Quy trình Tinh chế Quặng Chromit

Tóm tắt：Tinh chế chromit liên quan đến nhiều giai đoạn, thường bao gồm Nghiền, Xay, Phân loại, Tập trung và Tách nước.

Khoáng sản cromit là nguyên liệu thô quan trọng cho sản xuất crôm, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thép không gỉ, sản xuất hóa chất và ứng dụng chịu lửa. Quy trình tuyển chọn khoáng sản cromit nhằm mục đích tách các khoáng chất cromit quý giá khỏi các vật liệu gangue đi kèm, nâng cao hàm lượng crôm và làm cho nó phù hợp cho việc chế biến tiếp theo. Bài viết này sẽ phân tích toàn diện quy trình tuyển chọn khoáng sản cromit dựa trên sơ đồ quy trình đã cung cấp, bao gồm từng giai đoạn từ xử lý quặng thô đến sản xuất tinh chất cromit.

Objectives of Chromite Beneficiation

Quặng chromitecó thành phần, kết cấu và kích thước hạt rất đa dạng tùy thuộc vào nguồn gốc địa chất của chúng. Nói chung, chromite xảy ra trong các loại đá igneous ultramafic và mafic, thường liên kết với serpentine, olivine, magnetite và các khoáng chất gangue silicate.

Các mục tiêu chính của việc tinh chế chromite là:

• Tăng hàm lượng Cr₂O₃ để đáp ứng các tiêu chuẩn thị trường (thường >40% cho loại chất lượng kim loại).
• Loại bỏ các tạp chất như silica, alumina, magnesium oxide và các oxit sắt.
• Đạt được phân bố kích thước hạt tối ưu cho quy trình xử lý tiếp theo.
• Tối đa hóa sự thu hồi của khoáng chromite.

Quy trình tuyển khoáng quặng chromite

Tuyển khoáng chromite liên quan đến nhiều giai đoạn, thường bao gồm Nghiền, Xay, Phân loại, Tập trung và Làm khô. Sự lựa chọn kỹ thuật phụ thuộc vào đặc điểm quặng và các thông số sản phẩm mong muốn.

1. Xử lý Quặng Thô

Quy trình tuyển khoáng quặng chromite bắt đầu bằng việc xử lý quặng thô. Quặng thô, thường được khai thác từ các mỏ lộ thiên hoặc ngầm, trước tiên được đưa vào một thiết bị cấp liệu. Vai trò của thiết bị cấp liệu là điều chỉnh luồng quặng thô, đảm bảo cung cấp ổn định và kiểm soát cho giai đoạn nghiền tiếp theo. Đây là một bước khởi đầu quan trọng vì nó thiết lập nền tảng cho toàn bộ quy trình tuyển khoáng, ngăn chặn việc cấp liệu quá nhiều hoặc quá ít cho thiết bị nghiền.

2. Giai đoạn nghiền

2.1 Nghiền sơ cấp

Nguyên liệu thô từ phễu cấp liệu sau đó được chuyển đến máy nghiền hàm PE để nghiền sơ bộ. Máy nghiền hàm PE là một thiết bị mạnh mẽ sử dụng lực nén để phá vỡ các khối nguyên liệu thô lớn thành các mảnh nhỏ hơn. Nó có một lối vào rộng và có thể xử lý các hạt tương đối lớn. Hành động nghiền trong máy nghiền hàm xảy ra khi hàm di động nén quặng vào hàm cố định, làm giảm kích thước của nó. Sản phẩm đầu ra của máy nghiền chính thường có kích thước trong khoảng vài chục milimet, sau đó sẵn sàng cho quá trình chế biến tiếp theo ở giai đoạn nghiền thứ cấp.

2.2 Nghiền thứ cấp

Sau khi nghiền sơ bộ, quặng được đưa vào máy nghiền hình nón để nghiền thứ cấp. Máy nghiền hình nón tiếp tục giảm kích thước của các hạt quặng bằng cách áp dụng một sự kết hợp của lực nén và lực cắt. Nó có một buồng nghiền hình nón với một lớp vỏ di động và một lồi cố định. Quặng được nghiền khi nó đi qua khe hở giữa lớp vỏ và lồi, dẫn đến sự phân phối kích thước hạt đồng nhất hơn. Sản phẩm từ máy nghiền hình nón sau đó được sàng lọc bằng một màn rung. Màn rung tách quặng đã nghiền thành các phân đoạn kích thước khác nhau, với các hạt lớn hơn 20 mm được trả lại cho máy nghiền hình nón để nghiền lại, và các hạt trong phạm vi kích thước mong muốn (dưới 3 mm trong trường hợp này) được gửi đến giai đoạn tiếp theo của quá trình.

