Báo cáo tổng kết đề tài

Nghiên cứu công nghệ xử lý thu hồi đồng từ
loại quặng đồng oxyt của mỏ đồng Sin Quyền

Cơ quan quản lý: Bộ Công Thơng
Cơ quan chủ trì: Tổng Công ty khoáng sản TKV 7886
Hà nội, tháng 3 năm 2010


Báo cáo tổng kết đề tài

Nghiên cứu công nghệ xử lý thu hồi đồng từ
loại quặng đồng oxyt của mỏ đồng Sin Quyền
Cơ quan chủ trì: Tổng Công ty khoáng sản TKV

Chủ nhiệm: Kỹ s. Đỗ Hữu Chiêm

Hà nội, ngày tháng 3 năm 2010
KT Tổng giám đốc
Phó Tổng giám đốc Nguyễn Minh Đờng

Hà nội, tháng 3 năm 2010

Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam
Bộ công thơng
tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam

tổng công ty khoáng sản - TKV

Hà nội, tháng 3 năm 2010

Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam
Bộ công thơng
tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam

tổng công ty khoáng sản tkv
Báo cáo tóm tắt đề tài

Nghiên cứu công nghệ xử lý thu hồi đồng từ
loại quặng đồng oxyt của mỏ đồng Sin Quyền


cơ quan và cá nhân tham gia thực hiện đề tài

TT Họ và tên
Học hàm học vị
chuyên môn
Cơ quan
I Cá nhân
1
Đỗ Hữu Chiêm
Kỹ s Tuyển khoáng T.Cty KS -TKV
2 Nguyễn Văn Thái Kỹ s Tuyển khoáng T.Cty KS -TKV
3 Nguyễn Thị Thanh Huyền Thạc sỹ Tuyển khoáng nt
4 Bùi Tiến Hải Kỹ s Tuyển khoáng nt
5 Nguyễn Minh Đờng
Thạc sỹ Quản lý khoa học
công nghệ
nt
6 Nguyễn Tiến Mạnh Kỹ s Tuyển khoáng
MTĐ Sin
Quyền
7 Bùi Giáp Xuân Kỹ s Hoá nt
8 Lý Xuân Tuyên Kỹ s Tuyển khoáng nt
II Cơ quan hợp tác
1 Công ty mỏ tuyển đồng Sin Quyền
2
Trung tâm phân tích thí nghiệm mẫu địa chất Cục địa chất khoáng sản
Việt Nam
3 Trung tâm chế biến và sử dụng khoáng sản, Hội Tuyển khoáng Việt Nam
4 Công ty luyện đồng Lào Cai
5 Viện khoa học & công nghệ mỏ luyện kim

triết kết hợp tuyển nổi Kết quả đã đa ra sơ đồ thí nghiệm quy mô bán công
nghiệp kết hợp cả tuyển nổi và ngâm triết với các chỉ tiêu đạt đợc nh sau:
- Thực thu tuyển nổi : 42%
- Thực thu hòa tách: 50%
- Sản phẩm tinh quặng đồng>20%Cu và bột đồng >85%Cu.
Báo cáo đã kiến nghị giải pháp xử lý đối tợng quặng đồng oxit của mỏ đồng
Sin Quyền theo hớng sát với thực tế sản xuất hiện nay của mỏ.
Đề tài hoàn thành mở ra triển vọng xử lý đợc một phần nguồn nguyên liệu
khó xử lý tại Mỏ đồng Sin Quyền, tăng khả năng thu hồi, qua đó tăng hiệu quả sản
xuất của Công ty và Tổng công ty. Đồng thời là cơ sở cho việc nghiên cứu ứng
dụng với đối tợng quặng đồng tơng tự tại các mỏ khác trên cả nớc./.

Hình Tên bảng biểu, sơ đồ Trang
1 Trữ lợng đồng trên thế giới 4
2 Biểu đồ giá đồng từ 2005 đến 2010 5
3 Sơ đồ công nghệ chế biến quặng đồng trên thế giới 6
4 Sơ đồ hòa tách xi mang hóa tuyển nổi 8
5 Sơ đồ tuyển nổi hòa tách xi măng hóa tuyển từ 9
6 Sơ đồ hòa tách lắng đọng tuyển nổi 10
7 Sơ đồ tuyển nổi hòa tách hấp thụ - điện phân 10
8 Sơ đồ tuyển nổi hòa tách chiết - điện phân 11
9 Sơ đồ gia công và chuẩn bị mẫu nghiên cứu 24
10 Đờng đặc tính độ hạt và phân bổ Cu của mẫu quặng nghiên cứu 27
11 Sơ đồ TN theo PP Heap leaching 29

