Tóm tắt Luận án Nghiên cứu quá trình Agglomerat hóa quặng Urani và ủng dụng vào việc xu lý quạng urani vùng Pà Lù À - Pà Rồng bằng phương pháp hòa tách đóng

h và làm giám tác đông mỏi trường Trong phương pháp hòa tách đống quặng urani. thì quá trinh agglomerat hóa gồm các bước sau: quặng được gia công tới cỡ hạt thích hợp, sau dó agglomerat hóa trong thiết bị trống quay bằng cách thêm tác nhân chất kết dính (thường dùng là tác nhân hòa tách), sau dỏ dược tạo đống và hòa tách theo phương pháp đống. Như vậy, do những lợi ích mang lại của việc áp dụng quá trình agglomerat hóa quặng nói chung, và quặng urani nói riêng, với mục tiêu là xây dựng dược mô hình thống kê quá trình agglomerat hóa quặng phục vụ quá trình hòa tách đống quặng urani nghèo vùng Pà Lừa - Pà Rồng dựa trên những đặc điểm của chúng, để từ đó có thê áp dụng tính toán chuyến quy mô và kiềm soát tốt chất lượng quá trình agglomerat hóa quặng. Việc tìm ra một phương trình hồi qui mô tả thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc giữa hiệu suất thu hồi urani và một vài yếu tố trong giai đoạn agglomerat hỏa quặng (nồng độ axit, lượng axit và độ ấm của khối quặng) sẽ giúp cho chúng có thế tối ưu được giai đoạn agglomerat hóa, loại bỏ những yếu tố không cần thiết ảnh hường đến quá trình hòa tách đống. Chương 2 ĐÓI TƯỢNG, THIÉT BỊ DỤNG cụ, PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ THỰC NGHIỆM Đế thực hiện nội dung, luận án đã sử dụng các thiết bị, hóa chất, dụng cụ và phương pháp nghiên cứu sau: Đối tượng nghiên cứu Quặng urani vùng Pà Lừa -Pà Rồng (Quảng Nam), được lấy và gia công đến kích thước thích hợp cho quá trình xử lý bằng phương pháp hòa tách đống. Quặng được dùng trong các thí nghiệm nghiên cứu là loại phong hóa và bán phong hóa. Bản g 2.1. Tỳ lệ các câp hạt quăng nguyên liệu sau khi gia công TT Cấp hạt (mm) Tỷ lệ khối ượng (%) BPH PH 1 +10 7,3 2 +5 - 10 22,8 12,4 3 +2,36 - 5 20.7 15,9 4 + 1,18-2,36 18,2 14,2 5 +0,6- 1,18 13,0 27,7 6 -0,6 18,0 29,8 Cộng 100,0 100,0 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm Trên cơ sờ nghiên cứu tài liệu của nước ngoài cũng như kinh nghiệm thực tế, nhóm nghiên cứu đã cùng với Công ty cố phần Công nghệ Vật liệu và Thiết bị Bách khoa Hà Nội - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thiết bị agglomerat phục vụ nghiên cứu. Ngoài thiết bị agglomerat hóa, còn sử dụng các thiết bị và dụng cụ khác như: máy đập hàm Hòa Phát (Việt Nam), máy đập hàm Trung Quốc, máy đập trục, máy xiết đĩa, máy nghiền, máy trộn mẫu (Mỹ). Các thùng chứa, ống dẫn, bơm dung dịch có bộ phận điều chỉnh tốc độ hãng Cole-Parmer (Mỹ), Model No. 7553- 75, máy đo pH 540 GLP (WTW) của Đức, máy đo thế oxy hóa khử,... Hỏa chất sử dụng là: axit H2SO4 98% (Kỹ thuật, Việt Nam) và MnO2 85% (Kỹ thuật, Việt Nam). Thực hiện quá trình hòa tách đống quặng và kiểm chứng thực nghiệm các thông số công nghệ được thực hiện trên hệ các thiết bị dạng cột nhựa PVC: D_cột = 0,075 m, H = 0,37 m; D_cột = 0,105 m, H = 1,0 m; D_cột = 0,2 m, H = 2,0 m và D_cột = 0,315 m H = 6,0 m. Bê hòa tách 3 tấn có chiều cao 2,0 m chiều rộng 1,15 m và chiều dài 1,15 m, có một cửa rộng 0,8 m đế nạp và tháo quặng. Phương pháp thực nghiệm Thực nghiệm xác định tính tham cua quặng urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng. Phương pháp xác định độ ầm. Phương pháp xác định kha năng giữ nước cùa quặng. Khao sát quá trình agglomerat. Xác định sự phán hố cùa các cấp hạt ở những điều kiện agglomerat hỏa khác nhau. Xác định độ nén cua hạt quặng. Kháo sát quá trình hòa tách đổng quặng urani đà agglomerat hỏa và quặng chưa agglomerat hóa. - Phương pháp xây dụng mỏ hình thống kê quá trình agglomerat hỏa quặng urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng. PhiroTig pháp phân tích Đế xác định hàm lượng urani và các nguyên tố khác đà sử dụng các phương pháp phân tích như phương pháp phân tích trắc quang trên máy SPECTRON1C 20D (Spectronic instruments, USA), phương pháp chuẩn độ urani bang K2Cr2O7 (Davis and Gray method), phương pháp phân tích phố khối Plasma cảm ứng 1CP-MS Agilent 7500a,... Xác định urani hằng phương pháp huỳnh quang tia X [7,10,11,24] Phán tích urani bang phương pháp trắc quang [7,10,11,50] Phương pháp khối phổ plasma càm ứng (ICP-NS) [7,10,11,18,50] Phán tích u trong yellowcake theo phương pháp chuẩn độ [7,10,11,24] Chương 3 KÉT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN Xác định tính thấm của quặng urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng Đối với quá trình hòa đống, khả năng thấm và giữ nước của quặng là yếu tố quyết định đến toàn bộ quá trinh, do vậy việc xác định các dặc điểm vật lý của quặng theo các kích thước hạt khác nhau là rất quan trọng. Kích thước hạt và khả năng thấm của quặng có ảnh hưởng lớn đến khả năng giừ nước của quặng Bảng 3.1. Khả năng giữ nước của các loại quặng theo cấp hạt Cỡ hạt (mill) Loại cấp hạt Khả năng giữ nước (%) BPH PH + 20 4 2,0 2,7 -20+10 3 6,2 6,5 -10 + 5 2 8,3 8,5 -5 1 19,5 20,6 Sử dụng kỹ thuật tính toán tự dộng bàng công cụ Add Trendline trong Microsoft Excel, đã xác định được giá trị định lượng của quan hệ thực nghiệm khả năng giữ nước theo các kích thước hạt khác nhau cho trong bảng 3.1, được biếu diễn trên hình 3.1. Với quặng BPH: yBPH = 39,72 e’°-7,x [3.11 và quặng PH: yPH = 36,55 e°-63x [3.21 Từ kết quả thực nghiệm trên về khả năng giữ nước của từng cấp hạt, kết hợp với tỳ lệ khối lượng của từng cấp hạt trong các mẫu thực nghiệm ta có thể sơ bộ tính toán xác định khả năng giữ nước của từng mẫu. Nhận xét: Khi tính toán khả năng giữ nước của một khối lượng quặng, thì có the tính toán trên cơ sở khả năng giữ nước cùa các cấp hạt quặng được xếp thành từng lớp riêng rẽ, còn trong thực tế phân bố và vị trí của các cấp hạt có kích thước khác nhau trong cột quặng là rất khác nhau và điều này sẽ ảnh hướng rất lớn để khả năng giữ nước cụ thể của từng cột quặng. Khả năng giữ nước cùa các cấp hạt khác nhau, của từng loại quặng khác nhau ở đây cụ thể là quặng PH và BPH là rất khác nhau. Khả năng giữ nước tăng khi kích thước hạt càng nhỏ và xốp, trong đó quặng PH xốp hơn nên lượng nước chui vào các mao quản nhiều hơn do đó giữ nước càng nhiều. Trong thực tế không thế phân loại từng cấp hạt đề xử lý riêng mà thường sừ dụng quặng có phân bố hồn hợp, tùy từng loại quặng mà khả năng giữ nước và thể tích trống sẽ có sự khác nhau, như bảng 3.1. Sau hòa tách, các thông