Công nghệ kết hợp máy lắng lưới chuyển động, máy tuyển tầng sôi - tuyển nổi thu hồi than sạch từ đất đá lẫn than ở một số mỏ than vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
35KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN
CÔNG NGHỆ KẾT HỢP MÁY LẮNG LƯỚI CHUYỂN ĐỘNG-MÁY TUYỂN 
TẦNG SÔI - TUYỂN NỔI THU HỒI THAN SẠCH TỪ ĐẤT ĐÁ LẪN THAN 
Ở MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG HÒN GAI - CẨM PHẢ 
Tóm tắt:
Hiện nay ở một số mỏ than vùng Quảng Ninh đang tồn đọng một lượng lớn đất đá lẫn than, ước 
tính đến hàng triệu tấn. Đặc điểm đối tượng này có lẫn một lượng than khoảng 20% sinh ra do quá 
trình bóc, mở vỉa hoặc đào đường lò mới. Đất đá lẫn than có độ tro từ 60-70% hiện nay ở các mỏ 
chưa có biện pháp xử lý, thu hồi triệt để than sạch. Khi sử dụng các thiết bị tuyển than truyền thống 
(máy lắng khí ép, tuyển huyền phù) để thu hồi than sạch từ đối tượng đất đá lẫn than này sẽ không 
mang lại hiệu quả kinh tế. Mặt khác, đối tượng này cũng không thể thải bỏ được vì độ tro của nó vẫn 
nhỏ hơn quy định cho phép của Nhà nước (Quy định hiện hành của Nhà nước về thải bỏ đất đá khi 
tuyển than có độ tro trên 75%). Lượng đất đá lẫn than có độ tro từ 60-70% tồn đọng ở các mỏ ngày 
càng nhiều sẽ chiếm nhiều diện tích mặt bằng, thất thoát tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường. 
Các thiết bị máy lắng lưới chuyển động, máy tuyển tầng sôi và thiết bị tuyển nổi là những thiết bị 
khá hiệu quả khi dùng để tuyển loại than có độ tro cao. Dùng công nghệ tuyển mới kết hợp giữa ba 
thiết bị trên tuyển thử nghiệm hai mẫu đất đá lẫn than mỏ Núi Béo và Cọc Sáu (độ tro 60-65%), cho 
phép thu hồi được trên 40% than sạch với độ tro khoảng 30%, đạt tiêu chuẩn cám 5aHG đem tiêu 
thụ, nhằm tận thu tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
 Nhữ Thị Kim Dung, Vũ Thị Chinh 
 Trường Đại học Mỏ-Địa chất
 Biên tập: ThS. Hoàng Minh Hùng 
1. Đặt vấn đề
Đất đá lẫn than (ĐĐLT) là một khái niệm 
mang tính tương đối để chỉ hỗn hợp than và đá 
với tỷ lệ đá nhiều hơn than rất nhiều, nó đặc 
trưng cho sản phẩm phụ trong quá trình khai 
thác than, cũng có thể là sản phẩm trên lưới 
sàng của phân xưởng chế biến than chất lượng 
thấp của mỏ mà ngành than thường gọi là “than 
bã sàng”. Đặc điểm của ĐĐLT có độ tro từ 60% 
đến 75% đối với cấp hạt nhỏ và trên 80% đối 
với cấp hạt lớn. Lượng đất đá lẫn than này hiện 
nay đang được chứa ở các “bãi thải tạm” vì sản 
phẩm này chưa được phép thải, nhưng nếu đưa 
đi sàng tuyển lại thì không đem lại hiệu quả kinh 
tế.
Theo số liệu năm 2014 của Công ty CP Than 
Cọc Sáu, lượng ĐĐLT của Công ty tồn đọng 
năm 2013 là 1.635.973 tấn, độ tro 69 - 70%, 
năm 2014 nguồn đất đá lẫn than phát sinh là 
710.000 tấn, độ tro trên 60% (Công ty CP than 
Cọc Sáu - Vinacomin, 2014). Theo báo cáo 
khảo sát của mỏ Núi Béo, tổng lượng ĐĐLT năm 
2014 tồn đọng là 6.129.294 tấn, độ tro 67 - 68% 
(Công ty CP than Núi Béo - Vinacomin, 2015). 
Đất đá lẫn than được chế biến trực tiếp tại mỏ 
hoặc bán cho các đơn vị chế biến kinh doanh 
trong TKV. Công nghệ chế biến đất đá lẫn than 
phổ biến được thực hiện như sau:Nguồn đất đá 
lẫn than được đưa qua sàng song (sàng sơ bộ 
lưới 200x200mm) để loại bỏ đá quá cỡ; Sản 
phẩm cấp - 200mm được cấp vào sàng rung 
2 tầng lưới 70mm, và lưới 15mm hoặc (10mm) 
để khử cám; Cấp +70 mm được nhặt thủ công 
để thu hồi cục xô và thải loại đá, bã sàng có 
cỡ hạt 15 - 70 mm được đưa vào tuyển bằng 
các Modul tuyển nhỏ (huyền phù tự sinh, huyền 
phù manhetit, băng tải dốc) thu hồi được 03 sản 
phẩm gồm: than cục don (15 - 70mm), than bùn, 
và thải loại (bùn thải + đá thải); Sản phẩm than 
cục xô với than cục don (15-70mm) sau tuyển 
được đem nghiền thành cấp -15mm sau đó pha 
trộn với than cám sàng khô -15mm hoặc -10mm 
thành than cám TCVN, than bùn được xả ra hồ 
phơi khô sau đó đem pha trộn thành than cám 
TCVN; Sản phẩm thải được vận chuyển đi đổ 
thải. Các thiết bị sàng tuyển do các đơn vị mỏ 
đầu tư hoặc thuê thiết bị để chế biến.
Hầu hết các cụm Modul tuyển nhỏ chỉ thực 
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
36 KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN
hiện được từ 65 - 70% so với công suất thiết 
kế, các Modul nhỏ lẻ không tập trung, tính đồng 
bộ của hệ thống chưa cao, hầu hết khâu xử lý 
bùn nước còn đơn giản, có dây chuyền chi phí 
nước rất lớn và bùn mịn có độ tro rất cao (độ tro 
đến 60%) các nhà máy này thải bỏ gây ô nhiễm 
môi trường. Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu 
công nghệ nhằm thu hồi triệt để than sạch từ 
nguồn ĐĐLT, tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu 
ô nhiễm môi trường.
2. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu
Mẫu ĐĐLT được lấy từ các bãi thải tạm thuộc 
Công ty CP than Cọc Sáu và Núi Béo. Than cấp 
+3mm được tuyển bằng máy lắng lưới chuyển 
động bán công nghiệp (hình 1). Máy có chiều 
dài và chiều rộng lưới là 1x0,25m (Nhữ Thị Kim 
Dung, 2011). Than cấp hạt -3mm, sử dụng 2 
thiết bị chính là máy tuyển tầng sôi (hình 3) và 
máy tuyển nổi phòng thí nghiệm (hình 2). Thiết 
bị tuyển tầng sôi hình 3 có tiết diện 150x150mm. 
Các tấm nghiêng phía trên có thể thay đổi được 
chiều dài (600; 900; 1200mm), góc nghiêng (65; 
70; 750) và khoảng cách giữa các tấm nghiêng 
(37,5; 50; 75mm)(Phạm Văn Luận, 2012).
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Tính chất mẫu nghiên cứu
Hai mẫu ĐĐLT được đem phân tích rây để 
xác định thành phần độ hạt và phân tích chìm 
nổi xác định thành phần tỷ trọng. Kết quả phân 
tích rây thể hiện ở bảng 1 và 2.
Số liệu các bảng 1, 2 cho thấy: Mẫu ĐĐLT 
mỏ Núi Béo có cỡ hạt lớn nhất là 50mm, ĐĐLT 
mỏ Cọc Sáu Sim có cỡ hạt trên 50mm;Độ tro 
của 2 mẫu đều trên 60%;Độ tro cấp hạt +50mm 
than mỏ Cọc Sáu độ tro cao gần bằng 85%, thu 
hoạch 11% nên sẽ thải bỏ; Than cấp hạt +35mm 
mỏ Núi Béo có thu hoạch 8,5%, độ tro trên 87% 
có thể thải bỏ.
