Luận án Đặc điểm quặng hóa sericit trong các thành tạo phun trào hệ tầng đồng trầu vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh và khả năng sử dụng

Từ giản đồ Hình 4.4 có thể thấy, dung dịch ban đầu ở nhiệt độ cao trên 400oC thì tổ hợp khoáng vật bao gồm feldspat-muscovit-andalusit (tổ hợp này không gặp trong biến đổi nhiệt dịch vùng Sơn Bình). Khi dung dịch nhiệt dịch nguội lạnh ở các điểm có tỷ lệ K/H khác nhau tạo ra các tổ hợp khoáng vật khác nhau. Ở tỷ lệ K/H thấp, lần lượt hình thành các khoáng vật pyrophylit, dickit và kaolinit khi nhiệt độ giảm dần. Khi tỷ lệ K/H tăng lên, thông qua các trường bền sericit tạo thành pyrophylit, dickit và kaolinit. Thông thường lượng K+ được tạo ra trong môi trường mới là do phản ứng của dung dịch axit từ dưới sâu đi lên tác dụng với đá vây quanh làm tăng độ kiềm trong môi trường mới, chuyển dung dịch từ bền pyrophylit thành sericit và/hoặc illit khi nguội lạnh.

pdf139 trang | Chia sẻ: ngoctoan84 | Ngày: 16/04/2019 | Lượt xem: 45 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Đặc điểm quặng hóa sericit trong các thành tạo phun trào hệ tầng đồng trầu vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh và khả năng sử dụng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tích roenghen và phân tích nhiệt định lượng cho thành phần khoáng vật chính của quặng sericit Sơn Bình nêu trong Bảng 5.6. Bảng 5.6. Hàm lượng khoáng vật chính trong mẫu quặng sericit Sơn Bình TT SHM Hàm lượng thành phần khoáng vật (%) Sericit Pyrophylit Thạch anh Kaolinit+chlorit Goetit 1 SB_TH1 32 - 34 10 - 12 47 - 49 3 - 5 0-0,5 2 SB_TH2 41 - 43 11 - 13 41- 43 3 - 5 1-3 5.2.2. Đặc điểm thành phần hóa học * Thành phần hóa học sericit nguyên khai 93 Kết quả phân tích thành phần hóa học trong mẫu quặng sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh bằng phương pháp phân tích quang phổ plasma (ICP) đưa ra ở Bảng 5.7. Kết quả phân tích cho thấy, mẫu nghiên cứu có hàm lượng Al2O3 = 16,20%, hàm lượng oxít kim loại sắt Fe2O3 tương đối nhỏ: 0,23%, hàm lượng K2O = 3,52%; hàm lượng một số kim loại nặng As = 31,66 ppm, Pb = 36,82 ppm. Bảng 5.7. Kết quả phân tích ICP thành phần hóa học mẫu nghiên cứu Thành phần Hàm lượng % Thành phần Hàm lượng ppm Thành phần Hàm lượng ppm Thành phần Hàm lượng ppm Al2O3 16,20 Ag < 2 Cu < 5 Sc 9,11 CaO 0,074 As 31,66 Ga 20,03 Sn 10,75 Fe2O3 0,23 B < 10 Ge < 20 Sr 29,23 K2O 3,52 Ba 358,55 La 363,23 Ta < 10 MgO 0,024 Be < 5 Li < 5 V 40,71 MnO < 0,05 Bi < 10 Mo < 5 W < 20 P2O 0,005 Cd < 2 Nb 13,78 Y 52,11 TiO2 0,63 Ce 