số vật lý của bã quặng BPH và PH biến đối so với ban đầu, các hạt quặng vỡ ra nên sự phân bố cấp hạt đà thay đồi, tỷ lệ phẩn bã mịn tăng lên làm cho khả năng giừ nước của tăng lên và tồng thế tích trống giảm đi. Tuy nhiên, loại quặng PH có biến đổi mạnh hơn do các hạt quặng bị vỡ vụn nhiều hơn so với quặng BPH. Thí nghiệm với quặng urani đã được agglomerat hỏa Tốc độ tưới cũng có ảnh hường tới mức độ nén của khối quặng. Các số liệu trong bàng 3.5 (với độ cao lớp quặng khoảng 0,8 -1,0 m) chi ra rằng khi tốc độ tưới càng lớn thì mức độ nén cùa lớp bã càng tăng. Đặc biệt, khi ngâm toàn bộ khối bà ngập trong dung dịch thì mức độ nén đạt cực đại (giảm tới 22 % so với khi mới nạp vào cột) và cũng có hiện tượng tắc cột. Điều này có thế do khi tốc độ dòng lớn thi sẽ càng đấy các hạt quặng và cuốn các hạt mịn xuống phía đáy cột. Đối với trường hợp ngâm, các hạt rất mịn sẽ bị lắng chậm nhất và chúng có thể tập trung trong vùng nào đó và có thế tạo thành một màng chắc như một pítông đủ để ngăn cản dòng dung dịch gây tắc Kết quá thí nghiêm xác định hệ số thấm đối với quặng urani Quặng được gia công có kích thước hạt < lem. Thí nghiệm được tiến hành với một áp lực. hiệu mực nước trong ống đo áp là AH = 25 cm, chiều cao của cột quặng 1 = 15 cm, diện tích tiết diện mẫu 0) = tl42 (cm2) (R=2 cm). Quan hệ giữa lưu lượng và hệ số thấm k thế hiện theo công thức sau: ọ = k.AH.co/L Kết quà được nêu trong bảng 3.6 và 3.7. * Nhận xét chung: Từ kết quả thực nghiệm có thể xác định trước một số thông số đối với quặng ở nhiều điều kiện khác nhau (các cột có tiết diện khác nhau, trên bế có diện tích khác nhau, chiều cao lớp quặng thay đổi, tốc độ tưới thay đối) đều cho thấy the tích dung dịch lưu giữ biến đối không nhiều chiếm khoảng 17 - 23 % so với thê tích lớp quặng, thể tích dung dịch di chuyền khá ốn định chiếm khoảng 3 - 6 % thề tích lớp quặng. Ket quả này là phù hợp khi so sánh với tài liệu đã công bố trước đây Khả năng giữ nước của khối quặng và lượng nước lưu giữ thực tế có sai số từ 1,4 - 9,9 %. Thông số khả năng giữ nước phụ thuộc trước hết là bản chất quặng, phân bố của các cấp hạt khác nhau trong đống và bản thân quá trinh xây dựng đống. Thực nghiệm cho thấy, trong quá trình hòa tách, khả năng giữ nước của quặng sẽ thay đổi, do quá trình hòa tách làm tan một số thành phần khoáng, sét, gây vỡ các hạt quặng, làm giảm kích thước hạt, thay đổi độ xốp cũng như làm biến đối các mao quản trong hạt quặng,... Khả năng giữ nước của lớp quặng trong những lần xử lý cuối có xu hướng giảm đi, tuy nhiên thực tế có thể chủ động duy trì lượng dung dịch hòa tách cấp vào là không đối, diều này hoàn toàn thực hiện dược và nó sẽ chỉ làm tăng lượng dung dịch hòa tách bị lưu giữ lại ở không gian giữa các hạt quặng lên. Hệ số thấm dối với quặng BPH dao dộng trong khoảng từ: 0,0139 - 0.0141 (cm/s) và quặng PH dao động trong khoảng từ: 0,000113 - 0,000119 (cm/s) phụ thuộc vào kích thước hạt quặng Xây dựng mô hình thống kê quá trình agglomerat hóa quặng urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng từ các sổ liệu thực nghiệm Nghiên cửu các yêu tỏ ánh hường đến quá trình agglomerat hóa quặng urani vùng Pà Lừa — Pà Rồng Nghiên cửu ảnh hưởng của một số yếu tố trong quá trình agglomerat hóa đối với quặng PH tới hiệu suất thu hồi urani bằng phương pháp hòa tách đống Nghiên cứu ảnh hương tiêu hao axit dùng cho quá trình agglomerat hỏa đến hiệu suất thu hồi urani hang phương pháp hòa tách đống Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng đã được gia công, bô sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau đó trộn đều. Khảo sát với lượng axit thay đồi: 10, 15, 20 kg H2SO4/tấn quặng; nồng độ axit 250 g/1; độ âm là 8 %. Sau khi agglomerat hóa xong toàn bộ, đem tiến hành hòa tách đống trên cột. Kết quả cho thấy với tiêu hao axit là 20 kg/tấn quặng (cho giai đoạn agglonterat hỏa) cho hiệu suất thu hồi urani dạt 85,49 % (bảng 3.8). h. Nghiên cứu ánh hưởng nồng độ axit dùng cho quá trình agglomerat hóa đến hiệu suất thu hồi urani hàng phương pháp hòa tách đong Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng đẩ được gia công, bố sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau đó trộn đều. Tiến hành khảo sát với nồng độ axit thay đối: 200. 250, 300 g/l; tiêu hao axit 20 kg/tấn quặng (cho giai đoạn agglomerat hóa)', độ ấm là 8 %. Sau khi agglomerat hóa xong toàn bộ, đem tiến hành hòa tách đống trên cột. Ket quả cho thấy với nồng độ axit là 300 g/1 cho hiệu suất thu hồi urani đạt 88.5 % (xem bảng 3.9). c. Nghiên cửu ánh hường độ ám cùa khối quặng dùng cho quá trình agglomerat hỏa đến hiệu suất thu hôi urani hang phương pháp hòa tách đỏng Mục tiêu của việc xác định độ ẩm khi tiến hành agglomerat hóa quặng là đế sau khi trộn khối quặng càng xốp càng tốt nham giảm thiếu sự nén ép quặng trong quá trinh tạo đống tiếp theo. Khi độ ấm thấp sẽ không đủ thấm ướt khối quặng, việc cấp dung dịch rất khó đều cho khối quặng, vì vậy khu vực có dung dịch sẽ vón lại và lớn dần nên hạt thu được khá lớn. Ngược lại, khi có dư dung dịch thì lại có hiện tượng các hạt bết lại với nhau và với tang quay, dẫn đến cũng không lăn theo tang quay để vẻ viên tạo hạt, làm cho khối quặng bị “nhão” và khi đố vào đống quặng đã bị nén chặt không rửa được. Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng đã được gia công, bố sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau đó trộn đều. Tiến hành khảo sát với độ ấm thay dồi: 6, 8, 10 %; tiêu hao axit 20 kg/tấn quặng giai đoạn agglomerat hóa)’, nồng độ axit 300 g/1. Sau khi agglomerat hóa xong toàn bộ, đem tiến hành hòa tách đống trên cột. Ket quả cho thấy với độ ấm của khối quặng là 10 % cho hiệu suất thu hồi urani đạt 89,9 % (xem bảng 3.10). Khi đó khối quặng sẽ thấm ướt hết, không có hiện tượng bị nhào, hạt quặng có kích cỡ đều nhau. Nghiên cứu ảnh hướng của một số yếu tố trong quá trình agglomerat hóa đối với quặng BPH tới hiệu suất thu hồi urani bằng phương pháp hòa tách dong Nghiên cửu anh hưởng tiêu hao axìt dùng cho quá trình agglomerat hỏa đến hiệu suất thu hoi urani bang phương pháp hòa tách đong Thí nghiệm dược tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng dã dược gia công, bô sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau dó trộn đều. Tiến hành khảo sát với lượng axit thay đồi: 10, 15, 20 kg H2SO4/tấn quặng; nồng độ axit 250 g/1; độ ẩm là 8 %. Ket quả cho thấy với tiêu hao axit là 20 kg/tấn quặng (cho giai đoạn agglomerat hóa) cho hiệu suất thu hồi urani đạt 90,58 % (xem bảng 3.11). Nghiên cứu ảnh hường nồng độ axit dùng cho quá trình agglomerat hóa đến hiệu suất thu hồi urani hằng phương pháp hòa tách đống Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng đẫ được gia công, bố sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau đó trộn đều. Tiến hành khảo sát với nồng độ axit thay đồi: 200, 250, 300 g/1; tiêu hao axit 20 kg/tấn quặng (cho giai đoan agglomerat hỏa)’, độ ấm là 8 %. Ket quả cho thấy với nồng độ axit là 250 g/1 cho hiệu suất thu hồi urani đạt 90,58 % (xem bảng 3.12). Nghiên cứu ánh hường độ ám cùa khỏi quặng dùng cho quá trình agglomerat hỏa đến hiệu suất thu hồi urani hang phương pháp hòa tách dong Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cân 10 kg quặng đã được gia công, bố sung thêm MnO2 85 % (4 kg/tấn), sau đó trộn đều. Tiến hành khảo sát với độ ẩm thay đổi: 6, 8, 10 %; tiêu hao axit 20 kg/tấn quặng (cho giai đoạn agglomerat hỏa)', nồng độ axit 250 g/1. Ket quả cho thấy với độ ấm 8 % cho hiệu suất thu hồi urani đạt 90.58 % (xem bảng 3.13). Khi đó khối quặng sẽ thấm ướt hết, không có hiện tượng bị nhão, hạt quặng có kích cỡ đều nhau. Nghiên cửu về xác định tính chat cùa quặng sau khi được agglomerat hóa 3.2.2.1 Ánh hưởng của tiêu hao axit và nồng độ axit đến sự phân bố kích thước hạt tạo thành khi agglomerat hóa quặng Từ kết quả ờ dồ thị ờ hình 3.2 cho thấy, mặc dù trong 2 phút đầu các tâm hạt nhanh chóng hình thành, song sự phát triển kích thước hạt đã chậm lại khi sau 5 phút chỉ có khoảng 30 % số hạt có kích thước > 5 mm. Điều này xảy ra vi một phần quặng mịn có xu hướng bám vào thành thiết bị agglomerat và làm giảm yếu tố rơi xuống của quặng và làm giảm số lần va chạm giữa hạt nguyên khai - hạt nguyên khai, hạt tạo thành trong quá trình agglomerat - hạt nguyên khai và hạt tạo thành trong quá trinh agglomerat - hạt tạo thành trong quá trình agglotnerat. Những va chạm này dẫn tới việc làm tăng cường sự phát triển kích thước của các hạt tạo thành theo cơ chế liên kết giữa các hạt ran Hình 3.3. Sự phụ thuộc của phân bố kích thước hạt quặng thu được sau quá trình agglomerat hóa vào tiêu hao H2SO4 (Nồng độ 300 g/l) Hình 3.2. Sự phụ thuộc của phân bô kích thước hạt quặng thu được sau quá trinh agglomerat hóa vào thời gian agglomerat hóa (Tiêu hao axit H2SO4 là 20 kg/tấn quặng và nồng độ 300 g/l) Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi sử dụng dung dịch axit sunfuric nồng độ 300 g/l, với tiêu hao 10 kg H2SO4/tấn quặng thi không đủ làm ướt quặng do đó trong vòng thời gian 20 phút agglomerat không quan sát thấy xuất hiện sự tạo hạt (agglomerat). Khi sừ dụng tiêu hao 20 kg H2SO4/tấn quặng (1,35 lít dung dịch cho 20 kg quặng) thi thấy xuất hiện sự tạo hạt. Sự phân bỏ kich thước hạt —♦—200g/l -»-25Og/l * 300g/l đổi: 200 g/1, 250 g/1 và 300 g/1. Kết quả thực nghiệm được chỉ ra ờ hình 3.4. Hình 3.3 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của phân bố kích thước hạt quặng thu được vào tiêu hao H2SO4 ở nồng độ 300 g/1 với thời gian agglomerat là 10 phút. Khảo sát được tiến hành với tiêu hao axit là 20 kg/tấn, tốc dộ quay 15 