Công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô

Trung tâm Môi trường Công nghiệp nhiệt liệt hưởng ứng ngày Môi trường Thế giới năm 2023 với chủ đề “Chung tay đánh bại ô nhiễm từ rác thải nhựa” (Beat plastic polution)

Hình ảnh

Khảo sát các công trình BVMT của Dự án khai thác và chế biến quặng Nikel Bản Phúc, Sơn La

Thông tin cần biết

    Thời tiết 
    Tỷ giá ngoại tệ


    Giá vàng

Thống kê truy cập

Online: 22

Truy cập: 4.452.395

Công nghệ sản xuất

Công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô

Thứ Ba, 03 Tháng Bảy 2012 9:28 SA

Thạc sỹ Mai Văn Thinh – Viện KHCN Mỏ TKV

I. Khái quát về tuyển than khô trên thế giới

Công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô có các ưu điểm sau đây:

+ Phù hợp với những nơi khô hanh, khan hiếm nước hoặc những nơi khí hậu lạnh giá làm cho nước thường xuyên tồn tại ở dạng băng đá.

+ Là giải pháp hữu hiệu cho những xưởng tuyển gặp khó khăn trong việc xử lý ô nhiễm môi trường do bùn nước thải.

+ Không phải đầu tư chi phí cho hệ thống xử lý bùn nước (gồm sàng khử nước, bể bùn, máy ly tâm, máy lọc ép chân không….) vì không cần dùng nước như trong công nghệ tuyển ướt.

* Công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô được áp dụng rộng rãi ở Mỹ và các nước Châu Âu trong thời kỳ 1930-1965 nhưng sau đó không được áp dụng nữa. Nguyên nhân chủ yếu do công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô có các nhược điểm sau đây:

+ Độ chính xác phân tuyển thấp. (Ep cao) + Yêu cầu các thông số cấp liệu trong công nghệ tuyển khô phải được khống chế chặt chẽ trong khoảng giới hạn quy định, các thông số này bao gồm: – Độ ẩm cấp liệu bắt buộc phải nằm trong giới hạn dưới 9% (tốt nhất dưới 7%). – Năng suất cấp liệu cần ổn định. – Cỡ hạt cấp liệu cần nằm trong giới hạn quy định (thường nhỏ hơn 80mm) tùy theo loại thiết bị được sử dụng. Trước đây, các thiết bị phổ biến được sử dụng để tuyển than bằng phương pháp tuyển khô là bàn đãi tuyển bằng khí nén và máy lắng tuyển bằng khí nén. Hiện nay vẫn còn một số ít các xưởng tuyển than bằng các thiết bị trên đang hoạt động, đặc biệt là ở những vùng khan hiếm nước của Trung Quốc, tuy nhiên sản lượng than qua tuyển bằng phương pháp này không đáng kể. Gần đây do sự tăng trưởng nhanh về kinh tế và áp lực về công tác bảo vệ môi trường ở các nước có sản lượng than lớn hàng đầu thế giới như Trung Quốc, ấn Độ, Kazăcxtan.., dẫn đến việc cần phải tăng thêm số lượng các nhà máy tuyển cũng như tỷ lệ than qua tuyển. Phần lớn trữ lượng than của các quốc gia trên đây đều nằm ở những vùng mỏ khô hanh, rất khan hiếm nước. Để giải quyết vấn đề này, công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô trước đây bắt đầu được các chuyên gia tuyển than quan tâm phục hồi phát triển trở lại. Một trong các ví dụ về công nghệ tuyển than khô được thử nghiệm đánh giá ở ấn Độ là máy đập chọn lọc kiểu tang quay (hình 1). Máy đập này cũng đồng thời có chức năng như một thiết bị tuyển khô để loại bỏ đá trong than cấp liệu cấp hạt lớn. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên sự khác nhau về độ bền cơ học của các hạt khoáng và quá trình đập nghiền có chọn lọc. Trong đó, than cấp liệu cấp hạt lớn được cấp vào tang quay, cấp liệu được xáo trộn va đập trong quá trình quay trong tang máy. Than có độ bền cơ học nhỏ nên dễ bị vỡ vụn ra thành các hạt có kích thước đủ nhỏ để lọt qua lưới sàng quay còn đá thải có độ bền cơ học lớn hơn, khó bị vỡ hơn nên vẫn nằm trên lưới sàng quay và được thải ra ngoài như vật liệu trên sàng.

