Tóm tắt:
Trữ lượng và tài nguyên mỏ vàng gốc tại khu vực Pác Lạng, xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn là 422,80 kg kim loại Au. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật mẫu quặng cho thấy, vàng tồn tại ở dạng hạt mịn đến rất mịn, xâm nhiễm trong pyrit, trong limonit và xâm nhiễm trong nền thạch anh. Kết quả phân tích hóa mẫu quặng nguyên khai, trong mẫu hàm lượng Au= 2,10 g/t, hàm lượng SiO2= 80,16%, ngoài ra các nguyên tố có ích khác đi kèm có hàm lượng rất nhỏ. Với mục đích nghiên cứu thành phần vật chất mẫu, đề xuất phương án công nghệ tuyển khoáng phù hợp và đánh giá khả năng tuyển thu hồi quặng tinh vàng đối với mẫu nghiên cứu để phục vụ đề án thăm dò địa chất.
Mở đầu
Vàng là kim loại quí, có độ dẫn điện, dẫn nhiệt cao, màu vàng, ánh kim, tỷ trọng 19,3 t/m3. Do có màu sắc đẹp nên vàng thường được dùng làm đồ trang sức và được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới như một phương tiện chuyển đổi tiền tệ.
Trữ lượng kim loại vàng trên thế giới ước tính có thể đạt 90.000 tấn, trong đó Việt Nam có khoảng trên 294 tấn. Quặng vàng ở nước ta được khai thác từ các mỏ vàng gốc và mỏ vàng sa khoáng. Các mỏ và điểm quặng vàng đã biết ở nước ta chủ yếu là nhỏ, chỉ có vài mỏ cỡ trung bình như Bồng Miêu, Minh Lương, Sa Phìn, Đăk Sa, Tà Năng, tuy nhiên vàng cộng sinh với lượng rất lớn như trong đồng Sin Quyền, Tả Phời, Vi Kẽm Lào Cai; Khe Cam Yên Bái...
Mỏ vàng Pác Lạng thuộc địa phận xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn, cách trung tâm thành phố Bắc Kạn khoảng 40km về phía Đông Bắc, diện tích thăm dò 3,70km2. Trữ lượng và tài nguyên quặng vàng gốc tại khu vực Pác Lạng là 422,80 kg kim loại Au, trong đó cấp trữ lương 122 là 290,22 kg, cấp tài nguyên 333 là 132,58 kg. Các thân quặng vàng gốc khu vực Pác Lạng có dạng mạch, đới mạch, thành phần khoáng vật quặng gồm pyrit, vàng tự sinh, limonit, chalcopyrit, sphalerit, galenit trong đó khoáng vật quặng chủ yếu là pyrit, vàng tự sinh và limonit. Khoáng vật phi quặng chủ yếu thạch anh.
Công nghệ thu hồi vàng khá phức tạp và mang những đặc thù riêng. Để thu hồi vàng thường kết hợp một số phương pháp với nhau như: chọn tay, tuyển trọng lực, tuyển nổi, xyanua hoá, clo hoá, chiết tách - điện phân, chiết tách bằng hóa chất, bằng vi sinh…
2. Kết quả nghiên cứu thành phần vật chất mẫu
2.1. Kết quả phân tích khoáng vật
Bằng phương pháp phân tích khoáng tướng, thạch học mẫu quặng vàng gốc khu vực Pác Lạng, xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn đã làm rõ cấu trúc, kích thước, độ xâm nhiễm của vàng cũng như các khoáng vật đi kèm trong quặng. Có thể tóm tắt mô tả các khoáng vật trong mẫu nghiên cứu như sau:
+) Nhóm khoáng vật quặng
- Pyrit (FeS2) là khoáng vật quặng phổ biến nhất trong thành phần quặng vàng mỏ Pác Lạng. Tỷ lệ phần trăm khoáng vật trong mẫu của pyrit từ ít đến 80%. Pyrit tồn tại ở dạng hạt tự hình, kích thước hạt lớn, sắp xếp liền nhau tạo thành khối đặc xít, xâm tán rải rác trong nền mẫu.