117,65 Ni 12,11 Zn 14,33 SiO2 74,48 Co 2,40 Pb 36,82 Cr 17,59 Sb < 10 * Thành phần hóa học sericit đơn khoáng Kết quả phân tích đơn khoáng sericit Sơn Bình được nêu ở Bảng 5.8. Bảng 5.8.Thành phần hóa học đơn khoáng sericit Sơn Bình TT Loại mẫu Hàm lượng (%) SiO2 Al2O3 MgO K2O FeO Fe2O3 H2O 1 SB_TH1/1 46,60 37,08 0,12 10,34 0,20 0,01 4,90 2 SB_TH1/2 46,91 36,90 0,13 10,27 0,21 0,05 5,00 3 SB_TH1/3 47,08 37,10 0,10 10,40 0,20 0,03 5,01 94 TT Loại mẫu Hàm lượng (%) SiO2 Al2O3 MgO K2O FeO Fe2O3 H2O 4 SB_TH2/1 45,05 35,51 0,52 9,05 0,10 3,45 4,50 5 SB_TH2/2 46,96 36,95 0,08 10,12 0,18 2,25 4,98 6 SB_TH2/3 46,80 36,86 0,26 9,98 0,20 2,13 4,95 Từ kết quả phân tích đơn khoáng cho thấy hàm lượng K2O từ 9,05 đến 10,40%; Al2O3 từ 35,51 đến 37,10%; SiO2 từ 45,05 đến 47,08%; H2O từ 4,50 đến 5,01%. Các thành phần hoá học chính như SiO2, Al2O3, K2O trong đơn khoáng sericit Sơn Bình đều có giá trị xấp xỉ hàm lượng lý thuyết của khoáng vật. 5.2.3. Thành phần độ hạt và phân bố kim loại trong sericit Sơn Bình 5.2.3.1. Thành phần độ hạt quặng sericit Sơn Bình Để xác định đặc điểm thành phần độ hạt quặng sericit Sơn Bình nguyên khai, đã sử dụng phương pháp phân tích rây theo một số cấp hạt và phân cấp thủy lực theo phương pháp lắng tự nhiên, kết quả phân tích được nêu ở Bảng 5.9. Bảng 5.9. Kết quả phân tích mẫu độ hạt sericit nguyên khai TT Số hiệu mẫu Hàm lượng (%) theo nhóm hạt 0,3 ÷ 9,8 (m) 10,8 ÷ 18,8 (m) 20,7 ÷ 39,8 (m) 43,7 ÷ 57,8 (m) 63,4 ÷ 92,1 (m) 1 SB34 50,83 12,85 13,35 1,05 0,22 2 SB70 56,99 10,40 11,15 1,81 0,83 3 SB71 58,54 10,22 9,30 1,11 0,70 4 SB84 26,58 14,06 33,40 7,89 1,87 5 SB88 34,2 14,55 27,35 4,43 0,95 Từ kết quả phân tích cho thấy sericit có độ hạt chủ yếu ở cấp hạt <20m, chiếm tỷ lệ khoảng 60%. Đây là sericit có độ hạt khá mịn có thể đáp ứng tiêu chuẩn của nhiều lĩnh vực sử dụng khác nhau. 95 Kết quả phân tích thành phần hóa học chính và phân bố của chúng trong các cấp hạt nguyên khai cho thấy tỉ lệ hàm lượng của chúng biến đổi rõ rệt theo cấp hạt. Hàm lượng thạch anh tăng dần trong các cấp hạt lớn còn hàm lượng K2O và Al2O3 ngược lại tăng dần theo chiều giảm của cỡ hạt. Đặc biệt, trong cấp hạt mịn ( 7,8%), Al2O3 (> 32%) lớn hơn nhiều và hàm lượng SiO2 (<54%) giảm đi đáng kể so với quặng nguyên khai. Mức phân bố của Al2O3 và K2O trong cấp hạt này là xấp xỉ 25% và 28% (Bảng 5.10). Bảng 5.10. Thành phần hóa học và phân bố theo cấp hạt quặng sericit nguyên khai Cấp hạt (mm) Thu hoạch (%) Hàm lượng (%) Phân bố % SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O MKN SiO2 