3. Nghiền

Quặng đã được sàng có kích thước nhỏ hơn 3 mm được đưa vào một máy nghiền bi để nghiền. Máy nghiền bi là một thiết bị hình trụ được chứa đầy các bi thép. Khi máy nghiền quay, các bi thép lăn và nghiền các hạt quặng, giảm chúng thành bột mịn. Quá trình nghiền là rất quan trọng để giải phóng các khoáng chất cromit khỏi các vật liệu gangue. Độ nghiền được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo rằng các khoáng chất cromit được giải phóng hoàn toàn mà không bị nghiền quá, điều này có thể dẫn đến tiêu tốn năng lượng tăng cao và sự hình thành các hạt mịn khó tách rời.

4. Phân loại

Sau khi nghiền, slurry quặng từ máy nghiền bi được đưa vào một máy phân loại xoắn. Máy phân loại xoắn sử dụng sự khác biệt trong tốc độ lắng của các hạt có kích thước khác nhau trong môi trường lỏng để tách chúng. Các hạt lớn hơn và nặng hơn lắng xuống nhanh hơn và được mang đi bởi băng tải xoắn ở đáy máy phân loại, trong khi các hạt mịn hơn vẫn ở trong huyền phù lỏng và được xả ra như dòng tràn. Dòng dưới từ máy phân loại xoắn, chứa các hạt thô hơn, thường được trả lại máy nghiền bi để nghiền tiếp, trong khi dòng tràn, chứa các hạt được nghiền mịn, tiến tới giai đoạn tập trung.

5. Giai đoạn Tập trung

5.1 Tách trọng lực

Quặng nghiền mịn từ phần tràn của bộ phân loại xoắn ốc được cho vào một máy tách trọng lực. Máy tách trọng lực là một thiết bị phân tách hoạt động dựa trên sự chênh lệch về trọng lượng riêng của các khoáng chất cromit và các vật liệu gangue. Cromit có trọng lượng riêng tương đối cao so với hầu hết các khoáng vật gangue. Trong máy tách trọng lực, dòng nước Pulsating được áp dụng, khiến các hạt cromit nặng hơn lắng xuống đáy trong khi các hạt gangue nhẹ hơn vẫn ở các lớp trên. Sản phẩm ở đáy từ máy tách trọng lực là tinh quặng giàu cromit, được chuyển đến silo tinh quặng, trong khi quặng giữa và bã thải được xử lý tiếp.

5.2 Phân tách bằng máng xoắn

Quặng giữa từ máy jig được đưa vào máng xoắn. Máng xoắn là một thiết bị phân tách bằng trọng lực khác sử dụng hiệu ứng kết hợp của trọng lực, lực ly tâm và ma sát để phân tách các hạt. Khi bùn quặng chảy xuống máng xoắn, các hạt cromit nặng di chuyển về phía bên trong của máng và được thu gom làm tinh chất, trong khi các hạt gangue nhẹ di chuyển về phía bên ngoài và được thải ra như bã. Tinh chất từ máng xoắn cũng được gửi đến silo tinh chất, và quặng giữa có thể được chế biến thêm.

5.3 Tách Bằng Bàn Rung

Quặng giữa từ máng xoắn và các sản phẩm trung gian khác được đưa vào các bàn rung để tách riêng thêm. Bàn rung rất hiệu quả trong việc tách các hạt mịn dựa trên trọng lượng riêng, hình dạng và kích thước của chúng. Bàn rung có bề mặt nghiêng và rung động, khiến các hạt di chuyển theo hình zig-zag. Các hạt chromite nặng di chuyển chậm hơn và được tập trung ở đầu dưới của bàn, trong khi các hạt gangue nhẹ di chuyển nhanh hơn và được thải ra ở đầu trên. Nhiều bàn rung có thể được sử dụng nối tiếp để đạt được mức độ tách biệt cao hơn và sản xuất một tinh quặng chromite chất lượng cao.