- Vàng (Au) là khoáng vật quặng phổ biến thứ 2, tỷ lệ phần trăm khoáng vật trong mẫu của vàng tự sinh từ 1 hạt đến 0,05%. Các hạt vàng khá đẳng thước nằm trong hạt pyrit dạng lấp đầy kẽ hổng, ngoài ra có dạng sợi ngắn, dạng mạng lưới hoặc xâm tán trong mạch thạch anh, kích thước hạt thay đổi từ 0,01 - 0,05mm.
- Chalcopyrit (CuFeS2) là khoáng vật ít gặp trong mẫu, tỷ lệ phần trăm khoáng vật trong mẫu của chalcopyrit ít đến 0,5%. Trong các mẫu chalcopyrit ở dạng hạt nhỏ tha hình xâm tán trong phi quặng hoặc xen lấp trong pyrit.
- Galenit (PbS) là khoáng vật quặng gặp ít trong mẫu, tỷ lệ phần trăm khoáng vật trong mẫu của galenit ít đến10%. Chúng có dạng hạt tha hình tạo thành các đám ổ nhỏ phân bố rải rác trong nền thạch anh. Một số hạt xen lấp trong hạt pyrit. Galenit bị biến đổi thứ sinh thành anglesit bao ngoài rìa hạt.
- Sphalerit (ZnS) là khoáng vật quặng gặp ít trong mẫu, tỷ lệ phần trăm khoáng vật trong mẫu của sphalerit ít đến 3%. Sphalerit có dạng hạt nhỏ xâm tán rải rác trong nền mẫu, bao quanh gặm mòn thay thế pyrit. Trong sphalerit có chứa nhũ tương chalcopyrit.
- Limonit (FeO(OH)nH2O): Là khoáng vật phổ biến trong quặng vàng mỏ Pác Lạng. Trong mẫu gặp limonit với hàm lượng ít đến 20%. Chúng tồn tại ở dạng keo, giả hình theo pyrit.
+) Nhóm khoáng vật phi quặng trong mẫu chủ yếu là thạch anh dạng hạt tạo khối, đôi chỗ tạo thành các đám ổ xen lẫn với các khoáng vật quặng.
Kết quả nghiên cứu đặc điểm và thành phần khoáng vật cho thấy vàng tồn tại trong mẫu ở dạng hạt mịn đến rất mịn từ 0,02 mm đến 0,1 mm, xâm nhiễm trong pyrit, trong limonit biến đổi từ pyrit hoặc hình thành từ dạng dung dịch keo và xâm nhiễm trong nền thạch anh.
2.2. Kết quả phân tích hóa mẫu quặng nguyên khai
Kết quả phân tích hóa đa nguyên tố, phân tích rơnghen mẫu quặng nguyên khai được tiến hành tại Trung tâm Phân tích và Thí nghiệm Địa chất - Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam được trình bày tại bảng 1 và bảng 2.
Bảng 1. Thành phần hóa học mẫu quặng nguyên khai
Bảng 2. Kết quả phân tích rơnghen mẫu quặng nguyên khai
2.3. Kết quả phân tích thành phần độ hạt
Bảng 3: Kết quả phân tích thành phần độ hạt
Kết quả nghiên cứu thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu đã được gia công xuống độ hạt -1mm thấy rằng, mức thu hoạch các cấp hạt thô (+0,125mm) chiếm 61,61%, phân bố Au trong cấp hạt này chiếm 81,01%; cấp hạt mịn (-0,045mm) chiếm 24,15% tương ứng với phân bố Au là 7,67%. Hàm lượng Au phân bố tập trung ở các cấp hạt thô và giảm dần ở các cấp hạt mịn. Với kết quả nghiên cứu này, sử dụng phương pháp tuyển trọng lực, phương pháp tuyển nổi hoặc kết hợp giữa 2 phương pháp tuyển trọng lực - tuyển nổi đều có thể thu được quặng tinh vàng đạt các chỉ tiêu cho khâu xử lý tiếp theo.
4. Kết quả nghiên cứu và đề xuất sơ đồ công nghệ tuyển
Kết quả thí nghiệm bằng phương pháp tuyển trọng lực (thiết bị bàn đãi) mẫu nghiên cứu, độ hạt đem tuyển -0,125 mm là tối ưu, sản phẩm thu được sau quá trình tuyển không cao: quặng tinh vàng có hàm lượng 67,20 g/t, thực thu chỉ đạt 36,60% Au.
