Kết quả ứng dụng công nghệ tuyển than trong môi trường khí tại một số mỏ than

KS. Nguyễn Văn Minh 
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin

1. Kết quả ứng dụng công nghệ tuyển than bằng bàn đãi khí tại mỏ than Khánh Hòa

1.1.  Sơ đồ công nghệ

Công ty than Khánh Hòa là một mỏ than lộ thiên có điều kiện địa chất rất phức tạp, với vỉa than bị xen kẽ nhiều lớp đá và sét than. Việc xúc lọc bằng máy xúc và sàng tuyển than theo công nghệ thông thường không thể cho ra các sản phẩm than có chất lượng cao theo yêu cầu. Để nâng cao phẩm cấp than, Công ty than Khánh Hòa đã nghiên cứu áp dụng công nghệ tuyển than khô của Trung Quốc.

Hình 1. Sơ đồ dây chuyền thiết bị tuyển than trong môi trường khí tại Công ty than Khánh Hòa

1.2. Kết quả tuyển mẫu than Khánh Hoà

Kết quả tuyển các loại than nguyên khai của Công ty than Khánh Hoà thể hiện ở Bảng 1.

1.3. Nhận xét

- Than vào tuyển là than có nhiều đá kẹp, các lớp than trong vỉa có chiều dày £ 1m, độ ẩm từ 7,5% tới 8%. Than được khai thác không chọn lọc. Cỡ hạt than vào tuyển  £80mm.

- Khi tuyển các mẫu than nguyên khai cám 4, than nguyên khai cám 5, than nguyên khai cám 6 và than nguyên khai cám 7 của mỏ than Khánh Hoà trên hệ thống tuyển than khô kiểu phức hợp, độ tro than sạch đều giảm được từ 10 đến 14% so với than vào tuyển và thu hoạch than sạch đạt trên 72%, trừ mẫu than cám 7 thu hoạch than sạch chỉ đạt gần 40%.

- Sản phẩm trung gian với thu hoạch khoảng 9% - 10% và độ tro dao động từ 57% - 58%. Đá thải có thu hoạch khoảng 17% - 18% với độ tro từ 65% - 70%.

2. Kết quả ứng dụng công nghệ tuyển khí tại Công ty than Hòn Gai

2.1. Sơ đồ công nghệ

Công ty than Hòn Gai là một đơn vị thành viên của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam, với nhiệm vụ khai thác và gia công chế biến tiêu thụ than theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn của Tập đoàn.

Than nguyên khai được khai thác từ hai nguồn hầm lò và lộ thiên. Do điều kiện địa chất khoáng sàng phức tạp, vỉa mỏng, chất lượng xấu có nhiều lớp kẹp nên than khai thác ra với chất lượng thấp mặc dù Công ty đã áp dụng nhiều biện pháp như khai thác chọn lọc, loại bỏ đá to để nâng cao chất lượng than.

Dựa trên kinh nghiệm áp dụng hệ thống tuyển than bằng bàn đãi khí tại Công ty than Khánh Hoà, Công ty than Hòn Gai đã kết hợp cùng Công ty cổ phần Cơ khí Việt Bắc thiết kế, lắp đặt một dây chuyền tuyển khí với công suất than vào tuyển là 200.000 tấn/năm, tương đương 50 tấn/h.

Sơ đồ công nghệ tuyển than trong môi trường khí tại Công ty than Hòn Gai được trình bày trên Hình 2.

Hình 2. Sơ đồ dây chuyền sàng - tuyển than bằng bàn đãi khí tại Công ty than Hòn Gai

2.2. Kết quả tuyển mẫu than Hòn Gai

Kết quả tuyển thử nghiệm các chủng loại than Hòn Gai trên dây chuyền tuyển khí được tính toán, tổng hợp trong Bảng 2. Các kết quả phân tích, tổng hợp này được thực hiện thử nghiệm với số lượng mẫu tương đối lớn.

Bảng 2. Kết quả tuyển các mẫu than trên hệ thống tuyển khí tại Công ty than Hòn Gai

2.3. Nhận xét

- Khi tuyển than nguyên khai cấp hạt (0 - 70) mm với độ tro trung bình khoảng từ 38% tới 63%, sản phẩm than sạch có độ tro trung bình giảm từ 10% tới 14%, than trung gian có độ tro từ 51% tới 73%, đá thải có độ tro đạt từ 78% tới 81%, đủ tiêu chuẩn đổ thải. 