6. Giai đoạn lọc nước

6.1 Làm đặc

Nước tập trung từ giai đoạn tập trung chứa một lượng nước đáng kể. Để giảm lượng nước, tập trung đầu tiên được đưa vào một bể làm đặc. Bể làm đặc là một bể hình trụ lớn, nơi mà bùn tập trung được cho phép lắng dưới tác động của trọng lực. Khi các hạt lắng xuống, nước trong suốt ở trên cùng được rót ra, và tập trung đã làm đặc ở dưới cùng được thải ra. Bể làm đặc giúp tăng hàm lượng chất rắn của tập trung từ thường khoảng 20 - 30% lên 40 - 60%.

6.2 Lọc chân không

Sau khi đặc lại, tinh chất đặc đã được đưa vào máy lọc chân không. Máy lọc chân không sử dụng áp suất chân không để hút nước qua một môi trường lọc, để lại một bánh lọc tinh chất cromit. Quy trình lọc chân không tiếp tục giảm hàm lượng nước của tinh chất xuống mức phù hợp cho việc lưu trữ và vận chuyển, thường khoảng 8 - 12%. Tinh chất cromit thu được sau đó được gửi đến silo tinh chất để lưu trữ cuối cùng.

7. Xử lý bùn thải

Các sản phẩm thải từ các giai đoạn tách biệt khác nhau, chủ yếu bao gồm các vật liệu quặng gangue, được thu gom và xử lý theo cách có trách nhiệm với môi trường. Các sản phẩm thải có thể được lưu trữ trong các đập chứa hoặc được xử lý thêm để thu hồi bất kỳ khoáng sản quý giá còn lại nào hoặc để giảm thiểu tác động môi trường của chúng. Trong một số trường hợp, các sản phẩm thải có thể được xử lý lại bằng cách sử dụng các kỹ thuật tách biệt bổ sung để tăng cường tỷ lệ thu hồi tổng thể của cromit từ quặng thô.

Tối ưu hóa quy trình và những thách thức

Tối Ưu Hóa Quy Trình

Để cải thiện hiệu quả và khả năng kinh tế của quá trình chế biến quặng cromit, có thể thực hiện một số biện pháp tối ưu hóa. Những biện pháp này bao gồm tối ưu hóa các tham số nghiền và nghiền mịn để đạt được sự giải phóng tốt nhất của các khoáng sản cromit trong khi giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Việc lựa chọn và điều chỉnh các tham số thiết bị tách, chẳng hạn như lưu lượng nước trong thiết bị jig và biên độ rung của bàn rung, cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả tách. Thêm vào đó, việc sử dụng các hệ thống điều khiển quy trình tiên tiến có thể giúp giám sát và điều chỉnh quy trình theo thời gian thực, đảm bảo hoạt động ổn định và đầu ra sản phẩm chất lượng cao.

Challenges

Quá trình beneficiation quặng cromit cũng phải đối mặt với một số thách thức. Một trong những thách thức lớn là đối phó với sự khác biệt về chất lượng quặng thô. Các mỏ quặng cromit có thể có sự biến đổi đáng kể trong khoáng vật, độ grade và phân bố kích thước hạt, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình beneficiation. Một thách thức khác là bảo vệ môi trường. Quá trình beneficiation tạo ra lượng lớn chất thải, cần được quản lý đúng cách để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường. Thêm vào đó, việc sử dụng nước trong quá trình này có thể là một mối quan tâm trong những vùng thiếu nước, và cần phải nỗ lực phát triển công nghệ tiết kiệm nước và hệ thống tái chế.

Quy trình chế biến quặng cromit là một hoạt động phức tạp và nhiều giai đoạn, liên quan đến một loạt các kỹ thuật tách vật lý để trích xuất các khoáng sản cromit giá trị từ quặng thô. Mỗi giai đoạn, từ xử lý quặng thô đến sản xuất tinh quặng cromit và xử lý bùn thải, đều đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả và hiệu suất tổng thể của quy trình. Bằng cách hiểu các nguyên tắc và hoạt động của từng giai đoạn, cũng như giải quyết các thách thức và cơ hội tối ưu hóa, ngành công nghiệp chế biến quặng cromit có thể tiếp tục cải thiện hiệu suất và đóng góp vào nguồn cung crom bền vững cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau.