THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

CÔNG NGHỆ KẾT HỢP MÁY LẮNG LƯỚI CHUYỂN ĐỘNG-MÁY TUYỂN
TẦNG SÔI - TUYỂN NỔI THU HỒI THAN SẠCH TỪ ĐẤT ĐÁ LẪN THAN
Ở MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG HÒN GAI - CẨM PHẢ


Nhữ Thị Kim Dung, Vũ Thị Chinh
Trường Đại học Mỏ-Địa chất


Biên tập: ThS. Hồng Minh Hùng

Tóm tắt:
Hiện nay ở một số mỏ than vùng Quảng Ninh đang tồn đọng một lượng lớn đất đá lẫn than, ước
tính đến hàng triệu tấn. Đặc điểm đối tượng này có lẫn một lượng than khoảng 20% sinh ra do q
trình bóc, mở vỉa hoặc đào đường lị mới. Đất đá lẫn than có độ tro từ 60-70% hiện nay ở các mỏ
chưa có biện pháp xử lý, thu hồi triệt để than sạch. Khi sử dụng các thiết bị tuyển than truyền thống
(máy lắng khí ép, tuyển huyền phù) để thu hồi than sạch từ đối tượng đất đá lẫn than này sẽ không
mang lại hiệu quả kinh tế. Mặt khác, đối tượng này cũng khơng thể thải bỏ được vì độ tro của nó vẫn
nhỏ hơn quy định cho phép của Nhà nước (Quy định hiện hành của Nhà nước về thải bỏ đất đá khi
tuyển than có độ tro trên 75%). Lượng đất đá lẫn than có độ tro từ 60-70% tồn đọng ở các mỏ ngày
càng nhiều sẽ chiếm nhiều diện tích mặt bằng, thất thốt tài ngun và gây ơ nhiễm môi trường.
Các thiết bị máy lắng lưới chuyển động, máy tuyển tầng sôi và thiết bị tuyển nổi là những thiết bị
khá hiệu quả khi dùng để tuyển loại than có độ tro cao. Dùng cơng nghệ tuyển mới kết hợp giữa ba
thiết bị trên tuyển thử nghiệm hai mẫu đất đá lẫn than mỏ Núi Béo và Cọc Sáu (độ tro 60-65%), cho
phép thu hồi được trên 40% than sạch với độ tro khoảng 30%, đạt tiêu chuẩn cám 5aHG đem tiêu
thụ, nhằm tận thu tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
1. Đặt vấn đề
Đất đá lẫn than (ĐĐLT) là một khái niệm
mang tính tương đối để chỉ hỗn hợp than và đá

với tỷ lệ đá nhiều hơn than rất nhiều, nó đặc
trưng cho sản phẩm phụ trong q trình khai
thác than, cũng có thể là sản phẩm trên lưới
sàng của phân xưởng chế biến than chất lượng
thấp của mỏ mà ngành than thường gọi là “than
bã sàng”. Đặc điểm của ĐĐLT có độ tro từ 60%
đến 75% đối với cấp hạt nhỏ và trên 80% đối
với cấp hạt lớn. Lượng đất đá lẫn than này hiện
nay đang được chứa ở các “bãi thải tạm” vì sản
phẩm này chưa được phép thải, nhưng nếu đưa
đi sàng tuyển lại thì khơng đem lại hiệu quả kinh
tế.
Theo số liệu năm 2014 của Công ty CP Than
Cọc Sáu, lượng ĐĐLT của Công ty tồn đọng
năm 2013 là 1.635.973 tấn, độ tro 69 - 70%,
năm 2014 nguồn đất đá lẫn than phát sinh là
710.000 tấn, độ tro trên 60% (Công ty CP than
Cọc Sáu - Vinacomin, 2014). Theo báo cáo
khảo sát của mỏ Núi Béo, tổng lượng ĐĐLT năm
2014 tồn đọng là 6.129.294 tấn, độ tro 67 - 68%
(Công ty CP than Núi Béo - Vinacomin, 2015).

Đất đá lẫn than được chế biến trực tiếp tại mỏ
hoặc bán cho các đơn vị chế biến kinh doanh
trong TKV. Công nghệ chế biến đất đá lẫn than
phổ biến được thực hiện như sau:Nguồn đất đá
lẫn than được đưa qua sàng song (sàng sơ bộ
lưới 200x200mm) để loại bỏ đá quá cỡ; Sản
phẩm cấp - 200mm được cấp vào sàng rung
2 tầng lưới 70mm, và lưới 15mm hoặc (10mm)

để khử cám; Cấp +70 mm được nhặt thủ công
để thu hồi cục xô và thải loại đá, bã sàng có
cỡ hạt 15 - 70 mm được đưa vào tuyển bằng
các Modul tuyển nhỏ (huyền phù tự sinh, huyền
phù manhetit, băng tải dốc) thu hồi được 03 sản
phẩm gồm: than cục don (15 - 70mm), than bùn,
và thải loại (bùn thải + đá thải); Sản phẩm than
cục xô với than cục don (15-70mm) sau tuyển
được đem nghiền thành cấp -15mm sau đó pha
trộn với than cám sàng khô -15mm hoặc -10mm
thành than cám TCVN, than bùn được xả ra hồ
phơi khơ sau đó đem pha trộn thành than cám
TCVN; Sản phẩm thải được vận chuyển đi đổ
thải. Các thiết bị sàng tuyển do các đơn vị mỏ
đầu tư hoặc thuê thiết bị để chế biến.
Hầu hết các cụm Modul tuyển nhỏ chỉ thực

KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN

35


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

hiện được từ 65 - 70% so với công suất thiết
kế, các Modul nhỏ lẻ khơng tập trung, tính đồng
bộ của hệ thống chưa cao, hầu hết khâu xử lý
bùn nước còn đơn giản, có dây chuyền chi phí
nước rất lớn và bùn mịn có độ tro rất cao (độ tro
đến 60%) các nhà máy này thải bỏ gây ơ nhiễm

mơi trường. Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu
công nghệ nhằm thu hồi triệt để than sạch từ
nguồn ĐĐLT, tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu
ô nhiễm môi trường.
2. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu
Mẫu ĐĐLT được lấy từ các bãi thải tạm thuộc
Công ty CP than Cọc Sáu và Núi Béo. Than cấp
+3mm được tuyển bằng máy lắng lưới chuyển
động bán cơng nghiệp (hình 1). Máy có chiều
dài và chiều rộng lưới là 1x0,25m (Nhữ Thị Kim
Dung, 2011). Than cấp hạt -3mm, sử dụng 2
thiết bị chính là máy tuyển tầng sơi (hình 3) và
máy tuyển nổi phịng thí nghiệm (hình 2). Thiết
bị tuyển tầng sơi hình 3 có tiết diện 150x150mm.
Các tấm nghiêng phía trên có thể thay đổi được
chiều dài (600; 900; 1200mm), góc nghiêng (65;
70; 750) và khoảng cách giữa các tấm nghiêng
(37,5; 50; 75mm)(Phạm Văn Luận, 2012).

3. Kết quả và thảo luận
3.1. Tính chất mẫu nghiên cứu
Hai mẫu ĐĐLT được đem phân tích rây để
xác định thành phần độ hạt và phân tích chìm
nổi xác định thành phần tỷ trọng. Kết quả phân
tích rây thể hiện ở bảng 1 và 2.
Số liệu các bảng 1, 2 cho thấy: Mẫu ĐĐLT
mỏ Núi Béo có cỡ hạt lớn nhất là 50mm, ĐĐLT
mỏ Cọc Sáu Sim có cỡ hạt trên 50mm;Độ tro
của 2 mẫu đều trên 60%;Độ tro cấp hạt +50mm
than mỏ Cọc Sáu độ tro cao gần bằng 85%, thu

