Trường Đại Học Khoa Học Huế
Khoa Hóa Học

BÀI TIỂU LUẬN
Quy trình làm giàu và tách quặng Zircon từ sa
khoáng ở Thừa Thiên Huế
Phương pháp tách ZrO2 từ quặng Zircon

Sinh viên thực hiện: Lê Quang Phú
Huế, 09/2014


GIỚI THIỆU CHUNG
Titan và các hợp chất titan được sử dụng nhiều
trong nền kinh tế quốc dân. Hợp kim titan có tỷ
trọng thấp, độ bền chống mài mòn tốt, nhiệt độ nóng
chảy cao và độ dai cao ở nhiệt độ khoảng 600oC.
Do vậy, chúng được sử dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp cũng như đời sống


GIỚI THIỆU CHUNG
Có hơn 80 khoáng vật chứa titan, tuy nhiên phần lớn ít gặp trong
thiên nhiên, chỉ có ilmenit và rutil là 2 loại khoáng chủ yếu. Trong
sa khoáng vật chứa titan, ngoài ilmenit còn có nhiều khoáng vật có
ích đi kèm khác, đặc biệt là zircon ZrSO4. Bột zircon có giá trị
kinh tế rất cao, thường được dùng trong công nghiệp men sứ,
luyện kim, điện tử và hóa chất.
Với những ứng dụng hết sức thiết thực và hiệu quả kinh tế cao,
công ty khoáng sản Thừa Thiên Huế là nơi xuất khẩu khoáng sản
titan hàng đầu của Việt Nam. Ở Việt Nam, chỉ có nhà máy mới có

khả năng nâng hàm lượng Zircon từ 52% lên 65%. Đây chính là
mục đích hoạt động của nhà máy.


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Chương 1: Tổng quan
1.1. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN MTV Khoáng sản Thừa Thiên Huế
1.2. Tổng quan về Zircon

Chương 2: Quy trình làm giàu và tách quặng Zircon từ sa khoáng
ở Thừa Thiên Huế
2.1. Quy trình khai thác và tuyển thô
2.2. Các công đoạn của nhà máy

Chương 3: Phương pháp tách ZrO2 từ quặng Zircon
3.1. Nung sunfat hóa
3.2. Hòa tách

Chương 4: Kết luận


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Giới thiệu sơ lược về công ty TNHH NN MTV Khoáng sản Thừa
Thiên Huế

Hình 1.1.
Công ty
TNHH NN
MTV
Khoáng

sản Thừa
Thiên Huế


Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Khoáng Sản
Thừa Thiên Huế là một trong những công ty hàng đầu về
khai thác và chế biến khoáng sản Titan của Việt Nam. Công
ty đã khai thác và chế biến các sản phẩm là tinh quặng
Ilmenite, Rutile, Monazite, Zircon , bột Zircon và xỉ titan,
đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng của khách hàng
trong nước và ngoài nước
Thành lập vào năm 1983, trụ sở công ty đặt tại số 53 Nguyễn
Gia Thiều, TP Huế và hệ thống 4 nhà máy sản xuất được xây
dựng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Sản phẩm của công
ty xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản, Trung Quốc, Malaysia
và các nước Đông Nam Á.


STT

Sản phẩm

Chất lượng

1

Ilmenit

≥52% TiO2


2

Rutile

≥85% TiO2

3

Monazit

≥57% REO

4

Zircon

≥60% ZrO2

5

Bột Zircon

≥65% ZrO2

6

Xỉ titan

≥92% TiO2


Bảng 1. Các sản phẩm chính của công ty


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
2.Tổng quan về Zircon
Zircon là khoáng vật thuộc nhóm siliccat. Tên hóa học là zirconi silicat,
công thức hóa học ZrSiO4
Ước tính trữ lượng zircon trên thế giới khoảng 124 triệu tấn
Ở Việt Nam, nếu so sánh về mặt tiềm năng tài nguyên thì trữ lượng
ilmenit-zircon chiếm khoảng 5% trữ lượng của toàn thế giới (chưa kể trữ
lượng đang được Cục Địa chất đánh giá).
Trong quá trình tuyển làm giàu tinh quặng zircon, vẫn còn 30 ÷ 40% sản
phẩm quặng zircon trung gian có hàm lượng 57 ÷ 63% ZrO2 không đủ
tiêu chuẩn xuất khẩu và có giá trị kinh tế thấp. Các sản phẩm trung gian
này đi kèm nhiều tạp chất như: sắt, rutin, silimanite… không thể tách hết
được trong quá trình tuyển thông thường. Hơn nữa, giá bán quặng zircon
phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng ZrO2, hàm lượng ZrO2 càng cao thì
giá càng cao.


Hình 1.2. Ảnh chụp khoáng vật zircon


CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH LÀM
GIÀU VÀ TÁCH QUẶNG
ZIRCON TỪ SA KHOÁNG Ở
THỪA THIÊN HUẾ


2.1.Quy trình khai thác và tuyển thô

2.1.1. Nguồn quặng khai thác

Sa khoáng từ Quảng Điền đến Phú Lộc. Thanh khoáng titan ở Thừa
Thiên Huế nằm dọc ven biển, kéo dài phần khoáng vật chính của sa
khoáng titan gồm: ilmenite 28,5-72,68 kg/m3 ; zircon 5,73-12,49 kg/m3 ;
rutile 1,6-3,92 kg/m3 ; monazite 0,17-0,87 kg/m3.
Nguồn quặng chính của công ty là ở vùng Hải Khê, Quảng Ngạn và
Kế Sung, Vinh Mỹ. Ngoài ra còn khai thác ở các mỏ Phong Hải, Điền
Hải ( Phong Điền), Vinh Xuân( Phú Vang), Quảng Lợi( Quảng Điền).


