Tìm hiểu phương pháp phân tích quặng đồng Vi Kẽm tỉnh Lào Cai

TS. Đào Duy Anh

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim.

Vùng mỏ đồng (Cu) Vi Kẽm hay còn gọi là Phân vùng 5 mỏ đồng Sinh Quyền thuộc địa phận xã Cốc Mỳ, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai cách thành phố Lào Cai khoảng 30 km về phía Tây Bắc. Kết quả báo cáo thăm dò đã làm rõ được cấu trúc địa chất của mỏ, khoanh định được các thân quặng Cu và sơ bộ xác định được trữ lượng trên 180.000 tấn Cu kim loại cấp C₁, C₂ và một số khoáng sản đi kèm như S, RE₂O₃, Fe, Au, Ag. Các nghiên cứu thành phần vật chất quặng Cu Vi Kẽm đã xác định được khoáng chứa Cu chủ yếu gồm: chalcopyrit, malachit và azurit. Các khoáng có ích đi kèm chứa Au và Fe, khoáng tạp chất chủ yếu là thạch anh, canxit.

Hiện nay, nhu cầu kim loại Cu phục vụ các ngành công nghiệp trong nước cũng như xuất khẩu ngày càng tăng, trong khi đó trữ lượng khai thác vùng quặng đồng Sinh Quyền hiện tại đang giảm dần, vì vậy việc mở rộng vùng quặng nguyên liệu để đảm bảo hoạt động ổn định của nhà máy tuyển-luyện đồng Sinh Quyền là rất cấp bách. Nghiên cứu công nghệ nhằm xác lập các điều kiện và chế độ tuyển phù hợp cho đối tượng quặng Cu Vi Kẽm có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn, kết quả nghiên cứu là cơ sở giúp cho việc định hướng các giải pháp công nghệ và thiết bị khi tiến hành khai thác, tuyển đối tượng quặng Cu này.

Mẫu quặng Cu dùng cho nghiên cứu công nghệ tuyển được lấy tại vùng mỏ Vi Kẽm tỉnh Lào Cai. Kết quả nghiên cứu thành phần vật chất quặng đã xác định khoáng chứa Cu là chalcopyrit, azurit và malachit; khoáng có ích đi kèm chứa Fe là magnetit; khoáng chứa Au và các nguyên tố đất hiếm. Thành phần hóa học chính của mẫu quặng như sau: 0,87% Cu; ~14% Fe; 0,47 g/t Au; 0,7% RE₂O₃; 50,91% SiO₂; 3,94% CaCO₃; và 12,55% Al₂O₃. Khoáng chứa Cu và các kim loại khác cũng như các khoáng tạp chất xâm nhiễm mịn và đồng đều trong quặng, do đó phương pháp tuyển thích hợp nhất để thu hồi Cu từ quặng là tuyển nổi.

Thiết bị dùng cho thí nghiệm tuyển nổi Cu là hệ máy nghiền bi để giải phóng các khoáng ra khỏi nhau, các máy tuyển nổi kiểu Mekhanov dung tích làm việc 3 lít và đa năng Denver, thuốc tuyển phù hợp nhất cho tuyển nổi khoáng sunphua là xantat. Phân tích sản phẩm thí nghiệm tuyển được thực hiện trên các hệ phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Analytik Jena, Vario 6 và hệ quang phổ cảm ứng plasma (ICP) 90A.

Thí nghiệm công nghệ lần lượt khảo sát các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi khoáng chứa Cu bao gồm:

(1)- Độ hạt bùn quặng tuyển nổi.

(2)- Tỉ lệ rắn/lỏng của bùn quặng.

(3)- pH môi trường tuyển.

(4)- Chi phí thuốc tập hợp.

(5)- Chi phí thuốc tạo bọt.

(6)- Thời gian tuyển nổi.

Mục tiêu của các thí nghiệm công nghệ tuyển là xác lập các điều kiện và chế độ tuyển nổi tối ưu đối với quặng chứa Cu vùng Vi Kẽm, Lào Cai. Trình tự thực hiện như sau: quặng chứa Cu nguyên khai được nghiền đến độ hạt giải phóng các hạt quặng Cu ra khỏi đất đá và các khoáng tạp khác sau đó đưa vào khâu tuyển nổi để thu hồi phần nổi là quặng tinh chứa Cu và sản phẩm ngăn máy là quặng đuôi chứa một lượng Cu chưa được thu hồi, các khoáng có ích đi kèm trong quặng Cu như Fe và Au đã nêu ở trên, và đất đá thải. Các sản phẩm của thí nghiệm tuyển được sấy khô, xác đinh tỉ lệ thu hoạch và phân tích hóa xác định hàm lượng Cu để đánh giá hiệu quả của quá trình tuyển khi chế độ tuyển thay đổi.

Quá trình thí nghiệm tiến hành khảo sát ảnh hưởng của từng yếu tố đến tỉ lệ thực thu Cu trong quặng nguyên khai. Khi tiến hành khảo sát một yếu tố ở các giá trị đã định thì các yếu tố khác được giữ ổn định ở giá trị xác lập ban đầu cho hay giá trị tối ưu được xác định thông qua các thí nghiệm khảo sát trước đó. Hiệu quả của quá trình tuyển nổi được xác định theo tỉ lệ thực thu Cu kim loại có trong quặng nguyên khai vào quặng tinh tuyển nổi.

Kết quả nghiên cứu công nghệ đã xác lập được các điều kiện và chế độ tuyển tối ưu để tuyển nổi khoáng chứa Cu cũng như các khoáng có ích đi kèm. Tại các điều kiện đã xác lập, thí nghiệm kiểm tra được thực hiện nhiều lần để đánh giá tính ổn định của quá trình tuyển. Kết quả thí nghiệm đã khẳng định các điều kiện xác lập cho tuyển nổi Cu vùng Vi Kẽm, Lào Cai là phù hợp và quá trình tuyển cho kết quả ổn định. Sản phẩm quặng tinh Cu thu được từ quá trình tuyển nổi có thành phần hóa học như bảng sau.

Thành phần hóa học quặng tinh Cu vùng Vi Kẽm, Lào Cai

Tóm lại, quá trình nghiên cứu công nghệ tuyển mẫu quặng Cu vùng Vi Kẽm đã đạt được kết quả khả quan với hầu hết các chỉ tiêu kỹ thuật-công nghệ của quá trình tuyển và sản phẩm quặng tinh thu được ở mức cao, cho phép kết luận như sau:

(1)- Quặng chứa Cu vùng Vi Kẽm, Lào Cai có thành phần phức tạp với nhiều loại khoáng vật đi kèm trong mẫu như: chalcopyrit, azurit, malachit, manhetit, thạch anh...;

(2)- Quặng Cu vùng Vi Kẽm có khả năng tuyển làm giàu quặng tinh đến hàm lượng đáp ứng tiêu chuẩn cho khâu luyện kim bằng phương pháp tuyển nổi