vòng/phút, thời gian agglomerat hóa 10 phút, còn nồng độ axit thay Hình 3.4. Sự phụ thuộc của phân bố kích thước hạt quặng thu được sau quá trình agglomerat hóa vào nồng độ H2SO4 (200g/l, 250g/l, 300g/l) Ảnh hường của tiêu hao axit và nồng độ axit đến độ nén, độ bền của các hạt agglomerat Kết quả thực nghiệm chỉ ra ờ bàng 3.14 và 3.15 cho thấy độ nén của hạt agglomerat ẩm (chưa được làm khô) tăng không nhiều khi tiêu hao axit giảm. Từ kết quả thu được cũng cho thấy sự biến đổi không lớn của tiêu hao axit từ 10 kg/tấn lên 20 kg/tấn) ảnh hưởng không nhiều đến độ nén của hạt agglomerat, ngược lại đối với hạt agglomerat đã được làm khô trong không khí có độ nén cao hơn trường hợp chưa được làm khô và độ nén của hạt agglomerat đã được làm khô tăng khi tăng tiêu hao axit axit hoặc tăng tỷ lệ nước/axit. Độ nén tăng lên đối với hạt agglomerat đã được làm khô trong điều kiện không khí so với hạt agglomerat âm là do sự tăng cường mối liên kết bấc cầu giữa các hạt agglomerat ran. * Nhận xét chung về kết quả nghiên cứu agglomerat hỏa quặng: Đà khảo sát ảnh hưởng của tiêu hao axit H2SO4 và nồng độ H2SO4 đến các tính chất của hạt agglomerat tạo thành như sự phân bố kích thước hạt, độ nén và độ bền của hạt. Ket quà cho thấy: + Khi táng tiêu hao axit /Z7SO4 và giám nồng độ axit (tính axit thấp hon) sẽ tăng cường việc hình thành các tấm agglomerat và tâng cường sự phát triển kích thước hạt tạo thành. + Sự thay đôi tiêu hao axit không ánh hương lớn đến độ nén ép cua hạt agglomeraỉ ám, tuy vây độ nén ép cùa hạt agglomerat đã được làm khô tăng lẻn cùng với sự tăng lên cùa axit. + Sự sẩy khỏ hạt agglomerat dan tới việc làm cho hạt agglomerat chắc hơn vì có sự liên kết hắc cầu giữa các hạt. + Nếu thời gian không đu, các hạt chưa lớn được và rat xốp, không bền. Tuy nhiên, nếu quá thời gian can thiết, các hạt bị ép chặt làm cho nước hên trong bị đây’ ra ngoài do đỏ các hạt dễ bị kết dinh với nhau thành khối và chúng dính chặt vào thành thừng, phủ huỳ các hạt đã tạo thành. + Hạt agglomerat đà được đẻ khô trong điều kiện không khí có độ nén ép cao hơn so với hạt agglomerat ám, tuy vậy khi ngâm trong dung dịch axit //2SO4 cỏ độ pH = 1, hạt agglomerat đã được sấy khô tan ra nhanh hơn so với hạt ám. Ọua nghiên cứu đã lựa chọn được điều kiện khi tiến hành agglomerat quặng urani nghèo muốn nhận dược cỡ hạt trong khoảng 5-10 mm nên sử dụng axit H2SO4 với tiêu hao là 15-20 kg/tấn quặng, nồng độ axit 250 -300 g/1. 3.2.3. Xây dựng mô hình thong kê quá trình agglomerat hóa quặng uranỉ vùng Pà Lừa - Pà Rồng Đối với quặng PH Bài toán 1: Nghiên cứu hiệu suất thu hồi urani trong quá trình hòa tách đống quặng urani PH phụ thuộc vào các yếu tố: Z1 - nồng độ axit, g/1; z2 - chi phí axit, kg/tấn quặng; Z3 - độ ẩm, % trong giai đoạn agglomerat hóa. Với mục tiêu khảo sát ba yếu tố ảnh hưởng là nồng độ axit H2SO4, chi phí axit H2SO4 và độ ẩm của khối quặng thì số thí nghiệm cần phải tiến hành N = 23 = 8 thí nghiệm. Bảng 3.16. Mà hóa các nhân tố trong t lí nghiệm quặng PH bậc 1 Các nhân tố theo tỉ lệ xích tự nhiên Các n lân tố trong hệ mã hóa Số thứ tự thí nghiệm Z, z2 z3 X| x2 X., Y 1 200 10 6 - - - 77,3 2 300 10 6 + - - 81,4 3 200 20 6 - + - 80,6 4 300 20 6 + + - 83,2 5 200 10 10 - - + 79,1 6 300 10 10 + - + 81,9 7 200 20 10 - + + 81,5 8 300 20 10 + + + 89,9 Xây dựng phương trình hồi qui bậc 1 đầy đủ mô tả thực nghiệm. Vói độ tin cậy p = 95%. Đã tìm dược phương trinh hồi qui tìm được mô tả đúng thực nghiệm: ỹ = 81,8625 + 2,2375 * Xi + 1,9375 *x2 + 1,2375 *x3 Từ phương trình hồi qui tim được, các hệ số bo, b|, b2, b3 dương cho ta thấy ràng muốn tăng giá trị của thông số tối ưu hóa cần tăng giá trị của Z|, z2 và z3. Qua đó, nếu ta tiếp tục tăng nồng độ axit, tiêu hao axit và độ ầm của khối quặng, thì sẽ làm tăng hiệu suất thu hồi urani. Tuy nhiên điều này cũng sẽ dẫn đến một số nguyên nhân sau: Do tiêu hao axit và nồng độ axit có ảnh hưởng đến sự phân bố kích thước hạt tạo thành khi agglomerat hóa quặng. Ket quả thực nghiệm cho thấy, khi sử dụng dung dịch axit sunfuric nồng độ 300 g/1, với tiêu hao 10 kg H2SO4/tấn quặng thì không dủ làm ướt quặng do đó không quan sát thấy xuất hiện agglomerat. Khi sử dụng dung dịch axit sunfuric nồng độ 300 g/1, với tiêu hao 20 kg H2SO4/tấn quặng thì thấy xuất hiện sự tạo hạt (xem hình 3.3 và 3.4, trang 71). Ngoài ra, tiêu hao axit và nồng dộ axit cũng ảnh hưởng đến độ nén và dộ bền của hạt agglomerat được chi ra tương ứng ở bảng 3.14 và bàng 3.15 (trang 73). Qua nghiên cứu đà lựa chọn được điều kiện là khi tiến hành agglomerat quặng urani muốn nhận được cỡ hạt trong khoáng 5-10 mm thi sử dụng axit H2SO4 với tiêu hao là 15-20 kg/tấn quặng, nồng độ axit 250 -300 g/1. Thực nghiệm cho ta thấy diều kiện hoà tách tại nồng độ axit 200. 250 g/1 cho hiệu suất thu hồi urani thấp hơn so với điều kiện hoà tách tại nồng độ axit 300 g/1. Còn tại điều kiện hoà tách tại nồng độ axit trên 300 g/l cho hiệu suất thu hồi urani cao hơn so với điều kiện hoà tách tại nồng độ axit 300 g/l, nhưng khi đó trong dung dịch hòa tách xuất hiện nhiều sắt, SO42 và các tạp chất có hại khác sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình trung hòa tách tạp chất sau này. Tiêu hao axit phụ thuộc rất nhiều vào thành phần khoáng vật, hóa học và độ hạt quặng. Chỉ tiêu này là thông số rất quan trọng trong việc xác định giá trị kinh tế của quặng, vi vậy dế xác định tiêu hao axit thích hợp cần thực hiện một cách cấn thận đối với mẫu quặng đại diện cho cấp quặng. Theo các công trinh nghiên cứu tại Viện CNXH cho thấy: hấp dung urani của nhựa trao đối ion có thề giảm tới 30% hoặc hơn khi nồng dộ các tạp chất sắt, nhỏm, silic, sunfat,... tăng tương ứng lên dến 9-10 g/1; 7 g/1; 2 g/1; 100-120g/l,... (hấp dung urani từ 62-63 g/1 nhựa giảm xuống tới 42-44 g/1 nhựa) [6,16,17]. Từ đây có thể đưa ra nhận xét rằng khi sử dụng nồng độ và tiêu hao axit cao hơn sẽ thu được dung dịch hòa tách có nồng độ các tạp chất lớn hơn, gây hại cho quá trình làm sạch dung dịch nhiều hơn. Ngoài ra, với nồng độ cao, các sản phẩm phàn ứng của silic, canxi... lại kết tủa ngay và chính chúng là tác nhân liên kết các hạt nhô với nhau hoặc với các hạt lớn, sè rất có lợi cho giai đoạn hòa tách vì không sinh ra các hạt mịn gây tắc cột. Còn khi sử dụng nồng độ và tiêu hao axit thấp hơn sẽ thu được dung dịch hòa tách có nồng độ các tạp chất thấp hơn, nhưng hiệu suất thu hồi urani sẽ giảm rõ rệt vì pH cao có thẻ làm cho sắt tái kết tủa, do đó urani cùng sẽ bị cộng kết tủa theo. Do đỏ phải lựa chọn được nồng độ và tiêu hao axit thích hợp đe một mặt tránh tiêu hao axit không cần thiết, mặt khác việc tăng nồng độ tạp chất trong dung dịch có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình xử lý dung dịch sau đó. Độ ấm phụ thuộc vào loại quặng và thành phần cấp hạt. Mục tiêu của việc xác định độ ấm khi tiến hành agglomerat hóa quặng là để sau khi trộn khối quặng càng xốp càng tốt nhằm giảm thiểu sự nén ép quặng trong quá trinh tạo đống tiếp theo. Khi độ ầm thấp việc cấp dung dịch rất khó đều cho khối quặng, vì vậy nơi có dung dịch sẽ vón lại và lớn dần nên hạt thu dược khá lớn, các hạt sẽ không dược dính chặt với nhau, khi hòa tách sẽ dễ dàng tan ra nhanh, làm ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy, dẫn đến hiệu suất thu hồi urani thấp. Ngược lại, khi có dư dung dịch thì lại có hiện tượng các hạt bết lại với nhau, ảnh hưởng đến quá trình hòa tách đống, làm cho độ nén của đổng tăng, ảnh hưởng đến khả năng hòa tách quặng. Ket quả cho thấy với độ ấm của khối quặng là 10 % cho hiệu suất thu hồi urani cao nhất (xem bảng 3.10). Khi đó khối quặng sẽ thấm ướt hết, không bị nhão, hạt quặng có kích cỡ đều nhau, không ảnh hưởng đến quá trình hòa tách đống sau đó Như vậy dựa vào kết quả thực nghiệm và qua các tài liệu công bố [6,16,17], luận án đã lựa chọn ở điều kiện nồng độ axit H2SO4 300 g/1, tiêu hao axit H2SO4 20 kg/tấn quặng và độ ấm cúa khối quặng 10% dùng trong giai đoạn agglomerat hóa cho hiệu suất thu hồi urani là 89.9%, đế có thế phù hợp với quá trinh hòa tách đống quặng cát kết urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng. Đối với quặng BPH Bài toán 2: Nghiên cứu hiệu suất thu hồi urani trong quá trinh hòa tách đống quặng urani BPH phụ thuộc vào các yếu tố: Z| - nồng độ axit, g/1; z2 - chi phí axit. kg/tấn quặng; z3 - độ ấm, % trong giai đoạn agglomerat hóa. Với mục tiêu khảo sát ba yếu tố ảnh hưởng là nồng độ axit H2SO4, chi phí axit H2SO4 và độ ấm của khối quặng dùng trong giai đoạn agglomerat hóa thì số thí nghiệm cần phải tiến hành N = 23 = 8 thí nghiệm. Bảng 3.21. Mà hóa các nhân tố trong thí nghiệm quặng BPH bậc 1 Các nhân tố theo tỉ lê xích tự nhiên Các nhân tố trong hệ mã hóa Số thứ tự thí nghiệm z. z2 z3 X] x2 X3 Y 1 200 10 6 - - - 76,4 2 300 10 6 + - - 79,8 3 200 20 6 - + - 84,5 4 300 20 6 + + - 86,2 5 200 10 10 - - + 77,8 6 300 10 10 + - + 80,1 7 200 20 10 - + + 87,9 8 300 20 10 + + + 90,3 Xây dựng phương trình hồi qui bậc 1 đầy đủ mô tả thực nghiệm. Vó’i độ tin cậy p = 95% Dã tìm được phương trình hồi qui tìm được mô tả đúng thực nghiệm: ỹ = 82,875 + 1,225 Xj + 4,35 x2 + 1,15 X3 . Dựa vào kết quả thực nghiệm và qua các tài liệu công bố trong và ngoài nước như đã phân tích phần đối với quặng PH, luận án đã lựa chọn ở điều kiện nồng độ axit H2SO4 250 g/1, tiêu hao axit H2SO420 kg/tấn quặng và độ ấm của khối quặng 8% dùng trong giai đoạn agglomerat hóa cho hiệu suất thu hồi urani là 90,58 %, đế có thể phù hợp với điều kiện thực tế cho quá trình hòa tách đống quặng cát kết urani vùng Pà Lừa - Pà Rồng sau này. ừng dụng quá trình agglomerat hóa vào việc xử lý quặ