Trong thời gian gần đây, trên thế giới, các công nghệ khác để tuyển than bằng phương pháp tuyển khô cũng được quan tâm nghiên cứu bao gồm:

1. Công nghệ tuyển than khô bằng máy tuyển từ cường độ từ trường cao.

2. Công nghệ tuyển than khô bằng phương pháp tuyển điện động lực.

Ưu điểm nổi bật của 2 công nghệ tuyển khô này là có khả năng tách bỏ rất hiệu quả thành phần pyrit cấp hạt mịn ra khỏi than. Nhược điểm chủ yếu là giá thành và đầu tư cho các công nghệ tuyển này rất cao, hơn nữa hiệu quả phân tuyển của các công nghệ này còn chưa ổn định. Hiện nay chưa có nhà máy áp dụng với các công nghệ tuyển này ở quy mô công nghiệp. Các công nghệ tuyển mới này vẫn đang được tiếp tục quan tâm nghiên cứu thử nghiệm.

II. Tuyển than bằng công nghệ tuyển khô ở Trung Quốc

Trữ lượng than của Trung Quốc vào khoảng hơn 114 tỷ tấn, trong đó hơn hai phần ba tổng trữ lượng nằm ở những vùng khô hanh rất khan hiếm nước, vì vậy, ở những vùng này không thể áp dụng được các phương pháp tuyển than ướt. Hơn nữa Trung Quốc có nhiều mỏ than nằm trong vùng có khí hậu lạnh giá, nhiệt độ rất thấp, nước thường bị đóng băng về mùa đông. Do đó trong số các công nghệ tuyển than lựa chọn để áp dụng, công nghệ tuyển than bằng phương pháp tuyển khô được ưu tiên hàng đầu.

Trung Quốc đã đạt được những thành tựu đáng kể trong việc nghiên cứu phát triển hai phương pháp chính để tuyển than bằng phương pháp tuyển khô.

II.1. Phương pháp tuyển 1: Hệ thống tuyển than bằng công nghệ tuyển khô kiểu phức hợp FGX

Mô hình công nghệ tuyển được mô tả trong hình 2. Hệ thống tuyển khô này tạo ra sự chuyển động của dòng vật liệu cùng với dòng khí theo chiều xoáy ốc tạo nên sự phân tuyển vật liệu thành dãy sản phẩm có chất lượng khác nhau từ thấp đến cao trên mặt bàn.

Hệ thống tuyển này đã được áp dụng thành công tại 95 nhà máy để tuyển các loại than khác nhau.

Hệ thống này có thể tuyển được than cấp liệu cỡ hạt –80mm với độ ẩm cấp liệu nhỏ hơn 7%. Hiệu quả phân tuyển của thiết bị giảm khi tuyển than cấp hạt –6mm. Với than cấp liệu có độ tro 35%, thiết bị này có thể tuyển ra các sản phẩm: than sạch có độ tro 22% và đá thải có độ tro trên 75%. Tỷ trọng phân tuyển thường là dr = 2,0 g/cm³ với sai số cơ giới I < 0,2.

Mặc dù phương pháy tuyển này kém hiệu quả so với phương pháp tuyển ướt nhưng công nghệ tuyển khô như vậy vẫn có tác dụng đáng kể trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm loại than dùng cho đốt nồi hơi của Trung Quốc. Hệ thống tuyển than bằng phương pháp tuyển khô kiểu phức hợp FGX được giới tuyển than quốc tế quan tâm chú ý và có nhiều tiềm năng được áp dụng rộng rãi trên thế giới.

