Nghiên cứu lựa chọn quy trình công nghệ xử lý quặng Fenspat Đắc Lắc đạt tiêu chuẩn chất lượng làm nguyên liệu gạch granit nhân tạo, xương gốm trắng, xương gốm đỏ xây dựng

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ

viÖn n¨ng l−îng nguyªn tö viÖt nam

---------------------------------

B¸o c¸o tæng kÕt

®Ò tµi khoa häc c«ng nghÖ cÊp bé

n¨m 2005-2006

Nghiªn cøu lùa chän quy tr×nh

c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat ®¾c l¾c

®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm nguyªn

liÖu g¹ch granit nh©n t¹o, x−¬ng gèm

tr¾ng, x−¬ng gèm ®á x©y dùng

M∙ sè: Bo/05/03-02

C¬ quan chñ tr×: ViÖn C«ng nghÖ x¹ hiÕm

Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ThS. NguyÔn Duy Ph¸p

Hµ Néi, th¸ng 7 - 2007

1

Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi

1 NguyÔn Duy Ph¸p Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

2 NguyÔn §øc H−ng Th¹c sÜ, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

3 D−¬ng V¨n Sù Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

4 Ph¹m Quúnh L−¬ng Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

5 NguyÔn §øc Th¸i Th¹c sÜ, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

6 NguyÔn Doanh Ninh Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

7 NguyÔn Trung S¬n Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

8 Phan Ngäc BÝch Kü s−, NCVC Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

9 Bïi ThÞ B¶y Cö nh©n, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

10 T¹ Vò NguyÖt ¸nh Kü s−, NCV Trung t©m CN tuyÓn kho¸ng

C¸c c¬ quan ®¬n vÞ phèi hîp thùc hiÖn

1 C«ng ty Cæ phÇn kho¸ng s¶n DAKLAK.

2 Trung t©m Ph©n tÝch ThÝ nghiÖm §Þa chÊt.

3 Phßng thÝ nghiÖm Kho¸ng Th¹ch häc, §¹i häc Má §Þa chÊt Hµ Néi

4 Bé m«n VËt lý chÊt r¾n, §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn.

5 ViÖn Nghiªn cøu Sµnh sø Thuû tinh C«ng nghiÖp.

2

Môc lôc

§Ò môc Trang

Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn ®Ò tµi 1

Môc lôc 2

Tãm t¾t 4

Astract 5

Nh÷ng tõ viÕt t¾t vµ ký hiÖu 6

Më ®Çu 7

PhÇn tæng quan 8

I Mét sè nÐt vÒ quÆng fenspat vµ c¸c lÜnh vùc sö dông 9

I.1 Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt ho¸ lý cña quÆng fenspat 9

I.2 C¸c lÜnh vùc sö dông 10

II Mét sè ph−¬ng ph¸p lµm giµu quÆng fenspat 12

II.1 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn thñ c«ng (ph©n lo¹i s¶n phÈm theo c¶m