- Khi tuyển than don xô cỡ hạt (15 - 50) mm với độ tro trung bình khoảng 52,96%, sản phẩm than sạch có độ tro đạt khoảng 38,32% (giảm so với độ tro than vào tuyển khoảng 14%), than trung gian có độ tro là 54,47%, đá thải có độ tro trung bình trên 75%, đủ tiêu chuẩn đổ thải.

- Khi tuyển các chủng loại than cám (cám 5, cám 6, cám 7), sản phẩm than sạch có độ tro giảm so với độ tro than vào tuyển từ 8% tới 10%, than trung gian có độ tro từ 48% tới 60%, đá thải có độ tro nhỏ hơn 65%, trừ mẫu than cám 7, đá thải có độ tro khoảng 80%.

Như vậy, hệ thống tuyển than trong môi trường khí có hiệu quả khi xử lý than nguyên khai, than don xô và than cám chất lượng thấp.

3. Kết quả ứng dụng công nghệ tuyển khí tại khu Tràng Khê - Công ty than Uông Bí

Sản lượng than nguyên khai khu vực Tràng Khê - Công ty TNHH MTV than Uông Bí – Vinacomin trong năm 2009 và những năm tiếp theo dự kiến đạt từ 1.200.000 tấn/năm đến 1.720.000 tấn/năm. Hiện nay, than nguyên khai khu vực Tràng Khê chủ yếu được sàng, chế biến trên hai cụm dây chuyền sàng khô: công suất 500 tấn/ca. Các cụm sàng này dùng để sàng, chế biến toàn bộ sản lượng than nguyên khai khu vực Tràng Khê và Đông Tràng Bạch.

Do chất lượng than nguyên khai ngày càng xấu đi và than nguyên khai chỉ được sàng khô, không được tuyển nâng cao chất lượng nên sản phẩm từ các cụm sàng của nhà sàng Tràng Khê rất khó tiêu thụ.

Để giải quyết các vấn đề trên, Công ty than Uông Bí đã đầu tư áp dụng công nghệ mới tuyển than bằng bàn đãi khí do Trung Quốc chế tạo nhằm xử lý tồn đọng than cám chất lượng thấp. Dây chuyền công nghệ tuyển khí tại Tràng Khê được thiết kế với công suất 900.000 tấn/năm, tương đương 180 tấn/h.

Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sàng - tuyển than bằng bàn đãi khí khu vực Tràng Khê - Công ty TNHH MTV than Uông Bí thể hiện trên Hình 3.

3.1. Kết quả tuyển thử nghiệm

Dây chuyền sàng tuyển than bằng công nghệ tuyển khí tại Tràng Khê đã được chạy thử nghiệm có tải, hiệu chỉnh thiết bị từ ngày 27/11/2009 đến ngày 21/12/2009. Việc chạy thử nghiệm dây chuyền được tiến hành trên các chủng loại than như sau: Than nguyên khai cám 6b, than don xô cấp hạt (15 – 50)mm và than cám chất lượng thấp (cám 7).

Kết quả tuyển thử nghiệm các loại than khu vực Tràng Khê trên dây chuyền tuyển khí được tính toán, tổng hợp trong Bảng 3. Các kết quả phân tích, tổng hợp này được thực hiện thử nghiệm với số lượng từ 7 tới 10 mẫu than.

Hình 3. Sơ đồ dây chuyền sàng tuyển than bằng bàn đãi khí tại khu Tràng Khê  Công ty TNHH MTV than Uông Bí

Bảng 3. Kết quả tuyển các mẫu than khu Tràng Khê trên hệ thống tuyển bàn đãi khí

3.2. Nhận xét

- Khi tuyển than nguyên khai cấp hạt (0 - 50) mm với độ tro trung bình khoảng 46,92%, sản phẩm than sạch có độ tro trung bình đạt 41,67% chỉ đạt độ tro xấp xỉ độ tro than cám trong than vào tuyển, than trung gian có độ tro là 49,42%, đá thải có độ tro trung bình 73,50% và vẫn nhỏ hơn 75% nên chưa đủ tiêu chuẩn đổ thải.

