1

tổng công ty khoáng sản tkv
công ty tnhh 1tv kim loại màu nghệ tĩnh
báo cáo tổng kết đề tài
nghiên cứu thu hồi vàng từ b điện
phân thiếc và thu hồi thiêc trong
bùn quá trình hoà tách sắt trong
tinh quặng thiếc gốc

cNDA: KS. nguyễn đình duệ
6868
19/5/2008

nghệ an -3 /2008

vàng trong bùn điện phân thiếc

3
Nội dung chính của đề tài:
Lấy mẫu nghiên cứu thành phần vật chất: Phân tích thành phần độ
hạt, phân tích thành phần khoáng vật, phân tích từ
Trên cơ sở phân tích nghiên cứu mẫu, đồng thời thí nghiệm tuyển
mẫu công nghệ để xác định phơng pháp tuyển hợp lý nhất.
Lập luận lựa chọn sơ đồ công nghệ hợp lý để áp dụng sản xuất Công ty
Kết quả đề tài:
Xác định đợc sơ đồ công nghệ làm giàu thiếc và tách sắt, dùng
phơng pháp tuyển trọng lực, kết hợp thiêu và ngâm chiết bằng axit.
Kết quả thí nghiệm đề tài đặt yêu cầu chất lợng thiếc có hàm lợng
40%, sắt nhỏ hơn 5%, chỉ tiêu thu hồi đặt 50%.
Lựa chọn đợc sơ đồ công nghệ thu hồi vàng trong bùn điện phân thiếc.
Công ty là một đơn vị sản xuất kinh doanh nên điều kiện nghiên cứu
còn có nhiều hạn chế nhất định, do đó không thể tránh khỏi nhng sai sót.
Tác giả rất mong đợc sự góp ý của các đồng nghiệp.
4
Phần 1
Nghiên cứu công nghệ thu hồi thiếc
từ bùn hoà tách sắt trong tinh quặng thiếc

I. Quặng thiếc gốc và công nghệ tuyển
Quặng thiếc gốc chiếm tới 70% tổng tài nguyên khoáng sản chứa thiếc
trên toàn thế giới. Quặng thiếc gốc đặc trng bởi thành phần vật chất phức
tạp, hàm lợng thiếc nghèo, công nghệ làm giàu phức tạp, bao gồm nhiều

axit Clohyđoric.
Fe
2
O
3
+ 6HCl = 2FeCl
3
+ 3H
2
O
Fe
3
O
4
+ 8HCl = 2FeCl
2
+ FeCl
3
+ 4H
2
O
FeO + HCl = FeCl
2
+ H
2
O
FeO + Sb
2
O
5

Bi
2
O
3
+ 6HCl = 2BiCl
3
(3H
2
O)
PbOSiO
2
+ 2HCl +nH
2
O = PbCl
2
+SiO
2
(n+1)H
2
O
CaWO
4
+ 2HCl = 2CaCl
2
+ H
2
WO
4

CuO + 2HCl = CuCl

3
và FeCl
3
,
nồng độ axit trên 20% thì đảm bảo hai loại Clorua trên tan tốt trong dung
dịch.
Suất hoà tan phụ thuộc vào độ d axit, với lợng axit tỉ lệ 1:1 so với
lý thuyết thì độ hoà tan Sb, Pb, Fe đặt hiệu suất cao.
Nhiệt độ ảnh hởng tới suất hoà tan, nó không những làm tăng tốc độ
phản ứng hoá học mà còn tăng mức độ khuếch tán, thông thờng ngời ta hoà
tách nhiệt độ 110
0
C, trờng hợp không cho phép hoà tách nhiệt độ cao có thể
kéo dài thời gian hoà tách, tỉ lệ R/L = 1/4, nồng độ axit từ 20 đến 30%.

6
2. Thiêu oxi hoá tinh quặng thiếc.

Các khoáng vật tồn tại trong tinh quặng thiếc dạng sunfua gồm:
Cu
2
SnS
4
, FeS
2,
FeAsS, FeAsS
2
, FeAs
2
, Sb

