Tài liệu Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu đề tài nghiên cứu phụ gia đè chìm cho tuyển nổi quặng apatit loại ii

Héi ho¸ häc viÖt nam viÖn ho¸ häc c«ng nghiÖp viÖt nam --------------------------------------- b¸o c¸o tæng kÕt kÕt qu¶ nghiªn cøu ®Ò tµi nghiªn cøu phô gia ®Ì ch×m cho tuyÓn næi QuÆng apatit lo¹i II 6762 24/3/2008 Hµ néi 12/2007 1 Môc lôc B¶ng c¸c kÝ hiÖu viÕt t¾t 2 I. §Æt vÊn ®Ò 3 II. §Æc ®iÓm vµ sù h×nh thµnh quÆng apatit Lµo Cai -ViÖt Nam 3 II.1. QuÆng apatit ®¬n kho¸ng (lo¹i 1) 4 II.2. QuÆng apatit dolomit (QuÆng lo¹i 2) 4 II.3. QuÆng apatit th¹ch anh (lo¹i 3) 5 III. C¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn quÆng apatit lo¹i 2 6 III.1. TuyÓn theo ph−¬ng ph¸p huyÒn phï (träng lùc) 7 III.2. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ho¸-tuyÓn næi 7 III.3. Ph−¬ng ph¸p nung thiªu 8 III.4. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi 8 IV. Tinh bét vµ øng dông cña tinh bét trong c«ng nghiÖp 13 IV.1. Tinh bét 13 IV.2.Tinh bét biÕn tÝnh vµ øng dông cña chóng trong c«ng nghiÖp 14 V. Môc tiªu vµ néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi 16 V.1. Môc tiªu cña ®Ò tµi 16 V.2. Néi dung cña ®Ò tµi 16 VI. Thùc nghiÖm 17 VI.1. ThÝ nghiÖm tuyÓn s¬ bé ®Ó lùa chän chÊt ®Ì ch×m 17 VI.2. Nghiªn cøu c«ng nghÖ tæng hîp tinh bét biÕn tÝnh cms 22 VI.3. ThÝ nghiÖm tuyÓn quÆng lo¹i 2 b»ng CMS chÕ t¹o ®−îc 32 VII. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 38 Tµi liÖu tham kh¶o 39 2 B¶ng C¸c kÝ hiÖu viÕt t¾t KÝ hiÖu t¾t NghÜa α Hµm l−îng chÊt cã Ých trong quÆng ®Çu,% β Hµm l−îng chÊt cã Ých trong quÆng tinh,% θ Hµm l−îng chÊt cã Ých trong quÆng ®u«i,% γ Thu ho¹ch cña c¸c s¶n phÈm tuyÓn, % ε Thùc thu cña chÊt cã Ých trong quÆng tinh, % CMS Tinh bét cacboxymetyl DS §é thÕ RE% HiÖu suÊt AGU 1 m¾t xÝch tinh bét SMCA Natri mono clo acetat 3 I. §Æt vÊn ®Ò ë n−íc ta, nguån nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n lµ quÆng apatit Lµo cai. Tr÷ l−îng quÆng lo¹i 1, 2 vµ 3 vµo kho¶ng 502 triÖu tÊn. Trong ®ã quÆng apatit lo¹i 2 chiÕm kho¶ng 235 triÖu tÊn. Trªn thÕ giíi còng nh− ë ViÖt nam hiÖn nay, quÆng apatit lo¹i 2 cã tr÷ l−îng lín nh−ng chñ yÕu chØ sö dông trùc tiÕp ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n nung ch¶y, phèt pho vµng víi sè l−îng h¹n chÕ. ë ViÖt nam, quÆng apatit lo¹i 2 míi chØ ®−îc khai th¸c vµ sö dông kho¶ng 1%. Khi nguån quÆng lo¹i 1 vµ lo¹i 3 c¹n kiÖt th× quÆng apatit lo¹i 2 lµ nguån nguyªn liÖu chñ lùc cho s¶n xuÊt ph©n bãn chøa l©n ë ViÖt nam, quÆng 2 kh«ng chØ ®−îc sö dông trùc tiÕp cho nhu cÇu s¶n xuÊt ph©n l©n nung ch¶y mµ cÇn ®−îc lµm giµu ®Ó n©ng cao hµm l−îng P2O5 cung cÊp cho ngµnh s¶n xuÊt ph©n bãn. II. §Æc ®iÓm vµ sù h×nh thµnh quÆng apatit Lµo Cai -ViÖt Nam QuÆng apatit Lµo cai thuéc thµnh hÖ metaphosphoric (apatit-dolomit), lµ thµnh hÖ chñ yÕu ®−îc sö dông cho ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt ph©n bãn chøa l©n ë n−íc ta. VÒ tr÷ l−îng th× thµnh hÖ apatit-dolomit cã tr÷ l−îng lín nhÊt ph©n bè däc theo bê ph¶i s«ng Hång thuéc ®Þa phËn Lµo cai. Má apatit Lµo cai cã chiÒu dµy 200m, réng tõ 1-4km ch¹y dµi 100 km n»m trong ®Þa phËn ViÖt nam, tõ B¶o hµ ë phÝa §«ng nam ®Õn B¸t x¸t ë phÝa b¾c, gi¸p biªn giíi Trung quèc. QuÆng apatit ë ®©y ®−îc ph¸t hiÖn tõ n¨m 1924. C¸c nhµ ®Þa chÊt ®· hoµn thµnh c¸c nghiªn cøu vÒ kh¶o s¸t chi tiÕt ®Þa tÇng chøa apatit, nghiªn cøu cÊu tróc kiÕn t¹o cña khu má, nghiªn cøu vµ x¸c ®Þnh tr÷ l−îng tõng lo¹i quÆng. Theo thµnh phÇn ho¸ häc, kho¸ng vËt, th¹ch häc quÆng apatit ®−îc ph©n chia ra ba d¹ng c¬ b¶n: QuÆng lo¹i 1 lµ lo¹i apatit đơn kho¸ng giàu P2O5 (hàm lượng từ 37% trở lªn) . Quặng loại 2 là loại apatit dolomit (hàm lượng P2O5 23-26%). Quặng loại 3 là loại apatit thạch anh (hàm lượng P2O5 từ 14-19%). 