hoạch 11% nên sẽ thải bỏ; Than cấp hạt +35mm
mỏ Núi Béo có thu hoạch 8,5%, độ tro trên 87%
có thể thải bỏ.
ĐĐLT các cấp hạt +0,5mm mỏ Núi Béo, Cọc
Sáu được đưa phân tích chìm nổi ở các tỷ trọng
1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 và 2,0. Các cấp tỷ trọng
được gia cơng lấy mẫu đưa phân tích độ tro. Kết
quả phân tích thành phần tỷ trọng cho thấy:Hầu
hết các cấp hạt than trong mẫu than Núi Béo
và Cọc Sáu đều thuộc loại than khó tuyển đến
rất khó tuyển trọng lực. Vì vậy khi tuyển than
các cấp hạt có trong mẫu than Núi Béo và Cọc
Sáu bằng thiết bị tuyển trọng lực thơng thường

Hình 1. Máy lắng lưới chuyển động bán công nghiệp
Hình 2. Máy tuyển nổi
Bảng 1. Kết quả phân tích rây khơ ĐĐLT mỏ Núi
Béo

Hình 3. Thiết bị tuyển tầng sơi phịng thí nghiệm

36

Cấp hạt, mm

g, %

A, %

35 - 50

15 - 35
6 - 15
3-6
1-3
0,5 - 1
- 0,5
Tổng

8,50
18,84
17,65
17,91
12,79
9,02
15,29
100

87,10
79,65
68,08
59,49
47,17
44,88
34,12
60,38

KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ


Bảng 2. Kết quả phân tích rây khơ ĐĐLT mỏ Cọc
Sáu
Cấp hạt , mm

γ, %

A, %

+50

11

84,76

35 - 50

15,44

75,89

15 - 35

15,52

68,92

6 - 15

13,63


64,47

3-6

10,19

55,28

1-3

7,04

52,48

0,5 - 1

7,72

49,5

- 0,5

19,46

48,21

Tổng

100


63,06

sẽ cho hiệu quả tuyển không cao.Nghiên cứu
đề xuất phương án tuyển như sau: ĐĐLT các
cấp hạt +3mm của các mỏ đem tuyển bằng máy
lắng lưới chuyển động. Cấp hạt 0,5 - 3mm tuyển
trên máy tuyển tầng sôi. Cấp hạt -0,5mm dùng
máy tuyển nổi để nâng cao chất lượng.
3.2. Kết quả thí nghiệm tuyển
3.2.1. Thí nghiệm tuyển trên máy lắng luới
chuyển động
Tiến hành thí nghiệm trên máy lắng lưới
chuyển động các cấp hạt như sau: ĐĐLT mỏ
Núi Béo tuyển cấp hạt 3 - 35mm; ĐĐLT mỏ Cọc
Sáu tuyển cấp hạt 3 - 15mm và 15 - 50mm.
Các điều kiện thí nghiệm được xác định tối
ưu như sau:
- ĐĐLT cấp hạt 3 - 35mm Núi Béo: Tần số dao
động mặt lưới 110 lần/phút; chiều cao cửa cấp

liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới 55mm;
chiều cao ngưỡng tràn 44mm.Khi tuyển cấp hạt
3 - 35mm ở các chế độ công nghệ tối ưu thu
được 21,83% than sạch với độ tro đạt 43,62%,
thực thu phần cháy vào than sạch 36,08% và đá
thải có độ tro 81,02%.
- ĐĐLT cấp hạt 15 - 50mm Cọc Sáu: Tần
số dao động mặt lưới 110 lần/phút; chiều cao
cửa cấp liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới

55mm; chiều cao ngưỡng tràn 64mm.Khi tuyển
cấp hạt 15 - 50mm ở các chế độ công nghệ
tối ưu thu được 28,58% than sạch với độ tro
đạt 39,63%, thực thu phần cháy vào than sạch
53,72% và đá thải có độ tro 83,33%.
- ĐĐLT cấp hạt 3 - 15mm Cọc Sáu: Tần số dao
động mặt lưới 120 lần/phút; chiều cao cửa cấp
liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới 45mm;
chiều cao ngưỡng tràn 30mm. Khi tuyển cấp hạt
3 - 15mm ở các chế độ công nghệ tối ưu thu
được 41,05% than sạch với độ tro đạt 32,06%,
thực thu phần cháy vào than sạch 63,91% và đá
thải có độ tro cao 82,7%.
3.2.2. Thí nghiệm tuyển tầng sơi cấp hạt 0,5
- 3mm
Tiến hành thí nghiệm xác định lưu lượng
dịng nước lên tối ưu, các thơng số giữ cố định:
Chiều dài tấm nghiêng 900mm; khoảng cách
giữa các tấm nghiêng 37,5mm; góc nghiêng của
tấm nghiêng 700. Kết quả thể hiện trong bảng 3
và 4.
Dựa vào kết quả thí nghiệm ở bảng 3 và 4
cho thấy:

Bảng 3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của lưu lượng dịng nước lên đến kết quả tuyển máy tuyển tầng
sôi mẫu ĐĐLT Núi Béo
Lưu lượng (l/s)
1,8

1,9


2

2,1

Sản phẩm
Than sạch
Đá thải
Than đầu
Than sạch
Đá thải
Than đầu
Than sạch
Đá thải
Than đầu
Than sạch
Đá thải
Than đầu

g, %
46,76
53,24
100
48,31
51,69
100
51,39
48,61
100
53,07

46,93
100

A, %
7,27
76,73
44,25
9,02
77,89
44,62
10,7
80,13
44,45
11,88
81,12
44,37

e, %
77,78
 
 
79,37
 
 
82,61
 
 
84,06
 
 


KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN

37


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

Bảng 4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của lưu lượng dịng nước lên đến kết quả tuyển máy tuyển tầng
sôi mẫu ĐĐLT Cọc Sáu
Lưu lượng nước
(l/s)
2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

Sản phẩm

Thu hoạch, %

Độ tro, %

Than sạch
Đá thải

Trung gian
Than đầu
Than sạch
Đá thải
Trung gian
Than đầu
Than sạch
Đá thải
Trung gian
Than đầu
Than sạch

18,81
60,01
21,18
100
21,91
57,3
20,79
100
35,21
44,8
19,99
100
40,01

7,05
71,4
38,1
52,24

12,4
74,8
39,05
53,7
16,43
78,92
45,8
51,3
17,89

Đá thải
Trung gian

41,2
18,79

82,3
54,1

Than đầu

100

51,23

Than sạch
Đá thải
Trung gian
Than đầu


45,3
39,42
15,28
100

25,8
84,12
38,2
50,68

- Đối với mẫu ĐĐLT Núi Béo:Ở lưu lượng
dòng nước lên 2 l/s cho độ tro than sạch dưới
11% và độ tro đá trên 80%, cho thực thu phần
cháy trên 82%, các chỉ tiêu tuyển đạt yêu cầu.
- Đối với mẫu ĐĐLT Cọc Sáu: Ở lưu lượng
dòng nước lên 2,6 l/s cho độ tro than sạch xấp
xỉ 17,89% và độ tro đá trên 82%. cho thực thu
phần cháy trên 67%, các chỉ tiêu tuyển đạt yêu
cầu.
3.2.3. Thí nghiệm tuyển nổi cấp hạt -0,5mm
Cả 2 mẫu ĐĐLT mỏ Núi Béo và Cọc Sáu cấp
hạt -0,5mm khi đưa tuyển trong máy tuyển nổi
thí nghiệm dạng ngăn máy dùng dầu hỏa làm
thuốc tập hợp, tại chi phí dầu hỏa tối ưu (ĐĐLT
Núi Béo: 1600g/t, ĐĐLT Cọc Sáu: 1400g/t), nồng
độ bùn: 150g/l, chi phí thuốc tạo bọt dầu thông:
100g/t, các chỉ tiêu tuyển đạt được như sau:
- Mẫu than Núi Béo: Thu hoạch than sạch
9,16%; độ tro than sạch 12,26%; độ tro đá thải
>80%.

- Mẫu than Cọc Sáu:Thu hoạch than sạch
10,12%; độ tro than sạch 14,8%; độ tro đá thải
>83%.

