ĐỀ TÀI

Vấn đề phát triển thuốc
tuyển quặng apatit
MỤC LỤC
I. Quặng apatit 6
II. VAI TRÒ CỦA QUẶNG APATIT TRONG CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT PHÂN BÓN Ở NƯỚC TA 10
2.1. Yêu cầu đối với hàm lượng P
2
O
5
12
2.2. Yêu cầu về hàm lượng oxit sắt và oxit nhôm 13
2.3. ảnh hưởng của hàm lượng cacbonat trong quặng 14
2.4. ảnh hưởng của hàm lượng magiê 14
2.5. ảnh hưởng của hàm lượng silic oxit và các silicat 15
2.6. ảnh hưởng của cỡ hạt 16
III. LÀM GIÀU QUẶNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI 18
1. Tình hình nghiên cứu, áp dụng công nghệ làm giầu apatit bằng
phương pháp tuyển nổi trên thế giới 18
2. Tầm quan trọng và tình hình nghiên cứu, áp dụng phương pháp
tuyển nổi quặng apatit ở nước ta 19
2.1. Tính cấp thiết 19
2.2. Tình hình nghiên cứu áp dụng công nghệ làm giầu bằng phương
pháp tuyển nổi quặng apatit ở nước ta 20
Bảng 3. Số lượng thuốc tuyển quặng apatit trong các năm 1995-2002
23
Đơn vị : tấn 23
Bảng 4 Một số đặc trưng tuyển apatit II và IV Lào Cai 25

IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT TUYỂN QUẶNG APATIT 27
1. Đặc trưng về cấu trúc của các khoáng chứa phôt pho có liên
quan đến tính khả tuyển của quặng apatit 27
2. Cơ chế tương tác của các thuốc thử trong quá trình tuyển chọn
lọc quặng apatit 29
3. Yêu cầu kỹ thuật của công nghệ tuyển quặng apatit loại III 33
3.1. Yêu cầu chung và xu hướng sử dụng thuốc tập hợp tuyển quặng
apatit loại III 33
3.2. Nâng cao hiệu quả công nghệ tuyển quặng apatit 35
Bảng 6. So sánh chi phí tuyển 1 tấn quặng apatit ở một số nơi 38
4. Yêu cầu kỹ thuật của công nghệ tuyển quặng apatit loại II 41
4.1. Đánh giá khả năng tuyển quặng apatit cacbonat hóa 42
4.2. Một số kết quả thử nghiệm tuyển quặng apatit cacbonat hóa 43
Bảng 8. Kết quả tuyển thuận quặng apatit cacbonat hoá vùng Selidar
44
Bảng 10. Thành phần khoáng và hoá học của các mẫu nghiên cứu49
4.3. ý kiến của các chuyên gia về vấn đề tuyển quặng apatit cacbonat
hoá (loại II và IV) 53
V. VẤN ĐỀ SẢN XUẤT THUỐC TẬP HỢP DÙNG TRONG
CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG APATIT 54
1. Các hướng nghiên cứu chế tạo thuốc tuyển quặng apatit 54
2. Đánh giá điều kiện và khả năng nghiên cứu phát triển các loại
thuốc tuyển quặng apatit ở nước ta 56
2.1. Nguồn nguyên liệu 56
2.2. Trang thiết bị, các điều kiện nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng
57
2.3. Năng lực cán bộ và kinh nghiệm nghiên cứu sản xuất 57
2.4. Hợp tác quốc tế 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC 59

A. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 60
a. Mục tiêu: 60
b. Yêu cầu: 60
c. Những định hướng thực hiện: 61
d. Nội dung của khoa học công nghệ (những định hướng chung của
khai thác và tuyển): 62
B. CÁC SẢN PHẨM MỚI 67
I. Quặng apatit
Quặng apatit tồn tại ở nhiều dạng khác nhau tùy thuộc quá trình hình
thành quặng. Quặng apatit thường đi kèm với các hợp phần khoáng
phức tạp. Trên thế giới có 25 điểm quặng gốc chứa apatit được khai
thác, thì chỉ có trên 10 điểm apatit được coi như sản phẩm chính, apatit
còn lại ở các điểm khác chỉ được coi là sản phẩm phụ của quá trình
khai thác các nguyên tố hiếm. Các khu vực có mỏ apatit lớn được khai
thác trên thế giới là Marốc, Nga, Mỹ, Braxin, Trung Quốc ,v.v
Ở Việt Nam có vùng trầm tích apatit ở Lào Cai với trữ lượng được
đánh giá là 1 - 1,5 tỷ tấn. Ngay từ những năm 1940 vùng mỏ apatit Lào
Cai đã được khai thác. Sau khi hoà bình lập lại, năm 1955, với sự giúp
đỡ của các chuyên gia Liên Xô, chúng ta đã tiến hành thăm dò kỹ hơn
toàn khu mỏ này. Theo các kết quả nghiên cứu, quặng apatit ở Lào Cai
có đặc trưng pha tạp, gồm các pha chính là apatit , đôlomit, thạch anh
và muscovit, v.v tùy theo mức độ phong hoá khác nhau. Người ta đã
phân loại apatit Việt Nam thành 4 loại với các trữ lượng được đánh giá
như ở bảng 1, thành phần hoá học và khoáng vật học của quặng được
trình bày ở bảng 2:
Bảng 1. Trữ lượng các loại quặng apatit Lào Cai
(Số liệu đến tháng 12/2001)
Đơn vị: nghìn tấn
Trữ lượng trong cân đối
Loại