4 II.1. QuÆng apatit ®¬n kho¸ng (lo¹i 1). C¸c quÆng apatit ®¬n kho¸ng th−êng xèp, kh«ng cøng, dÔ tan vôn, ®−îc ®Æc tr−ng bëi tÝnh ®a s¾c, tõ mµu xanh x¸m ®Õn mµu tÝm than. Chóng th−êng cã c¸c thí máng, thí nøt ë d¹ng h×nh b×nh hµnh ®éc ®¸o, ®Æc tr−ng cho phosphorit d¹ng h¹t mÞn (vi h¹t). Gåm nh÷ng h¹t liªn kÕt chÆt chÏ víi cì 0,01- 0,06 mm, h¹t cã kÝch th−íc gièng nhau h×nh trßn kh«ng hoµn chØnh, thØnh tho¶ng thÊy nh÷ng tinh thÓ apatit d¹ng l¨ng trô lín h¬n (chñ yÕu gåm c¸c bao thÓ th¹ch anh). PhÇn lín nh÷ng h¹t apatit chøa c¸c bao thÓ th¹ch anh rÊt nhá vµ hydroxit s¾t ®«i khi oxit mangan. C¸c quÆng apatit ®¬n kho¸ng ®−îc ®Æc tr−ng bëi ®é xèp cao (tõ 10 - 20%, theo tÝnh to¸n trong c¸c l¸t c¾t máng), c¸c lç xèp nµy ®−îc t¹o nªn do kÕt qu¶ röa lòa cña cacb«nat, cã d¹ng h×nh trßn kh«ng hoµn chØnh víi cì tõ 0,04- 0,1mm. Hµm l−îng trung b×nh P2O5 trªn c¶ bÒ dµy cña tÇng quÆng trong c¸c quÆng apatit ®¬n kho¸ng dao ®éng trong kho¶ng tõ 35- 40%, hµm l−îng trung b×nh cho toµn kho¸ng sµng lµ 38,6%. Hµm l−îng CO2 trong apatit ®¬n kho¸ng rÊt thÊp hoÆc kh«ng cã, do sù röa lòa hÇu nh− hoµn toµn c¸c kho¸ng vËt cacb«nat. PhÇn kh«ng tan chñ yÕu lµ SiO2. Trong quÆng nµy kh«ng cã mÆt l−u huúnh d−íi d¹ng sunfua. PhÇn phi phosphat cña quÆng chñ yÕu lµ sesquioxit. Ph©n tÝch ho¸ lý vÒ thµnh phÇn kho¸ng vËt cho thÊy trong quÆng nµy cã chøa 90 - 95% fluoapatit, mét l−îng canxit kh«ng ®¸ng kÓ vµ kh«ng cã dolomit. NghiÒn quÆng ®¬n kho¸ng ®Õn kÝch th−íc h¹t tõ 15-60µm cã thÓ t¸ch ra ®−îc apatit, hµm l−îng 95-96% d¹ng tinh khiÕt, chØ 4-5% d¹ng liªn tinh, chñ yÕu lµ liªn kÕt víi th¹ch anh vµ hydroxit s¾t, chÝnh nh÷ng liªn tinh Êy th−êng t¹o thµnh nh÷ng vÕt ë vïng quanh c¸c h¹t apatit hoÆc chøa c¸c m« ë trªn bÒ mÆt cña chóng. Mét phÇn nhá hydroxit s¾t ë d¹ng bao thÓ pelit bªn trong cña c¸c h¹t apatit. II.2. QuÆng apatit dolomit (QuÆng lo¹i 2). C¸c quÆng apatit dolomit lµ nh÷ng ®¸ mµu x¸m, x¸m xanh, x¸m thÉm rÊt r¾n ch¾c, cã d¹ng khèi, thØnh tho¶ng cã d¹ng d¶i mê ®Òu ®−îc ®Æc tr−ng bëi cÊu t¹o vi h¹t vµ h¹t nhá. Trong thµnh phÇn cña chóng chøa tíi 65-70% apatit, tõ 10 ®Õn 30% cacb«nat, c¸ biÖt cã nh÷ng mÉu tíi 60%. Ngoµi ®¸ ra, kho¶ng 5-10% lµ th¹ch anh, xcacp«lit, muskovit vµ pirit. ë nÒn cña tÇng quÆng, quan s¸t ®«i chç cã 5 nh÷ng líp kÑp, d¹ng thÊu kÝnh kh«ng dµy l¾m ( 0,2 - 0,3 µm ), chøa mangan, dolomit, apatit víi hµm l−îng MnO tõ 3÷5%. Apatit t¹o nªn nh÷ng h¹t trßn kh«ng hoµn chØnh víi kÝch th−íc nhá nhÊt ®Õn 0,05 - 0,07 mm. Cã chç bÞ g¾n chÆt l¹i, hoÆc ®−îc chøa trong xim¨ng cacb«nat, c¸c h¹t apatit ®«i khi t¹o nªn nh÷ng m¹ch nhá vµ d¶i nhá n»m song song víi vØa quÆng. VÒ c¬ b¶n, cacb«nat lµ dolomit, cã mét l−îng nhá canxit. Canxit th−êng ë d¹ng tinh thÓ nhá vµ võa, chñ yÕu t¹o nªn c¸c lç hæng vµ c¸c khe nøt trong ®¸. Dolomit t¹o nªn c¸c h¹t cïng cì víi kÝch th−íc 0,08- 0,15 mm, ®«i khi ®Õn 0,31,2 mm. PhÇn lín th¹ch anh t¹o nªn nh÷ng bao thÓ kh«ng hoµn chØnh cì tõ 0,04 ®Õn 0,15-20 mm, n»m xen kÏ gi÷a c¸c h¹t apatit. Trong nh÷ng bao thÓ Êy cña th¹ch anh th−êng thÊy nh÷ng tinh thÓ apatit d¹ng l¨ng kÝnh rÊt nhá. Xcacp«lit vµ muskovit cã mÆt víi l−îng kh«ng ®¸ng kÓ. Xcacp«lit cã mµu tr¾ng, h¹t cã d¹ng l¨ng trô víi cì 0,02- 0,05 mm (theo trôc dµi). Muskovit t¹o nªn nh÷ng phiÕn l¸, th−êng máng −íc chõng 0,02- 0,05 mm. Sù cã mÆt cña pirit (1÷3%) - ®Æc tr−ng cho quÆng apatit dolomit. Hµm l−îng P2O5 cña quÆng apatit dolomit th−êng biÕn ®æi, theo bÒ dµy cña tÇng quÆng, dao ®éng trung b×nh trong kho¶ng tõ 18÷34%. Nh×n chung, toµn kho¸ng sµng cã hµm l−îng trung b×nh P2O5 lµ 24,81%. Ph©n tÝch ho¸ häc c¸c mÉu quÆng apatit dolomit cho thÊy apatit trong quÆng nµy gÇn gièng lo¹i fluoapatit. Hµm l−îng P2O5 tû lÖ nghÞch víi hµm l−îng CO2. L−îng canxit thay ®æi trong kho¶ng kh«ng lín (3,5 ÷ 12,5 %) vµ kh«ng phô thuéc vµo hµm l−îng apatit. L−îng dolomit dao ®éng trong kho¶ng lín h¬n (3,5 ÷ 47 %) vµ tû lÖ nghÞch víi hµm l−îng apatit. II.3. QuÆng apatit th¹ch anh (lo¹i 3). C¸c quÆng apatit th¹ch anh hÇu nh− chøa toµn nh÷ng h¹t th¹ch anh vµ apatit, nh÷ng h¹t nµy cã chç bÞ g¾n chÆt vµ cã chç bÞ ng¨n c¸ch bëi c¸c lç hæng. C¸c h¹t th¹ch anh cã cïng kÝch th−íc víi cì 0,02- 0,15 mm, c¸c h¹t apatit cã d¹ng h×nh trßn kh«ng hoµn chØnh víi cì 0,01- 0,1 mm. Apatit th−êng bÞ lÉn nh÷ng bao thÓ d¹ng polit cña th¹ch anh. §«i khi cã h×nh l¨ng trô kh«ng hoµn chØnh chøa 6 th¹ch anh d¹ng men r¹n, trong ®ã kÌm theo nh÷ng h¹t nhá apatit, cì 0,2- 0,4 mm. C¸c lç rçng