Nghiên cứu công nghệ thu hồi bismut từ nguồn khoáng sản trong nước

Do những đặc tính nêu trên bismut được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: chế tạo nam châm vĩnh cửu công suất lớn (hợp kim bismanol MnBi), hợp kim nhiệt độ chảy thấp dùng trong thiết bị an toàn phòng chống cháy nổ, hợp kim đặc biệt trong công nghiệp hàng không và ô tô, vật liệu kết cấu và tải nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân, chất xúc tác dầu mỏ, men gốm sứ, vật liệu điện tử, các chi tiết trong thiết bị chế biến thực phẩm và y tế, dược phẩm và mỹ phẩm.

Ở nước ta nguồn tài nguyên về bismut rất phong phú mà những năm trước đây chưa từng được biết đến nên chưa được quan tâm. Mãi đến năm 2000, sau khi có công nghệ điện phân thiếc, mới thấy nói đến trong bùn anôt có tích tụ bismut từ nguyên liệu thiếc gốc chứa bismut ở dạng tạp chất phân tán. Trên cơ sở đó công ty TNHH NN MTV Kim loại màu Thái Nguyên đã bắt đầu nghiên cứu xử lý. bùn anôt thiếc và đã thu được sản phẩm trung gian BiOCl. Tiếp đó đề tài luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu công nghệ xử lý. bùn anôt thiếc Việt Nam, thu hồi bismut” công bố vào năm 2009, được xem là công trình đầu tiên nghiên cứu thu hồi bismut kim loại. Gần đây, một vận hội lớn đã đến với ngành khai khoáng và luyện kim nước ta. Đó là chỉ trong một thời gian ngắn đã nhanh chóng phát hiện và khẳng định ở vùng Núi Pháo, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên có một mỏ quặng đa kim lớn, trong đó ước tính có tới trên 30.000 tấn bismut kim loại. Với trữ lượng đó có thể cho rằng nguồn tài nguyên bismut Việt Nam đứng ở vị trí thứ hai (sau Trung Quốc) của các nước có tiềm năng bismut trên thế giới.

Cơ quan chủ trì đề tài Viện Công nghệ Trang sức và Đá quý phối hợp với Chủ nhiệm đề tài GS.TSKH Đinh Phạm Thái cùng thực hiện đề tài nhằm mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ tuyển và chế biến để thu hồi bismut kim loại có độ sạch cao ứng dụng trong chế tạo hợp kim. Bám sát vào mục tiêu đó, nội dung nghiên cứu của đề tài cần được xây dựng sao cho lợi dụng được nhiều nhất công nghệ chế biến bismut của thế giới và tìm ra được những đặc điểm của quặng bismut Việt Nam để việc áp dụng công nghệ được tiến hành một cánh sáng tạo có hiệu quả. Trước tình hình đó; vấn đề nghiên cứu, khai thác và chế biến bismut là cấp thiết đối với các cơ quan nhà nước, các công ty khai thác và luyện kim cùng các nhà khoa học.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Đã nghiên cứu xác định loại và chi phí thuốc điều chỉnh môi trường tuyển nổi tập hợp sunfua từ quặng đuôi khâu tuyển nổi đồng, và chọn giá trị pH môi trường khoảng 8,5÷9 được điều chỉnh bằng CaO.

- Đã nghiên cứu xác định chi phí thuốc kích động để tuyển nổi tập hợp sunfua từ quặng đuôi khâu tuyển nổi đồng. Chọn được thuốc kích động là Pb(NO3)2 với chi phí tối ưu là 500 g/t.

- Đã nghiên cứu xác định chi phí thuốc tập hợp để tuyển nổi tập hợp sunfua từ quặng đuôi khâu tuyển nổi đồng. Chọn được thuốc tập hợp là butyl xantat + M91 với chi phí tối ưu là 140 g/t.

- Đã nghiên cứu xác định chi phí thuốc tập hợp để tuyển nổi tập hợp sunfua từ quặng đuôi khâu tuyển nổi đồng. Chọn thuốc tập hợp là thuốc tạo bọt Flotanol 7166 với mức chi phí tối ưu là 30 g/t.

- Đã thí nghiệm tuyển sơ đồ hở tuyển nổi tập hợp các khoáng vật sunfua. Kết quả đã xác định 2 lần tuyển vét.

- Đã thí nghiệm vòng kín tuyển nổi tập hợp các sunfua và xác định được các khâu bao gồm: tuyển chính, tuyển vét 1 và tuyển vét 2. Ở chế độ và điều kiện tuyển nói trên có thể thu hồi được quặng tinh tập hợp có hàm lượng 0,67 % Bi, thực thu Bi trong khâu tuyển tập hợp sunphua và bismut là 83,97% ứng với thực thu so với quặng nguyên khai đạt 76,77%.

- Đã nghiên cứu xác định các loại và chi phí thuốc đè chìm các sunfua khác để tuyển nổi chọn riêng bismut. Đã chọn được thuốc đề chìm ở dạng kết hợp là ZnSO4/NaCN với lượng chi phí tối ưu là 200g/t (ZnSO4/NaCN: 150/50g/t ) và bổ sung thêm thuốc tập hợp và thuốc tạo bọt với chi phí Hostaflot là 45 g/t và Flotanol 7166 là 15 g/t.

- Đã thí nghiệm sơ đồ vòng hở tuyển nổi chọn riêng Bi. Ở điều kiện và chế độ tuyển tinh sử dụng phương pháp tuyển nổi –tuyển từ có thể thu hồi được quặng tinh có hàm lượng 1,29 % Bi, thực thu bộ phận Bi là 63,63% ứng với thực thu toàn bộ đạt 58,17%.

- Đã thí nghiệm sơ đồ vòng kín tuyển nổi chọn riêng Bi. Với kết quả thu được đã đề nghị sử dụng sơ đồ kết hợp các phương pháp tuyển khác nhau tuyển nổi - tuyển trọng lực - tuyển từ thu hồi được quặng tinh Bi có hàm lượng 1,19%Bi, thực thu Bi trong khâu tuyển tinh là 71,94% ứng với thực thu so với quặng nguyên khai là 65,58%.