VINACHEM

1. Tính cần thiết của chương trình nghiên cứu:

Tính đến hết năm 2019, các khai trường quặng Apatit trong tỉnh Lào Cai đã khai thác trong nhiều năm dẫn tới nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt, trong khi đó nhu cầu tiêu thụ quặng tuyển ngày càng tăng, đặc biệt là nguồn quặng tuyển Apatit cung cấp cho các nhà máy phân bón chứa lân và hóa chất.

Quặng Apatit loại 3: Công ty Apatit đang quản lý (theo giấy phép cấp) trữ lượng không còn nhiều để duy trì hoạt động sản xuất lâu dài cho NMT Tằng Loỏng và Cam Đường.

Quặng Apatit loại 2 nghèo, loại 4: chưa tuyển công nghiệp vì giá thành sản xuất cao do nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân quặng cứng chưa phong hóa. Hàm lượng oxít kim loại còn cao ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất phân bón.

Liên Xô thiết kế nhà máy tuyển Tằng Loỏng quặng Apatit loại 3 cung cấp cho nhà máy có hàm lượng P₂O₅ là 15,8% ± 1%; NMT Cam Đường là 16% được khai thác và trung hòa từ các nguồn quặng Apatit loại 3 có hàm lượng từ 12 ÷ 18% P₂O₅.

Quặng Apatit loại 3 có hàm lượng < 12% P₂O₅ không được khai thác đồng thời (để lại), sau này mới khai thác có thể xảy ra các trường hợp:

- Nếu xin phép được để vào khai thác tận thu thì chi phí sẽ rất cao từ khâu đền bù đến khai thác, tuyển khoáng;

- Khi khai thác sẽ thất thoát tài nguyên so với trữ lượng để lại; phải thực hiện đóng cửa mỏ, phục hồi môi trường trả đất cho địa phương.

Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam tập trung vào nguyên cứu tuyển quặng Apatit loại 3 nghèo có hàm lượng từ 8 ÷ 12% P₂O₅ trước đây không sử dụng với mục tiêu là tăng sản lượng quặng tuyển, đảm bảo đủ nguyên liệu cho các Nhà sản xuất phân bón, hóa chất.

2. Tổng quan các giải pháp đã biết trước khi thực hiện giải pháp:

Trên thế giới đã có Quốc gia tuyển quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅nghèo từ 6-8%; Tại Việt Nam chỉ có Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam tuyển quặng Apatit loại 3:

- Giai đoạn từ năm 1994 đến năm 2012 tuyển quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅ bằng với thiết kế NMT Tằng Loỏng là 15,8% ± 1%; NMT Cam Đường là 16%;

- Giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2020 tuyển quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅ < 14,8% tại NMT Tằng Loỏng và Cam Đường;

- Giai đoạn sau năm 2021 tới nay tuyển Apatit loại 3 hàm lượng P₂O₅ là:12 ± 1%

 bằng nguồn quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅ từ 8% ÷ 12% (trước năm 2021 chưa sử dụng) trung hoà với nguồn quặng 3 có hàm lượng P₂O₅từ 12% ÷ 15%.

Bằng các kinh nghiệm về tuyển nổi quặng Apatit loại 3; Năm 2020 – 2021, Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam tập trung nghiên cứu tài liệu tuyển quặng Apatit loại 3 nghèo, khu vực trung tâm,mục tiêu cụ thể:

- Tuyển quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅là : 12 ± 1% lấy quặng tuyển có hàm lượng > 31% P₂O₅, chất lượng quặng tuyển đạt tiêu chuẩn sản xuất phân bón và hóa chất; 

- Chỉ tiêu công nghệ chủ yếu như thu hoạch, thực thu P₂O₅ bằng và vượt thiết kế;

- Tăng thêm trữ lượng nguồn quặng Apatit loại 3 cấp cho Nhà máy tuyển Tằng Loỏng và Cam Đường từ 15% ÷ 20%, kéo dài tuổi thọ nhà máy, đáp ứng sản lượng và chất lượng quặng tuyển cấp cho các Nhà sản xuất phân bón và hóa chất.

