Kết quả nghiên cứu tuyển quặng Cromit bằng thiết bị Knelson, Mozley trên thế giới

ThS. Trần Ngọc Anh; ThS. Trần Thị Hiến
Phòng Công nghệ Tuyển khoáng
 
Crômit là khoáng vật chính của crôm. Crômit chứa hoặc 67,90%Cr2O3 và 32,1%FeO, có màu đen, ánh kim loại, vết vạch nâu, độ cứng 5,5, khối lượng riêng 4,5 g/cm3, giòn và có từ tính yếu.
Phương pháp tuyển quặng crômit thường được sử dụng là phương pháp tuyển trọng lực bao gồm các thiết bị như thiết bị đánh tơi, máy rửa cánh vuông, máy lắng, bàn đãi, vít đứng. Độ hạt khoáng vật chứa crôm xâm nhiễm từ thô đến mịn và siêu mịn nên thực thu Cr2O3 quặng crômit mất vào cấp hạt mịn chiếm khoảng 25%. Vì vậy, các vấn đề đang được nghiên cứu về quặng crômit trên thế giới hiện nay bao gồm: Giảm hàm lượng Cr2O3 trong quặng đuôi (tăng thực thu khâu công nghệ); Xử lý quặng crômit hàm lượng nghèo; Tận thu quặng crômit cấp hạt mịn và siêu mịn; thu hồi crômit trong quặng thải; Tỷ lệ Cr/Fe và hàm lượng Cr2O3 phù hợp [1]. Với quặng crômit cỡ hạt mịn khi sử dụng các thiết bị tuyển truyền thống như vít đứng, bàn đãi mất mát vào thải nhiều dẫn đến thực thu thấp. Để thu hồi khoáng vật crômit cấp hạt mịn các nghiên cứu trên thế giới đã chuyển hướng sử dụng các thiết bị tuyển mới có hiệu quả cao như máy tuyển đa trọng lực Knelson, Mozley.
Thiết bị tuyển đa trọng lực Knelson, Mozley có rất nhiều loại: từ loại có năng suất nhỏ, hoạt động gián đoạn ở trong phòng thí nghiệm đến các thiết bị có năng suất lớn hoạt động liên tục tại các nhà máy. Trong những năm gần đây, việc sử dụng lực ly tâm trong việc thu hồi khoáng vật nặng hoặc khoáng vật xâm nhiễm rất mịn mang lại nhiều hiệu quả. Sau đây là một số nghiên cứu tuyển quặng crômit trên thiết bị Knelson và Mozley.
Trên tạp chí khoa học đăng tháng 12 năm 2017 của các tác giả Zehra Ebru Sayõn, Bilgin Bozkurt và Serkan Bicer tại Đại học Afyon Kocatepe, Thổ Nhỹ Kỳ. Bài báo đã đưa ra được chế độ tối ưu xử lý quặng đuôi crômit sau tuyển bàn đãi tại mỏ Gür-Ak Üzümlü, Thổ Nhĩ Kỳ trên thiết bị đa trọng lực Knelson. Quặng đuôi bàn đãi có hàm lượng Cr2O3 khoảng 2,28%, kích thước hạt 60% cấp -0,5 mm. Nghiên cứu được thực hiện trên thiết bị Knelson với nón tuyển có kích thước 3 inch (7,62 cm) với năng suất cấp liệu là 0,065 t/h (65 kg/h). Kích thước hạt được đưa vào tuyển là -0,212 mm. Các chế độ được nghiên cứu bao gồm: Lực ly tâm; áp lực nước; nồng độ cấp liệu. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở lực ly tâm 90 G, áp lực nước 8 psi thu được quặng tinh có hàm lượng Cr2O3 = 21,5% ứng với thực thu 73,18%; ở lực ly tâm 120G, áp lực nước 8 psi thu được quặng tinh có hàm lượng Cr2O3 = 19,7% ứng với thực thu 69,99% [2].
Trên tạp chí truy cập mở MDPI đăng ngày 19 tháng 1 năm 2016 của tác giả Gul Akar Sen. Bài báo đã đưa ra được chế độ tối ưu xử lý quặng crômit tại mỏ Adana, Thổ Nhĩ Kỳ trên thiết bị đa trọng lực Knelson. Kết quả phân tích độ hạt cho thấy quặng tại mỏ Adana có kích thước -0,5 mm, cấp hạt -75 mm chiếm khoảng 62,9% trọng lượng mẫu; cấp -53 mm chiếm 51,9% trọng lượng mẫu; cấp -38 mm chiếm 40,8% trọng lượng mẫu. Mẫu nghiên cứu có hàm lượng Cr2O3 = 24,9%. Sau quá trình thí nghiệm trên thiết bị đa trọng lực Knelson với lực ly tâm 60G, áp lực nước 7 lít/phút, năng suất cấp liệu 12 kg/h thu được quặng tinh crômit với hàm lượng 43% Cr2O3 ứng với thực thu Cr2O3 là 72% [3]
Trên tạp chí khai thác và luyện kim của Ấn Độ đăng ngày 10 tháng 7 năm 2012 của tác giả Sunil Kumar Tripathy. Bài báo đã đưa ra chế độ tối ưu xử lý quặng thải crômit của nhà máy tuyển crôm Sukinda trên thiết bị đa trọng lực MGS (Multi Gravity Separator). Kết quả phân tích độ hạt cho thấy quặng thải có kích thước hạt -0,15 mm, cấp hạt -45 mm chiếm khoảng 79,86% trọng lượng mẫu trong đó cấp hạt -25 mm chiếm khoảng 56,88% trọng lượng mẫu. Hàm lượng crôm 21,06% Cr2O3; hàm lượng tạp chất bao gồm: 23,02% Fe (T); 18,01% SiO2. Sau quá trình thí nghiệm trên thiết bị đa trọng lực thu được quặng tinh crômit với hàm lượng 45,69% Cr2O3 ứng với thực thu Cr2O3 là 56,41%. [4]. Sau đây là biểu đồ so sánh kết quả tuyển quặng Cr2O3 của 03 mỏ trên thiết bị Knelson, Mozley như sau:
 

