Làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo máy tuyển nổi quặng kim loại màu kiểu Tankcell

Sau 2 năm tích cực triển khai nghiên cứu, nhóm chuyên gia Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim đã hoàn thành tốt các nội dung theo mục tiêu đề ra: Làm chủ thiết kế, chế tạo máy tuyển nổi quặng kim loại màu kiểu Tankcell; Làm chủ quy trình công nghệ tuyển nổi quặng đồng (hoặc quặng chì kẽm) trên máy tuyển nổi kiểu thùng trụ tròn; Chế tạo và thử nghiệm máy tuyển nổi quặng kim loại màu kiểu thùng trụ tròn trên dây chuyền tuyển nổi quặng đồng (hoặc quặng chì kẽm).

ThS. Trần Thị Hiến đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, thiết bị Tankcell được thiết kế trên cơ sở kế thừa và phát triển những ưu điểm của máy tuyển nổi truyền thống kiểu thùng hình vuông, chữ nhật và áp dụng những kỹ thuật hiện đại. Tankcell được sử dụng trong các khâu tuyển chính, tuyển tinh và tuyển vét tại các nhà máy tuyển nổi. Thiết kế độc đáo của máy tạo ra dòng khuấy trộn bùn theo hướng bán kính có động năng lớn nhằm tạo ra hai dòng bùn tuần hoàn: dòng thứ nhất tuần hoàn rất mạnh ở phía dưới bánh khuấy; dòng thứ hai tuần hoàn lên phần phía trên của máy. Các van khuếch tán đặt thẳng đứng nhằm tạo ra các dòng chảy xuyên tâm kiểu mẫu nhằm loại bỏ hoàn toàn sự quay vòng của bùn khoáng trong ngăn máy tuyển nổi. Mỗi ngăn máy tuyển nổi tự tràn được cung cấp hai máng bọt đặt nằm ngang bên trong máy nhằm tăng hiệu quả thu hồi và giảm khoảng cách vận chuyển sản phẩm bọt. Các tấm nén ép bọt có tác dụng làm giảm thời gian tuyển nổi nhằm tăng hiệu quả thu hồi khi tuyển hạt thô và ở khâu tuyển tinh.

Để giảm số lượng chi tiết chế tạo và đảm bảo độ bền của các chi tiết, trong quá trình thiết kế, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm thiết kế ANSYS Academic Research CFD, CREO PARAMETRICS cho phép mô phỏng, tính toán động lực học chất lỏng, tính toán, thiết kế kết cấu và mô phỏng để tối ưu hóa thiết bị chế tạo.

Thiết bị tuyển nổi tankcell do nhóm nghiên cứu thiết kế, chế tạo có dung tích làm việc 8 m³, công suất động cơ 22 kW cùng áp suất khí nén đạt 25 kPa; lưu lượng bùn cấp vào máy tuyển nằm có thể đạt 200 m3/giờ và lưu lượng khí nén đạt 4,3 m3/phút. Thiết bị đã được lắp đặt tại khâu tuyển tinh kẽm 2, thay thế cho các ngăn máy tuyển nổi hiện nay của Nhà máy Tuyển chì kẽm Chợ Điền (Bắc Kạn) thuộc Công ty Cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên-Vimico. Trong thời gian chạy thử, các khâu đập, nghiền, phân cấp và khâu tuyển nổi chì, tuyển nổi kẽm hoạt động tương đối ổn định. Hệ thống ổn định lưu lượng khí cũng hoạt động hiệu quả, với lưu lượng khí luôn giữ ở mức ổn định 3 m3/phút, tốc độ khuấy 970 vòng/phút. Sản phẩm sau tuyển đáp ứng được yêu cầu cả về hàm lượng và thực thu kẽm, cụ thể hàm lượng đạt 52,66% Zn (tăng 0,99%), thực thu đạt 92,63% Zn (tăng 0,68%) so với thiết bị kiểu thùng vuông. Ngoài các chỉ tiêu về công nghệ thì hiệu quả tiết kiệm diện tích lắp đặt, tiết kiệm điện năng thể hiện rõ nét. Với chỉ tiêu về điện năng với cùng thể tích bùn quặng trong ngăn máy tuyển nổi là 8 m3, điện năng giảm từ 36 kWh xuống 22 kWh.

Bộ thu thập, điều khiển lưu lượng khí và hệ thống điều khiển tự động được lắp đặt trên thiết bị Tankcell.

Máy tuyển nổi kiểu tankcell đã được nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng trong tuyển nổi khoáng sản, đây là thiết bị được đánh giá có hiệu quả vượt trội so với thiết bị tuyển nổi hình khối vuông hay chữ nhật truyền thống đang được sử dụng phổ biến tại các nhà máy tuyển nổi khoáng sản ở Việt Nam. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành khai thác, chế biến khoáng sản ở Việt Nam, việc các nhà khoa học của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công máy tuyển nổi quặng kim loại màu Tankcell có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, giúp nâng cao tính chủ động và hiệu quả trong hoạt động chế biến khoáng sản kim loại màu. Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam tiến hành nghiên cứu toàn diện, từ thiết kế chế tạo thiết bị tuyển nổi Tankcell đến công nghệ tuyển nổi trên máy tuyển nổi Tankcell. Nghiên cứu này đã đặt nền móng cho việc phát triển ngành công nghiệp chế tạo thiết bị tuyển nổi Tankcell và công nghệ tuyển nổi trên các thiết bị Tankcell ở Việt Nam; đồng thời góp phần nâng cao trình độ nghiên cứu, thiết kế và sản xuất thiết bị cho Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim. Đặc biệt, việc làm chủ công nghệ, chế tạo thành công thiết bị tuyển nổi Tankcell còn giúp nâng cao giá trị nguồn tài nguyên khoáng sản cũng như đẩy mạnh việc chế biến sâu và tăng hệ số thu hồi, đồng nghĩa với việc tận thu tài nguyên khoáng sản cho đất nước.

Thiết bị Tankcell đang được vận hành tại Nhà máy tuyển chì kẽm Chợ Điền thuộc Công ty CP Kim loại màu Thái Nguyên.