19 Tổng hợp kết quả thí nghiệm theo 2 phơng án 38
20 Kết quả thu hồi đồng từ dung dịch ngâm triết 39
21 Kết quả cô đặc và làm sạch dung dịch 41
22 Tổng hợp các chỉ tiêu công nghệ quy mô bán công nghiệp 44
23 Dự kiến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chính 46
MC LC

IV Các TN lựa chọn chế độ và chỉ tiêu CN hòa tách hợp lý 30
IV.1 Thí nghiệm về ảnh hởng độ pH 30
IV.2 TN về ảnh hởng độ hạt , thời gian hòa tách 31
IV.3 Các thí nghiệm kết hợp tuyển nổi và hòa tách 35
IV.4
Các thí nghiệm thu hồi đồng trong dung dịch sau hòa tách bằng
phơng pháp ximang hóa
39
IV.5 Tuyển mẫu bán công nghiệp 42
V
Dự kiến mô hình áp dụng vào thực tế đối với quặng oxit mỏ
đồng Sin Quyền
45
VI Tác động môi trờng và định hớng các phơng pháp xử lý 49
Chơng III: Kết luận và kiến nghị

I Kết luận
49
II Kiến nghị
50

Tài liệu tham khảo
51

Phần phụ lục
51

Đề tài: Nghiên cứu CN xử lý thu hồi đồng từ quặng đồng oxit mỏ đồng Sin Quyền
Hà Nội tháng 2/2010
1
Lời mở đầu
Xác định đợc tầm quan trọng của kim loại trong nền kinh tế quốc dân
những năm gần đây chúng ta đã bắt đầu tăng cờng tìm kiếm thăm dò, khai thác,
chế biến phục vụ trong nớc và xuất khẩu. Tuy nhiên với tốc độ phát triển rất
nhanh của các ngành công nghiệp việc khai thác, chế biến kim loại còn rất khiêm
tốn và nhiều hạn chế, phần lớn là xuất khẩu nguyên liệu thô. Thực hiện chủ trơng
của Đảng và Nhà nớc là tiến hành công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc thì việc
nghiên cứu chế biến sâu các sản phẩm kim loại càng đóng vai trò quan trọng.
Tổng công ty khoáng sản TKV tiền thân là Tổng công ty khoáng sản Việt
Nam là đơn vị đã có nhiều năm kinh nghiệm trong việc khai thác và chế biến
khoáng sản kim loại mầu nh đồng, chì, kẽm, thiếc, wonfram hàng năm xuất
khẩu và đem về cho đất nớc một nguồn ngoại tệ lớn. Đi đầu trong thực hiện chủ
trơng của Đảng và Nhà nớc về chế biến sâu khoáng sản quý hiêm, tháng 8/2004
Tổng công ty đã khánh thành và đa vào sản xuất Nhà máy luyện kẽm thỏi có công
xuất 10.000 tấn/năm tại Thái Nguyên. Hai năm sau, tháng 6/2008 Nhà máy Luyện
đồng đầu tiên của Việt Nam đợc khánh thành và đa vào sản xuất tại khu Công
nghiệp Tằng loong, Lào Cai với công suất 10.000 tấn/năm.
Trớc nhu cầu nguyên liệu phục vụ cho các nhà máy luyện kim ngày một
khan hiếm và khó khăn. Để đáp ứng đủ nguồn nguyên liệu thì ngay từ bây giờ cùng
với chiến lợc tăng cờng tìm kiếm thăm dò thì hớng đầu t nghiên cứu chế biến
sâu để tăng hiệu quả thu hồi triệt để các loại khoáng sản luôn đợc Tổng công đặc
biệt coi trọng. Trớc mắt phải từng bớc tăng đợc hiệu quả thu hồi các khoáng sản
kim loại mầu, đặc biệt là kim loại đồng và kẽm. Xuất phát từ mục đích đó năm
2009, Tổng Công ty khoáng sản TKV đã đăng ký và đợc Bộ Công thơng đồng
ý giao cho thực hiện đề tài khoa học " Nghiên cứu công nghệ xử lý thu hồi đồng từ


Đề tài: Nghiên cứu CN xử lý thu hồi đồng từ quặng đồng oxit mỏ đồng Sin Quyền
Hà Nội tháng 2/2010
3
Chơng I: Tổng quan
I. Vài nét về kim loại đồng
Đồng là một kim loại có màu vàng ánh đỏ, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt
cao (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn điện
cao hơn). Đồng có lẽ là kim loại đợc con ngời sử dụng sớm nhất do các đồ đồng
có niên đại khoảng năm 8700 trớc công nguyên (TCN) đã đợc tìm thấy. Ngoài
việc tìm thấy đồng trong các loại quặng khác nhau, ngời ta còn tìm thấy đồng ở
dạng kim loại (đồng tự nhiên) ở mọi nơi.
Lịch sử của Đồng đã đợc ghi chép trong các t liệu của một số nền văn
minh cổ đại, và nó có lịch sử sử dụng ít nhất là 10.000 năm. Hoa tai bằng đồng đã
đợc tìm thấy ở miền bắc Iraq có niên đại 8.700 năm TCN. Khoảng 5.000 năm
TCN đã có những dấu hiệu của việc luyện, nấu đồng, việc tinh chế đồng từ các ôxít
đơn giản của đồng nh malachit hay azurit.
Đồng là vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt,
vì vậy nó đợc sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm: dây điện,
que hàn đồng, tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa, đúc tợng, cuộn
từ của nam châm điện, động cơ,
Trong tự nhiên đồng tồn tại dới các dạng sau:
- Đồng tự sinh: đợc hình thành chủ yếu trong đới oxi hóa của các thể
khoáng chứa các khoáng vật của đồng ở dạng sunfua và silicat. Các khoáng vật

giới
II.1. Trữ lợng đồng , giá cả và năng lực sản xuất trên thế giới
1) Trữ lợng đồng (hình 1)

2) Sản xuất đồng
Thống kê của tạp chí World copper mine production từ năm 1998 đến nay.
Sản lợng đồng sản xuất không ngừng tăng, trong 10 năm từ năm 1998 đến 2008
sản lợng tăng 28,6%. Biểu đồ sản lợng sản xuất đồng luôn có chiều hớng tiến
lên, điều đó cho thấy nhu cầu về đồng trên thế giới dự đoán sẽ còn tăng lên nữa.
Cũng theo tạp chí này dự kiến đến năm 2015 sản lợng đồng sản xuất trên toàn thế
giới sẽ đạt 20 triệu tấn.
Hiện nay Chi Lê là nớc sản xuất đồng lớn nhất thế giới sản lợng dự kiến
năm 2009 đạt 5,41 triệu tấn chiếm khoảng 31% sản lợng đồng trên toàn thế giới.
Tiếp theo là Trung Quốc, ấn độ

Bng 1: Sn xut ng trờn th gii (triu tn):
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
12,2 12,7 13,2 13,6 13,6 13,8 14,6 14,9 15,0 15.4e 15.7e 17.4e
Đề tài: Nghiên cứu CN xử lý thu hồi đồng từ quặng đồng oxit mỏ đồng Sin Quyền
Hà Nội tháng 2/2010
5
(Ngun t: world copper mine production)
World copper production

Source: WBMS www.world-bureau.com

Region %
Asia 43
America 32
Europe 19

- Sơ đồ tuyển nổi tập hợp - chọn riêng
- Sơ đồ tuyển nổi đồng thời các khoáng vật đồng sunfua và đồng bị oxi hoá.
- Tuyển nổi KV đồng từ quặng đồng bị oxi hoá hoặc từ quặng đuôi tuyển nổi
sunfua khi xử lý quặng đồng hỗn hợp.
Hình 3: Sơ đồ công nghệ chế biến quặng đồng trên thế giới
Mỏ
Đập thô
Đập
nhỏ
Triết ly
(Oxide)
(Chanlcocite)
Nghiền
Qu
ặ