2

2CuFeS
2
Cu
2
S +2FeS +1/2S
2
4FeAsS 4FeS + As
4

Pb
2
Sb
2
S
5
PbS + Sb
2
S
3Và bị oxi hoá theo phản ứng

2FeS + 7/2 O
2
= Fe
2
O


Sb
2
S
3
+ 9/2O
2
= Sb
2
O
3
+ 3SO
2

PbS + 3/2O
2
= PbO + SO
2Để hạn chế tạo thành oxit có hoá trị cao, cần thiêu trong môi trờng d
oxi ít, tinh quặng thiếc thờng đợc thiêu trong lò phản xạ, lò ống quay,
hoặc lò lớp sôi, hiện nay thờng thiêu trong lò lớp sôi. Nhiệt độ thiêu
thờng 800 đến 900
0
C, thời gian thiêu kéo dài trong khoảng 8h, thu hồi
thiếc khoảng 98%, suất bay bụi khoảng 8 đến 10%
II. Mẫu công nghệ và nghiên cứu thành phần vật chất
Sơ đồ công nghệ hoà tách sắt trong quặng thiếc gốc đang thực hiện
tại Công ty (Hình1)

sắt, nâng cao thực thu khi tuyển quặng gốc Quỳ Hợp Nghệ An. Quá trình
thực hiện hoà tách động tinh sắt trong quặng thiếc bằng axit clohyđoric.
Quặng thiếc sau khi hoà tách các tạp chất bằng dung dịch HCL, tiến
hành rửa bằng nớc sạch để thu tinh quặng đa đi xử lý: Tuyển từ, thiêu,
tuyển trọng lực

8
Dung dịch thải đợc xử lý bằng hoà tan trong sữa vôi, để trung hoà
axit, tuy nhiên do một số hạt khoáng vật chứa thiếc có kích thớc quá bé, lơ
lửng trong môi trờng, mặt khác sau khi hoà tách dung dịch có độ sệt cao,
đặc quánh nên đã cuốn trôi hạt quặng lơ lửng theo dòng bùn tràn thải ra
môi trờng. Trong nội dung đề tài"Giảm hàm lợng sắt nâng cao thực thu
khi tuyển quặng gốc Suối Bắc Quỳ Hợp Nghệ An" tác giả cha có giải pháp
thu hồi thiếc trong bùn mịn này, để hoàn thiện công nghệ, có biện pháp thu
hồi triệt để tài nguyên, trong đề tài này tác giả tập trung nghiên cứu tìm giải
pháp thu hồi bùn và xử lý nâng cao hàm lợng thiếc, khử sắt, đa tinh
quặng bùn đảm bảo tiêu chuẩn luyện thiếc
2. Phơng pháp lấy mẫu công nghệ.
Căn cứ điều kiện thực tế, chọn phơng pháp lấy mẫu cắt dòng.
Dùng gáo lấy mẫu chuyên dùng cắt ngang dòng bùn thải, chu kì cắt 5
phút một lần, toàn bộ mẫu đợc nhập chung vào để làm mẫu cơ sở, mẫu cơ
sau khi sấy khô, chuyển thành bột, có màu nâu vàng. Mẫu này đợc dùng
làm mẫu nghiên cứu.
3. Nghiên cứu thành phần vật chất
Mẫu bùn quặng sau khi lấy xong tiến hành phân tích rây bằng
phơng pháp rây ớt, thông qua các rây có lỗ lới: 0,25; 0,14; 0,074`mm;
các cấp sản phẩm lần lợt đem đun bay hơi chất lỏng, phần bã rắn kết tủa
đa cân trọng lợng trên cân điện tử, sau đó tính thành phần cho từng cấp
hàm lợng và cụ thể nh sau.
Bảng 1.Kết quả phân tích thành phần độ hạt


TT Cấp hạt
Trọng lợng
(gam)
Hàm lợng
Fe(%)
Phân bổ Fe theo
cấp hạt(%)
1 + 0,25 180 32,11 4,56
2 - 0,25+0,14 172 33,15 4,49
3 - 0,14+0,074 222 39,56 6,92
4 - 0,074 2808 37,96 84,02
5 Cộng 3382 37,51 100

Thiếc và sắt cũng phân bổ chủ yếu cấp hạt - 0,074mm, hàm lợng
thiếc , sắt trong từng cấp hạt giao động không đáng kể. Vì vậy rất khó khăn
cho việc lựa chọn giới hạn cho cấp hạt đa tuyển.
Bảng.4. Kết quả phân tích hoá mẫu nghiên cứu
Hàm lợng khoáng vật (%)
TT
Tên gọi
Sn Fe Pb Sb As
1 Mẫu nghiên cứu 7,98 37,51 0,15 0,8 0,046
Để xác định độ tinh khiết của hạt Caxiterit độ hạt 0,5mm, đã tiến
hành nhặt 5 hạt và tiến hành phân tích microzon.