quặng

A + B
+ C
1

%
P
2
O
5

C
2

% P
2

O
5

Trữ
lượng
khai
thác
giai
đoạn I

Trữ
lượng

khai
thác
giai
đoạn II

Trữ
lượng
dự kiế
n
khai
thác
Trữ
lượng
dự báo

Loại I

20.040

35,67

14.8 34,66

8.700 12.243

13.930

3.000
Loại II


83.900

24,70

151.2

21,70

9.500 32.000

193.650

18.000

Loại
III
147.593

15,08

62.2 14,93

48.500

59.100

125.240

12.000


Loại
IV
137.930

10,72

220.4

11,27

- - - -
Loại quặng Trữ lượng trong cân đối Trữ lượng khai thác giai đoạn I
Trữ lượng khai thác giai đoạn II Trữ lượng dự kiến khai thác Trữ lượng
dự báo
Ghi chú: Trữ lượng được đánh giá cuối năm 2001 cũng không khác
nhiều so với số liệu năm 1997. Số liệu năm 1997:
- Quặng apatit loại I: 36 triệu tấn (34 - 35%P
2
O
5
)
- Quặng apatit loại II: 248 triệu tấn (21 - 24,7% P
2
O
5
)
- Quặng apatit loại III: 320 triệu tấn (14,9 - 15,5% P
2
O
5

)
- Quặng apatit loại IV: 358 triệu tấn (10,7 - 11,2% P
2
O
5
)
Mỏ Apatit Lào Cai trước đây, nay là Công ty Apatit Việt Nam, được
Nhà nước giao nhiệm vụ thiết kế mỏ và khai thác quặng apatit tại Lào
Cai, phục vụ cho công nghiệp sản xuất phân bón chứa lân. Trong các
năm 1970-1980, hàng năm chúng ta đã khai thác khoảng 150.000 tấn
quặng apatit loại I, 50.000 tấn loại II để đáp ứng nhu cầu sản xuất phân
bón. Trong những năm gần đây, do nhu cầu sản xuất phân lân tăng lên,
hàng năm chúng ta đã sản xuất trên 300.000 tấn apatit loại I, 100.000
tấn loại II và trên 500.000 tấn loại III. Quặng loại III để phục vụ Nhà
máy tuyển quặng để sản xuất khoảng 300.000 tấn tinh quặng tuyển. Tới
đây, sau năm 2005 khi Nhà máy sản xuất DAP đi vào hoạt động, khối
lượng tinh quặng apatit cần sử dụng sẽ lên 700-800 nghìn tấn/ năm.
Bảng 2. Thành phần hóa học và khoáng vật trung bình của các loại
quặng apatit Lào Cai
Thành Phần

Quặng loại I-

KS
5

Quặng loại
II- KS
5


Quặng loại
III- KS
4

Quặng loại
IV- KS
6-7

Thành phần hoá học,%
P
2
O
5
28 - 40 18 - 25 13 - 25 10 - 21
H
2
O 2 - 12 3 - 12 38 - 60 24 - 42
CaO 43 - 55 40 - 49 10 - 26 17 - 33
Fe
2
O
3
0,7 - 7,5 0,9 - 2,0 2,2 - 5,3 1,2 - 4,6
MgO 0,2 - 2,9 3,3 - 7,1 0,3 - 5,0 0,2 - 3,4
Al
2
O
3
0,4 - 6,3 0,2 - 1,2 3,1 - 9,5 2,5 - 9,5
F 2,5 - 3,5 1,8 - 3,0 0,8 - 6,8 1,2 - 4,5

