Quặng apatit Lào Cai là nguồn nguyên liệu có giá trị trong nền kinh tế quốc dân. Trong những năm qua, nguồn quặng này đã là nguyên liệu chính để sản xuất phân bón trong nước phục vụ cho ngành nông nghiệp phát triển và một phần được xuất khẩu thu ngoại tệ. Do tầm quan trọng của tài nguyên apatit Lào Cai, Nhà nước đã tập trung tiền vốn và nguồn lực thiết bị, lao động cho khu mỏ. Tập thể CBCNV khu mỏ đã phát huy được hiệu quả đầu tư và giữ được nhịp độ phát triển.

Tùy theo điều kiện cấu trúc, thế nằm và đặc điểm địa chất của từng mỏ quặng mà người ta đưa ra phương pháp khai thác, công nghệ khai thác và thiết bị khai thác thích hợp. Xu hướng chung là đi đến lựa chọn công nghệ và thiết bị khai thác mỏ tối ưu, khai thác triệt để tài nguyên chính, tài nguyên đi kèm và tuyển chọn tách chúng ra thành những sản phẩm có giá trị, các khâu công nghệ thường được cơ giới hóa và tự động hóa rất cao.

Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại những hạn chế do nhiều nguyên nhân, đã dẫn đến tình trạng mất mát một lượng tài nguyên quặng loại I, II và III. Chỉ tiêu tổn thất khai thác đáng lẽ phải thấp hơn và nhà máy tuyển trong những năm qua lẽ ra có thể đạt tỷ lệ thực thu P₂O₅ từ tinh quặng cao hơn. Với thiết kế theo luận chứng KTKT năm 1974 do Liên Xô lập, thì tại công đoạn lọc, sấy tuyển quặng tinh tại Nhà máy Tuyển Tằng Loỏng còn bộc lộ một số nhược điểm như: (i) Sản phẩm quặng tinh tuyển có nồng độ rắn từ 20% - 28%, sau tách nước đạt nồng độ > 45% và đưa vào máy lọc đĩa chân không để lọc quặng tinh tuyển; (ii) Sản phẩm quặng tinh sau lọc có độ ẩm từ 21% - 23%, trung bình: 22% H2O được đưa đi sấy để giảm độ ẩm xuống thêm 2% trước khi vận chuyển đi tiêu thụ. Vì nhiều lý do nên khâu sấy không sử dụng, do đó độ ẩm quặng tinh cao, trung bình: 22% H2O gây khó khăn cho kho chứa và tăng khối lượng vận chuyển (độ ẩm quặng tinh cao) nước còn lại trong quặng tuyển; (iii) Chi phí điện năng cao làm gia tăng chi phí sản xuất; tiếng ồn lớn, hạt bụi Slam còn tồn đọng trong không khí nhiều gây ô nhiễm môi trường làm việc, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động.

Chính vì vậy, nhằm hướng đến mục tiêu năng suất, chất lượng và hiệu quả trong khai thác, sơ tuyển và tiêu thụ sản phẩm, Công ty TNHH Một thành viên Apatit Việt Nam đã chỉ đạo đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật của công ty nghiên cứu cải tiến kỹ thuật, chế tạo và lắp đặt thành công “Máy lọc ép khung bản” để thay thế cho “Máy lọc chân không” của dây chuyền công nghệ lọc quặng tinh Nhà máy tuyển Tằng Loỏng. Giải pháp do Tác giả Nguyễn Trọng Phú cùng các cộng sự nghiên cứu ứng dụng và cải tiến thiết bị lắp đặt từ nước ngoài.

“Máy lọc ép khung bản” sử dụng bơm, bơm bùn quặng ép dính vào các tấm lọc (không sử dụng bơm chân không), nước được tách ra theo các ống dẫn máng trước, còn phần quặng bám vào tấm lọc được dỡ ra đồng thời 3 tấm. Công nghệ lọc ép giải quyết được các tồn tại của công nghệ lọc chân không về độ ẩm quặng tinh lọc cao, tiêu hao điện năng lớn, năng suất thấp, tiếng ồn lớn. Mặc dù máy lọc ép khung bản đã được sản xuất công nghiệp, bán nhiều trên thị trường. Tuy nhiên, hầu hết các máy lọc ép trên thị trường ứng dụng chủ yếu tại các nhà máy trong công đoạn cuối cùng của hệ thống xử lý nước thải và là thiết bị không thể thiếu với vai trò cô đặc bùn lỏng thành bánh bùn để thuận tiện và đỡ tốn chi phí vận chuyển bùn đến nơi xử lý tiếp theo. 