10
Bảng 5. Kết quả phân tích Mỉcozon hạt caxiterit
Thành phần các khoáng vật
TT Số hạt

tuy nhiên ta có thể tuyển sơ bộ bằng phơng pháp trọng lực để làm giàu
thiếc giảm hàm lợng sắt thực hiện trên bàn đãi bùn( Giới hạn cấp hạt
tuyển - 0,074mm), sau đó tuyển tách sắt bằng tuyển từ hay hoà tách.
III. Nghiên cứu công nghệ tuyển khoáng
Các tạp chất ảnh hởng tới quá trình nấu luyện chủ yếu là sắt, nên
công nghệ ở đây tập trung vấn đề xử lý sắt và nâng cao hàm lợng thiếc. Để
khử sắt ta có thể tiến hành theo các phơng pháp nh trình bày trên, tuy
nhiên việc lựa chọn phơng pháp phù hợp cho đối tợng quặng, nhóm tác
giả đã lựa chọn phơng pháp nghiên cứu tuyển thử nghiệm mẫu.

11
1. Thí nghiệm tuyển từ.
Mẫu thí nghiệm sau khi đợc sấy khô đánh tơi, dạng bột, tiến hành
rây phân tích thành hai cấp hạt. Cấp +0,074mm dùng làm mẫu thí nghiệm
tuyển từ khô, cấp - 0,074mm dùng làm mẫu thí nghiệm tuyển từ ớt.
Sau khi lấy mẫu phân tích hoá Fe và Sn, cân xác định trọng lợng
mẫu nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm tuyển từ trên máy tuyển từ đĩa có
ba đĩa với cờng độ từ trờng khác nhau.
Mẫu thí nghiệm Tuyển từ yếu
Tuyển từ trung


(%)
Mức thu hồi
(%)
TT Sản phẩm
Trọng
Lợng
Sn Fe Sn Fe
Thu
hoạch
(%)
1 Sản phẩm không từ 180 8,3 36,29 91,91 84,87 90,9
2 Sản phẩm có từ 18 7,31 64,67 8,09 15,13 9,91
3 Mẫu thí nghiệm 198 8,21 38,87 100 100 100

Nhận xét
Kết quả thí nghiệm tuyển từ trên: Tuyển từ khô và tuyển từ ớt đều
cho chỉ tiêu thu hồi thấp, hàm lợng sắt trong các sản phẩm thay còn rất cao
(37,4%, 36,29%), nh vậy để tách sắt trong trờng hợp này không thể trực
tiếp tuyển từ đợc mà có thể thông qua khâu nung từ hoá- tuyển từ hoặc sử
dụng phơng pháp hoà tách bằng axit, qua kinh nghiêm thực tế, đối cấp hạt
mịn sử dụng phơng pháp hoà tách cho kết quả tốt hơn.
2. Thí nghiệm bằng phơng pháp hoà tách axit
Để đảm bảo cho BiCl
3
và FeCl
3
không bị thuỷ phân, tỉ lệ axit đợc chọn
nồng độ axit d lớn hơn 20%, quá trình thí nghiệm lựa chọn hoà tách động,
không gia nhiệt (hỗn hợp quặng và axit đóng vào chai nhựa và lắp trên thiết bị
quay tốc độ 100v/phút), dung môi axit Clohyđric nồng độ 30%. Chu kì mỗi lần


Lọc tách dd cũ, rửa axit Sấy khô
Tinh quặng Dung dịch, bùn quặng
Hình3. Sơ đồ thí nghiệm hoà tách sắt bằng HCL

14
Nhận xét
Nếu sử dụng phơng pháp hoà tách bằng axit Clohydric thì hàm lợng
sắt trong quặng đầu giảm đáng kể từ 38,87% xuống còn 10,06%, tuy nhiên
với mục tiêu đa hàm lợng sắt xuống nhỏ hơn 5%, theo tiêu chuẩn tinh
quặng luyện thiếc thì cha đặt yêu cầu, vì vậy cần phải tiếp tục nghiên cứu
để đạt mục tiêu đã đề ra.
3. Thí nghiệm tuyển trọng lực.
Để làm giàu thiếc cần đợc thí nghiệm tuyển sơ bộ trên bàn đãi bùn
cho phép tuyển cấp hạt nhỏ hơn 0,074mm.
Mẫu thí nghiệm, phân cấp rây thành hai nhóm: +0,074mm và-
0,074mm, lần lợt tuyển trên bàn đãi.
Thiết bị rây thực hiện trên máy rây thí nghiệm kiểu rung, lới sàng lỗ
0,074mm, thực hiện sàng ớt, sản phẩm dới sàng tự chảy về khay chứa
mẫu, để lắng tự nhiên, sau đó khử nớc thu hồi sản phẩm. Sản phẩm trên
lới thu hồi định kỳ.
Nhóm +0,074 tuyển trên bàn đãi mịn cho phép tuyển cấp hạt -
0,5+0,074
Nhóm -0,074 tuyển trên bàn đãi bùn cho phép tuyển cấp hạt -

