Chương 1: Đặc điểm của Tài nguyên Quặng Chì-Kẽm và Tuyển khoáng
1.1 Đặc điểm Phân bố Tài nguyên Toàn cầu
Các Loại Khoáng hóa Chính:
Các Mỏ Trầm tích Ngoại sinh (55%)
Các Mỏ Kiểu Thung lũng Mississippi (30%)
Các Mỏ Sulfide Khổng lồ Nguồn gốc Núi lửa (VMS) (15%)
Các Mỏ Tiêu biểu:
Mỏ Fankou của Trung Quốc (Trữ lượng đã được chứng minh: Pb+Zn >5 triệu tấn)
Mỏ Mount Isa của Úc (Hàm lượng kẽm trung bình: 7.2%)
Các Liên kết Khoáng vật học:
Sự xen kẽ chặt chẽ PbS-ZnS (Phân bố kích thước hạt: 0.005-2mm)
Các liên kết kim loại quý (Hàm lượng Ag: 50-200g/t, thường xuất hiện dưới dạng galena bạc)
1.2 Thách thức về Khoáng vật học Quá trình
Hàm lượng Sắt thay đổi trong Sphalerite (Fe 2-15%):
Ảnh hưởng đến hành vi tuyển nổi do thay đổi hóa học bề mặt, Sphalerite hàm lượng sắt cao (>8% Fe) cần kích hoạt mạnh hơn
Các Khoáng chất Đồng thứ cấp (ví dụ: Covellite):
Gây ô nhiễm đồng trong tinh quặng kẽm (thường >0.8% Cu), Yêu cầu thuốc thử ức chế chọn lọc (ví dụ: phức chất Zn(CN)₄²⁻)
Ảnh hưởng của Lớp phủ Bùn:
Trở nên đáng kể khi các hạt -10μm vượt quá 15%, Các phương pháp giảm thiểu:
---Chất phân tán (silicat natri)
---Các mạch tuyển nổi-nghiền phân đoạn
Chương 2: Các Hệ thống Quy trình Tuyển khoáng Hiện đại
---Nghiền Mạch kín Sơ cấp: Phân loại bằng xyclon thủy lực, Tải tuần hoàn: 120-150%
---Độ mịn mục tiêu: 65-75% đi qua 74μm, Mức độ giải phóng galena: >90%
---Sơ đồ Thuốc thử:
Loại Thuốc thử | Liều lượng (g/t) | Cơ chế Tác động |
Vôi | 2000-4000 | Điều chỉnh pH đến 9.5-10.5 |
Diethyl dithiocarbamate (DTC) | 30-50 | Chất thu gom galena chọn lọc |
MIBC (chất tạo bọt) | 15-20 | Kiểm soát độ ổn định của bọt |
---Cấu hình Thiết bị: Bể Tuyển nổi JJF-8: 4 bể cho tuyển thô + 3 bể cho làm sạch
---Liều lượng CuSO₄: 250±50 g/t, Tối ưu hóa với cường độ trộn (mật độ công suất: 2.5 kW/m³)
---Phạm vi Kiểm soát Thế (Eh): +150 đến +250 mV
Những Đột phá Công nghệ Chính:
---Chất thu gom hỗn hợp hiệu quả cao (AP845 + amoni dibutyl dithiophosphate, tỷ lệ 1:3)
---Công nghệ loại bỏ ức chế chọn lọc (điều chỉnh pH đến 7.5±0.5 bằng Na₂CO₃)
Các Trường hợp Ứng dụng Công nghiệp:
---Thông lượng tăng 22% (đạt 4,500 tấn/ngày) tại một mỏ ở Nội Mông
---Hàm lượng tinh quặng kẽm được cải thiện 3.2 điểm phần trăm
Hệ thống Phân tách Sơ bộ:
---Kiểm soát mật độ môi trường (bột magnetit D50=45μm)
---Xyclon ba sản phẩm (loại DSM-800) hiệu quả phân tách Ep=0.03
Phân tích Kinh tế:
---Khi tỷ lệ loại bỏ chất thải đạt 35-40%, chi phí nghiền giảm 28-32%
Chương 3: Thuốc thử Tuyển khoáng Quặng Chì-Kẽm
Thuốc thử | Khoáng chất Mục tiêu | Liều lượng (g/t) | Khoảng pH | Các Tính năng Nổi bật |
Xanthates (ví dụ: SIPX) | ZnS | 50-150 | 7-11 | Tiết kiệm chi phí, yêu cầu kích hoạt CuSO₄ |
Dithiophosphates (DTP) | PbS | 20-60 | 9-11 | Tính chọn lọc Pb cao hơn Zn |
Axit béo | Quặng bị oxy hóa | 300-800 | 8-10 | Cần chất phân tán (ví dụ: Na₂SiO₃) |
Amin (ví dụ: Dodecylamine): Được sử dụng trong tuyển nổi ngược để loại bỏ silicat, Liều lượng: 100-300 g/t, pH 6-8
Axit amino-carboxylic: Chọn lọc cho Zn trong quặng phức tạp, Hiệu quả ở pH 4-6 (Eh = +200 mV)