Al2O3 K2O +10 16,01 78,61 12,86 0,17 0,58 2,82 0,56 2,70 16,90 12,71 12,84 -10+3 22,28 78,92 12,29 0,15 0,60 3,24 0,58 2,68 23,61 16,90 20,52 -3+1 9,75 79,05 12,84 0,17 0,56 3,29 0,73 2,78 10,35 7,73 9,11 -1+0,5 10,44 77,94 13,75 0,18 0,81 2,36 0,99 2,41 10,93 8,87 7,01 -0,5+0,2 5,22 76,51 14,20 0,21 1,48 2,45 0,34 2,96 5,36 4,58 3,64 -0,2+0,1 5,40 75,74 15,24 0,24 0,97 2,48 0,33 3,84 5,49 5,08 3,80 -0,1+0,063 3,48 76,69 15,33 0,24 0,67 2,48 0,63 3,23 3,58 3,29 2,45 -0,063+0,045 3,13 77,12 15,12 0,27 0,37 2,24 0,45 2,81 3,24 2,92 2,00 -0,045+0,035 2,96 76,71 16,18 0,25 0,35 2,36 0,45 2,99 3,05 2,96 1,98 -0,035+0,020 4,00 76,57 16,62 0,28 0,57 2,80 0,30 1,78 4,12 4,11 3,19 -0,02+0,010 5,40 73,05 18,80 0,23 0,58 3,51 0,54 2,64 5,29 6,26 5,38 -0,01+0,005 4,96 53,62 32,46 0,24 0,35 7,82 0,56 4,17 3,57 9,94 11,03 -0,005 6,96 48,15 34,08 0,67 0,30 8,62 0,68 6,87 4,50 14,65 17,06 Quặng NK 100,0 74,48 16,20 0,23 0,63 3,52 0,59 3,10 100,0 100,0 100,0 96 5.2.3.2. Đặc điểm phân bố kim loại trong serricit Sơn Bình Kết quả phân tích hấp thụ nguyên tử 10 chỉ tiêu (Cu, Pb, Zn, Cd, Mn, As, Sb, K, Na, Hg) quặng sericit được thống kê theo Bảng 5.11. Bảng 5.11. Kết quả phân tích hấp thụ nguyên tử 10 chỉ tiêu trong quặng sericit TT Số hiệu mẫu Hàm lượng (ppm) Hàm lượng (%) Cu Pb Zn Cd Mn As Sb Hg K Na 1 H.SB6-K1/2 14 10 14 <1 7 <20 22 <0,03 3,81 0,22 2 H.SB8-K13/1 15 10 6 <1 8 <20 33 <0,03 3,39 0,38 3 H.SB8-K15/1 14 10 5 <1 <5 <20 18 <0,03 3,39 0,40 4 H.SB6-K4/1 14 10 8 <1 <5 <20 10 <0,03 2,37 0,29 5 H.SB6-K2/1 14 10 7 <1 <5 <20 35 <0,03 3,27 0,24 6 H.SB8-K10/1 14 10 7 <1 7 <20 26 <0,03 3,52 0,23 7 H.SB6-K5/2 14 10 5 <1 <5 <20 18 <0,03 2,71 0,84 8 H.SB8-K3/1 15 10 8 <1 <5 <20 35 <0,03 3,60 0,18 9 H.SB32-K6/1 14 19 8 <1 <5 <20 35 <0,03 3,48 0,25 10 H.SB32-K7/2 13 16 7 <1 <5 <20 18 <0,03 5,89 0,42 11 LK.7/7 11 4 8 <1 38 <20 34 0,03 5,85 0,67 12 LK.8/10 119 11 6 <1 34 78 28 0,11 5,20 0,56 13 LK.10/2 18 17 6 <1 12 44 47 0,04 4,14 0,36 14 LK.9/8 27 15 18 <1 175 44 50 0,16 4,14 0,38 15 LK.11/2 54 4 11 <1 34 78 34 0,46 3,57 0,36 Từ kết quả phân tích ở Bảng 5.11 cho thấy, mối tương quan giữa các nguyên tố trong quặng sericit Sơn Bình như sau (Bảng 5.12): 97 Bảng 5.12. Kết quả xử lý thống kê tương quan cặp giữa các nguyên tố trong quặng sericit Cu Pb Zn Mn As Sb Hg K Na Cu 1 Pb -0,121 1 Zn -0,008 0,027 1 Mn 0,1982 0,102 0,757 1 As 0,8594 -0,144 0,199 0,361 1 Sb 0,0825 0,229 0,199 0,564 0,3342 1 Hg 0,4558 -0,371 0,396 0,361 0,7802 0,263 1 K 0,2975 0,046 0,058 0,216 0,2323 0,212 0,002 1 Na 0,2238 -0,243 -0,282 0,108 0,1493 -0,159 0,007 0,2815 1 Từ kết quả xử lý thống kê tương quan cặp giữa các nguyên tố trong quặng sericit rút ra nhận xét: - Hai nguyên tố K, Na (có mặt thường xuyên trong quặng) có mối tương quan với các nguyên tố có hại khác không chặt chẽ, chứng tỏ các nguyên tố kim loại nặng và độc hại không hoàn toàn nằm trong ô mạng tinh thể của khoáng vật sericit. - Cu, As, Hg: 3 nguyên tố có hại này có mối tương quan khá chặt chẽ, tạo thành tổ hợp cộng sinh nguyên tố Cu - As - Hg khá bền vững. - Zn và Mn có tương quan thuận chặt chẽ, hệ số tương quan 0,757. - Sb và Mn có tương quan khá chặt chẽ, hệ số tương quan 0,564. 5.3. TÍNH CHẤT KỸ THUẬT VÀ KHẢ NĂNG TUYỂN TÁCH SERICIT VÙNG SƠN BÌNH Kết quả nghiên cứu thành phần chất lượng quặng sericit Sơn Bình cho thấy một số nhận xét sau: 1. Đơn khoáng trong quặng sericit Sơn Bình có độ sạch (tinh khiết) cao, 98 xấp xỉ với hàm lượng lý thuyết của khoáng vật; 2. Quặng sericit Sơn Bình có thành phần khoáng vật chính gồm: thạch anh, serricit, pyrophyllit; một số khoáng vật với hàm lượng nhỏ là kaolinit, felspat, pyrit, arsenopyrit, rutil, gơtit, hydroxyt sắt. 3. Các khoáng vật chính trong quặng nằm xen kẽ, xâm tán với nhau, liên kết thành những tổ hợp quặng tương đối đồng nhất. Kích thước xâm tán của các hạt khoáng sericit thường mịn hơn so với các khoáng vật khác. Do vậy trong quá trình nghiền chúng dễ bị nghiền mịn hơn. Trong quặng nguyên khai, cấp hạt mịn và rất mịn, mức độ tập trung của khoáng sericit khá cao. Thành phần hoá học trong cấp hạt này tương đương với thành phần hoá học của các sản phẩm bột khoáng sericit thương mại trên thị trường. Xuất phát từ các đặc điểm nêu, để chế biến quặng sericit Sơn Bình thành các sản phẩm bột khoáng sericit đạt chất lượng cho các lĩnh vực sử dụng khác nhau trong công nghiệp cần sử dụng các giải pháp công nghệ sau: - Nghiền chọn lọc để giải phóng khoáng sericit vào trong các cấp hạt mịn và cực mịn; - Phân ly trọng lực để tách lấy sản phẩm bột khoáng sericit trong các cấp hạt mịn và cực mịn; - Tuyển nổi chọn riêng sericit trong cấp hạt thô. 5.3.1. Thí nghiệm công nghệ tuyển quặng sericit nguyên khai Trên cơ sở những nhận xét về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học của quặng sercit vùng Sơn Bình và một số tính chất vật lý, hoá học của sericit nói chung, để có thể tuyển tách, chế biến thành bột khoáng sercit thương phẩm, đã tiến hành nghiên cứu mẫu kỹ thuật với quy trình tuyển tách, bao gồm: 99 5.3.1.1. Thí nghiệm nghiền chọn lọc giải phóng sericit Do khoáng vật sericit trong