- Khi tuyển than don xô cỡ hạt (15 - 50) mm với độ tro trung bình khoảng 62,99%, sản phẩm than sạch có độ tro đạt khoảng 50,85% (giảm so với độ tro than vào tuyển từ 10% tới 12%) nhưng chất lượng than sạch vẫn chưa đảm bảo tiêu chuẩn than thương phẩm, than trung gian có độ tro là 51,17%, đá thải có độ tro trung bình 72,74% và vẫn nhỏ hơn 75% nên chưa đủ tiêu chuẩn đổ thải.

- Khi tuyển than cám chất lượng thấp (cám 7) với độ tro trung bình khoảng 53,37%, sản phẩm than sạch có độ tro đạt khoảng 48,82% (giảm so với độ tro than vào tuyển từ 5% tới 6%), than trung gian có độ tro là 49,98%, đá thải có độ tro 73,26%. Điều này có nghĩa là chất lượng than cám được tăng lên 1 cấp so với trước khi tuyển nhưng tỷ lệ thu hồi than sạch còn thấp và đá thải có độ tro vẫn nhỏ hơn 75% nên cũng chưa đủ tiêu chuẩn đổ thải.

Các kết quả thử nghiệm cho thấy chất lượng và tỷ lệ thu hồi các sản phẩm chưa đạt yêu cầu. Để nâng cao hiệu quả phân tuyển và tỷ lệ thu hồi than sạch cần phải điều chỉnh các thông số công nghệ và thông số thiết bị (lưu lượng khí, áp suất khí, tần số rung và biên độ rung của mặt bàn, góc nghiêng mặt bàn, vị trí dao cắt sản phẩm ....) ở chế độ phù hợp tương ứng với từng loại than vào tuyển khác nhau để tạo ra các sản phẩm đáp ứng với yêu cầu của các hộ tiêu thụ đồng thời loại bỏ đá thải, đảm bảo tiêu chuẩn đổ thải. 

Kết luận

1. Thiết bị tuyển than bằng bàn đãi khí có những ưu điểm: Không sử dụng nước, năng suất lao động cao. Sản phẩm có độ ẩm thấp, khả năng thích nghi lớn, chiếm ít diện tích. Thiết bị hoạt động ổn định, ít bảo dưỡng, vận hành đơn giản. Rất phù hợp cho những nơi khô hạn, khan hiếm nước.

2. Đối với Công ty than Khánh Hoà, công nghệ tuyển than bằng bàn đãi khí đã nâng cao được chất lượng than sạch, đáp ứng nhu cầu cung cấp than cho nhà máy điện, sản phẩm trung gian có chất lượng đáp ứng được yêu cầu tiêu thụ cho các hộ nung vôi, gạch.  Điều này đã góp phần làm giảm lượng than tồn kho chất lượng xấu, tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh cho Công ty than Khánh Hoà.

3. Do thiết bị đang thời gian chạy thử, hiệu chỉnh nên hiệu quả tuyển còn thấp chưa đủ điều kiện để phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế. Trong thời gian tới các chuyên gia kỹ thuật sẽ tiếp tục hiệu chỉnh xác định các thông số kỹ thuật tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả tuyển góp phần giải quyết vấn đề tồn đọng than chất lượng thấp tại Công ty TNHH 1TV than Uông Bí./.

Tài liệu tham khảo

1. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu công nghệ tuyển nâng cao chất lượng than mỏ Hà Ráng, Hà Tu, Hồng Thái” – Hoàng Minh Hùng, Viện KHCN Mỏ – 2009.

2. Dự án “Đầu tư xây dựng hệ thống sàng tuyển nâng cao chất lượng than khu vực Tràng Khê -  Công ty TNHH MTV  than Uông Bí” - Nguyễn Hữu Nhân, Viện KHCN Mỏ – 2009.

3. Báo cáo chuyên đề “Nghiên cứu tuyển một số chủng loại than trên dây chuyền tuyển than khô Công ty than Hòn Gai ”  Tháng 11 năm 2008.

Nguồn: Tuyển tập Báo cáo Hội nghị KHCN
Tuyển khoáng Toàn quốc lần III, Hà Nội- 6/2010