Kết quả tuyển nổi trên sơ đồ vòng kín mẫu quặng vàng khu vực Pác Lạng, xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn đã thu được sản phẩm quặng tinh Au có mức thu hoạch 1,41%, hàm lượng đạt 118,0 g/t, thực thu 79,23%; quặng thải có hàm lượng 0,3 g/t với mức phân bố Au tương ứng là 13,98%.
Kết quả tuyển bằng phương pháp trọng lực kết hợp tuyển nổi trên sơ đồ vòng kín đã thu được sản phẩm quặng tinh Au tổng hợp có mức thu hoạch 2,12%, hàm lượng đạt 85,30 g/t Au, thực thu 86,12%; quặng thải có hàm lượng 0,25 g/t với mức phân bố Au tương ứng là 11,58%.
Dựa trên các kết quả nghiên cứu, nhóm tác giả đề xuất 2 sơ đồ công nghệ tuyển quặng vàng khu vực Pác Lạng, xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn được thể hiện như hình 1 và hình 2: sơ đồ 1 sử dụng phương pháp tuyển nổi (ưu tiên hàm lượng quặng tinh Au), sơ đồ 2 kết hợp phương pháp tuyển trọng lực và tuyển nổi (ưu tiên thực thu sản phẩm quặng tinh). Dự kiến các chỉ tiêu công nghệ tuyển theo 2 sơ đồ kiến nghị được trình bày tại bảng 4.
Bảng 4. Dự kiến chỉ tiêu công nghệ tuyển mẫu quặng vàng khu vực Pác Lạng
Hình 1. Sơ đồ 1 dự kiến tuyển quặng vàng khu vực Pác Lạng, tỉnh Bắc Kạn.
Hình 2. Sơ đồ 2 dự kiến tuyển quặng vàng khu vực Pác Lạng, tỉnh Bắc Kạn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng vàng, đồng, niken, molipden giai đoạn 2025, có xét đến năm 2035. Bộ Công thương. Năm 2016;
2. Nguyễn Bơi, Tuyển nổi, Nhà xuất bản Giao thông vận tải. Năm 1998;
3. TS. Phạm Hữu Giang. Giáo trình Tuyển trọng lực, trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội. Năm 2000;
4. Ks. Phạm Văn Hiệp và nnk. Báo cáo thông tin kết quả thăm dò giai đoạn I và thiết kế giai đoạn II Đề án “Thăm dò khoáng sản vàng gốc tại khu vực Pác Lạng, xã Đức Vân và xã Thượng Quan, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn, Công ty TNHH Tân Thịnh. Năm 2017;
5. Vũ Tân Cơ và nnk Báo cáo “Nghiên cứu tính khả tuyển mẫu quặng vàng Apay”. Viện KH &CN Mỏ- Luyện kim. Năm 2007;
6. TS. Nguyễn Văn Hạnh và nnk Báo cáo, Nghiên cứu công nghệ tuyển vàng gốc mỏ vàng Vang Tat - Atôpư, Trung tâm Khoa học Công nghệ chế biến và sử dụng khoáng sản, Hội Tuyển khoáng Việt nam. Năm 2008;
7. Trần Thị Hiến, và nnk Báo cáo Nghiên cứu tính khả tuyển mẫu quặng vàng thuộc đề án thăm dò vàng gốc Đak Blô, xã Đak Blô, huyện Đak Glei, tỉnh Kon Tum Viện KH &CN Mỏ- Luyện kim. Năm 2012.
8. O.X.Bogdanov. Sổ tay Tuyển khoáng, tập 3 - Nhà xuất bản “Lòng đất” - Matxcơva - 1974 (Tiếng Nga)
9. https://ssggroup.com.vn.
10. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, 2017.
11. http://minerals.usgs.gov/minerals//pubs/commodity/gold.
ThS. Phạm Đức Phong & ThS. Trần Thị Hiến - Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
(Nguồn: Hội nghị khoa học công nghệ tuyển khoáng toàn quốc lần thứ V, năm 2018)