2.2) Quặng đồng bị oxi hoá khó tuyển (quặng trơ)
Là quặng có đất đá đi cùng chứa nhiều sắt và muối hoà tan, thông thờng
ứng dụng các sơ đồ công nghệ sau:
a)Sơ đồ hoà tách bằng axit
áp dụng cho đối tợng quặng đồng ở dạng silicat, photphat, alumosilicat và
đồng liên kết với hyđroxyt sắt hoặc mangan, dùng tuyển nổi không có hiệu quả.
Thờng có các cách nh sau:
- Hoà tách tại vỉa quặng dới đất: phun hoặc bơm dung dịch axit theo các lỗ
khoan đến bề mặt vùng cần hoà tách, sau 3-4 tuần dùng bơm hút dung dịch hoà
tách lên để xử lý. u điểm của phơng pháp này là chi phí đầu t thấp, thời gian thu
hồi vốn nhanh, ít gây ô nhiễm môi trờng, thờng dùng để thu hồi đồng ở các mỏ
đồng có hàm lợng thấp, hoặc tận thu đồng tại các mỏ đồng đã khai thác.
- Hoà tách đống: tạo đống có chiều cao 60m, rộng 200m, dài 800m trên
nền xi măng hoặc bạt chịu axit. Phun dung dịch hoà tan (thờng là axit H
2
SO
4
) lên
đống và thu hồi dung dịch sau hoà tách đế đem xử lý. Phơng án này có u điểm
vốn đầu t nhỏ, chi phí thấp nhng thời gian hoà tách lâu.
- Hoà tách trong bể: có thể thực hiện bằng cách hoà tách thấm tan hoặc
khuấy
+ Hoà tách thấm tan: quặng đã đập đến -15+1mm (chứa <10%mùn). Quặng
đợc đổ vào bể làm bê tông dài 25-30m , rộng 35-62m, cao 2-6m hoặc thùng gỗ
tròn bên trong phủ bằng vật liệu chống axit. Quá trình hoà tan thực hiện trong sơ đồ
kín tức là dung dịch sau khi tách đồng đợc quay trở lại để hoà tan tiếp. Phơng
pháp này có u điểm là không phải nghiền mịn quặng trớc khi hoà tan, chi phí
axit thấp, nồng độ đồng trong dung dịch khá cao. Tuy nhiên thời gian hoà tách kéo
dài từ 6-20 ngày có khi > 3 tháng.
+ Hoà tách bằng khuấy: quặng đầu phải nghiền đến cỡ hạt 50-90% cấp hạt -


Để xi măng hoá đồng ngời ta thờng dùng sắt xốp (nghiền đến -2,5+0,5
hoặc -2+0,074mm) vụn sắt phoi gang, mẩu dây thép nghiền đến 1-5mm hoặc có thể
Quặng NK
Đập, nghiền
Hoà tách
T.nổi Cu xi măng hoá
T.vét
Khuấy
Xi măng hoá
T.nổi Cu sunfua
Quặng tinh
Thải
Hình 4: Sơ đồ hoà tách

xi măng hoá - tuyển nổi
Đề tài: Nghiên cứu CN xử lý thu hồi đồng từ quặng đồng oxit mỏ đồng Sin Quyền
Hà Nội tháng 2/2010
9
là clinke (chứa 15% sắt,2%Cu,45%đất đá). Qúa trình xi măng hoá đạt hiệu quả cao
nhất khi xi măng hoá trong máy đạt thực thu đến 99%, hàm lợng 60-87%Cu.
Bảng 2 : Chỉ tiêu làm việc của một số thiết bị ximăng hoá nh sau
Hàm lợng Cu trong dung dịch, g/l
Ban đầu Sau khi xi măng hoá


c)Sơ đồ hoà tách xi măng hoá - tuyển từ

Quặng NK
Tuyển nổi
Hoà tách
Tuyển t
ừ

Thải
Nghiền
Tuyển t
Qu
ặ
n
g
NK
Tuyển nổi
Quặng tinh sunfua Hoà tách
Hấp thụ
Bùn Thải
Sàng
Điện phân
Pha hữu cơ
Rửa
Đồn
g

Hình 7: Sơ đồ tuyển nổi- hoà tách

hấp thụ - điện phân

g)Sơ đồ liên hợp có dùng chất tạo phức để hoà tan đồng
Khi trong quặng có chứ nhiều khoáng vật cácbonat, kim loại kiềm thổ, các oxyt
và hydroxyt sắt, mângan, các alumosilicat và set, chúng sẽ tác dụng với axit làm
tăng chi phí axit, bởi vậy việc dùng axit để hoà tan đồng sẽ không kinh tế. Để hoà
tan đồng từ quặng và sản phẩm tuyển có thành phần nh trên ngời ta phải dùng
dung dịch amoniac, muối amoniac hoặc những chất khác, chúng sẽ tác dụng chọn
lọc thành phức chất dễ tan. Chất tạo phức thông dụng nhất là amoniac rẻ, có nguồn
dồi dào, không độc, dễ bị phân huỷ bằng quá trình hoá học hoặc vi sinh và dễ tái
sinh để dùng lại.
h)Sơ đồ liên hợp có nung khử sơ bộ quặng
Quặng NK
Tuyển nổi
Quặng tinh sunfua Hoà tách
Cô đặc - lọc
Thải
Chiế
t
Điện phân