ĐĐLT các cấp hạt +0,5mm mỏ Núi Béo, Cọc 
Sáu được đưa phân tích chìm nổi ở các tỷ trọng 
1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 và 2,0. Các cấp tỷ trọng 
được gia công lấy mẫu đưa phân tích độ tro. Kết 
quả phân tích thành phần tỷ trọng cho thấy:Hầu 
hết các cấp hạt than trong mẫu than Núi Béo 
và Cọc Sáu đều thuộc loại than khó tuyển đến 
rất khó tuyển trọng lực. Vì vậy khi tuyển than 
các cấp hạt có trong mẫu than Núi Béo và Cọc 
Sáu bằng thiết bị tuyển trọng lực thông thường 
Bảng 1. Kết quả phân tích rây khô ĐĐLT mỏ Núi 
Béo
Cấp hạt, mm g, % A, %
35 - 50 8,50 87,10
15 - 35 18,84 79,65
6 - 15 17,65 68,08
3 - 6 17,91 59,49
1 - 3 12,79 47,17
0,5 - 1 9,02 44,88
- 0,5 15,29 34,12
Tổng 100 60,38
Hình 1. Máy lắng lưới chuyển động bán công nghiệp
Hình 2. Máy tuyển nổi
Hình 3. Thiết bị tuyển tầng sôi phòng thí nghiệm
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
37KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN
sẽ cho hiệu quả tuyển không cao.Nghiên cứu 
đề xuất phương án tuyển như sau: ĐĐLT các 
cấp hạt +3mm của các mỏ đem tuyển bằng máy 
lắng lưới chuyển động. Cấp hạt 0,5 - 3mm tuyển 
trên máy tuyển tầng sôi. Cấp hạt -0,5mm dùng 
máy tuyển nổi để nâng cao chất lượng.
3.2. Kết quả thí nghiệm tuyển
3.2.1. Thí nghiệm tuyển trên máy lắng luới 
chuyển động
Tiến hành thí nghiệm trên máy lắng lưới 
chuyển động các cấp hạt như sau: ĐĐLT mỏ 
Núi Béo tuyển cấp hạt 3 - 35mm; ĐĐLT mỏ Cọc 
Sáu tuyển cấp hạt 3 - 15mm và 15 - 50mm.
Các điều kiện thí nghiệm được xác định tối 
ưu như sau: 
- ĐĐLT cấp hạt 3 - 35mm Núi Béo: Tần số dao 
động mặt lưới 110 lần/phút; chiều cao cửa cấp 
liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới 55mm; 
chiều cao ngưỡng tràn 44mm.Khi tuyển cấp hạt 
3 - 35mm ở các chế độ công nghệ tối ưu thu 
được 21,83% than sạch với độ tro đạt 43,62%, 
thực thu phần cháy vào than sạch 36,08% và đá 
thải có độ tro 81,02%.
- ĐĐLT cấp hạt 15 - 50mm Cọc Sáu: Tần 
số dao động mặt lưới 110 lần/phút; chiều cao 
cửa cấp liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới 
55mm; chiều cao ngưỡng tràn 64mm.Khi tuyển 
cấp hạt 15 - 50mm ở các chế độ công nghệ 
tối ưu thu được 28,58% than sạch với độ tro 
đạt 39,63%, thực thu phần cháy vào than sạch 
53,72% và đá thải có độ tro 83,33%.
- ĐĐLT cấp hạt 3 - 15mm Cọc Sáu: Tần số dao 
động mặt lưới 120 lần/phút; chiều cao cửa cấp 
liệu 65mm; biên độ dao động mặt lưới 45mm; 
chiều cao ngưỡng tràn 30mm. Khi tuyển cấp hạt 
3 - 15mm ở các chế độ công nghệ tối ưu thu 
được 41,05% than sạch với độ tro đạt 32,06%, 
thực thu phần cháy vào than sạch 63,91% và đá 
thải có độ tro cao 82,7%.
3.2.2. Thí nghiệm tuyển tầng sôi cấp hạt 0,5 
- 3mm
Tiến hành thí nghiệm xác định lưu lượng 
dòng nước lên tối ưu, các thông số giữ cố định: 
Chiều dài tấm nghiêng 900mm; khoảng cách 
giữa các tấm nghiêng 37,5mm; góc nghiêng của 
tấm nghiêng 700. Kết quả thể hiện trong bảng 3 
và 4.
Dựa vào kết quả thí nghiệm ở bảng 3 và 4 
cho thấy: 
Bảng 3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của lưu lượng dòng nước lên đến kết quả tuyển máy tuyển tầng 
sôi mẫu ĐĐLT Núi Béo
Lưu lượng (l/s) Sản phẩm g, % A, % e, %
1,8
Than sạch 46,76 7,27 77,78
Đá thải 53,24 76,73 
Than đầu 100 44,25 
1,9
Than sạch 48,31 9,02 79,37
Đá thải 51,69 77,89 
Than đầu 100 44,62 
2
Than sạch 51,39 10,7 82,61
Đá thải 48,61 80,13 
Than đầu 100 44,45 
2,1
Than sạch 53,07 11,88 84,06
Đá thải 46,93 81,12 
Than đầu 100 44,37 
Bảng 2. Kết quả phân tích rây khô ĐĐLT mỏ Cọc 
Sáu
Cấp hạt , mm γ, % A, %
+50 11 84,76
35 - 50 15,44 75,89
15 - 35 15,52 68,92
6 - 15 13,63 64,47
3 - 6 10,19 55,28
1 - 3 7,04 52,48
0,5 - 1 7,72 49,5
- 0,5 19,46 48,21
Tổng 100 63,06
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
38 KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN
- Đối với mẫu ĐĐLT Núi Béo:Ở lưu lượng 
dòng nước lên 2 l/s cho độ tro than sạch dưới 
11% và độ tro đá trên 80%, cho thực thu phần 
cháy trên 82%, các chỉ tiêu tuyển đạt yêu cầu.
- Đối với mẫu ĐĐLT Cọc Sáu: Ở lưu lượng 
dòng nước lên 2,6 l/s cho độ tro than sạch xấp 
xỉ 17,89% và độ tro đá trên 82%. cho thực thu 
phần cháy trên 67%, các chỉ tiêu tuyển đạt yêu 
cầu.
3.2.3. Thí nghiệm tuyển nổi cấp hạt -0,5mm
Cả 2 mẫu ĐĐLT mỏ Núi Béo và Cọc Sáu cấp 
hạt -0,5mm khi đưa tuyển trong máy tuyển nổi 
thí nghiệm dạng ngăn máy dùng dầu hỏa làm 
thuốc tập hợp, tại chi phí dầu hỏa tối ưu (ĐĐLT 
Núi Béo: 1600g/t, ĐĐLT Cọc Sáu: 1400g/t), nồng 
độ bùn: 150g/l, chi phí thuốc tạo bọt dầu thông: 
100g/t, các chỉ tiêu tuyển đạt được như sau:
- Mẫu than Núi Béo: Thu hoạch than sạch 
9,16%; độ tro than sạch 12,26%; độ tro đá thải 
>80%.
- Mẫu than Cọc Sáu:Thu hoạch than sạch 
10,12%; độ tro than sạch 14,8%; độ tro đá thải 
>83%.
4. Kết luận và kiến nghị
1. Các mẫu đất đá lẫn than của các mỏ Cọc 
Sáu, Núi Béo có độ tro trên 60%;
2. Cấp hạt +35mm mẫu đất đá lẫn than Mỏ 
Núi Béo và cấp hạt +50mm Mỏ Cọc Sáu có độ 
tro trên 80% có thể thải bỏ, tuy nhiên để tận thu 
than sạch có thể dùng phương pháp nhặt tay;
3. Tính khả tuyển các cấp hạt trong đất đá lẫn 
than từng mỏ khác nhau có thể sẽ khác nhau, 
nó dao động từ trung bình tuyển đến khó tuyển;
4. Kết quả tuyển lắng cấp hạt lớn trong đất đá 
lẫn than, mỏ Cọc Sáu lấy ra than sạch có độ tro 
dưới 35% mỏ Núi Béo đạt dưới 45%, đá thải có 
độ tro đều trên 80%, có thể thải bỏ được;
5. Kết quả tuyển cấp hạt 0,5 - 3mm trong máy 
tuyển tầng sôi đất đá lẫn than cả 2 mỏ đều lấy ra 
được than sạch có độ tro dưới 20%, đá thải có 
độ tro trên 80%;
6. Kết quả tuyển nổi mùn than - 0,5mm trong 
đất đá lẫn than các mỏ cho phép lấy ra than sạch 
có độ tro dưới 15%; đá thải độ tro trên 80%.
