Ứng dụng nghiên cứu, triển khai công nghệ tuyển nổi ở Việt Nam

Trong quá trình làm giàu và chế biến khoáng sản có thể áp dụng nhiều phương pháp tuyển khác nhau như: tuyển nổi, tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện. Mỗi phương pháp tuyển khoáng đều lợi dụng đến mức tối đa sự khác nhau về một tính chất nào đó giữa các loại khoáng vật để phân tách chúng ra khỏi nhau. Một phương pháp có ứng dụng đa năng, hiệu quả đối với các đối tượng xử lý đó là phương pháp tuyển nổi. Theo quan điểm hiện đại về công nghệ thì tuyển nổi là phương pháp tách các loại khoáng vật có cỡ hạt tương đối mịn lơ lửng trong môi trường nước, dựa vào khả năng bám dính có lựa chọn của chúng lên bóng khí trong huyền phù của khoáng vật. Đối với tuyển khoáng thì sự bám dính có lựa chọn của các khoáng vật lên bề mặt bóng khí đóng vai trò quyết định. Điều này có thể tạo ra được bằng cách cho vào huyền phù (bùn quặng) các loại thuốc tuyển nổi khác nhau với liều lượng và tỷ lệ hợp lý, đồng thời khống chế các điều kiện hóa lý cần thiết cho quá trình tuyển .


Ở Việt Nam, phương pháp tuyển nổi đã được đưa vào nghiên cứu thí nghiệm và áp dụng triển khai để chế biến khoáng sản và một số lĩnh vực khác. Các loại khoáng sản hiện nay đã và đang được làm giàu và tận thu bằng công nghệ tuyển nổi là: quặng chì kẽm, apatit, đồng, than, pyrit... Một số nhà máy tuyển ứng dụng công nghệ tuyển nổi điển hình tại Việt Nam hiện nay là:

- Tuyền quặng đồng sunfua Sin Quyền:

Là nhà máy làm giàu quặng đồng bằng phương pháp tuyển nổi do Công ty Kim loại màu Thái Nguyên thiết kế và chính thức đi vào hoạt động từ tháng 9/1994. Dây chuyền công nghệ được thiết kế theo phương án tuyển tập hợp chọn riêng, bao gồm các khâu đập - sàng - nghiền - phân cấp - tuyển nổi, nhà máy đã xử lý làm giàu quặng đồng sunfua có hàm lượng khoảng 1,3% Cu, sản phẩm quặng tinh thu được có hàm lượng Cu ³ 18% (đạt chất lượng thương phẩm), với mức thu hồi đạt ³ 90%. Từ thực tế sản xuất cho thấy, chúng ta có khả năng làm chủ được công nghệ tuyển nổi quặng đồng cho hiệu quả cao trong sản xuất.

- Tuyển nổi quặng apatit: Nhà máy tuyển quặng apatit Lào Cai do Liên Xô (cũ) thiết kế và cung cấp lắp đặt. Đây là nhà máy tuyển nổi lớn nhất ở nước ta hiện nay, với công suất thiết kế là 760.000 tấn quặng tinh/ năm. Nhà máy bắt đầu hoạt động tử tháng 1/1995. Nhà máy đã xử lý quặng apatit loại III có hàm lượng khoảng 16% P2O5, đưa ra sản phẩm quặng tinh có hàm lượng từ 32 - 34% P2O5 (đạt chất lượng thương phẩm), với mức thu hồi đạt trên 60%.

Thông qua công tác khảo sát, nghiên cứu hiệu chỉnh sử dụng các loại thuốc tuyển nổi (của Thụy Điển và của Việt Nam), Nhà máy đã hoạt động tương đối ổn định, đảm bảo các thông số kỹ thuật công nghệ và thu được hiệu quả kinh tế cao.

- Tuyển nổi quặng chì kẽm: Một số mỏ quặng chì kẽm của nước ta đã được điều tra nghiên cứu triển khai khai thác và chế biến. Vùng mỏ đã và đang được khai thác hiện nay với năng suất lớn nhất nước ta là mỏ chì kẽm Làng Hích và mỏ Chợ Điền. Công tác làm giàu và thu hồi tinh quặng chì kẽm được thực hiện bằng công nghệ tuyển nổi. Với sơ đồ công nghệ bao gồm các khâu: Đập, nghiền, phân cấp và tuyển nổi đã xử lý các đối tượng quặng có hàm lượng ban đầu khoảng 2 - 7% Pb và 10 - 16% Zn, đưa ra các sản phẩm quặng tinh đạt chất lượng thương phẩm với mức thu hồi kim loại kẽm trên 85% và chì trên 65%.

Ngoài khoáng sản kim loại thì công nghệ tuyển nổi còn được ứng dụng có hiệu quả để làm giàu và thu hồi than đá. Công tác nghiên cứu và triển khai công nghệ đã được thực hiện tại mỏ than Phấn Mễ. Tại đây đã áp dụng phương pháp tuyển nổi cột để làm giàu và thu hồi than từ sản phẩm bùn. Sản phẩm than sạch thu được có chất lượng cao, công nghệ ứng dụng có hiệu quả.

Thực tế cho thấy, việc ứng dụng triển khai công nghệ tuyển nổi ở các nhà máy như hiện nay đã là một bước thành công, tuy nhiên để tận thu được tài nguyên và các nhà máy hoạt động có hiệu quả kinh tế cao thì còn tồn tại rất nhiều vấn đề cần giải quyết. Đó là giải pháp công nghệ tuyển loại quặng đầu vào nghèo hơn (có hàm lượng thấp hơn), có thành phần phức tạp hơn, giải pháp để nâng cao mức thu hồi, nâng cao chất lượng quặng tinh, giải pháp để thu hồi quặng tinh từ bùn mịn, giải pháp giảm chi phí và thay thế thuốc tuyển.

Thời gian gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngành công nghiệp nói chung và địa chất khoáng sản nói riêng đã đầu tư thăm dò, khảo sát đánh giá tiềm năng khoáng sản trên diện rộng. Một số đối tượng khoáng sản đã được triển khai nghiên cứu đánh giá khả năng tuyển cũng như nghiên cứu công nghệ thu hồi nâng cao chất lượng sản phẩm bằng phương pháp tuyển nổi ở nhiều cơ sở nghiên cứu. Tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất đã triển khai nghiên cứu tuyển quặng chì kẽm vùng Tuyên Quang, nghiên cứu tuyển quặng Đồng vùng Phù Tiên - Sơn La, nghiên cứu thí nghiệm thu hồi tinh quặng vàng bằng phương pháp tuyển nổi, nghiên cứu khả năng tuyển barit, nghiên cứu công nghệ thu hồi và nâng cao chất lượng fenspat.... Tại trường Đại học Mỏ - Địa chất và một số cơ sở nghiên cứu khác, người ta đã thực hiện nghiên cứu thu hồi apatit cấp hạt mịn bằng phương pháp tuyển nổi vật mang, nghiên cứu thu hồi than antraxit từ sản phẩm bùn bằng phương pháp tuyển nổi, nghiên cứu xử lý nước thải thông qua phương pháp tuyển nổi, nghiên cứu nâng cao chất lượng các loại quặng tinh. Các kết quả nghiên cứu đã đánh giá, xác định khả năng thu hồi và xác lập sơ đồ công nghệ tuyển cho các đối tượng nghiên cứu. Một số đề tài đã mở ra những giải pháp công nghệ có hiệu quả cho quá trình khai thác, tận thu và nâng cao chất lượng khoáng sản cũng như xử lý môi trường.

Có thể nói, phương pháp tuyển nổi có thể xử lý được tất cả các đối tượng mà các phương pháp tuyển khác (như tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển đến,...) không đáp ứng được. Nó có thể được ứng dụng để làm giàu, thu hồi khoáng vật quặng, phi quặng, than và xử lý nước thải. Tuy nhiên tính vạn năng của phương pháp này được quyết định bởi nhiều yếu tố tác động. Hiệu quả của công nghệ có được nhờ sự tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện và chế độ tuyển như: vật liệu đầu vào (cỡ hạt đem tuyển, tỷ lệ lỏng/ rắn...); chế độ và thời gian cấp thuốc tuyển (thuốc điều chỉnh môi trường; đặc tính của thuốc tập hợp, thuốc kích động, thuốc đè chìm, thuốc tạo bọt), điểm quay vòng của các sản phẩm trong chu trình tuyển,... Tuyển nổi là vạn năng nhưng đòi hỏi tính khoa học cao. Để làm chủ công nghệ tuyển nổi, hiệu chỉnh cải tiến quy trình ứng dụng cũng như thiết kế triển khai cần có đội ngũ chuyên giá có kinh nghiệm cả về nghiên cứu cũng như thực tế sản xuất kết hợp đội ngũ công nhân vận hành am hiểu, tuân thủ tính nghiêm ngặt về quy trình công nghệ cũng như sự phức tạp và biến hóa của quá trình tuyển nổi. Tính hiệu quả ở các nhà máy tuyển nổi hiện nay và các kết quả nghiên cứu đã phần nào khẳng định khả năng và sự trưởng thành của đội ngũ cán bộ khoa học và công nhân ở nước ta trong lĩnh vực tuyển nổi.

Với sự phát triển của các ngành công nghiệp, nhu cầu về sử dụng các loại nguyên liệu ngày càng gia tăng cả về mặt chất lượng và số lượng, tiềm năng khoáng sản ngày càng hạn chế, công nghệ tuyển khoáng nói chung và tuyển nổi nói riêng chắc chắn sẽ đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình khai thác, tận thu, chế biến khoáng sản và xử lý môi trường.

ĐẶNG XUÂN TUYÊN

Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Đia chất
Cục Đia chất và Khoáng sản Việt Nam