quan, mµu s¾c) 13

II.2 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn röa 13

II.3 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ph©n cÊp 13

II.4 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn tõ 13

II.5 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi 13

III T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn fenspat 15

III.1 Trªn thÕ giíi 15

III.2 ViÖt Nam 15

III.2.1 Tr÷ l−îng vµ thµnh phÇn vËt chÊt mét sè má fenspat lín ë ViÖt

Nam 15

III.2.2 T×nh h×nh khai th¸c vµ chÕ biÕn quÆng fenspat ë ViÖt Nam 16

IV §èi t−îng, môc tiªu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 17

IV.1 §èi t−îng nghiªn cøu 17

IV.1.1 §Æc ®iÓm ®Þa chÊt th©n quÆng 18

IV.1.2 T×nh h×nh khai th¸c chÕ biÕn fenspat EASO, §¨c L¾c 18

IV.2 Môc tiªu nghiªn cøu 19

IV.3 Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 19

IV.4 §iÒu kiÖn nghiªn cøu 20

KÕt qu¶ thùc nghiÖm 21

V KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu 21

V.1 MÉu nghiªn cøu 21

V.2 Gia c«ng mÉu 21

V.3 KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt mÉu quÆng 22

V.3.1 Thµnh phÇn kho¸ng vËt, th¹ch häc 22

V.3.2 Thµnh phÇn ho¸ häc 28

V.3.3 TÝnh chÊt c¬ lý ®¸ 28

V.3.4 §Æc tÝnh ®é h¹t – 2 mm 28

V.4 KÕt luËn vÒ thµnh phÇn vËt chÊt 30

VI KÕt qu¶ nghiªn cøu c«ng nghÖ 33

VI.1 TuyÓn ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ 33

VI.1.1 Kh©u tuyÓn ph©n cÊp 33

3

VI.1.2 Kh©u tuyÓn tõ 34

VI.1.3 TuyÓn s¬ ®å kÕt hîp ph©n cÊp vµ tuyÓn tõ 37

VI.2 Xö lý ho¸ häc, sÊy kh« vµ tuyÓn tõ 38

VI.2.1 Vai trß cña xö lý ho¸ häc 39

VI.2.2 ThÝ nghiÖm kh¶o s¸t mèi quan hÖ gi÷a nång ®é dung dÞch, thêi

gian tiÕp xóc vµ pH m«i tr−êng 39

VI.2.2.a §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm 39

VI.2.2.b KÕt qu¶ thÝ nghiÖm 40

VI.2.2.c X¸c ®Þnh l−îng n−íc röa 42

VI.2.3 Mèi quan hÖ gi÷a ®é Èm, nhiÖt ®é vµ thêi gian mÊt n−íc cña

mÉu 42

VI.2.3.a MÊt n−íc tù nhiªn 42

VI.2.3.b MÊt n−íc b»ng sÊy 42

VI.2.3.c KÕt luËn 43

VI.2.4 KÕt qu¶ tuyÓn mÉu xö lý ho¸ häc 43

VI.2.4.a MÉu röa n−íc 44

VI.2.4.b MÉu röa axit HCl 44

VI.2.4.c MÉu röa axit HNO3 46

VI.2.4.d MÉu röa axit H2SO4 47

VI.2.4.e MÉu röa kiÒm 49

VI.2.4.f NhËn xÐt chung 51

VI.3 X¸c ®Þnh thêi gian khuÊy röa sö dông axit H2SO4 lµm t¸c nh©n

ho¸ häc 51

VI.4 S¬ ®å kiÕn nghÞ tuyÓn ph©n cÊp, xö lý ho¸ häc vµ tuyÓn tõ 54

VII TuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ 55

VII.1 TuyÓn næi kho¸ng biotit 56

VII.2 TuyÓn tõ t¸ch c¸c kho¸ng chøa s¾t ra khái s¶n phÈm ch×m 57

VII.3 ¢p dông tuyÓn næi kÕt hîp tuyÓn tõ ®Ó tuyÓn mÉu fenspat §¾c

L¾c 58

VIII Lùa chän s¬ ®å tuyÓn 59

IX Thö nghiÖm tuyÓn s¬ ®å thu håi s¶n phÈm 61

X §¸nh gi¸ thö nghiÖm kh¶ n¨ng lµm men, x−¬ng gèm sø cao

cÊp tõ s¶n phÈm thö nghiÖm quy tr×nh c«ng nghÖ 62

XI §Ò xuÊt s¬ ®å c«ng nghÖ chÕ biÕn s©u fenspat §¾c L¾c 64

KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 68

Tµi liÖu tham kh¶o 69

Phô lôc 71

B¸o c¸o tæng kÕt kinh phÝ 72

Quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng fenspat 73

Ph−¬ng ¸n lÊy mÉu

PhiÕu kÕt qu¶ ph©n tÝch

PhiÕu ®¸nh gi¸ thö nghiÖm s¶n phÈm lµm men, x−¬ng gèm

4

Tãm t¾t

§Ò tµi ®· nghiªn cøu tuyÓn quÆng fenspat vïng EASO, tØnh §¾c L¾c ®Ó thu

®−îc c¸c s¶n phÈm ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lµm men, lµm x−¬ng gèm sø x©y

dùng.

Trªn c¬ së nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt quÆng vµ c¸c gi¶i ph¸p gia c«ng,

chÕ biÕn ®Ò tµi ®· x¸c ®Þnh ®−îc ®¸ chøa quÆng fenspat §¾c L¾c cã nguån gèc ®¸

sienit porphyr, sienit biotit vµ pegmatit. C¸c kho¸ng vËt fenspat kali chñ yÕu lµ

orthocla, microclin lÉn albit (fenspat natri), plagiocla. C¸c kho¸ng t¹p chñ yÕu lµ

biotit, hornblend, calcit, th¹ch anh sÏ gi¶i phãng ra khái c¸c kho¸ng fenspat ë ®é

h¹t –0,5+0,125 mm chiÕm tíi 77,5%.

§Ò tµi ®· nghiªn cøu tuyÓn ph©n cÊp, tuyÓn næi, tuyÓn tõ vµ kh¶ n¨ng kÕt

hîp c¸c ph−¬ng ph¸p trªn ®Ó n©ng cao chÊt l−îng fenspat. §Æc biÖt lµ ®· nghiªn

cøu lùa chän c¸c t¸c nh©n ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh lµm s¹ch bÒ mÆt h¹t kho¸ng

nh− n−íc, kiÒm, c¸c axit m¹nh. KÕt qu¶ ®· lùa chän ®−îc axit sunphuric lµm chÊt

tÈy röa bÒ mÆt thÝch hîp víi chi phÝ 12kg axit/tÊn quÆng, thêi gian ng©m khuÊy lµ

20 phót.