4.7. Sơ đồ kiến nghị tuyển loại đất đá lẫn than 
vùng Hòn Gai - Cẩm Phả thể hiện trên hình 4.
Bảng 4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của lưu lượng dòng nước lên đến kết quả tuyển máy tuyển tầng 
sôi mẫu ĐĐLT Cọc Sáu
Lưu lượng nước 
(l/s)
Sản phẩm Thu hoạch, % Độ tro, %
Thực thu
phần cháy, %
2,0
Than sạch 18,81 7,05 36,61
Đá thải 60,01 71,4
Trung gian 21,18 38,1
Than đầu 100 52,24
2,2
Than sạch 21,91 12,4 41,45
Đá thải 57,3 74,8
Trung gian 20,79 39,05
Than đầu 100 53,7
2,4
Than sạch 35,21 16,43 60,42
Đá thải 44,8 78,92
Trung gian 19,99 45,8
Than đầu 100 51,3
2,6
Than sạch 40,01 17,89 67,36
Đá thải 41,2 82,3
Trung gian 18,79 54,1
Than đầu 100 51,23
2,8
Than sạch 45,3 25,8 68,15
Đá thải 39,42 84,12
Trung gian 15,28 38,2
Than đầu 100 50,68
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
39KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN
Tài liệu tham khảo:
[1]. Nhữ Thị Kim Dung, 2011.Nghiên cứu 
công nghệ tuyển bằng máy lắng lưới chuyển 
động để tăng hiệu quả sử dụng than chất lượng 
thấp của một số mỏ than vùng Quảng Ninh. 
Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Chương 2, Trường Đại 
học Mỏ - Địa chất.
[2]. Phạm Văn Luận, 2012. Nghiên cứu công 
nghệ tuyển tầng sôi để tuyển than cấp hạt mịn 
vùng Quảng Ninh. Luận án tiến sĩ kỹ thuật, 
Chương 3+4, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
[3]. Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 
2014. Phương án sàng tuyển chế biến sâu, thu 
hồi than từ nguồn đất đá lẫn than tồn cũ và than 
nguyên khai lẫn đất đá có độ tro cao phát sinh 
trong quá trình khai thác than.
[4]. Công ty CP than Núi Béo - Vinacomin, 
2015. Phương án sàng tuyển chế biến sâu, thu 
hồi than từ nguồn đất đá lẫn than tồn cũ và than 
nguyên khai lẫn đất đá có độ tro cao phát sinh 
trong quá trình khai thác than.
Recovery of the clean coal from the contaminated waste at some coal mines 
at Hon Gai and Cam Pha areas by a combination of movable screen jig, 
fluidized bed separator and flotation machine 
 Nhu Kim Dung, Vu Thi Chinh
 Hanoi University of Mining and Geology 
Summary:
The contaminated waste is a by-product generated during coal mining process. From this type of waste, a 
clean coal yield of about 20% may be produced as its ash content varies in a range of 60% to 75%. The waste 
is normally stockpiled separately at “temporary disposal dumps”. This waste is not regarded as a waste but it 
is very costly to process. A large quantity of representative samples from Coc Sau and Nui Beo waste disposal 
dumps have been collected and a number of experiments for clean coal recovery have been carried out using 
a combination of low cost and highly efficient semi-industrial movable screen jig, fluidized bed separator 
and flotation machine. The obtained clean coal and tailings qualities are in compliance with Vietnam quality 
standards (clean coals suitable for trading and the tailings of over 80% ash suitable for disposal). The study 
results suggest that the application of these new machines may allow significant recovery of clean coals from 
contaminated wastes. This may significantly contribute to the reduction of environmental pollution while 
ensuring the production viability and economic efficiency for the miners. 
 Hình 4. Sơ đồ kiến nghị tuyển loại đất đá lẫn than
vùng Hòn Gai - Cẩm Phả