MnO 0,1 - 1,1 0,2 - 0,9 - 0,4 - 2,4
Mất khi nung

1,1 - 4,7 8,7 - 15,6 3,4 - 9,0 1,7 - 7,9
Thành phần khoáng vật,%
Apatit 90 - 98 60 - 80 30 - 50 25 - 45
Thạch anh 1 - 7 2 - 7 25 - 30 30 - 35
Muscovit 1 - 2 1,5 - 2 5,7 - 25 1,5 - 4,0
Hyđroxit sắt
& mangan
2 - 3 1 - 3 3 - 5,5 4 - 6
Canxit - 12 - 15 - -
Đôlômit - 25 - 30 1 - 5 1 - 3
Vật liệu hữu
cơ
- - 5 - 7 0,5 - 1,0
Nhôm
hyđroxit
- - 8 -
Ghi chú: KS là ký hiệu các tầng quặng
II. VAI TRÒ CỦA QUẶNG APATIT TRONG CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT PHÂN BÓN Ở NƯỚC TA
1. Khả năng và tình hình chế biến quặng apatit ở Việt Nam
Apatit là một trong những nguồn nguyên liệu chủ yếu được dùng cho
công nghiệp hóa chất và các sản phẩm phân bón chứa lân. Hiện nay
trên thế giới có 3 hướng chính để chế biến quặng apatit là:
- Điều chế phốt pho vàng và tiếp tục chế biến sâu hơn thành phốt pho
đỏ, axit photphoric và các hợp chất chứa phốt pho khác (các muối phôt
phat, các thuốc thử là hợp chất của phốt pho với lưu huỳnh hoặc
halogen )

- Phân hủy quặng apatit bằng các axit vô cơ mạnh (chủ yếu là axit
sunfuric) để sản xuất axit photphoric trích ly, các loại phân bón chứa
lân : supephotphat đơn, giầu và kép, amophot, monoamoniphotphat
(MAP), điamoniphotphat (DAP) , thức ăn gia súc (prexipitat),v.v
- Xử lý apatit theo phương pháp nhiệt hoặc thủy nhiệt để sản xuất các
loại phân lân nung chảy, phân lân thủy nhiệt.
Tuỳ theo yêu cầu và đặc điểm của quặng apatit mà người ta chọn
phương pháp xử lý thích hợp.
Ở Việt Nam, chúng ta đã nghiên cứu áp dụng hầu hết các biện pháp xử
lý như trên đối với quặng apatit Lào Cai. Cho đến nay nhiều sản phẩm
chứa lân xuất phát từ apatit Lào Cai đã có bước phát triển liên tục và ổn
định, như : supephôtphat đơn (ở Công ty Supephôtphat và hoá chất
Lâm Thao và ở Long Thành - Công ty Phân bón miền Nam), phân lân
nung chảy ở Công ty Phân lân nung chảy Văn Điển và Công ty Phân
lân Ninh Bình, v.v Những sản phẩm này đã góp phần rất quan trọng
trong việc ổn định và tăng năng suất cây trồng ở nuớc ta.
Trong những năm 1997-1998, Công ty Apatit Việt Nam đã đầu tư một
dây chuyền sản xuất phốt pho vàng cỡ nhỏ tại Lào Cai. Tuy vấn đề thiết
bị và một số chỉ tiêu kinh tế và môi trường còn có một số vấn đề phải
khắc phục và xem xét lại, nhưng nhìn chung có thể khẳng định khả
năng xử lý quặng apatit Lào Cai theo phương pháp nhiệt khử để sản
xuất phốt pho nguyên tố là hoàn toàn mang tính thực tiễn.
2. Yêu cầu về apatit nguyên liệu
Để có thể đáp ứng thuận lợi cho sản xuất, quặng apatit cần phải đáp
ứng một số yêu cầu cơ bản sau:
2.1. Yêu cầu đối với hàm lượng P
2
O
5


Hướng sử dụng quặng apatit phụ thuộc vào yêu cầu tổng thể đối với
quặng. Yếu tố có nghĩa nhất đối với quặng apatit là hàm lượng P
2
O
5

trong quặng. Thông thường khi sản xuất supephôtphat đơn, hàm lượng
P
2
O
5
hữu hiệu của sản phẩm chỉ bằng cỡ một nửa hàm lượng P
2
O
5
toàn
phần trong quặng. Khi sản xuất các loại phân bón giầu lân hơn
(supephôtphat kép, prexipitat, amophôt ) người ta xử lý quặng apatit
bằng axit photphoric, vì vậy khi đó có thể sử dụng quặng apatit nghèo
hơn. Dĩ nhiên, sử dụng quặng apatit càng giầu thì càng tốt. Việc sử
dụng quặng apatit có hàm lượng P
2
O
5
là bao nhiêu cho phù hợp với quá
trình sản xuất axit phôtphoric trích ly hoặc các sản phẩm phân bón khác,
nói chung người ta cũng chưa xác định một cách cụ thể. Vấn đề này,
trong rất nhiều trường hợp, phụ thuộc vào bài toán kinh tế và các vấn
đề liên quan đến việc áp dụng sản phẩm. Tuy nhiên người ta thấy khi
áp dụng các công nghệ sản xuất phân bón theo phương pháp nhiệt (sản

xuất phân lân nung chảy, phân lân tecmo) hàm lượng P
2
O
5
trong quặng
apatit phải cỡ 20% mới có lợi. Hàm lượng P
2
O
5
trong quặng apatit sử
dụng cho các công nghệ khác cũng được quy định theo các mức tiêu
chuẩn nhất định tùy theo công nghệ đòi hỏi.
2.2. Yêu cầu về hàm lượng oxit sắt và oxit nhôm
Các ôxit sắt và oxit nhôm là những tạp chất có hại khi xử lý quặng
apatit bằng axit và cả khi sử dụng các sản phẩm. Các oxit đó thường
nằm trong các khoáng vật glauconit, limonit, nephelin, đất sét,
titanomanhetit lẫn trong quặng apatit. Đối với các loại quặng chứa
nhiều nhôm và đặc biệt là nhiều sắt, thì không nên dùng trong các công
nghệ sản xuất axit phôtphoric trích ly (dùng axit sunfuric tác dụng với
apatit) vì sản phẩm sẽ dễ bị tạp nhiễm và bị kết tủa do dung dịch quá
bão hoà của các muối sắt (và nhôm) làm tách các muối phôtphat ngậm
nước ra (chẳng hạn FePO
4
.2H
2
O) và làm giảm hàm lượng P
2
O
5
trong

axit sản phẩm, gây khó khăn hơn cho việc lọc. Khi sản xuất phân lân,
hàm lượng cao của sắt và nhôm trong apatit cũng sẽ làm giảm chất
lượng phân lân (giảm hàm lượng P
2
O
5
hữu hiệu hoặc làm cho hạt phân
bón không đạt được các tính chất vật lý cần thiết). Vì vậy trong thực tế
người ta thường chỉ chấp nhận các loại quặng apatit có tỷ lệ trọng
lượng Fe
2
O
3
/ P
2
O
5
£ 0,115 ÷ 0,12.
Khi xử lý apatit bằng các axit khác (như HCl, HNO
3
) thì giới hạn tỷ lệ
Fe
2
O
3
/ P
2
O
5
cũng yêu cầu khác đi.

Khi xử lý apatit bằng các phương pháp nhiệt, tỷ lệ này ít có ý nghĩa
thực tiễn. Khi dùng quặng apatit để điều chế phôtpho nguyên tố
(phôtpho vàng) bằng phương pháp nhiệt, thì các oxit sắt và nhôm sẽ
ảnh hưởng trực tiếp đến lượng fero phôtpho tạo ra. Tuy nhiên vấn đề
này không gây ra hậu quả lớn.
2.3. ảnh hưởng của hàm lượng cacbonat trong quặng
Trong quặng apatit, các hợp chất cacbonat có mặt chủ yếu dưới dạng
các khoáng canxi cacbonat (canxit) và magiê cacbonat (đôlômit). Các
khoáng này dễ dàng phản ứng với các axit sinh ra CO
2
, làm cho sản
phẩm được tơi, xốp. Tuy nhiên do CO
2
sinh ra nhiều nên dễ làm tăng
thể tích bọt tạo ra, đồng thời phản ứng này cũng rất mãnh liệt nên có
thể gây một số khó khăn cho công nghệ. Đấy là chưa kể đến hiệu quả
kinh tế của quá trình sản xuất giảm đi khi một lượng khá lớn axit bị tiêu
hao do phản ứng với các hợp chất cacbonat. Vì vậy trong thực tế, các
mẫu quặng apatit thích hợp để xử lý bằng axit chỉ được phép chứa 5 ÷
6% CO
2
. Đối với các mẫu quặng apatit được xử lý theo công nghệ nhiệt
(như sản xuất phân lân nung chảy) thì hàm lượng CO2 không cần phải
giới hạn chặt chẽ. Khi sản xuất phôtpho vàng, hàm lượng cacbonat cao
trong quặng là một điều không mong muốn, vì sự phân hủy các lượng
khoáng cacbonat cũng cần những lượng năng lượng khá lớn.
2.4. ảnh hưởng của hàm lượng magiê
Trong quặng apatit, magie chủ yếu nằm dưới dạng đôlômit
MgCa(CO
3

)
2
. Ngoài ra magiê còn nằm dưới dạng các silicat (như
tremonit, talk, secpentin,v.v ) Magiê có trong quặng thường làm cho
quá trình xử lý quặng thành supephôtphat đơn khó khăn hơn do các hợp
chất chứa magiê chuyển vào pha lỏng sẽ làm chậm quá trình phân hủy
quặng, đồng thời làm cho sản phẩm dễ hút ẩm và dễ đóng vón hơn.
Magiê cũng gây khó khăn cho công nghệ sản xuất axit phôtphoric trích
ly do làm tăng độ nhớt của khối phản ứng. Cũng vì những lý do trên,
hàm lượng magiê trong quặng apatit cần được khống chế. Chẳng hạn,
để sản xuất supephôtphat đơn, tỷ lệ MgO/P
2
O
5
chỉ nên vào cỡ 0,07 ÷
0,08, còn để sản xuất axit phôtphoric trích ly và supephôtphat kép, tỷ lệ
này cần dưới 0,05. Khi phân huỷ quặng apatit bằng HNO
3
và HCl, hoặc
khi dùng quặng apatit để sản xuất phôtpho nguyên tố, hàm lượng magiê
không gây ảnh hưởng lớn. Cần phải thấy rằng trong phân bón, magiê
cũng là nguyên tố có lợi cho cây trồng.
2.5. ảnh hưởng của hàm lượng silic oxit và các silicat
Khi xử lý quặng apatit bằng axit, SiO
2
và các silicat ít tan khác nằm lại
trong bã không tan. Nhìn chung, các chất này ít gây ảnh hưởng tiêu cực
đến quá trình xử lý quặng. Tuy nhiên khi hàm lượng của chúng cao,
đương nhiên hàm lượng P
2

O
5
sẽ phải giảm đi tương ứng. Ngoài ra nếu
dùng HNO
3
để xử lý quặng, các hợp chất silicat cũng góp phần làm
tăng tiêu hao axit và làm cho quá trình lọc khó khăn hơn.
Trong các phương pháp xử lý quặng apatit bằng nhiệt, hàm lượng các
silicat trong quặng có vai trò thúc đẩy quá trình phản ứng phân huỷ
quặng, vì chúng sẽ liên kết với canxi để tạo thành canxi octosilicat
(Ca
2
SiO
4
).
Lượng dư quá lớn SiO
2
so với lượng cần thiết để tạo ra Ca
2
SiO
4
cũng là
một điều không lợi do khi nung chảy do sẽ có một lượng SiO
2
phản
ứng với các chất kiềm có trong phản ứng. Kết quả là sẽ có một lượng
quặng apatit không được phân hủy và để phân hủy tiếp lượng này, đòi
hỏi phải cung cấp thêm năng lượng.
Để sản xuất phôtpho vàng, hàm lượng SiO
2

trong quặng apatit cũng cần
được khống chế ở tỷ lệ SiO
2
/CaO cỡ 0,8÷ 1,0. Nếu tỷ lệ này thấp,
người ta phải bổ sung thêm cát thạch anh hoặc quặng apatit nghèo vào
phối liệu. Còn ngược lại khi tỷ lệ này cao, người ta chỉ bổ sung quặng
chứa ít silic chứ không không tìm cách bổ sung CaO vào phối liệu.
2.6. ảnh hưởng của cỡ hạt
Trong đại đa số các trường hợp, quặng apatit được nghiền mịn theo yêu
cầu công nghệ xử lý ở giai đoạn sau. Tuy nhiên phải thấy rằng khi xử
lý apatit bằng axit, nhất là sản xuất supephôtphat đơn, vấn đề cỡ hạt của
quặng apatit thường không cần đặt ra quá nghiêm ngặt. Riêng quặng
apatit cho sản xuất phôtpho vàng, thì cỡ hạt quặng thường được chọn
lọc theo yêu cầu cụ thể của công nghệ. Quặng apatit dùng cho quá trình
tuyển nổi có các yêu cầu riêng (thường là 70 - 80% có cỡ hạt 0,074mm).
3. Vai trò của tuyển quặng apatit trong việc nâng cao hiệu quả sử
dụng tài nguyên chứa lân ở nước ta và một số vấn đề đặt ra
Quặng apatit có một vai trò không thể thay thế được trong công nghiệp
sản xuất phân bón và các sản phẩm chứa lân ở nước ta. Tuy nhiên khi
đánh giá nguồn quặng apatit tại Lào Cai chúng ta có thể thấy:
- Quặng apatit loại I không nhiều, diện phân bố lại rộng nên việc khai
thác ngày càng khó khăn, hiệu quả kinh tế kém.
- Quặng nghèo ( loại II, III và IV) chiếm trữ lượng lớn. Trừ quặng
apatit loại II có thể sử dụng ngay để sản xuất phân lân nung chảy, còn
lại apatit loại III và IV đều phải qua làm giầu mới có giá trị sử dụng
công nghiệp.
Tuyển nổi là một trong các giải pháp hiệu quả để làm giầu hai loại
quặng này, tuy nhiên quặng loại IV có hiệu quả tuyển nổi thấp.
Như vậy để có thể nâng cao năng lực của mỏ, chúng ta phải tiến hành
tuyển quặng aptit loại II và III, đặc biệt ưu tiên hàng đầu là tuyển quặng

apatit loại III.
Qua tính toán, nếu quặng apatit loại II và III được tuyển hợp lý, chúng
ta có thể nâng trữ lượng hiệu dụng của mỏ apatit Lào Cai thêm giá trị
tương đương 150 triệu tấn quặng apatit loại I ( hàm lượngP
2
O
5
³ 32%),
trong đó từ quặng apatit loại III khoảng 67 triệu tấn và từ quặng apatit
loại II là khoảng 64 triệu tấn.
Để có thể đạt được mục tiêu này," Chiến lược phát triển Khoa học công
nghệ khai thác và tuyển quặng apatit" đã được đưa ra. Có thể tóm tắt
nội dung chiến lược này như ở phần Phụ lục.
III. LÀM GIÀU QUẶNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI
1. Tình hình nghiên cứu, áp dụng công nghệ làm giầu apatit bằng
phương pháp tuyển nổi trên thế giới
Trong số các công nghệ được áp dụng để làm giầu quặng apatit, công
nghệ tuyển nổi đã được các nhà công nghệ trên thế giới nghiên cứu và
áp dụng rộng rãi từ hàng trăm năm trước đây. Ngay từ những năm 1930
ở Liên Xô cũ, các chuyên gia đã bắt đầu áp dụng các phương pháp
tuyển nổi quặng phôtphat, đặc biệt là tuyển nổi các loại quặng apatit
nephelin, là loại quặng phôtphat có nhiều ở nước này.
Trong thời gian gần đây nhờ các nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa
học công nghệ đã đưa ra nhiều sơ đồ làm giầu tổng hợp quặng apatit,
kể cả các sơ đồ kết hợp với tuyển từ, tuyển trọng lực dùng môi trường
nặng, nung thiêu kết, v.v Tuy nhiên cũng phải thấy các phương pháp
tuyển nổi vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong số các phương pháp
làm giầu quặng apatit. Các hướng nghiên cứu thường triển khai với
phương pháp tuyển nổi là nghiên cứu các đặc tính mang tính quy luật
về khoáng vật học của apatit và nghiên cứu về các thuốc tuyển. Người

ta khẳng định rằng lý thuyết và công nghệ của quá trình tuyển nổi luôn
tuân theo các quy luật chung. Các đặc trưng về tinh thể học, các tính
chất hoá, lý của các khoáng có trong quặng apatit sẽ cho phép dự đoán
các điều kiện đặc thù đối với một quá trình tuyển nổi chọn lọc. Tuy
nhiên do cấu trúc và thành phần của các quặng phôtphat nói chung và
quặng apatit nói riêng rất phức tạp nên hiện nay người ta chưa có các
công nghệ và quá trình chung, phù hợp và thoả mãn mọi mục tiêu, đặc
biệt mục tiêu kinh tế với mọi loại quặng phôtphat. Vấn đề nghiên cứu
các điều kiên phù hợp cho từng loại quặng apatit của từng khu vực,
thậm chí của từng mỏ cụ thể, hiện thời vẫn có ý nghĩa thực tiễn cao.
2. Tầm quan trọng và tình hình nghiên cứu, áp dụng phương pháp
tuyển nổi quặng apatit ở nước ta
2.1. Tính cấp thiết
Nhìn chung trên thế giới và ở nước ta, các công nghệ xử lý quặng apatit
để sản xuất các sản phẩm chứa lân đều cần dùng quặng có hàm lượng
P
2
O
5
cao (trên 30% P
2
O
5
), vì vậy để có thể tận dụng được tài nguyên,
vấn đề làm giầu quặng là một vấn đề rất quan trọng.
Như ở phần trên đã trình bày, trong số các phương pháp làm giầu
quặng apatit (xử lý nhiệt, tuyển trọng lực và một số phương pháp khác,
thì tuyển nổi (flotation- sau đây gọi tắt là tuyển) là một trong những
phương pháp quan trọng nhất.
Ở nước ta, apatit loại II là loại quặng có hàm lượng P

2
O
5
trung bình (18
- 25%) và có hàm lượng các khoáng cacbonat cao. Một mặt, apatit loại
II thuộc loại quặng tương đối khó tuyển, xử lý bằng axit thì không có
lợi, mặt khác quặng này lại đáp ứng được cho công nghệ sản xuất phân
lân nung chảy, nên yêu cầu tuyển làm giầu loại quặng này hiện tại chưa
cần đặt ra quá bức thiết. Tuy nhiên nếu giải quyết hiệu quả vấn đề
tuyển loại quặng này, chúng ta sẽ có thêm một nguồn nguyên liệu khá
lớn cho công nghiệp các hợp chất chứa phôtpho trong tương lai.
Quặng apatit loại III là loại quặng nghèo, có hàm lượng P
2
O
5
chỉ vào
khoảng 10 - 21% (hiện tại, trung bình là 15 - 18%), lại có chứa nhiều
thạch anh và các silcat , là các khoáng có đặc tính tuyển khác biệt với
khoáng apatit, nên hiện nay loại quặng này chính là mục tiêu áp dụng
công nghệ tuyển làm giầu với mục đích tận dụng tài nguyên của chúng
ta.
2.2. Tình hình nghiên cứu áp dụng công nghệ làm giầu bằng phương
pháp tuyển nổi quặng apatit ở nước ta
- Tuyển quặng apatit loại III
Ngay từ năm 1958 các nhà khoa học Việt nam và Liên Xô (cũ) đã bắt
đầu nghiên cứu khả năng làm giầu quặng apatit III tại Mỏ Cóc, Cam
Đường, Lào Cai (16,5% P
2
O
5