Thuốc thử | Chức năng | Liều lượng (kg/t) | Tạp chất Mục tiêu |
Na₂S | Ức chế Zn trong mạch Pb | 0.5-2.0 | FeS₂, ZnS |
ZnSO₄ + CN⁻ | Ức chế Pyrite | 0.3-1.5 | FeS₂ |
Tinh bột | Ức chế Silicat | 0.2-0.8 | SiO₂ |
Na₂CO₃ | Chất điều chỉnh pH (bộ đệm ở 9-10) | 1.0-3.0 | - |
Thuốc thử tuyển khoáng hỗn hợp đề cập đến các hệ thống thuốc thử đa chức năng được hình thành bằng cách tích hợp hai hoặc nhiều thành phần chức năng (chất thu gom, chất ức chế, chất tạo bọt, v.v.) thông qua trộn vật lý hoặc tổng hợp hóa học. Dựa trên thành phần của chúng, chúng có thể được phân loại thành:
Trộn cơ học các thuốc thử riêng lẻ (ví dụ: diethyldithiocarbamate (DTC) + butyl xanthate với tỷ lệ 1:2)
Ví dụ điển hình:
Chất thu gom hỗn hợp LP-01 (xanthate + thiocarbamate)
Thuốc thử đa chức năng được thiết kế ở cấp độ phân tử
Ví dụ điển hình:
Phức chất axit hydroxamic-thiol (chức năng kép thu gom-ức chế)
Chất ức chế polyme zwitterionic
Chương 4: Thiết bị Chính và Thông số Kỹ thuật
Giai đoạn Tuyển thô: Máy tuyển nổi KYF-50 (tốc độ sục khí: 1.8 m³/m²·phút)
Giai đoạn Làm sạch: Cột tuyển nổi (Tế bào Jameson, đường kính bọt: 0.8-1.2 mm)
Dữ liệu Thử nghiệm So sánh: Cơ học thông thường so với tế bào sục khí: Sự khác biệt về tỷ lệ thu hồi là ±3.5%
Cấu hình Máy phân tích Trực tuyến:
---Courier SLX (XRF bùn, chu kỳ phân tích: 90 giây)
---Outotec PSI300 (phân tích kích thước hạt, sai số <±2%)
Các Chiến lược Kiểm soát Thông minh:
---Hệ thống định lượng thuốc thử dựa trên Fuzzy-PID (độ chính xác kiểm soát: ±5%)
---Nền tảng tối ưu hóa song sinh kỹ thuật số (có khả năng dự đoán chỉ số quá trình trong 12 giờ)
Chương 5: Bảo vệ Môi trường và Sử dụng Toàn diện Tài nguyên
Quá trình Xử lý Đa giai đoạn:
---Xử lý sơ cấp (trung hòa/kết tủa, pH=8.5-9.0)
---Xử lý thứ cấp (tác nhân sinh học, hiệu quả loại bỏ COD >85%)
Tiêu chuẩn Tái sử dụng Nước:
---Nồng độ ion kim loại nặng (Pb²⁺<0.5 mg/L)
Thu hồi Thành phần Có giá trị:
---Thu hồi bạc (rửa trôi thiosulfate, tỷ lệ chiết xuất >65%)
---Sản xuất tinh quặng lưu huỳnh (kết hợp phân tách từ tính-tuyển nổi, cấp S >48%)
Các Phương pháp Sử dụng Khối lượng lớn:
---Phụ gia xi măng (tỷ lệ trộn 15-20%)
---Vật liệu lấp đầy dưới lòng đất (kiểm soát sụt lún 18-22 cm)
Chương 6: So sánh Chỉ số Kỹ thuật-Kinh tế
Cấu trúc Chi phí Sản xuất:
Hạng mục Chi phí | Tỷ lệ (%) | Chi phí Đơn vị (USD/t)* |
Vật liệu Nghiền | 28-32 | 1.2-1.5 |
Thuốc thử Tuyển nổi | 18-22 | 0.75-1.05 |
Tiêu thụ Năng lượng | 25-28 | 1.05-1.35 |
*Lưu ý: Chuyển đổi tiền tệ ở mức 1 CNY ≈ 0.15 USD
Nghiên cứu Tình huống: Nâng cấp Nhà máy tuyển 2,000 tấn/ngày
Thông số | Trước khi Nâng cấp | Sau khi Nâng cấp | Cải thiện |
Thu hồi Kẽm | 82.3% | 89.7% | +7.4% |
Chi phí Thuốc thử | 6.8 CNY/t | 5.2 CNY/t | -23.5% |
Tỷ lệ Tái sử dụng Nước | 65% | 92% | +27% |
Chương 7: Các Hướng Phát triển Công nghệ Tương lai
Phân tách Từ tính Siêu dẫn (Cường độ từ trường nền: 5 Tesla, xử lý vật liệu -0.5mm)
Phân tách Giường sôi (Giường sôi môi trường không khí-đặc, Ecart Probable Ep=0.05)
Phát triển Tác nhân Sinh học (ví dụ: Chất thu gom dựa trên Lipopeptide)
Xây dựng Mỏ Không Bã thải (Tỷ lệ sử dụng toàn diện >95%)