3. Kết quả nghiên cứu, áp dụng giải pháp: 

3.1. Kết quả nghiên cứu thí nghiệm:

Mục tiêu thí nghiệm là kiểm chứng lại sơ đồ tuyển và các chế độ công nghệ khác trong dây truyền nhà máy tuyển quặng Apatit loại 3 đã thiết kế, so sánh các chỉ tiêu công nghệ chủ yếu (đối với quặng Apatit loại 3 nghèo vùng trung tâm) với thiết kế:

- Kết quả tuyển các mẫu đơn có hàm lượng từ 8 ÷ 12%: Thu hoạch ≥ 26%; Thực thu P₂O₅ > 62%; Hàm lượng P₂O₅ quặng tinh > 31%;

- Kết quả tuyển mẫu phối trộn có hàm lượng từ 12 ± 1% (giữa hàm lượng từ 8-12% vào quặng 3 có hàm lượng từ 13 ± 1%): Thu hoạch > 28%; Thực thu P₂O₅ > 66%; Hàm lượng quặng tinh > 31%.

Kết quả tuyển các mẫu phối trộn các chỉ tiêu về kỹ thuật đều gần đạt mục tiêu, cần phải thực hiện thêm một số giải pháp công nghệ để đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ chủ yếu vượt mục tiêu.

- Căn cứ vào kết quả tuyển thí nghiệm các chỉ tiêu về kỹ thuật đều đạt mục tiêu, Công ty triển khai tuyển công nghiệp tại Nhà máy tuyển Tằng Loỏng và Cam Đường để xác định tính hiệu quả tuyển nổi quặng Apatit loại 3 nghèo, nghèo hơn thiết kế tại Nhà máy tuyển Tằng Loỏng và Cam Đường.

3.2. Tính mới, sáng tạo của giải pháp tạo ra:

Khai thác đồng thời quặng Apatit loại 3 có hàm lượng P₂O₅ từ 8 ÷ 12%(thiết kế chỉ đưa quặng 3 có hàm lượng P₂O₅ từ 12- 18%) vào trung hòa có hàm lượng P₂O₅ từ 13 ÷ 15%cấp cho Nhà máy tuyển, tăng được trữ lượng quặng 3 từ 10 ÷ 15% về khối lượng:

- Sử dụng ngay dây truyền thiết kế của Nhà máy tuyển nổi quặng Apatit loại 3 nên không cần đầu tư, cải tạo công nghệ nhiều; 

- Sử dụng hóa chất, thuốc tuyển trong tuyển nổi quặng Apatit loại 3 đang sử dụng, tuy nhiên có điều chỉnh phù hợp với tuyển nổi quặng Apatit loại 3 nghèo;

- Thực hiện đồng thời nhiều giải pháp (như không tách tảng sót, chỉ khử slam tỷ lệ thấp, nâng cao chất lượng thuốc tuyển, sử dụng thiết bị lọc ép để tận thu tối đa mất mát sản phẩm theo nước tràn bể cô đặc) trong tuyển công nghiệp.

3.3. Lập biện pháp khai thác, trung hòa quặng 3 cấp cho các Nhà máy tuyển:

Căn cứ vào: 

- Kết quả nghiên cứu, xếp loại tính khả tuyển (thấp, trung bình, cao) đại diện cho mặt cắt tại vỉa quặng tầng Kosan), tuyển thí nghiệm;

- Vị trí, điều kiện khai thác, cự ly vận chuyển, tính toán về chi phí chấp nhận được. Công ty tiến hành lập biện pháp khai thác quặng Apatit loại 3 có hàm lượng từ 8 ÷ 12% P₂O₅ vào trung hòa để được quặng 3 có hàm lượng 13 ± 1% P₂O₅ làm nguyên liệu cho Nhà máy tuyển Tằng Loỏng và Cam Đường.

3.4. Tuyển công nghiệp (áp dụng vào sản xuất quặng tuyển). 

- Theo nghiên cứu tính khả tuyển của Công ty (tuyển khó, trung bình, dễ) căn cứ vào kết quả phân tích về tổng hàm lượng oxit kim loại (Fe₂O₃ + Al₂O₃ +MgO) nếu:

+Nhỏ hơn 7,5 là loại dễ tuyển, xếp loại tính khả tuyển cao;

+  Từ 7,5 đến 8,5 là xếp loại tính khả tuyển trung bình;

+  Lớn hơn 8,5 là quặng 3 khó tuyển, xếp loại tính khả thấp.

- Nhận xét các mẫu quặng Apatit loại 3 nghèo (mẫu đã phối trộn) cho thấy đây là loại quặng Apatit loại 3 khó tuyển, vì tổng hàm lượng oxit kim loại (Fe₂O₃ + Al₂O₃+MgO) cao từ 9,36 ÷ 10,53.