chiÕm tõ 5-10 ®Õn 30%, ®«i khi tíi 40% so víi thÓ tÝch cña ®¸. Trong c¸c quÆng apatit th¹ch anh, ngoµi apatit, th¹ch anh cßn cã c¸c h¹t felspat, xcacpolit, hidroxit s¾t vµ c¶ c¸c phiÕn l¸ muscovit. Thµnh phÇn ho¸ häc cña quÆng apatit th¹ch anh còng nh− quÆng ®¬n kho¸ng cã ®Æc ®iÓm lµ hoµn toµn kh«ng cã dolomit, mµ chØ cã mét l−îng rÊt nhá canxit, hÇu nh− kh«ng cã nh÷ng hîp chÊt cña sunfua. Tæn thÊt khi nung kh¸ lín, chøng tá hµm l−îng c¸c chÊt h÷u c¬ cao. Kh¸c víi quÆng giµu, −u thÕ cña Al2O3 so víi Fe2O3 ®Æc tr−ng cho quÆng apatit th¹ch anh. H¬n n÷a, hµm l−îng cña Al2O3 t¨ng lªn mét c¸ch x¸c ®Þnh trong c¸c biÕn thÓ. NhÊt lµ trong c¸c biÕn thÓ giµu P2O5.Trong c¸c quÆng apatit ®¬n kho¸ng vµ quÆng apatit th¹ch anh, ngoµi fluoapatit vµ c¸c kho¸ng vËt phosphat chñ yÕu, cßn cã c¶ mét l−îng alumophosphat nµo ®ã. Trong c¸c quÆng apatit dolomit kh«ng cã hiÖn t−îng nµy. QuÆng apatit th¹ch anh cã hµm l−îng dao ®éng tõ 14-23%, cßn trung b×nh cho toµn bé kho¸ng sµng lµ 16,31%. Do hµm l−îng phosphat trong quÆng nµy t−¬ng ®èi thÊp nªn ®Ó sö dông ®−îc cÇn thiÕt ph¶i qua c«ng ®o¹n lµm giµu (tuyÓn quÆng) ®Ó n©ng hµm l−îng P2O5 trong quÆng lªn trªn 32%. III. C¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn quÆng apatit lo¹i II QuÆng phosphat-dolomit lµ nguån tr÷ l−îng nguyªn liÖu phosphat khæng lå trªn thÕ giíi. Do ®ã, vÊn ®Ò tuyÓn quÆng phosphat-dolomit tõ l©u ®· ®−îc nhiÒu phßng thÝ nghiÖm quan t©m nghiªn cøu. Cã thÓ nãi r»ng quÆng phosphat-dolomit ®· ®−îc thö nghiÖm víi hÇu hÕt c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn truyÒn thèng nh−: tuyÓn röa, tuyÓn huyÒn phï, tuyÓn hãa, tuyÓn tÜnh ®iÖn, kÕt b«ng chän läc. nung thiªu, tuyÓn næi thuËn vµ ng−îc. Tuy nhiªn, ®èi víi hÇu hÕt c¸c lo¹i quÆng phosphat-dolomit hai ph−¬ng ph¸p ®−îc chó träng nhiÒu h¬n c¶ ®ã lµ nung thiªu vµ tuyÓn næi. §©y lµ nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®· ®−îc ¸p dông ë quy m« c«ng nghiÖp cho phÐp tuyÓn quÆng phosphat-dolomit víi hiÖu qu¶ cao. 7 III.1. TuyÓn theo ph−¬ng ph¸p huyÒn phï (träng lùc) B¶n chÊt cña ph−¬ng ph¸p tuyÓn träng lùc lµ dùa vµo sù kh¸c nhau vÒ tû träng cña apatit vµ c¸c kho¸ng vËt kh¸c. Theo c¸c tµi liÖu ®· ®−îc c«ng bè, tû träng cña apatit kho¶ng 3,2 vµ c¸c kho¸ng vËt kh¸c ®i kÌm lµ silicat vµ cacbonat vµo kho¶ng 2,9 do ®ã vÒ mÆt lý thuyÕt ta cã thÓ t¸ch ®−îc chóng b»ng ph−¬ng ph¸p tuyÓn träng lùc. §é cøng vµ d¹ng côc cña quÆng còng lµ c¸c tÝnh chÊt quan träng t¹o thuËn lîi cho ph−¬ng ph¸p tuyÓn nµy. Nh÷ng nghiªn cøu ®Çu tiªn vÒ ®Æc tÝnh träng lùc vµ tÝnh kh¶ tuyÓn b»ng ph−¬ng ph¸p huyÒn phï ®· ®−îc nghiªn cøu cho c¸c mÉu quÆng phosphat-dolomit Folrida (Mü) vµ Karatau (Liªn X« cò). C¸c nghiªn cøu cho thÊy r»ng, ph−¬ng ph¸p tuyÓn huyÒn phï rÊt cã triÓn väng ®èi víi quÆng khã tuyÓn Karatau. Tuú theo môc ®Ých mµ ta ph©n t¸ch ë c¸c tû träng kh¸c nhau, ®Ó t¸ch th¹ch anh vµ mét phÇn cacbonat t¸ch ë tû träng 2,9 ®Ó t¸ch phÇn nÆng lµ tinh quÆng phosphat ta t¸ch ë tû träng. III.2. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ho¸-tuyÓn næi C¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn ho¸ còng ®−îc quan t©m nhiÒu trong thêi gian gÇn ®©y. C¸c nhµ khoa häc Mü ®· c«ng bè r»ng khi sôc khÝ SO2 vµo bïn quÆng cã thÓ lµm gi¶m ®¸ng kÓ thµnh phÇn MgO cña tinh quÆng tuyÓn næi tõ quÆng phosphatcacbonat. Trong qu¸ tr×nh sôc khÝ nµy, mét sè muèi mangan , s¾t, ®ång cã trong quÆng phosphat lµm xóc t¸c cho qu¨ tr×nh oxi ho¸ SO2 pha láng thµnh axit sunfuric vµ axit nµy ph©n huû CaO vµ MgO thµnh sunphat. Còng theo c¸c nhµ khoa häc Mü, mét ph−¬ng ¸n kh¸c ®ã lµ lµm thay ®æi bÒ mÆt h¹t kho¸ng tr−íc khi ®−a vµo tuyÓn næi b»ng c¸ch phñ lªn bÒ mÆt c¸c h¹t phosphat bëi mét mµng máng sunphit. Sau ®ã phosphat sÏ ®−îc tuyÓn næi b»ng c¸c thuèc tËp hîp ®èi víi quÆng sunphit. Trong qu¸ tr×nh tuyÓn næi, phosphat ®i vµo s¶n phÈm bät, cacbonat vµ silicat cßn l¹i trong s¶n phÈm ng¨n m¸y. Nh− vËy viÖc ph©n t¸ch quÆng phosphatcacbonat-silicat chØ tiÕn hµnh trong mét giai ®o¹n tuyÓn næi. Mét s¬ ®å xö lÝ ®éc ®¸o quÆng phosphat-dolomit lµ s¬ ®å tuyÓn ho¸-tuyÓn næi quÆng Karatau cña c¸c nhµ khoa häc Liªn x« (cò). QuÆng ®−îc nghiÒn mÞn, sau ®ã ®−a vµo qu¸ tr×nh ph©n huû cacbonat trong dung dÞch ®Æc biÖt. Magie ®−îc 8 chuyÓn vµo dung dÞch d¹ng hçn hîp MgSO4 + Mg(H2SO4), cßn CaO kÕt tña thµnh th¹nh cao CaSO4. Møc ®é thu håi MgO kho¶ng 60-70% v× trong dung dÞch cã Mg(H2SO4) nªn phospho kh«ng bÞ hoµ tan vµo trong thµnh phÇn cña dung dÞch. Sau c«ng ®o¹n t¸ch pha láng, pha r¾n gåm th¹nh cao, phosphat vµ th¹ch anh ®−îc ph©n cÊp vµ ®−a vµo tuyÓn næi ë pH 6-8,5 b»ng thuèc tËp hîp cation. S¶n phÈm bät thu håi chøa tíi 90% th¹ch cao vµ 60% cÆn kh«ng tan. S¶n phÈm ng¨n m¸y ®−îc l¾ng, c« ®Æc, läc sÊy vµ ®i s¶n xuÊt axit phosphoric trÝch ly. III.3. Ph−¬ng ph¸p nung thiªu Nung thiªu lµ mét trong nh÷ng ph−¬ng ph¸p truyÒn thèng ®Ó tuyÓn quÆng phosphat-cacbonat. Nã ®−îc ¸p dông réng r·i ®Ó khö cacbonat vµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong quÆng ë c¸c n−íc B¾c Phi, Trung §«ng vµ Mü. B¶n chÊt cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ dïng nhiÖt ®é cao ®Ó lµm bay h¬i hîp chÊt h÷u c¬, ph©n hñy cacbonat vµ sau ®ã lµ dïng n−íc ®Ó röa c¸c s¶n phÈm t¹o thµnh khi ph©n hñy cacbonat. ë nhiÖt ®é kho¶ng 300oC c¸c hîp chÊt h÷u c¬ bÞ ch¸y vµ bèc khái quÆng, ë kho¶ng 600oC thµnh phÇn cacbonat cã trong m¹ng tinh thÓ cacbonat-fluorapatit ®−îc t¸ch ra, cÊu tróc tinh thÓ bÞ co l¹i. ë nhiÖt ®é 750oC b¾t ®Çu ph©n hñy dolomit vµ ®Õn 950oC ph©n hñy canxit. S¶n phÈm sau khi ph©n hñy cacbonat lµ CaO vµ MgO ®−îc t¸ch ra ë c«ng ®o¹n hãa v«i vµ röa. ë c«ng ®o¹n nµy, d−íi t¸c dông cña n−íc c¸c s¶n phÈm CaO vµ MgO chuyÓn thµnh Ca(OH)2 vµ Mg(OH)2 t¸ch khái quÆng vµ ®−îc g¹n ra trong qu¸ tr×nh röa. ë B¾c Phi, nung thiªu lµ ph−¬ng ph¸p h÷u hiÖu ®Ó xö lÝ quÆng phosphat-cacbonat ®é h¹t th«, quÆng phosphat cã hµm l−îng cacbonat ph©n t¸n trong c¸c vi liªn tinh víi apatit cao. Tuy nhiªn, nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ chi phÝ n¨ng l−îng lín, kh«ng lo¹i ®−îc th¹ch anh vµ silicat. Trong nhiÒu tr−êng hîp cô thÓ kh«ng t¸ch ®−îc hoµn toµn CaO vµ MgO khi nh÷ng hîp chÊt nµy kÕt hîp víi th¹ch anh vµ silicat t¹o thµnh nh÷ng hîp chÊt d¹ng diopsit CaMg(SiO3) kh«ng thÓ t¸ch ra ®−îc b»ng c«ng ®o¹n hãa v«i vµ röa. III.4. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi TuyÓn næi lµ ph−¬ng ph¸p rÊt cã hiÖu qu¶ trong viÖc t¸ch apatit ra khái c¸c kho¸ng vËt kh¸c. Hµng n¨m b»ng ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi, thÕ giíi ®· tuyÓn ®−îc 60-70 triÖu tÊn quÆng phosphat. 9 Quá trình tuyển nổi được thực hiện trong dịch huyền phù khoáng vật (gọi là bùn quặng) đã được bão hoà các bóng khí. Những hạt khoáng vật nào không dính nước hoặc ít dính nước (hạt kị nước) trong quá trình tiếp xúc với các bóng không khí sẽ bám vào đó và cùng nổi lên mặt bùn tạo thành sản phẩm bọt và được liên tục gạt ra ngoài máy tuyển. Còn những hạt khoáng vật dễ dính nước (hạt ưa nước) sẽ không bám dính được vào bóng khí và nằm lại trong khối bùn. Những hạt ưa nước này sẽ được tháo ra ngoài thành sản phẩm thứ hai và gọi là sản phẩm ngăn máy hoặc quặng đuôi. Thông thường khoáng vật có ích được chuyển vào sản phẩm bọt thành quặng tinh, còn khoáng vật đất đá tạp nằm lại trong sản phẩm ngăn máy và quá trình tuyển này được gọi là tuyển nổi thuận. Trong một số trường hợp việc chuyển khoáng vật đất đá vào sản phẩm bọt sẽ có lợi hơn và các khoáng vật có ích để lại trong sản phẩm ngăn máy thì quá trình tuyển được gọi là tuyển nổi ngược. HiÖn nay trªn thÕ giíi, ®Ó tuyÓn næi quÆng apatit ng−êi ta ¸p dông c¶ hai ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi ng−îc vµ tuyÓn næi thuËn. III.4.1. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi ng−îc apatit. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn ng−îc ®Ó t¸ch riªng apatit-dolomit sö dông axit bÐo ®· ®−îc ¸p dông ë qui m« c«ng nghiÖp vµ cho kÕt qu¶ kh¶ quan. B¶n chÊt cña c«ng nghÖ nµy lµ ®Ì ch×m c¸c kho¸ng vËt phosphat b»ng axit vµ tuyÓn næi dolomit b»ng c¸c thuèc tËp hîp axit bÐo. C«ng nghÖ nµy ®· ®−îc ¸p dông lÇn ®Çu tiªn t¹i nhµ m¸y tuyÓn Karatau (Liªn x«). Mét sè h−íng nghiªn cøu cho thÊy, khi sö dông axit bÐo lµm thuèc tËp hîp víi c¸c chÊt ®Ì ch×m kh¸c nhau trong m«i tr−êng axit cho ®é chän läc P2O5 t−¬ng ®èi cao. . HiÖn nay, trªn thÕ giíi mét sè qui tr×nh c«ng nghÖ tuyÓn ng−îc apatit dolomit ®· ®−îc nghiªn cøu vµ ¸p dông. C¸c nhµ khoa häc thuéc ViÖn tµi nguyªn kho¸ng s¶n MRI (Mü) ®· ®¹t ®−îc kÕt qu¶ kh¶ quan khi nghiªn cøu tÝnh kh¶ tuyÓn cña mét sè mÉu quÆng phosphatdolomit t¹i Ên ®é vµ Trung quèc b»ng thuèc tËp hîp axit bÐo theo quy tr×nh tuyÓn ng−îc, apatit ®−îc ®Ì ch×m b»ng axit sunfuric víi pH dao ®éng tõ 5,5 ®Õn 6 vµ dÇu th«ng ®−îc dïng nh− lµ chÊt t¹o bät. Quy tr×nh nµy còng ®−îc ¸p dông ®Ó tuyÓn mét sè lo¹i quÆng phosphat d¹ng dolomit-silicat ë Nam Florida vµ Utah. Sau khi dolomit ®−îc g¹t ra khái ng¨n m¸y, phÇn bïn cßn l¹i ®−îc ®−a vÒ m«i 10 tr−êng pH tõ 6-7 víi chÊt ®Ì ch×m lµ thñy tinh láng sau ®ã dïng axit bÐo ®Ó tuyÓn næi apatit. KÕt qu¶ cho thÊy, víi mÉu quÆng ë Nam Florida hµm l−îng P2O5 ®¹t 29%, MgO 0,8% thùc thu ®¹t 76%. Víi mÉu quÆng Utah, hµm l−îng P2O5 ®¹t 30%, MgO 1% thùc thu ®¹t 80% . III.4.2 Ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi thuËn apatit C«ng nghÖ tuyÓn næi thuËn apatit ®· ®−îc ¸p dông tõ rÊt sím ®Ó tuyÓn næi quÆng apatit lo¹i 3. Víi quÆng apatit lo¹i 2 ®· cã nhiÒu cè g¾ng ®Ó tuyÓn næi b»ng s¬ ®å tuyÓn næi thuËn. Th«ng th−êng ®ã lµ nh÷ng chÕ ®é thuèc tuyÓn phøc t¹p hoÆc lµ sö dông hçn hîp c¸c thuèc tËp hîp hoÆc lµ hçn hîp c¸c thuèc ®Ì ch×m. Tuy nhiªn, c«ng viÖc tuyÓn næi t¸ch apatit vµ cacbonat trong m«i tr−êng kiÒm lµ mét viÖc kh¸ khã kh¨n. Víi nh÷ng chÕ ®é thuèc ®Ì ch×m vµ víi thuèc tËp hîp d¹ng axit bÐo phï hîp, trong nh÷ng ®iÒu kiÖn cô thÓ ng−êi ta ®· ®¹t ®−îc nh÷ng kÕt qu¶ kh¶ quan. T¹i Liªn x« (cò) Liªn hîp tuyÓn kho¸ng Kovdor ®· thùc hiÖn c«ng nghÖ tuyÓn næi apatit b»ng thuèc tËp hîp axit bÐo kÕt hîp víi thuèc ph©n t¸n - ®iÒu chØnh ankanolamid ë pH=10 (t¹o bëi x«®a khan), chÊt ®Ì ch×m kho¸ng vËt cacbonat vµ silicat lµ thuû tinh láng. Khi dïng thuèc tËp hîp míi d¹ng Flotol 7,9 kÕt qu¶ ®¹t ®−îc lµ kh¶ quan nhÊt víi ®é chän läc t−¬ng ®èi cao. Thuèc tËp hîp nµy ®−îc s¶n xuÊt c«ng nghiÖp t¹i nhµ m¸y ho¸ chÊt Pavlodar, ®ã lµ hçn hîp c¸c 1-hidroxiankyliden-1,1-diphosphonic axit víi chiÒu dµi m¹ch cacbon chñ yÕu lµ C7 vµ C9. C¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu ë ViÖn tuyÓn kho¸ng ГИГХС ®· x¸c lËp ®−îc kh¶ n¨ng hÊp phô chän läc cña Flotol 7,9 lªn apatit vµ ®¶m b¶o tuyÓn næi chän läc chóng tõ quÆng cacbonat. Tõ c¸c mÉu quÆng phosphat-dolomit ë Karatau víi 23,8% P2O5, 2-2,3% MgO khi ¸p dông c«ng nghÖ tuyÓn næi thuËn víi thuèc ®Ì ch×m lµ tinh bét, thuèc tËp hîp lµ hçn hîp dÇu tallo, IM-50 vµ c¸c thuèc kh«ng ion kh¸c ng−êi ta nhËn ®−îc quÆng tinh 28,5% P2O5, 1,8% MgO víi thùc thu 76%. T¹i ViÖn ho¸ häc c«ng nghiÖp, kÕt hîp 2 lo¹i thuèc tËp hîp VH2000 , Flotol cïng víi chÊt ®Ì ch×m ®Ó tuyÓn næi quÆng apatit lo¹i 2 theo s¬ ®å kÕt hîp. víi quÆng ®Çu vµo cã hµm l−îng 24,75 % P2O5, qua mét lÇn tuyÓn ng−îc vµ mét lÇn tuyÓn thuËn, quÆng tinh ®¹t hµm l−îng 34,19% P2O5 , quÆng th¶i ®¹t 12,01% P2O5 . 11 So s¸nh c¸c ph−¬ng ph¸p lµm giµu quÆng phosphat cacbonat, th× ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi lµ ph−¬ng ph¸p ®−îc quan t©m h¬n c¶ v× nh÷ng triÓn väng cña nã. Tuy nhiªn, quÆng cacbonnat phosphat cã nh÷ng ®Æc tÝnh c«ng nghÖ khã kh¨n trong viÖc t¸ch apatit ra khái dolomit vµ canxit do trong m¹ng tinh thÓ cña chóng ®Òu cã cation Ca2+ cã cïng ho¹t tÝnh tuyÓn næi. MÆt kh¸c, do c¸c kho¸ng vËt apatit-cacbonat cã nh÷ng ®Æc tÝnh hãa lý vµ tuyÓn næi t−¬ng tù ®èi víi c¸c thuèc tËp hîp kiÓu anion vµ cation, vµ do bÒ mÆt tinh thÓ cña chóng cã nh÷ng ®Æc tÝnh ®iÖn hãa rÊt gièng nhau nªn sù ph©n t¸ch c¸c kho¸ng vËt nµy ra khái nhau lµ mét vÊn ®Ò khã mµ nhiÒu n¨m qua c¸c nhµ nghiªn cøu ®ang t×m ph−¬ng ph¸p gi¶i quyÕt. T¹i Liªn x« (cò) nhiÒu nghiªn cøu ®· chØ ra r»ng, tÝnh tuyÓn næi cña nh÷ng phÇn ®¬n kho¸ng photphat, ®«l«mit vµ canxit d−íi t¸c dông cña nh÷ng thuèc tËp hîp anion trong m«i tr−êng trung tÝnh hoÆc kiÒm chØ kh¸c nhau rÊt Ýt vµ thËm chÝ nh÷ng sù kh¸c biÖt nµy ®· hoµn toµn mÊt ®i khi thö tuyÓn næi hçn hîp cña nh÷ng kho¸ng vËt nµy. §· cã rÊt nhiÒu