Dự án sản xuất thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ tuyển quặng thiếc chứa hàm lượng sắt cao

Sự cạn dần nguồn tài nguyên quặng thiếc ở Việt Nam làm cho quặng thiếc khai thác hiện nay chủ yếu là quặng có chất lượng thấp, xâm nhiễm mịn, hàm lượng tạp chất cao gây khó khăn cho khâu luyện kim sản xuất thiếc (Sn) kim loại. Một trong các thành phần tạp chất nói trên là sắt (Fe). Khi hàm lượng Fe trong quặng Sn cao, quá trình nấu luyện gặp nhiều khó khăn, làm giảm mức thực thu kim loại Sn, tiêu tốn điện năng cao làm cho chi phí sản xuất tăng... nên loại quặng có hàm lượng Fe cao người ta thường chỉ sử dụng để phối liệu sản xuất thiếc chất lượng thấp. Tuy nhiên, khi lượng quặng chất lượng thấp ngày càng lớn thì không thể trộn, bắt buộc phải xử lý nâng cao chất lượng để sản xuất Sn kim loại đáp ứng nhu cầu của thị trường. Ngoài quặng nguyên khai chất lượng thấp nói trên, trong quá trình tuyển nâng cao chất lượng quặng Sn để luyện Sn kim loại đã đưa ra một lượng quặng trung gian chưa thể thải bỏ do còn chứa hàm lượng Sn cao (4 ÷ 7%) nhưng đồng thời cũng chứa hàm lượng Fe cao (8 ÷ 30% Fe), không xử lý được lượng quặng trung gian này sẽ gây mất mát tài nguyên, làm giảm hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất thiếc, đồng thời làm tăng nguồn chất thải là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và chiếm diện tích đất cho việc lưu giữ chất thải này.
Để giải quyết vấn đề nêu trên, tiếp thu kết quả nghiên cứu của các đề tài nghiên cứu khoa học gồm:
- Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp Bộ “Nghiên cứu công nghệ xử lý khử các tạp chất có hại nâng cao chất lượng quặng tinh thiếc từ nguyên liệu quặng thiếc có thành phần vật chất phức tạp” thuộc nhiệm vụ KH&CN cấp Bộ Công Thương năm 2015 do Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim chủ trì.
- Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ “Nghiên cứu cải tiến quy trình công nghệ tận thu quặng thiếc chứa hàm lượng sắt cao” thuộc nhiệm vụ KH&CN cấp Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Thái Nguyên năm 2015 do trường Cao Đẳng Cơ khí Luyện kim Thái Nguyên chủ trì.
Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên đã được tỉnh Thái Nguyên cho triển khai Dự án “Sản xuất thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ tuyển quặng thiếc chứa hàm lượng sắt cao”, mã số: DASXTN.07/2018, thời gian thực hiện từ tháng 07/2018 đến tháng 07/2020.

II. Mục tiêu của dự án sản xuất thử nghiệm
- Quy trình công nghệ xử lý giảm hàm lượng sắt từ 17% Fe xuống  ≤ 4% Fe có trong quặng tinh thiếc;
- Sản phẩm tinh quặng thiếc sau khi tách sắt đáp ứng yêu cầu cấp cho luyện kim để sản xuất thiếc kim loại đạt chất lượng cao
- Nâng cao hiệu quả sản xuất thiếc, nâng cao hiệu suất thu hồi thiếc kim loại. Tận thu thêm quặng sắt, tăng thêm lợi nhuận cho quá trình sản xuất thiếc.

III. Kết quả chính đã thực hiện của Dự án:
1. Nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện công nghệ tuyển từ quặng thiếc chứa sắt
Tiếp thu những kết quả đã đạt được từ các nghiên cứu trước, sử dụng sơ đồ tuyển từ gồm 2 khâu tuyển từ khô và tuyển từ ướt, kết quả nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tuyển từ quặng thiếc chứa sắt cao như sau: 
Chế độ tối ưu khâu tuyển từ khô được xác định: Độ hạt phù hợp cho tuyển từ khô là -0,5 mm, năng suất cấp liệu là 200 kg/h, cường độ từ trường là 16.000 ơxtet
Chế độ tối ưu của khâu tuyển từ ướt được xác định: Độ hạt phù hợp cho tuyển từ ướt là -0,125 mm, năng suất cấp liệu 200 kg/h, cường độ từ trường 16.000 ơxtet, nồng độ bùn cấp liệu 10% rắn.

2. Nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện công nghệ hóa tuyển quặng thiếc chứa sắtMẫu nghiên cứu là sản phẩm quặng tinh thu được sau khâu tuyển từ ướt có cường độ từ trường 16.000 ơxtet. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình hóa tuyển, bao gồm: độ hạt; tỷ lệ R/L; tốc độ khuấy; nhiệt độ, nồng độ axit, thời gian hóa tuyển... Nghiên cứu đã xác định, ở độ hạt 100% cấp hạt -0,125 mm, tức, theo lý thuyết khoảng 85% cấp hạt -0,074 mm là phù hợp để không bị tăng chi phí nghiền, quặng không bị quá nghiền khi đưa vào khâu tuyển. Thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sau tới hiệu suất quá trình tuyển: (i) - Thời gian hóa tuyển; (ii) - Nồng độ axit; (iii) - Tỉ lệ R/L của bùn quặng; (iv) - Nhiệt độ của quá trình hóa tuyển; (v) - Tốc độ quay của thiết bị hóa tuyển; (vi) - Số lần lọc rửa axit.

3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu hoàn thiện công nghệ vào sản xuất thực nghiệm
Kết quả nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện công nghệ tuyển đã xác lập được qui trình, các điều kiện và chế độ công nghệ phù hợp cho quá trình xử lý tách tạp chất Fe, làm giàu quặng Sn như sau: