và tiêu hao nước ít hơn thiết bị sàng quay. Nhược điểm của thiết bị này là cỡ quặng đưa vào rửa không lớn và sản phẩm rửa không được phân cấp, nếu quặng dòn, dễ vỡ thì sẽ tạo nhiều mùn khi rửa.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim đã tiến hành nhiều đề tài nghiên cứu tuyển rửa quặng bauxit gipxit và bauxit diaspor trên hệ thống thiết bị sàng quay đánh tơi, phân cấp xoắn, sàng rung. Do quặng bauxit diaspor rất cứng và dai nên không sợ bị vỡ vụn khi dùng thiết bị máy rửa cánh vuông.

2.     Nghiên cứu thí nghiệm sơ đồ tuyển

Mẫu tiến hành thí nghiệm có hàm lượng Al₂O₃ = 47,47%; SiO₂ = 11,28%; môđun silic (M_Si) =4,21. Mẫu nghiên cứu là loại bauxit trầm tích, có thành phần khoáng vật chủ yếu là diaspor. Quặng cấp hạt lớn có chất lượng khá tốt, kaolinit, clorit tập trung chủ yếu ở cấp hạt mịn là cơ sở để lựa chọn phương pháp tuyển rửa, tách cấp hạt -3mm để thu hồi quặng tinh sạch có chất lượng đáp ứng yêu cầu luyện kim.

Do tính chất quặng cấp hạt lớn có cấu tạo đặc sít và khá sạch, quặng cấp hạt nhỏ nhiều sét và khó rửa nên đã phân làm 2 loại mẫu để nghiên cứu: mẫu +50mm và mẫu -50mm. Các nghiên cứu thực nghiệm sẽ tập trung vào mẫu -50mm để xác định thông số và sơ đồ tuyển rửa, mẫu +50mm sẽ được tuyển rửa tách cấp -0,25mm do mẫu chỉ có bùn sét bám vào cục quặng.

Đề tài đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống sàng quay đánh tơi, hệ thống máy rửa cánh vuông, sàng phân cấp nhằm xác định các thông số về chi phí nước rửa, tốc độ quay của trục và năng suất cấp quặng. Kết quả tuyển cho thấy đối với thiết bị máy rửa cánh vuông rất phù hợp để rửa quặng bauxit diaspor. Sơ đồ tuyển đơn giản, tiêu hao nước 3m³/tấn quặng đầu và sản phẩm quặng tinh rất sạch, đạt chất lượng yêu cầu. Do vậy đề tài đề xuất sơ đồ tuyển rửa bằng thiết bị máy rửa cánh vuông kết hợp với sàng quay đánh tơi và sàng phân cấp như sau: Quặng đầu được sàng phân loại thành cấp hạt +50mm và -50mm. Cấp hạt -50mm được đưa vào tuyển rửa trên thiết bị máy rửa cánh vuông tách bùn sét cấp -0,5mm. Sản phẩm của máy rửa cánh vuông được phân cấp trên sàng rung tách cấp -3mm đưa đi thải. Cấp +50mm được tuyển rửa trên sàng quay đánh tơi. Kết quả ghi ở bảng 1.