Một số mỏ có triển vọng đang tiến hành tìm kiếm đánh giá :
+ Mỏ đồng An Lơng - Yên Bái.
+ Mỏ đồng Lũng Pô - Nậm Mít - Lào Cai.
+ Mỏ đồng Tả Phời - Cam Đờng - Tỉnh Lao Cai .
+ Đồng Suối On, Vạn Sài, Đá Đỏ - Tỉnh Sơn La.
+ Mỏ đồng Nậm Tia, Nậm Ngã, Nậm Kinh Lai Châu.
Ngoài ra khoáng hoá đồng, đồng-niken, đồng-môlipđen cũng đợc phát hiện
ở các tỉnh Nghệ An, Quảng Nam, Đà Nẵng, Đắc Lắc , Quảng Ngãi nhng cha rõ
triển vọng.
Cho đến nay chỉ có 2 mỏ đồng đợc thăm dò đủ số liệu tin cậy để thiết kế
khai thác qui mô công nghiệp là mỏ đồng Sin Quyền và mỏ đồng - Niken Bản
Phúc. Các mỏ còn lại: An Lơng, Làng Phát, Lũng Pô - Nặm Mít, Tả Phời Cam
Đờng, Suối On, Vạn Sài, Đá Đỏ - Tỉnh Sơn La, Nậm Tia, Nậm Ngã, Nậm Kinh -
Lai Châu mặc dù có triển vọng nhng đang ở giai đoạn tìm kiếm đánh giá trữ lợng
cha đủ tin cậy để khai thác. Mỏ đồng Lục Ngạn - Bắc Giang tuy đã đợc thăm dò
Đề tài: Nghiên cứu CN xử lý thu hồi đồng từ quặng đồng oxit mỏ đồng Sin Quyền
Hà Nội tháng 2/2010
13
nhng quy mô nhỏ lại thuộc dạng quặng carbonat không thể xử lý chung cùng một
công nghệ tuyển - luyện nh các mỏ đồng quặng nguyên sinh (quặng đồng sufua).
Bảng 3: Trữ lợng một số mỏ đồng chính của Việt Nam
Trữ lợng
Tên mỏ
Quặng(T) Đồng KL (T)
Hàm lợng
% Cu
Đồng Sin Quyền
52.792.162 564.876 1,07
Đồng Niken Bản Phúc
3.000.000 27.000 0,9

L - G trong hệ thống phần mềm DATAMINE để khoanh định tối u hoá ranh giới
khai trờng lộ thiên. Tiến hành khai thác lộ thiên trong 19 năm, khai thác hầm lò
21 năm. Một số thông số kỹ thuật chính :
- Chiều cao tầng : 12 m.
- Góc dốc sờn tầng : 65 70 độ .
- Bề rộng mặt tầng : 40- 60 m
- Hệ số bóc ( T/T) : 7
Gam thiết bị sử dụng: Máy xúc 4 m3, máy khoan xoạy đập KQG 150, xoay
cầu YZ - 35B, ôtô vận chuyển 32 tấn. Trừ thiết bị vận chuyển, thiết bị san gạt, các
thiết bị còn lại đều nhập khẩu của Trung Quốc .
+ Công tác tuyển khoáng: Sử dụng công nghệ tuyển nổi bán u tiên thu hồi
tinh quặng đồng - tinh quặng S, công nghệ tuyển từ - tuyển nổi thu hồi tinh quặng
sắt. Gam thiết bị đợc lựa chọn đồng bộ, nhập của Trung Quốc. Dùng hệ thống
PLC để tiến hành điều khiển, đo kiểm cấp thuốc, lấy mẫu, khống chế điều chỉnh
một số chỉ tiêu công nghệ tuyển . Khâu thu hồi sản phẩm dùng hệ thống lọc khung
bản tự động, công tác phân tích kiểm tra hàm lợng đợc thực hiện qua máy phân
tích quang phổ. Một số chỉ tiêu công nghệ đạt đợc từ năm 2006 đến nay:
b) Mỏ quặng đồng oxit
Một số điểm mỏ quặng đồng oxit đợc phát hiện, đến nay mới chỉ có mỏ
quặng đồng oxit (dạng cacbonat) tại Sơn Động, Bắc Giang đợc đa vào khai thác
và chế biến theo công nghệ ngâm chiết với công suất 30-35 tấn đồng catot/tháng.
Hàm lợng quặng nguyên khai 0,5-2%Cu, thực thu 73-75%.
IV. Sơ lợc về Mỏ đồng Sin Quyền và các nghiên cứu thu hồi đồng từ quặng
đồng oxit Mỏ đồng Sin Quyền, Lào Cai
1) Sơ lợc về mỏ đồng và Nhà máy tuyển nổi đồng Sin Quyền
Mỏ đồng Sin Quyền đợc phát hiện vào năm 1961, từ năm 1961 - 1973 đã
tiến hành công tác tìm kiếm, công tác thăm dò tỉ mỷ và hoàn thành công tác thăm dò