II.2. Phương pháp tuyển thứ 2: Hệ thống tuyển than bằng công nghệ tuyển khô kiểu tầng sôi trong môi trường huyền phù nặng – không khí (air dense medium fluidised bed, ADMFB separator)

Trường Đại học Công nghệ Mỏ Trung Quốc (CUMT- China University of Mining and Technology) bắt đầu khởi xướng việc nghiên cứu thiết kế lắp đặt và thử nghiệm hệ thống tuyển than bằng công nghệ tuyển khô kiểu tầng sôi trong môi trường huyền phù nặng – không khí (air dense medium fluidised bed – ADMFB) vào năm 1984. Phương pháp này đã được thử nghiệm ở quy mô công nghiệp để tuyển than nguyên khai cấp hạt 6 – 50mm tại nhà máy tuyển than Qitaihe phía Bắc Trung Quốc, nơi có khí hậu băng giá và rất khan hiếm nước.

Trong phương pháp tuyển ADMFB có sử dụng bột quặng manhêtít mịn, than cấp hạt mịn và không khí để tạo ra môi trường huyền phù. Manhêtít được tách ra khỏi các sản phẩm than sạch và đá thải máy bằng máy tuyển từ để đưa trở lại sử dụng trong dây chuyền.

Phương pháp ADMFB có thể tuyển hiệu quả ở tỷ trọng phân tuyển từ 1,30-2,20 g/cm3. Tuy nhiên độ ẩm của cấp liệu bắt buộc phải được khống chế trong giới hạn thấp.

Các thiết bị tuyển khô dùng cho tuyển than với các cỡ hạt cấp liệu khác nhau vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu thử nghiệm phát triển.

III. Sự cần thiết của việc áp dụng phương pháp tuyển than bằng công nghệ tuyển khô ở Việt Nam

Một số mỏ than ở nước ta như Khánh Hòa, Hà Ráng, Hà Tu… còn tồn đọng một trữ lượng lớn than chất lượng xấu với các đặc điểm sau đây:

- Thuộc loại than bán antraxit hoặc antraxit

- Độ tro cao, hàm lượng kẹp, xít lớn

- Dễ vỡ vụn, dễ bở rời và dễ bị bùn hóa khi gặp nước.

- Các đặc điểm trên cho thấy nếu áp dụng phương pháp tuyển ướt để tuyển than chất lượng xấu từ các mỏ trên đây sẽ sinh ra một lượng bùn rất lớn cần phải xử lý. Hơn nữa về mùa khô, nhiều mỏ than ở nước ta rất khan hiếm nước, không thể áp dụng phương pháp tuyển ướt để tuyển được. Vì vậy việc tìm kiếm, nghiên cứu áp dụng, thử nghiệm phương pháp tuyển than bằng công nghệ tuyển khô trên thế giới, đưa ra các thông số công nghệ, thiết bị, chế độ tuyển phù hợp với điều kiện ở Việt Nam là cần thiết nhằm nâng cao chất lượng than, tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường./.

Tài liệu tham khảo:

1- Báo cáo của Bộ Thương mại và Công nghiệp Anh (DTI) về Chương trình nghiên cứu Công nghệ Than sạch 2001-2002. (Department of Trade and Industry, 1 Victoria Street, London SW1H 0ET)

2- Tạp chí Tuyển than (Coal Preparation). Hội nghị chuyên đề về nâng cao chất lượng than á bi tum – 2006

3- Tạp chí “International Journal of Mineral and Processing 63 (2001)167-175″

4- Kết quả thử nghiệm tuyển than Mỏ Khánh Hòa bằng phương pháp tuyển khô của Công ty Thiết bị Thần Châu, Đường Sơn (Trung Quốc )

Các tin khác