c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu nh»m t×m ra gi¶i ph¸p chung cho c¸c tr−êng hîp kh¸c nhau cña thùc tÕ tuyÓn næi. Tuy nhiªn do ®Æc ®iÓm còng nh− thµnh phÇn kho¸ng vËt kh¸c nhau cña tõng lo¹i quÆng nªn viÖc tuyÓn næi quÆng apatit-dolomit còng míi chØ ¸p dông ®−îc cho tõng ®iÒu kiÖn cô thÓ. Víi nh÷ng tiÕn bé cña khoa häc kü thuËt, vÊn ®Ò nµy trë nªn Ýt khã kh¨n h¬n khi chóng ta ®· t×m ra ®−îc c¸c thuèc ®Ì ch×m cacbonat h÷u hiÖu. Cacbonat cã thÓ bÞ ®Ì ch×m bëi thñy tinh láng, c¸c polime cã nguån gèc h÷u c¬ nh− tinh bét, dextrin, tananh, lignin vµ ligninsunphat, c¸c muèi phosphat nh− tripoli phosphat, hexameta phosphat... vµ nhÊt lµ hçn hîp cña c¸c thuèc ®Ì ch×m trªn. Theo nhiÒu kÕt qu¶ nghiªn cøu trªn thÕ giíi, c¸c thuèc ®Ì ch×m cã nguån gèc tõ tinh bét cã ®é chän läc cao ®èi víi thµnh phÇn cacbonat trong quÆng, v× vËy chóng t«i ®Æt vÊn ®Ò nghiªn cøu biÕn tÝnh tinh bét ®Ó chÕ t¹o thuèc ®Ì ch×m trong tuyÓn quÆng apatit lo¹i 2. 12 T¸c dụng của thuốc ®Ì ch×m trong tuyển nổi . Thuốc tuyển nổi là một phương tiện cã hiệu lực và mềm dẻo đảm bảo tÝnh chọn lựa, tÝnh ổn định và hiệu quả cao của qu¸ tr×nh tuyển nổi, đồng thời nã còng tạo ra khả năng lớn nhất để hoàn thiện và làm tăng hiệu quả của phương ph¸p tuyển nổi. Cã thể khẳng định rằng, kh«ng sö dông thuốc tuyển nổi th× sÏ kh«ng cã ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi. Thuốc tuyển nổi cã thành phần rất đa dạng.Trong ®ã cã thể bao gồm những hợp chất v« cơ và hữu cơ, cã thể là c¸c axit và c¸c kiềm, c¸c loại muối, những chất cã thể tan được hoặc kh«ng thể tan được trong nước. Tuỳ thuộc vào mục ®Ých sử dụng c¸c thuốc tuyển nổi được ph©n chia thành những loại sau đ©y: Thuốc tập hợp, Thuốc tạo bọt, Thuốc điều chỉnh m«i trường, thuốc kÝch động và thuốc ®Ì ch×m. Thuèc ®Ì ch×m ®−îc sö dông chñ yÕu ®Ó n©ng cao tÝnh lùa chän cña qu¸ tr×nh tuyÓn næi khi ph©n chia c¸c kho¸ng vËt cïng lo¹i vµ cã tÝnh næi gÇn nhau. C¸c thuèc ®Ì ch×m khi ®−îc ®−a vµo qu¸ tr×nh tuyÓn næi cã t¸c dông hÊp phô chän läc lªn bÒ mÆt c¸c h¹t kho¸ng vËt kh«ng cã Ých trong thµnh phÇn quÆng, lµm cho c¸c h¹t nµy −a n−íc, kh«ng thÓ b¸m vµo bãng khÝ vµ kh«ng næi lªn ®−îc. Thuèc ®Ì ch×m cßn lµm ®iÒu chØnh t¸c dông cña thuèc tËp hîp lªn c¸c h¹t kho¸ng vËt kh¸c nhau, do sù t¸c dông nµy, thuèc tËp hîp chØ t¸c dông vµ lµm kÞ n−íc nh÷ng h¹t kho¸ng vËt nµo cÇn ®−a vµo s¶n phÈm bät, do ®ã n©ng cao tÝnh chän lùa cña qu¸ tr×nh tuyÓn næi. C¸c nghiªn cøu tr−íc ®©y th−êng tËp trung vµo viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o thuèc tËp hîp míi, c¸c chÕ ®é tuyÓn vµ sö dông c¸c chÊt ®Ì ch×m truyÒn thèng. V× vËy chóng t«i ®Ò xuÊt mét h−íng míi lµ nghiªn cøu biÕn tÝnh c¸c chÊt ®Ì ch×m truyÒn thèng ®Ó t¹o ra mét chÊt ®Ì ch×m cã hiÖu qu¶ cao trong qu¸ tr×nh tuyÓn næi quÆng apatit lo¹i 2. 13 IV. tinh bét vµ øng dông cña tinh bét trong c«ng nghiÖp IV.1. Tinh bét Tinh bét lµ nguån cacbohi®rat dù tr÷ cña thùc vËt v× vËy nã ®−îc t×m thÊy phæ biÕn trong tù nhiªn. Tinh bét cã nguån gèc tõ c¸c lo¹i c©y kh¸c nhau cã tÝnh chÊt vËt lÝ vµ thµnh phÇn hãa häc kh¸c nhau. Tinh bét ®−îc t¸ch ra tõ h¹t nh− ng« vµ lóa, tõ rÔ vµ cñ nh− s¾n, khoai t©y, dong lµ nh÷ng lo¹i tinh bét chÝnh dïng trong c«ng nghiÖp. CÊu tróc cña tinh bét lµ mét cacbohi®rat cao ph©n tö bao gåm c¸c ®¬n vÞ D-glucoz¬ nèi víi nhau bëi liªn kÕt α-glucozit. C«ng thøc ph©n tö gÇn ®óng lµ (C6H10O5)n trong ®ã n cã gi¸ trÞ tõ vµi tr¨m ®Õn kho¶ng m−êi ngh×n. Tinh bét cã d¹ng h¹t mµu tr¾ng t¹o bëi hai lo¹i polime lµ amiloz¬ vµ amilopectin. C¸c h¹t tinh bét lµ nh÷ng tinh thÓ ®a h×nh phô thuéc vµo nguån gèc xuÊt xø trong ®ã hai lo¹i polime ®−îc s¾p xÕp ®èi xøng xuyªn t©m. Bªn trong h¹t tinh bét cã phÇn kÕt tinh do amiloz¬ vµ phÇn ph©n nh¸nh cña amilopectin t¹o thµnh lµm cho chóng kh«ng tan trong n−íc l¹nh vµ t−¬ng ®èi tr¬ víi c¸c enzym thuû ph©n. CÊu tróc cña h¹t tinh bét cã thÓ bÞ ph¸ vì bëi t¸c dông c¬ häc nh− nghiÒn kh«. NÕu m¹ch tinh bét bÞ g·y, tinh bét cã thÓ bÞ hå ho¸ trong n−íc l¹nh. ë d¹ng nµy tinh bét dÔ dµng ph¶n øng víi c¸c enzym. Nh÷ng ®Æc tÝnh keo quan träng nhÊt cña tinh bét trong n−íc lµ ®é trong, mµu s¾c, l−u biÕn, nång ®é gel, lùc b¸m dÝnh vµ tÝnh t¹o mµng. Tinh bét lµ mét polime cacbohidrat tù nhiªn cã ph©n tö l−îng lín víi nhiÒu nhãm hi®roxyl trong ph©n tö nªn chóng cã thÓ tham gia c¸c ph¶n øng sau: Ph¶n øng thuû ph©n, ph¶n øng oxi ho¸, ph¶n øng este ho¸, ph¶n øng ete ho¸. Ph¶n øng t¹o mµu víi ièt: Tinh bét, mµ cô thÓ lµ hå tinh bét cho ph¶n øng ®Æc tr−ng víi i«t t¹o thµnh phøc mµu xanh. C¸c ph¶n øng kh¸c: Nhãm an®ehit trong ph©n tö tinh bét cã tÝnh khö, víi xóc t¸c hidro ho¸, ®Æc biÖt khi cã mét l−îng nhá axit, g©y ra sù hidro ph©n t¹o thµnh poliancol, sorbitol. 