2.1.2.Quy trình khai thác và tuyển thô

Công ty khoáng sản Thừa Thiên Huế sử dụng mô hình khai thác bằng
bơm hút cát đặt trên bè nổi trong hồ khai thác, vận chuyển quặng nguyên
khai về khu vực tuyển thô bằng hệ thống bơm cát, cụm thiết bị tuyển thô
được đặt trên bờ moong gần nơi khai thác, tương đối cơ động, định kỳ di
chuyển theo khu vực khai thác.
Trên bè hút cát, bố trí đặt máy bơm hút cát, hút trực tiếp vào vỉa quặng.
Cát quặng trong hồ khai thác được bơm cát bơm lên và chuyển về cụm
vít tuyển thô đặt trên bờ moong khai thác.
Quặng từ bơm khai thác bơm trực tiếp lên các vít tuyển chính để tách ra
3 loại sản phẩm ( đuôi thải, quặng trung gian, quặng tinh). Quặng trung
gian tuyển chính được bơm lên các vít tuyển trung gian riêng để tuyển lại
lấy tiếp quặng tinh. Quặng tinh tuyển chính và quặng tinh tuyển trung
gian được tuyển lại trên các vít tuyển tinh để thu được sản phẩm đạt yêu
cầu (xem hình).


2.2. Các công đoạn của nhà

máy

• Sử dụng phương pháp trọng lực để tách quặng ra khỏi cát

Hình 2.2 Thiết bị tuyển trọng lực vít đẩy xoắn
ốc


• Sau khi tách quặng sơ bộ thì qua tuyển nổi. Phương pháp này quan
trọng nhất là chọn chất bề mặt để hấp thụ zircon làm cho nó nổi lên
trên, các chất không phải là zircon thì không bị hấp phụ và chìm xuống
dưới. ZrO2 tách được từ phương pháp tuyển nổi sẽ được chứa trong
một bể chứa có màu lam.

Hình 2.3.
Bể tuyển
nổi


• ZrO2 từ bể tuyển nổi sẽ được đưa lên băng tải vào lò nung để sấy
Sau khi qua quá trình tuyển nổi,các hạt sa khoáng được đưa vào nơi
chứa.Sau đó,các hệ thống băng chuyền sẽ đưa các hạt sa khoáng vào máy
sấ,các hạt sẽ được sấy khô nhờ hệ thống bàn chà trong máy sấy,đồng thời
hệ thống bàn chà còn làm nhiệm vụ nghiền các hạt có kích thước lớn
thành các hạt có kích thước nhỏ hơn.
• Sau khi sấy khô, Zircon sẽ có nhiễm Fe ta đưa qua các lò khử từ để
loại Fe ra khỏi zircon, có nhiều máy khử từ liên tiếp để đảm bảo lượng
Fe bị khử là tối đa.
• Sản phẩm của quá trình tuyển từ sau đó đem qua máy nghiền và đóng
bao thu được zircon thành phẩm. Zircon thành phẩm nhìn kỹ sẽ có màu

hồng, nếu còn nhiễm Fe thì sẽ có màu vàng


Hình 2.4. Máy tuyển từ quặng


Tổng khoáng vật nặng
có từ

Tuyển từ từ trường thấp

ILMENIT

không từ

Không dẫn điện

Dẫn điện

Tuyển điện

Tuyển từ từ trường cao
Không từ

có từ
LEICOXE
N

Rutil


Tuyển từ từ trường cao
có từ
MONAZIT

Không từ
ZIRCON


CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP
TÁCH ZrO2 TỪ QUẶNG ZIRCON
3.1. Nung sunfat hóa
- Nhiệt độ nung 240oC.
- Thời gian nung 2h30'.
- Nồng độ axít sunfuric 90%.
- Tỷ lệ axit/quặng = 0,45
Sản phẩm của quá trình nung sunfat hóa được chuyển sang
giai đoạn hòa tách trong dung môi nước.


3.2. Hòa tách
Quá trình hòa tách với thông số kỹ thuật như sau:
- Nhiệt độ hòa tách 50oC
- Thời gian hòa tách: 20 phút.
- Xử lý tách SiO2 bằng dung dịch 1,3% NaOH, ở nhiệt độ 97oC, trong
thời gian 1,5 giờ.

Hình 3.1.
Hòa tách
sản phẩm
nung sunfat

hóa.


Sản phẩm thu được có hàm lượng oxit zircon (ZrO2) đạt trên 65,2%.
Cùng với nó là bề mặt hạt khoáng zircon đã sạch hơn và cho chất lượng
sản phẩm cao hơn.

Hình 3.2.
Ảnh
khoáng
zircon đã
được làm
sạch.


CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Với những ứng dụng to lớn và vai trò hết sức quan trọng của TiO2
trong lĩnh vực công nghiệp và đời sống, công ty TNHH NN MTV
Khoáng sản Thừa Thiên Huế đã và đang áp dụng nhiều công nghệ khai
thác và tuyển quặng tiên tiến, phù hợp với tình hình sản xuất ở địa
phương.
Tuy nhiên những năm gần đây, việc khai thác và chế biến titan đã gây
ảnh hưởng xấu đến môi trường, đồng thời hàm lượng quặng thải cao bên
cạnh đó điều kiện làm việc của công nhân còn nhiều khó khăn và nguy
hiểm. Do đó, nhà máy nên tăng cường các biện pháp bảo hộ lao động và
xây dựng hệ thống lọc bụi để hạn chế ô nhiễm không khí.


Cảm ơn quý thầy cô và
các bạn đã lắng nghe.


22