Hình.4. Sơ đồ công nghệ thí nghiệm tuyển trọng lực

Bảng.8.Kết quả thí nghiệm tuyển trọng lực trên bàn đi

Hàm lợng
(%)
Mức thu hồi
TT
Tên sản
phẩm
TLợng
Sn Fe Sn Fe
Ghi chú
1 Tinh quặng 14,9 29,51 34,48 55,11 13,21
2 Đuôi thảI 85,1 4,21 39,64 44,89 86,79
3 Quặng đầu 100 7,98 38,87 100 100

Để nâng cao chỉ tiêu thu hồi khi tuyển trọng lực mẫu, đối cấp hạt
0,074mm, cần phải đợc khử bùn. Hệ thống khử bùn thờng sử dụng xoáy
lốc, phân ly côn Để đơn giản nhất và phù hợp điều kiện thực tế tại công
ty nhóm tác giả đã lựa chọn phơng pháp kết hợp rửa thủ công qua phân ly
côn khử bùn, với đặc tính kỹ thuật thiết bị cho phép thải cấp - 0,03mm. 16
Bảng.9. Kết quả thử nghiệm mẫu rửa

TT
Tên sản phẩm Trọng lợng
Hàm

C, thời gian thiêu 8giờ. Quặng sau khi thiêu đợc tiến hành hoà
tách bằng axit clohydric nồng độ 30%. Sơ đồ công nghệ theo (Hình.5)
Ngâm chiết giai đoạn một thực hiện trong thời gian 8giờ, tỉ lệ R/L : 1/4,
Giai đoạn hai, tỉ lệ axit nồng độ 30% cũng chọn tỉ lệ R/L: 1/4 (Phù hợp
điều kiện sản xuất sau này), quá trình thực hiện, sau 4giờ bắt đầu lấy mẫu

17
dung dịch xác định nồng độ sắt trong dung dịch, lần lợt sau 1 giờ tiếp theo lại
tiến hành lấy mẫu xác định nồng độ sắt dung dịch, kết quả sau 14 giờ nồng độ
sắt trong dung dịch gần nh bão hoà. Tiến hành lọc thu hồi sản phẩm.
Bảng.10.Kết quả thí nghiệm kết hợp thiêu oxi hoá
hoà tách sắt bằng HCl
Hàm lợng(%) Mức thu hồi(%)
TT Tên sản phẩm Tlợng
Sn Fe Sn Fe
Ghi chú
1 Tinh quặng 70,5 40,4 5,3 96,7 10,84
2 ThảI 19,5 5,01 - 3,3 -
3 Quặng đầu 100 29,46 34,48 100 100

Nhận xét
Nếu nghiền nhỏ tới cấp hạt - 0,2mm, sau đó kết hợp thiêu oxi hoá và
hoà tách bằng axit clohydric cho sản phẩm cuối cùng Sn có hàm lợng
40,4%, sắt đặt 5,3%.
IV. Lựa chọn sơ đồ công nghệ tuyển bùn thải quá trình
hoà tách sắt từ quặng thiếc gốc.
Từ kết quả thí nghiệm thăm dò cho thấy không thể sử dụng trực tiếp
phơng pháp tuyển từ, hoặc hoà tách bằng axit để nâng cao hàm lợng thiếc
và giảm hàm lợng sắt theo yêu cầu, trong bùn thải sản phẩm quá trình hoà
tách sắt từ quặng thiếc gốc.

+ Bàn đãi bùn có các thông số:
Cấp hạt liệu đa tuyển - 0,074mm
Năng suất 100 Kg/h
Tần số lắc 320-350lần/phút
Biên độ 8-12mm
Công suất động cơ 0,5Kwh
+ Bàn đãi mịn
Cấp hạt liệu đa tuyển -0,5+0,074mm
Năng suất 300Kg/h
Tần số 270 - 320lần/phút
Biên độ 12-18mm
Công suất động cơ 0,5Kwh
Phân cấp sàng 0,2mm cũng đợc thực hiện bằng sàng gắn trực tiếp
trên bàn đãi, sản phẩm +0,2mm nghiền qua máy đập trục thí nghiệm, đờng
kính trục 400mm, công suất động cơ 4,5Kwh.