quặng nguyên khai chủ yếu có kích thước hạt xâm tán trong liên kết tổ hợp khoáng từ mịn đến cực mịn nên đã tiến hành thí nghiệm nghiền chà xát chọn lọc với mục tiêu giải phóng tối đa khoáng sericit vào trong các cấp hạt mịn và hạn chế tới mức thấp nhất khả năng vỡ vụn của các khoáng vật khác. Quặng nguyên khai trước khi nghiền và sản phẩm sau khi nghiền được phân cấp rây ướt để xác định tỉ lệ và phân tích hoá xác định chất lượng của sản phẩm bột sericit trong cấp hạt <45m. Kết quả nghiền phân đoạn 3 lần, mỗi lần 15 phút cho độ thu hồi tốt, tỉ lệ thu hồi ở cấp hạt <45m đạt 52,44 % (Bảng 5.13). Bảng 5.13. Kết quả thí nghiệm nghiền chà xát chọn lọc phân đoạn T N Cấp hạt Thu hoạch (%) Hàm lượng (%) SiO2 Al2O3 K2O Na20 Nghiền 3x15 phút Nguyên khai 100 74,48 16,9 3,52 0,59 - 45m nguyên sinh 25,03 63,7 25,25 5,51 0,44 - 45m sau nghiền 1 31,46 69,1 21,59 4,28 0,37 - 45m sau nghiền 2 14,21 75,08 17,64 3,33 0,33 - 45m sau nghiền 3 6,77 77,98 15,16 2,43 0,29 + 45m 22,53 92,54 1,13 0,70 1,32 Phân bố (trong cấp +45 m) - 27,99 1,51 4,45 50,33 5.3.1.2. Thí nghiệm tuyển tách sericit bằng ly tâm thủy lực Thí nghiệm nghiền chà xát chọn lọc sericit đã thực hiện việc phân cấp bằng sàng ướt với lưới rây tiêu chuẩn có kích thước lỗ là d = 45m. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất thì việc làm này rất khó khả thi khi tỉ lệ cấp 45m (dưới sàng) quá lớn, thậm chí không khả thi khi phải phân chia ở các 100 cỡ hạt cực mịn <20m. Vì vậy đã sử dụng xyclon thuỷ lực để tiến hành các thí nghiệm phân cấp sản phẩm sericit sau khi nghiền. Tiến hành hai thí nghiệm nghiền phân cấp, kết quả thí nghiệm được trình bày trong Bảng 5.14. Bảng 5.14. Kết quả thí nghiệm phân cấp xyclon thuỷ lực SốTN Tên sản phẩm Thu hoạch ( %) Hàm lượng (%) Thực thu (%) SiO2 Al2O3 K2O Na2O SiO2 Al2O3 K2O Na2O 1 Quặng nguyên 100 74,29 16,82 3,63 0,5 100 100 100 100 Q. tinh sericit -10m 19,46 49,61 34,43 8,02 0,62 13,00 39,83 42,99 24,13 Q. trung gian sericit (-100+10) m 56,82 76,46 16,66 3,54 0,45 58,48 56,28 55,41 51,14 Quặng đuôi (+100 m) 23,72 89,34 2,76 0,24 0,52 28,53 3,89 1,59 24,73 2 Quặng nguyên 100 74,29 16,82 3,63 0,5 100 100 100 100 Q. tinh sericit -20m 26,94 52,44 32,76 7,37 0,69 19,02 52,47 54,70 37,18 Q. trung gian sericit (-100+20) m 51,68 80,34 13,61 2,83 0,41 55,89 41,82 40,29 42,38 Quặng đuôi (+100 m) 21,38 87,20 4,49 0,85 0,48 25,09 5,71 5,01 20,45 Từ các kết quả của hai thí nghiệm phân cấp xyclon thuỷ lực ta thấy, có thể tách khoáng sericit trong sản phẩm nghiền thành các sản phẩm sericit riêng rẽ có