14 IV.2.Tinh bét biÕn tÝnh vµ øng dông cña chóng trong c«ng nghiÖp B»ng c¸c ph¶n øng ho¸ häc, ng−êi ta biÕn tÝnh tinh bét ®Ó sö dông vµo nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau trong c«ng nghiÖp. Dùa trªn b¶n chÊt nh÷ng biÕn ®æi x¶y ra trong ph©n tö tinh bét, tinh bét biÕn tÝnh ®−îc chia thµnh 2 lo¹i: tinh bét c¾t vµ tinh bét thÕ. Nhãm tinh bét c¾t: trong ph©n tö tinh bét x¶y ra hiÖn t−îng ph©n c¾t liªn kÕt C-O gi÷a c¸c monome vµ nh÷ng liªn kÕt kh¸c, gi¶m khèi l−îng ph©n tö, xuÊt hiÖn mét sè liªn kÕt míi trong vµ gi÷a c¸c ph©n tö. CÊu tróc h¹t cña tinh bét cã thÓ bÞ ph¸ vì Ýt nhiÒu. Nhãm tinh bét nµy cã rÊt nhiÒu øng dông nh− tinh bét biÕn tÝnh b»ng axit ®−îc dïng ®Ó phñ giÊy, t¨ng ®é bÒn cña giÊy, c¶i thiÖn chÊt l−îng in...Trong c«ng nghiÖp thùc phÈm, tinh bét lo¹i nµy dïng ®Ó t¹o cÊu tróc gel trong s¶n xuÊt b¸nh kÑo. Tinh bét oxi ho¸ còng ®−îc xÕp vµ nhãm nµy. Mét sè lo¹i tinh bét ®−îc oxi ho¸ bëi KMnO4 trong m«i tr−êng axit ®−îc sö dông thay thÕ aga, pectin trong s¶n xuÊt b¸nh kÑo, kem, c¸c s¶n phÈm s÷a còng nh− trong ®å hép. C¸c s¶n phÈm tinh bét oxi ho¸ yÕu còng ®−îc dïng trong b¸nh m× ®Ó lµm t¨ng thêi gian gi÷ khÝ cña bét nhµo, gi¶m thêi gian lªn men vµ t¨ng chÊt l−îng cña b¸nh. Tinh bét oxi ho¸ bëi hypoclorit, H2O2, HI vµ muèi cña nã ®−îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp giÊy. Nhãm tinh bét thÕ: lµ nhãm tinh bét mµ tÝnh chÊt cña chóng thay ®æi do c¸c nhãm hidroxyl ë cacbon 2, 3 vµ 6 liªn kÕt víi c¸c gèc ho¸ häc hay ®ång trïng hîp víi mét hîp chÊt cao ph©n tö kh¸c, hoÆc 2 m¹ch polisaccarit cã thÓ bÞ g¾n vµo nhau do c¸c liªn kÕt d¹ng cÇu nèi. VÝ dô tinh bét cacboxymetyl ho¸ lµ tinh bét ®−îc ®−îc biÕn tÝnh b»ng c¸ch g¾n mét nhãm cacboxymetyl lªn m¹ch poli saccarit qua mét liªn kÕt ete. Møc ®é biÕn tÝnh tinh bét ®−îc ®Æc tr−ng bëi ®é thÕ (degree of substitution – DS). DS lµ sè nhãm hi®roxyl bÞ thÕ trªn mét m¾t xÝch tinh bét ( kÝ hiÖu lµ AGU). Nh− vËy, ®é thÕ cã gi¸ trÞ trong kho¶ng 0 – 3. Trong tr−êng hîp nµy tÝnh chÊt cña tinh bét bÞ thay ®æi râ rÖt. Th«ng th−êng tinh bét lo¹i nµy cã ®é nhít vµ ®é bÒn kÕt dÝnh cao (®−îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm cÇn b¶o qu¶n) nh− tinh bét axetat, tinh bét photphat, tinh bét oxi ho¸... 15 Sau ®©y lµ mét sè øng dông cña tinh bét biÕn tÝnh trong c«ng nghiÖp : - Trong c«ng nghiÖp x©y dùng tinh bét ®−îc dïng lµm chÊt g¾n bª t«ng, chÊt g¾n ®Êt sÐt, ®¸ v«i, keo dÝnh gç, gç Ðp, phô gia cho s¬n. - Trong c«ng nghiÖp mü phÈm vµ d−îc phÈm, tinh bét ®−îc dïng lµm phÊn tÈy tr¾ng, ®å trang ®iÓm, phô gia cho xµ phßng, kem thoa mÆt, t¸ d−îc. - Víi c«ng nghiÖp khai kho¸ng, tinh bét ®−îc dïng trong tuyÓn næi quÆng, dung dÞch nhò t−¬ng khoan dÇu. - Víi c«ng nghiÖp giÊy, tinh bét ®−îc dïng chÕ t¹o chÊt phñ bÒ mÆt, thµnh phÇn nguyªn liÖu giÊy kh«ng tro, c¸c s¶n phÈm t· giÊy cho trÎ em. - Víi c«ng nghiÖp dÖt, tinh bét dïng trong hå sîi, in. - Víi c¸c ngµnh kh¸c, tinh bét ®−îc dïng lµm mµng plastic ph©n huû sinh häc, pin kh«, thuéc da, keo nãng ch¶y, chÊt g¾n – khu«n ®óc, phô gia nung kÕt kim lo¹i. 16 V. Môc tiªu vµ néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi V.1. Môc tiªu: Tõ nguån nguyªn liÖu tinh bét s½n cã trong n−íc biÕn tÝnh thµnh s¶n phÈm c«ng nghiÖp dïng lµm chÊt ®Ì ch×m trong tuyÓn quÆng lo¹i 2 vµ sö dông trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c. V.2. Néi dung cña ®Ò tµi: - Nghiªn cøu, thÝ nghiÖm tuyÓn næi s¬ bé quÆng apatit lo¹i 2 víi mét sè chÊt ®Ì ch×m lµ c¸c s¶n phÈm biÕn tÝnh tinh bét kh¸c nhau ®Ó lùa chän s¶n phÈm thÝch hîp. - Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o chÊt ®Ì ch×m ®· lùa chän. - Tæng hîp ®−îc mét l−îng tinh bét biÕn tÝnh trong phßng thÝ nghiÖm ®ñ ®Ó thö tuyÓn ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt cña mÉu. 17 VI. Thùc nghiÖm VI.1. thÝ nghiÖm tuyÓn s¬ bé ®Ó lùa chän chÊt ®Ì ch×m . Môc ®Ých cña c¸c thÝ nghiÖm nµy lµ ®Ó so s¸nh lùa chän mÉu tinh bét biÕn tÝnh cã t¸c dông ®Ì ch×m tèt nhÊt, trong c¸c mÉu tinh bét biÕn tÝnh nhËp ngo¹i (®−îc sö dông trong c¸c lÜnh vùc kh¸c), ®Ó lµm ®èi t−îng nghiªn cøu. VI.1.1. MÉu quÆng, thuèc tuyÓn dïng nghiªn cøu. - MÉu quÆng: MÉu quÆng lo¹i 2 dïng ®Ó lµm c¸c thÝ nghiÖm tuyÓn s¬ bé do phßng kü thuËt cña c«ng ty Apatit Lµo cai cung cÊp, lÊy t¹i khai tr−êng 13. B¶ng 1.1. Thµnh phÇn ho¸ häc mÉu nghiªn cøu: P2O5 (%) Al2O3 (%) Fe2O3 (%) CaO (%) MgO (%) SiO2 (%) 18,23 1,26 2,13 32,81 6,25 19,96 QuÆng ®Çu vµo ®−îc nghiÒn s¬ bé trong m¸y ®Ëp hµm sau ®ã ®−îc nghiÒn mÞn trong m¸y nghiÒn thanh (t¹i Trung t©m nghiªn cøu tuyÓn kho¸ng, thuéc C«ng ty thiÕt kÕ má Incodemic) ®Õn 90% cÊp – 0,074 mm. - Ho¸ chÊt, thuèc tuyÓn dïng nghiªn cøu: Thuèc ®Ì ch×m: + C¸c mÉu tinh bét biÕn tÝnh gåm : Tinh bét anion, tinh bét cation, tinh bét s¾n oxyho¸ ( ký hiÖu KT37), CMS 1 vµ CMS 2 (®i tõ tinh bét s¾n vµ tinh bét dong). C¸c mÉu tinh bét cation vµ tinh bét anion lµ s¶n phÈm cña Trung quèc. TÊt c¶ c¸c mÉu tinh bét biÕn tÝnh pha thµnh dung dÞch 1%, ®Çu tiªn pha b»ng n−íc l¹nh, khuÊy trong thêi gian 1giê. C¸c mÉu CMS 1 vµ CMS 2 dÔ tan, c¸c mÉu KT37 , tinh bét anion vµ tinh bét cation gÇn nh− kh«ng tan. C¸c mÉu nµy sau ®ã ph¶i khuÊy vµ gia nhiÖt ®Õn 80 0C ®Ó hå ho¸. + Thuû tinh láng: Dïng thuû tinh láng ViÖt Tr× Cã hµm l−îng SiO2 = 33,18%; Na2O = 12,78%; 18 Tû träng d = 1,5 g/cm3 Dung dÞch thuû tinh láng pha ë nång ®é 1%. Thuèc ®iÒu chØnh m«i tr−êng: Dïng so®a Trung quèc, hµm l−îng Na2CO3 > 93%. Pha thµnh dung dÞch 1%. Thuèc tËp hîp: Dïng 3 lo¹i thuèc lµ VH2000, POL (Axit bÐo tõ dÇu thùc vËt) vµ Flotol 7,9 c¶ 3 mÉu thuèc tuyÓn ®Òu do ViÖn ho¸ chÕ t¹o. C¶ ba lo¹i thuèc tËp hîp trªn pha ë nång ®é 0,5%. - N−íc dïng ®Ó thÝ nghiÖm : Dïng n−íc m¸y t¹i Hµ néi. VI.1.2. Nghiªn cøu tuyÓn. C¸c thÝ nghiÖm tuyÓn s¬ bé ®Ó so s¸nh c¸c chÊt ®Ì ch×m lµ thÝ nghiÖm tuyÓn chØ cã mét lÇn tuyÓn, quÆng sau khi nghiÒn mÞn ®−îc ®−a vµo ng¨n m¸y tuyÓn d−íi d¹ng dung dÞch huyÒn phï 25% (gäi lµ bïn quÆng), bËt m¸y khuÊy sau ®ã lÇn l−ît cho thuèc ®Ì ch×m, thuèc ®iÒu chØnh m«i tr−êng, thuèc tËp hîp vµo bïn quÆng, tiÕp theo më èng dÉn khÝ ®ång thêi víi bËt c¸nh g¹t ®Ó m¸y hót kh«ng khÝ vµo trong khèi bïn quÆng, c¸c h¹t quÆng sau khi tiÕp xóc víi thuèc tËp hîp næi lªn líp bät ®−îc c¸nh g¹t ®Èy ra cèc chøa quÆng tinh, phÇn kh«ng næi ®−îc, n»m l¹i trong ng¨n m¸y lµ quÆng th¶i. Thêi gian khuÊy : - thuèc ®Ì ch×m Thuû tinh láng 3 phót Tinh bét biÕn tÝnh 3 phót - thuèc ®iÒu chØnh m«i tr−êng 2 phót - thuèc tËp hîp 3 phót Thêi gian g¹t bät : 3 phót 19 B¶ng 1.2. KÕt qu¶ tuyÓn s¬ bé so s¸nh c¸c lo¹i tinh bét biÕn tinh. C¸c thÝ nghiÖm lµm cïng ë ®iÒu kiÖn chi phÝ : Na2SiO3 : 300 g/t ; Na2CO3 : 200 g/t ; VH2000 : 200 g/t ; Tb biÕn tÝnh : 300 g/t . ( TÊt c¶ dung dÞch c¸c mÉu tinh bét ®−îc pha b»ng n−íc l¹nh ) Sè TN 1 Tb biÕn tÝnh CMS 1 2 CMS 2 3 Tinh bét anion 4 KT37 5 Kh«ng S¶n phÈm QuÆng tinh QuÆng th¶i Céng QuÆng tinh QuÆng th¶i Céng QuÆng tinh QuÆng th¶i Céng QuÆng tinh QuÆng th¶i Céng QuÆng tinh QuÆng th¶i Céng Q (g) 82,5 117,5 200,0 77,0 121,0 198,0 78,0 121,0 199,0 74,0 124,0 198,0 67,0 132,0 199,0 γ (%) 41,25 58,75 100 38,89 61,11 100 39,19 60,81 100 37,37 62,63 100 33,67 66,33 100 β(% P2O5) 24,76 13,79 18,31 24,39 14,39 18,72 23,23 14,99 18,22 23,88 14,63 18,08 22.39 16,07 18,20 NhËn xÐt : ë ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm c¸c mÉu tinh bét biÕn tÝnh ®−îc pha b»ng n−íc l¹nh, chÝ phÝ 300 gam tinh bét / tÊn quÆng ®Çu vµo, c¸c mÉu CMS 1 vµ CMS 2 cã t¸c dông ®Ì ch×m chän läc tèt nhÊt. Khi kh«ng cã chÊt ®Ì ch×m lµ tinh bét biÕn tÝnh, quÆng tinh næi kh«ng chän läc, lµm cho hµm l−îng P2O5 trong quÆng tinh gi¶m, trong quÆng th¶i cao. 20