Mặt khác thiết kế dây truyển tuyển quặng về công nghệ không có loại bỏ được các oxit kim loại làm ảnh hưởng đến kết quả tuyển nổi, loại trừ giảm được hàm lượng oxit Al₂O₃do khử slam (Al₂O₃ bám dính vào mùn sét); 

Bảng phân tích thành phần hóa học quặng Apatit loại 3 nghèo đưa vào tuyển và quặng tuyển tại Nhà máy tuyển Tằng Loỏng và Cam Đường

3.5. Đánh giá kết quả sản xuất công nghiệp:

3.5.1. Về kỹ thuật:

Các chỉ tiêu công nghệ chủ yếu vượt mục tiêu nghiên cứu, cụ thể:

Tại Nhà máy tuyển Tằng Loỏng:

- Hàm lượng quặng tuyển từ 30,83% - 31,89%, trung bình 31,38% đạt mục tiêu;

- Thu hoạch từ 32,62% - 35,01%, trung bình 33,25%, tăng 4,15% so với thiết kế;

- Thực thu P₂O₅ từ 71,74% - 79,09%, trung bình 75,6%, tăng 13% so với thiết kế;

Tại Nhà máy tuyển Cam Đường:

- Hàm lượng quặng tuyển từ 31,17% - 32%, trung bình 31,64%, đạt mục tiêu;

- Thu hoạch từ 33,21% - 36,63% trung bình 34,75%, tăng 1,65% so với thiết kế;

- Thực thu P₂O₅ từ 75,74% - 84,76% trung bình 80,07%, tăng 9,44% so với thiết kế;

- Chi phí tiêu hao vật tư và hóa chất chủ yếu đều bằng và giảm so với tuyển quặng Apatit loại thiết kế;

- Sản phẩm quặng tuyển sản xuất ra đưa đi tiêu thụ được các Nhà máy sản xuất phân bón, Hóa chất và Tập đoàn Hoá chất Việt Nam đánh giá là đạt yêu cầu để sản xuất phân bón và hóa chất trong nước và xuất khẩu. 

3.5.2. Về kinh tế: 

- Giá thành tuyển quặng Apatit loại 3 nghèo tương đương với tuyển quặng theo các năm trước (chi phí các vật tư hóa chất chủ yếu không tăng thêm);

- Tăng thêm nguồn thu các loại thuế cho Nhà nước từ 10% - 15% bằng 500.000 tấn đến 1.000.000 tấn tương đương khoảng 30 tỷ VNĐ;

- Tăng sản lượng quặng tuyển là tăng thêm tuổi thọ cho các Nhà sản xuất phân bón và hóa chất trong nước; Đồng nghĩa tăng việc làm thu nhập cho cán bộ công nhân viên của các Nhà sản xuất phân bón và hóa chất trong nước;

- Đặc biệt là tăng trữ lượng quặng 3 từ 10% - 15%, giảm được chi phí đền bù, mở rộng biên để khai thác tận thu quặng Apatit nghèo hàm lượng P₂O₅  từ 8% - 12% (chưa thực hiện giải pháp này thì khối lượng quặng 3 để lại không khai thác); Việc tăng thêm trữ lượng quặng 3 từ 10% - 15% về khối lượng đồng nghĩa kéo dài tuổi thọ hai Nhà máy tuyển thêm 3 - 5 năm (thiết kế Nhà máy tuyển thường > 20 năm).

- Chi phí sản xuất từ khâu khai thác đến tuyển khoáng không tăng so với sản xuất khai thác tuyển quặng Apatit theo thiết kế đạt mục tiêu nghiên cứu.

3.5.3. Về xã hội:

- Tiết kiệm tài nguyên cho Quốc gia bằng giải pháp sử dụng triệt để nguồn tài nguyên (quặng Apatit nghèo); 

- Góp phần đảm bảo an ninh lương thực cho Quốc gia vì sản xuất ra phân bón phục vụ và phát triển ngành sản xuất nông nghiệp nước nhà;

- Duy trì ổn định việc làm cho các ngành như: Khai thác quặng Apatit, làm giầu quặng Apatit (tuyển) đến sản xuất phân bón và hóa chất; bởi vì nếu không tuyển thành công quặng Apatit nghèo thì các Nhà máy sản xuất phân bón và Hóa chất phải dừng sản xuất do hết quặng Apatit loại 1, 2 giầu và quặng tuyển từ nguồn quặng Apatit loại 3 theo thiết kế.