§· lùa chän s¬ ®å phï hîp ®Ó tuyÓn fenspat. C¸c s¶n phÈm thu ®−îc gåm

s¶n phÈm lµm x−¬ng gèm tr¾ng, x−¬ng gèm ®á. §Æc biÖt lµ tinh quÆng cã hµm

l−îng kiÒm lín h¬n 12,5%, hµm l−îng Fe2O3<0,2%, TiO2<0,03% vµ ®· thö

nghiÖm thµnh c«ng lµm men sø vµ x−¬ng gèm sø cao cÊp. S¶n phÈm th¶i chÝnh lµ

nhãm kho¸ng biotit, hornblend giµu s¾t cã thÓ ch«n lÊp ®¬n gi¶n.

S¬ ®å c«ng nghÖ do ®Ò tµi nghiªn cøu ®· kÕt hîp qu¸ tr×nh xö lý hãa häc bÒ

mÆt (lµm s¹ch bÒ mÆt h¹t kho¸ng vµ t¨ng chÊt l−îng) víi qu¸ tr×nh tuyÓn tõ phï

hîp víi ®èi t−îng quÆng fenspat §¾c L¾c.

Tõ kho¸:

- QuÆng fenspat, ®¸ sienit, ®¸ pegmatit, fenspat kali, plagiocla, biotit

- Quy tr×nh c«ng nghÖ, xö lý bÒ mÆt, tuyÓn tõ, axit, kiÒm

- Men sø, x−¬ng gèm sø

5

ABSTRACT

This project was investigated to process feldspar from the EASO area in the

DakLak province in order to attain high quality product of enamel and ceramic

bodies of building.

Based on studied composition of matter and process with solutions, this

project was identified the rock bearing feldspar which has an origin of rock of

porphyry sienite, biotite sienite and pegmatite. The potassium feldspar minerals

are mainly orthoclase and microcline mixed albite mineral (sodium feldspar) with

plagioclase. Its major impurities are biotitic, hornblende, calcite and quartz which

will be separated in size of –0.5+0.125 mm to appropriate 77.5%.

The project is investigated classification, froth flotation, magnetic

separation and the ability to combine the above methods to upgrage the feldspar

quality. Especially we were chosen agents to wash the surface of mineral grain as

water, alkali and strong acids. Sulfuric acid is chosen to determine the level of

spending on 12kg acids per ton, stirring times of 20 minutes.

Flow sheet of beneficiation is chosen to fit processing feldspar. Products

are investigated good to make the enamel with the high ceramic body which have

high content of alkali more than 12.5% and less than 0.2% ferrous oxide with

0.03% dioxide titanium. In addition the residue is a group of abundant ferrous

mineral such as biotitic, hornblende, which can be simple, disposed.

Flow sheet for technology of this project is combined by washing the

surface (cleaning the surface of mineral and quality upgrade) with beneficiation

for DakLak feldspar.

Keywords:

- Feldspar ore, syenite rock, pegmatite, potassium feldspar, plagioclase,

biotitic

- Technological procedure, washing surface, magnetic separation, acid,

alkali

- Enamel, ceramic bodies.

6

C¸c tõ viÕt t¾t vµ ký hiÖu dïng trong b¸o c¸o

Ký hiÖu, tõ viÕt t¾t Gi¶i nghÜa

C1, C2 CÊp ®é t×m kiÕm th¨m dß, ®¸nh gi¸ tr÷ l−îng tµi

nguyªn

KM100, KM200,

KM325 M¸c s¶n phÈm

nm §¬n vÞ chiÒu dµi, nanomet

mm §¬n vÞ chiÒu dµi, milimet

ml §¬n vÞ thÓ tÝch, mililit

mesh Sè m¾t lç trªn 1 ®¬n vÞ diÖn tÝch sµng tiªu chuÈn

pH ChØ sè axit

0

C §é cencius

∂ Tû träng lµ tû sè gi÷a träng l−îng cña mét thÓ tÝch

nµo ®ã víi träng l−îng n−íc cã cïng thÓ tÝch

g, kg, t §¬n vÞ khèi l−îng, gram, kilogram, tÊn

TCVN Tiªu chuÈn ViÖt Nam

MKN ChØ sè mÊt khi nung

¬xtest §¬n vÞ c−êng ®é tõ tr−êng