38

Thực thu
phần cháy, %
36,61

41,45

60,42

67,36

68,15

4. Kết luận và kiến nghị
1. Các mẫu đất đá lẫn than của các mỏ Cọc
Sáu, Núi Béo có độ tro trên 60%;
2. Cấp hạt +35mm mẫu đất đá lẫn than Mỏ
Núi Béo và cấp hạt +50mm Mỏ Cọc Sáu có độ
tro trên 80% có thể thải bỏ, tuy nhiên để tận thu
than sạch có thể dùng phương pháp nhặt tay;
3. Tính khả tuyển các cấp hạt trong đất đá lẫn
than từng mỏ khác nhau có thể sẽ khác nhau,
nó dao động từ trung bình tuyển đến khó tuyển;
4. Kết quả tuyển lắng cấp hạt lớn trong đất đá
lẫn than, mỏ Cọc Sáu lấy ra than sạch có độ tro

dưới 35% mỏ Núi Béo đạt dưới 45%, đá thải có
độ tro đều trên 80%, có thể thải bỏ được;
5. Kết quả tuyển cấp hạt 0,5 - 3mm trong máy
tuyển tầng sôi đất đá lẫn than cả 2 mỏ đều lấy ra
được than sạch có độ tro dưới 20%, đá thải có
độ tro trên 80%;
6. Kết quả tuyển nổi mùn than - 0,5mm trong
đất đá lẫn than các mỏ cho phép lấy ra than sạch
có độ tro dưới 15%; đá thải độ tro trên 80%.
4.7. Sơ đồ kiến nghị tuyển loại đất đá lẫn than
vùng Hòn Gai - Cẩm Phả thể hiện trên hình 4.

KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN


THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ

Hình 4. Sơ đồ kiến nghị tuyển loại đất đá lẫn than
vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

Tài liệu tham khảo:
[1]. Nhữ Thị Kim Dung, 2011.Nghiên cứu
công nghệ tuyển bằng máy lắng lưới chuyển
động để tăng hiệu quả sử dụng than chất lượng
thấp của một số mỏ than vùng Quảng Ninh.
Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Chương 2, Trường Đại
học Mỏ - Địa chất.
[2]. Phạm Văn Luận, 2012. Nghiên cứu công
nghệ tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn
vùng Quảng Ninh. Luận án tiến sĩ kỹ thuật,

Chương 3+4, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
[3]. Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin,
2014. Phương án sàng tuyển chế biến sâu, thu
hồi than từ nguồn đất đá lẫn than tồn cũ và than
nguyên khai lẫn đất đá có độ tro cao phát sinh
trong q trình khai thác than.
[4]. Công ty CP than Núi Béo - Vinacomin,
2015. Phương án sàng tuyển chế biến sâu, thu
hồi than từ nguồn đất đá lẫn than tồn cũ và than
nguyên khai lẫn đất đá có độ tro cao phát sinh
trong quá trình khai thác than.

Recovery of the clean coal from the contaminated waste at some coal mines
at Hon Gai and Cam Pha areas by a combination of movable screen jig,
fluidized bed separator and flotation machine
Nhu Kim Dung, Vu Thi Chinh

Hanoi University of Mining and Geology
Summary:
The contaminated waste is a by-product generated during coal mining process. From this type of waste, a
clean coal yield of about 20% may be produced as its ash content varies in a range of 60% to 75%. The waste
is normally stockpiled separately at “temporary disposal dumps”. This waste is not regarded as a waste but it
is very costly to process. A large quantity of representative samples from Coc Sau and Nui Beo waste disposal
dumps have been collected and a number of experiments for clean coal recovery have been carried out using
a combination of low cost and highly efficient semi-industrial movable screen jig, fluidized bed separator
and flotation machine. The obtained clean coal and tailings qualities are in compliance with Vietnam quality
standards (clean coals suitable for trading and the tailings of over 80% ash suitable for disposal). The study
results suggest that the application of these new machines may allow significant recovery of clean coals from
contaminated wastes. This may significantly contribute to the reduction of environmental pollution while
ensuring the production viability and economic efficiency for the miners.


KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN

39