Hình ảnh: mô tả nguyên lý hoạt động của máy lọc ép khung bản

Qua tìm hiểu thực tế tại các Nhà sản xuất máy lọc ép khung bản, để đáp ứng được mục tiêu kỹ thuật đề ra, Nhóm tác giả đã đề xuất lựa chọn: Máy lọc ép khung bản XGZY2000-X công suất 50T/h có kèm theo hệ thống rửa lọc 2CL-2000 và bơm bùn 10525-A68 động cơ 150kw kèm theo hệ thống bơm rửa tấm lọc CM40-250B và hệ thống điều khiển tự động hệ thống bơm, lọc, rửa. Tuy nghiên sử dụng máy lọc ép, lọc sản phẩm quặng Apatit vẫn chưa được phù hợp do quặng tinh tuyển có cấp hạt siêu mịm (cấp - 0,002 mm > 60%) nên áp lực ép lớn sẽ làm cho các roăng cao su nhanh bị rách và phải dừng để thay thế sửa chữa làm gián đoạn trong sản xuất. Nhóm tác giả phải nghiên cứu thay thế cải tạo lại hệ thống roăng cao su lắp cho các cánh lọc và cải tạo lại hệ thống xe dỡ tải để giảm thời gian dỡ tải.

Sau khi áp dụng giải pháp (từ tháng 3/2016 đến nay), qua đánh giá kết quả nghiên cứu cho thấy, “Máy lọc ép khung bản” với những cải tiến do nhóm tác giả nghiên cứu, cải tiến đã đáp ứng được các mục tiêu kỹ thuật đề ra ban đầu. Cụ thể là:

- Độ ẩm quặng lọc giảm do sử dụng bơm có áp lực ép quặng dính vào tấm lọc, nước được tách ra trước nên quặng khô hơn giảm được khối lượng nước còn laị trong quặng có nghĩa giảm được khối lượng vận chuyển quặng đi tiêu thụ. Độ ẩm quặng tinh lọc: 19%/22% (máy lọc ép/máy lọc chân không) giảm 3%. Nên giảm 3% khối lượng nước còn lại trong quặng có nghĩa giảm được 3% khối lượng vận chuyển đi tiêu thụ cho khách hàng.

- Giảm thời gian lọc do sử dụng bơm bùn ép quặng đồng thời vào nhiều tấm lọc và dỡ được 3 tấm lọc cùng lúc nên năng suất lọc tăng. Năng suất máy lọc lớn hơn các máy lọc cùng loại (dỡ liệu 3 tấm/1 lần kéo) .

- Giảm được tiêu hao điện năng cho mỗi tấn quặng lọc là: 5kw/tấn quặng lọc (từ 17KW/tấn quặng lọc giảm xuống 12KW/tấn quặng lọc so với máy lọc chân không của Liên Xô cũ).

Bên cạnh đó, với máy lọc ép mới, điều kiện làm việc của công nhân được cải thiện hơn nhiều do không phải dừng sửa chữa giảm, thời gian vệ sinh do roăng kín, quặng dỡ ra rơi xuống nhiều ít bám dính vào cánh lọc. Đặc biệt, với việc cải tạo, thay thể roăng cao su, hệ thống xe dỡ tải giảm thời gian dỡ tải giúp tăng năng suất lao động; giảm tiếng ồn và khói bụi giúp cải thiện điều kiện làm việc của công nhân vận hành máy lọc.

Với giải pháp “Ứng dụng và cải tiến máy lọc ép khung bản thay thế cho máy ép chân không thế hệ cũ tại Nhà máy Tuyển Tằng Loỏng”, Nhóm Tác giả đã giúp công ty tiết kiệm các chi phí tiêu thụ điện năng, vận chuyển, xử lý nước thải, nhân công lao động, ... với giá trị làm lợi bình quân gần 7 tỷ đồng/năm. Giải pháp đã được các chuyên gia, các nhà khoa học đánh giá cao và đạt giải Nhất tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Lào Cai lần thứ V (2016 - 2017) do UBND tỉnh Lào Cai tổ chức và được Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam trao tặng “Bằng Lao động Sáng tạo”.

Tác giả bài viết: Bảo Minh