Hình 1. So sánh hàm lượng, thực thu của các mỏ khi tuyển trên thiết bị đa trọng lực Knelson, Mozley
 
Trên biểu đồ so sánh hàm lượng, thực thu của các mỏ khi tuyển trên thiết bị đa trọng lực Knelson, Mozley cho thấy: Tại mỏ Adana tại Thổ Nhĩ Kỳ quặng crômit nguyên khai hàm lượng Cr2O3 = 24,9% sau khi tuyển trên thiết bị Knelson thu được quặng tinh crômit với hàm lượng 43% Cr2O3 ứng với thực thu Cr2O3 là 72%. Tại mỏ Gür-Ak Üzümlü, Thổ Nhĩ Kỳ khi xử lý quặng đuôi bàn đãi có hàm lượng Cr2O3 = 2,28% sau khi tuyển trên Knelson hàm lượng Cr2O3 đạt khoảng 21% với thực thu đạt 73%. Tại mỏ Sukinda, Ấn Độ khi xử lý quặng crômit có hàm lượng Cr2O3 = 21,06% sau khi tuyển trên Mozley hàm lượng Cr2O3 đạt khoảng 45,69% với thực thu đạt 56,41%
Qua các kết quả trên cho thấy khi tuyển quặng crômit trên thiết bị Knelson có thực thu Cr2O3 khá cao trên 72%; trong khi đó tuyển trên thiết bị Mozley quặng tinh crômit có hàm lượng Cr2O3 cũng tương đương với quặng tinh crômit khi tuyển trên thiết bị Knelson, tuy nhiên thực thu Cr2O3 chỉ đạt dưới 60%. Với mục tiêu nghiên cứu tăng thực thu khi tuyển quặng crômit cho thấy sử dụng thiết bị Knelson mang lại hiệu quả hơn khi tuyển trên thiết bị Mozley. Đây là cơ sở để định hướng nghiên cứu sử dụng thiết bị tuyển ly tâm Knelson (đa trọng lực Knelson) vào tuyển quặng crômit tại Việt Nam.
 
Tài liệu tham khảo
1. Y. Rama Murthy, Sunil Kumar Tripathy, C. Raghu Kumar (2011), Chrome ore beneficiation challenges & opportunities, India
2. Zehra Ebru Sayõn, Bilgin Bozkurt and Serkan Bicer (2017), The The effect of knelson gravity concentration on chromium recovery from plant waste, Afyon Kocatepe University, Turkey
3. Gul Akar Sen (2016), Application of Full Factorial Experimental Design and Response Surface Methodology for Chromite Beneficiation by Knelson Concentrator
4. Sunil Kumar Tripathy (2012), Efficacy of multi gravity separator for concentrating ferruginous chromite fines, India

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5