) với môi tường tuyển gồm sođa, thuỷ tinh
lỏng, dùng xà phòng làm chất tập hợp và đã thu được tinh quặng 35%
P
2
O
5
; 4% các oxit (sắt, nhôm ) với tỷ lệ thu hồi P
2
O
5
(thực thu) đạt
69%. Năm 1960 cũng ở Liên Xô, người ta thử nghiệm tuyển quặng
apatit loại III tại Mỏ Cóc với hàm lượng 14,3% P
2
O
5
và thu được tinh
quặng chứa 31 ÷ 32% P
2
O
5
với hệ số thực thu P
2
O
5
gần 60%.
Tại các phòng thí nghiệm ở Việt Nam, các nhà nghiên cứu cũng thí
nghiệm tuyển quặng apatit với chất tập hợp là natri oleat. Các kết quả
thí nghiệm cho thấy đối với các mẫu quặng có hàm lượng than cao
hoặc chứa nhiều muscovit, thì tinh quặng thu được chỉ có hàm lượng

P
2
O
5
trung bình cỡ 30% với hệ số thực thu thấp (cỡ 50%).
Những kết quả trong phòng thí nghiệm vào năm 1974 với quặng ở vùng
Cam Đường, Lào Cai, do các chuyên gia Liên Xô thực hiện với mục
đích nghiên cứu khả năng dùng quặng apatit loại III Lào Cai cho sản
xuất phân bón, cho thấy với quặng được nghiền đến cỡ hạt 0,1 mm,
khử bùn (cỡ hạt 0,01 ÷ 0,02 mm), dùng chất tập hợp là cặn rượu bậc
cao (0,1 ÷ 0,2 kg/T) để tuyển khoáng muscovit và sau đó tiến hành
tuyển khoáng apatit, thì tinh quặng nhận được có hàm lượng P
2
O
5
là
32%. Kết quả thử nghiệm tuyển trên lô lớn (60T) quặng apatit III Lào
Cai (16,8 % P
2
O
5
) cho thấy tinh quặng thu được có hàm lượng P
2
O
5
là
32% với hệ số thực thu 55%.
Cũng trong khoảng thời gian này tại một số phòng thí nghiệm ở
CHDCND Triều Tiên, Rumani, CHDC Đức người ta cũng tiến hành
thử nghiệm tuyển quặng apatit loại III Lào Cai với nhiều quy mô thử

nghiệm khác nhau về tuyển quặng apatit loại III nghèo (khoảng 14%
P
2
O
5
).
Qua nghiên cứu, người ta thấy có thể thu được tinh quặng apatit với
hàm lượng P
2
O
5
26 ÷ 32% và hệ số thực thu đạt đến 60 ÷ 70%. Nếu
tăng hàm lượng P
2
O
5
trong tinh quặng lên (32,2 ÷ 32,7 %) P
2
O
5
thì hệ
số này thấp xuống (chỉ đạt cỡ 47 ÷ 50%).
Người ta cho rằng sở dĩ hệ số thực thu khá thấp vì trong các mẫu quặng
nghiên cứu có chứa nhiều cacbonat và có các thành khoáng hỗn tạp
khác làm giảm tính khả tuyển của quặng apatit.
Trên cơ sở Nhà máy tuyển quặng apatit đang xây dựng dở dang theo
thiết kế của Liên Xô (cũ), Nhà máy tuyển quặng apatit được xây dựng
lại và đi vào hoạt động từ năm 1994. Nhà máy đã hoạt động nhưng còn
nhiều khâu trong dây chuyền công nghệ như tự động hoá đo lường, xử
lý trung hòa quặng đầu vào v.v còn chưa hoạt động hoặc hoạt động

