TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH HÒA TÁCH AXIT SULFURIC TINH QUẶNG ĐẤT HIẾM YÊN PHÚ

Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ xạ hiếm (ITRRE)-VINATOM-MOST, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam (VINATOM), Viện Địa chất (IGS) và Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam (VNMN)-VAST đã công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Hydromettalurgy số 191 năm 2020 về mỏ đất hiếm Yên Phú (xã Yên Phú, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái) là một trong những mỏ đất hiếm tiềm năng của Việt Nam (các mỏ khác là Đông Pao, Nậm Xe và Mường Hum). Mỏ giàu các nguyên tố đất hiếm có giá trị như Neodim (Nd), đặc biệt là Dysprosi (Dy), Terbi (Tb) và Ytri (Y). Tổng trữ lượng đất hiếm của mỏ là khoảng 31.000 tấn, trong đó khoảng 900 tấn Dy, 300 tấn Tb và 7000 tấn Y. Ngoài ra, mỏ còn giàu nguyên tố quý Neobi (Nb). Vì vậy, các nghiên cứu xử lý tinh quặng đất hiếm Yên Phú để thu nhận các nguyên tố đất hiếm có giá trị là rất cần thiết.

Mô hình hóa quá trình hòa tách tinh quặng Yên Phú bằng axit sulfuric đã được nghiên cứu nhằm mục đích tối ưu hóa quá trình được thực hiện trong bài báo này. Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM-CCF) được sử dụng để mô hình hóa 3 biến độc lập là nhiệt độ hòa tách từ 250-450oC (X1), tỷ lệ khối lượng axit/tinh quặng từ 0,8-1,8 (X2) và thời gian hòa tách từ 2-6 giờ (X3); và biến phụ thuộc là phần trăm hiệu suất hòa tách (Y). Mô hình mô tả quá trình hòa tách tinh quặng đất hiếm Yên Phú có dạng như phương trình 1:

Y (%) = 96.4 – 11.8X1 + 5.0X2 + 1.5X3 – 15.7 X12 – 4.6 X22 – 1.2X1X3                     (1)

Mô hình co nhân và phương trình Arrhenius đã được sử dụng để nghiên cứu động học của quá trình. Các giá trị năng lượng hoạt hóa được tính toán từ mô hình động học có cùng giá trị 17,3 kJ·mol-1 ở nhiệt độ nghiên cứu từ 473-593 K, phù hợp với mô hình động học của phản ứng hòa tách tiếp sau là quá trình khuếch tán trong nhân hạt tinh quặng. Kết quả nghiên cứu động học chỉ ra rằng tốc độ hòa tách được kiểm soát bởi nhiệt độ.

Phân tích các hệ số của phương trình 1 đã chỉ ra rằng ảnh hưởng của nhiệt độ là mạnh nhất, gấp 5 lần ảnh hưởng của 2 yếu tố: tỷ lệ axit/ tinh quặng và thời gian, trong đó ảnh hưởng của 2 yếu tố này là không đáng kể. Thông số công nghệ tối ưu của quá trình được tính toán từ mô hình là: nhiệt độ hòa tách 320oC, tỷ lệ axit/ tinh quặng 1,3 và thời gian hòa tách 4 giờ. Nghiên cứu mô hình hóa và động học quá trình cùng chỉ ra một kết quả rằng quá trình hóa tách tinh quặng đất hiếm Yên Phú được kiểm soát bởi nhiệt độ; mô hình có tiềm năng ứng dụng thương mại sau khi đã thử nghiệm trên quy mô pilot 50kg tinh quặng/ mẻ trên thiết bị lò nung quay mô phỏng.

Nguồn tin: Nguyễn Trung Minh, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, VAST

 

 

 

 

Tin cùng loại