19
+ Thiêu oxi hoá
Thiết bị thiêu oxi hoá thực hiện trong lò thiêu phản xạ, lò có diện tích
2m
2
, lò xây bằng gạch sa mốt, cấp nhiệt bằng đốt than cục quảng ninh.
Quy trình thiêu
Giai đoạn 1: Thiêu trong 4h nhiệt độ thiêu 600
0
C
Giai đoạn 2: Thiêu trong 4h, nhiệt độ thiêu 800
0
C
+ Hoà tách sắt


20
Quặng sau đãi Sấy khô
Sàng phân cấp
+0,2mm
- 0,2mm
Thiêu oxi hoá
HCl(30%) Đập trục Hoà tách
Lọc dung dịch

HCl(30%) Hoà tách


Bàn đãi gằn
(Tuyển theo cấp hạt) Phân cấp (0,2mm)

- 0,2mm Đập

Thiêu oxi hoá HCl(30%) Hoà tách
Tinh quặng Thải dung dịch Thải cát
Hình.6. Sơ đồ công nghệ xử lý bùn thải quá trình ngâm tách axit

22
Dung dịch thải(Quá trình khử Fe) Bể lọc cát
CaO Bùn lắng Bể xử lý DD

Dung dịch tái sinh

Tinh quặng Dung dịch thải

Hình.7. Sơ đồ thu hồi thiếc trong bùn khử sắt bằng HCL

23
Phần 2
Nghiên cứu công nghệ thu hồi vàng
từ b điện phân thiếc

I. Đặt vấn đề
Gần đây Công ty TNHH - 1TV Kim loại màu Nghệ Tĩnh đã áp dụng
công nghệ mới tinh luyện thiếc bằng phơng pháp điện phân và đã sản xuất
đợc thiếc sạch thơng phẩm loại Sn1 99,95% Sn.
Trong lu trình công nghệ tinh luyện điện phân này, ngoài sản phẩm
thiếc sạch còn thu đợc một loại bã điện phân thiếc, thờng gọi là bùn anôt
thiếc. Công ty đã sử dụng bùn này làm hồi liệu để tận thu thiếc.
Giải pháp nêu trên mang tính chất đối phó, vì tuy có thể thu hồi đợc
phần thiếc có trong bùn anôt, nhng không lấy ra đợc các kim loại quý
hiếm nh vàng, bạc và bismut tích tụ ở trong.
Trớc tình trạng đó, trong đề tài cấp Bộ của Công ty có một phần
nghiên cứu công nghệ thu hồi vàng từ bùn anôt thiếc, nhằm tăng cờng hiệu
quả kinh tế kỹ thuật cho quá trình điện phân tinh luyện thiếc hiện hành ở
Công ty.
Vấn đề cần đặt ra để suy nghĩ trớc khi bắt tay vào nghiên cứu là việc
thu hồi vàng từ bùn anôt thiếc không thể tiến hành một cách riêng rẽ mà
phải gắn chặt với việc tận thu thiếc. Nói một cách khác, thu hồi vàng chỉ là
một công đoạn trong lu trình công nghệ xử lý bùn anôt
II. Tổng quan về tình hình xử lý bùn anôt thiếc

(Brazil)
Bùn anôt 25-38 3-5,5 1-1,5 1,2-5 18-36 7-12 0,3-2
Thiếc thô 90-95 Tạp chất chủ yếu là Pb
Thiếc
catot
99,92-
99,98
0,0035 Sb+Cu+Fe:<0,001
7
Cappar Pass
Chempur
Bùn anôt 25-35 30-40 Sb, Cu, Bi rất ít
Công ty Kim
loại màu
Thái Nguyên
Bùn anôt 39,91-
42,75
0,17-
2,03
0,18-
4,1
7,6-
15,94
1,5-6,4 5,63-
7,54
0,5-1,52
Từ số liệu thống kê trên, chúng tôi nhận rằng:
- Thành phần bùn anốt của các cơ sở sản xuất rất khác nhau do có sự
khác biệt về thành phần hoá học của thiếc thô đợc sản xuất từ các nguồn
quặng khác nhau và công nghệ tinh luyện.
Bùn anôt thiếc
Hoà tách trực tiếp
Thiêu oxi hoá
Hoà tách
Bã giầu SnO
2
Dung dịch

Xi măng hoá Thuỷ phân
BiOCl
Hoàn nguyên
Kim loại Bi

Nấu chảy