kém hiệu quả. Quy trình tuyển nổi sử dụng trong Nhà máy là quy trình
tuyển thuận: tuyển tách khoáng apatit (phần nổi) ra khỏi đuôi tuyển.
Trong thời gian đầu hoạt động Nhà máy đều sử dụng các loại thuốc
tuyển nhập ngoại của Thuỵ Điển.
Trước 1990 Viện Hoá học Công nghiệp đã thực hiện Đề tài nghiên cứu
chế tạo thuốc tuyển quặng apatit Lào Cai trong khuôn khổ đề tài cấp
Nhà nước KC.06-01). Thuốc tuyển đã qua nhiều giai đoạn thử nghiệm
và cải tiến với các tên DPO -92; DPO - 93; DPO - 93A; VH - 2k2 và
gần đây nhất (năm 2000) là VH 2000. Vào những năm 1996 - 2001
Nhà máy bắt đầu tuyển thử nghiệm ở quy mô pilot và công nghiệp các
loại thuốc tuyển do Viện Hoá học Công nghiệp nghiên cứu, sản xuất.
Ngày 16/11/2001,Thuốc tuyển VH 2000 của Viện Hoá học Công
nghiệp, đã được Hội đồng KHCN của Tổng Công ty Hoá chất Việt
Nam đánh giá tương đương với một số thuốc tuyển nhập ngoại hiện có
tại Nhà máy. Tổng công ty Hoá chất Việt Nam và Công ty Apatit Việt
Nam đã quyết định sử dụng thuốc tuyển VH 2000 để thay thế một phần
các loại thuốc tuyển ngoại. Trong các năm từ 1995 Nhà máy tuyển
quặng apatit Lào Cai đã thử nghiệm và sử dụng thuốc tuyển nội trong
sản xuất quặng apatit. Bảng 3 dưới đây trình bày số lượng thuốc tuyển
quặng apatit trong các năm 1995 - 2002.
Bảng 3. Số lượng thuốc tuyển quặng apatit trong các năm 1995-2002
Đơn vị : tấn
Năm Thuốc tuyển nội

Thuốc tuyển
ngoại
Tổng số
1995 - 128 128,0
1996 5,0 195,5 200,0
1997 - 234,0 234,0

1998 - 216,0 216,0
1999 8,0 28-58,0 266,0
2000 33,5 281,0 315,0
2001 168,5 168,5 304,0
2002 160 150 310,0
Nhờ tối ưu hoá việc sử dụng công nghệ tuyển và thuốc tuyển, giảm
công đoạn khử bùn quặng (slam), tận dụng tảng sót mà hiện tại dây
chuyền công nghệ tuyển quặng apatit tại Công ty Apatit Lào Cai đã
nâng được hệ số thực thu P
2
O
5
lên trên 10% so với giai đoạn Nhà máy
mới bắt đầu hoạt động. Tuy nhiên công nghệ tuyển quặng apatit loại III
tại Lào Cai còn cần tiếp tục khắc phục một số vấn đề sau đây:
- Độ ẩm tinh quặng còn cao ( đến 18%).
- Các chỉ tiêu công nghệ tuyển còn dao động nhiều khi do sự dao động
về chất lượng quặng đầu vào.
- Giá đầu vào sản xuất (trong đó có chi phí về thuốc tuyển) còn cao,
làm cho tinh quặng kém tính cạnh tranh.
- Thuốc tuyển nội còn một số nhược điểm về tính chất bọt và hiện tại
chưa thay thế hoàn toàn thuốc tuyển nhập ngoại.
Theo kết luận của Hội nghị đánh giá các kết quả nghiên cứu và sử dụng
thuốc tuyển quặng apatit ngày 2/1/2003 thì trong năm 2003 Nhà máy
tuyển vẫn tiếp tục áp dụng công thức thuốc tuyển hỗn hợp giữa thuốc
tuyển VH 2000 (70%) và thuốc tuyển MD 20370 của Thụy Điển
(30 %) để đạt được các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật tốt nhất.
- Tuyển apatit loại II ( và apatit loại IV)
Ngay từ những năm 1960 các chuyên gia Việt Nam, Liên Xô (cũ) và
nhiều nước XHCH khác đã tiến hành thử nghiệm tuyển quặng apatit

loại II và IV cuả Mỏ apatit Lào Cai. Trong những năm 1988 - 1990
Công ty Thiết kế mỏ - Hoá chất thuộc Tổng Cục Hoá chất (nay là Công
ty Mỏ - Incodemic thuộc Tổng Công ty Hoá chất Việt nam) đã kết hợp
với Viện nghiên cứu Quốc gia về Mỏ - Hoá chất (Viện GIGKHS) của
Liên Xô (cũ) nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu công nghệ có hiệu quả để
tuyển quặng apatit - cacbonat loại II khoáng sàng Lào Cai".
Đề tài đã khảo sát và nghiên cứu tuyển 2 mẫu apatit loại II (mẫu số 201
và 202) và 2 mẫu tầng đất vây quanh (mẫu 203 và 204). Một số kết quả
chính của các đợt thử nghiệm này được trình bày trong Bảng 4.
Bảng 4 Một số đặc trưng tuyển apatit II và IV Lào Cai
Tinh quặ
ng apatit
Thời gian, địa điểm, quy mô
thí nghiệm
Mẫu quặng
Hàm
lượng
Thu hồi
P
2
O
5
, %