chất lượng khá cao. Tùy theo mục đích sử dụng, để có độ thu hồi sản phẩm cao nên lấy sản phẩm sericit từ cỡ hạt <20m; ngược lại, khi cần có sericit chất lượng cao thì lấy sericit từ cỡ hạt <10m. Kết quả thí nghiệm tuyển tách sericit bằng phương pháp nghiền chà xát kết hợp với phân cấp xyclon thủy lực cho thấy, mức thực thu K2O trong sản phẩm tinh quặng sericit < 10 m mới đạt được khoảng 43% đến 55%. Như vậy, còn lượng khá lớn sericit lẫn trong sản phẩm có cỡ hạt từ 10 ÷100m với mức phân bổ K2O trên 45%. Để tăng cao độ thu hồi sản phẩm, cần nghiên cứu thu hồi sericit trong cấp hạt này bằng các phương pháp khác. 101 Theo kết quả nghiên cứu thành phần và đặc điểm các khoáng vật trong quặng, các tạp chất đi kèm như thạch anh, rutin có kích thước hạt tương đương và một số tính chất cơ lý khác như tính chất từ tính, tính dẫn điện tương tự nhau vì vậy không thể sử dụng các phương pháp tuyển trọng lực, tuyển từ để tách chúng. Phương pháp tuyển nổi được xem là phương pháp có hiệu quả nhất. Do vậy, đã tiến hành nghiên cứu tuyển nổi trong sản phẩm trung gian (cấp hạt 10÷100µm) của khâu chà xát và phân cấp xyclon thủy lực để thu hồi sericit. 5.3.1.3. Thí nghiệm tuyển tách sericit bằng tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi dựa trên cơ sở hấp phụ các chất hoạt tính bề mặt trên bề mặt khoáng sericit làm tăng tính kị nước và khả năng tạo thành tổ hợp bọt khoáng hoá chọn lọc của sericit, do vậy có thể tách riêng chúng ra khỏi tập hợp các khoáng vật khác. Mẫu sử dụng cho nghiên cứu tuyển nổi sericit là sản phẩm cát của quá trình phân cấp xyclon, cỡ hạt (10÷100µm), thành phần hóa học chính của mẫu thí nghiệm như trong Bảng 5.15. Bảng 5.15. Thành phần hóa học chính trong mẫu nghiên cứu tuyển nổi Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O Hàm lượng (%) 76,46 16,66 0,61 3,54 0,45 Phương pháp tuyển nổi được tiến hành với một số thuốc tuyển bao gồm acid sunfuric, thủy tinh lỏng và acid amin. Kết quả tuyển nổi sericit từ quặng đuôi đã cho sản phẩm quặng tinh sericit có thu hoạch bộ phận là 35,75%; hàm lượng SiO2 = 49,33%, Al2O3 = 34,56%, K2O = 8,25% và Na2O = 0,87% tương ứng mức thực thu bộ phận K2O là 82,71%. 102 5.3.2. Nghiên cứu dạng tồn tại của khoáng vật gây màu trong tinh quặng sericit Trong quặng sericit nguyên khai có một số khoáng vật quặng chiếm tỉ lệ 1-2 % bao gồm pyrit, arsenopyrit, goetit, hydroxyt sắt, rutil. Nhóm khoáng vật dạng sulfur có kích thước hạt phổ biến 0,1÷0,4mm, tự hình, xâm tán trong một số hạt phi quặng. Sau quá trình nghiền chọn lọc và phân cấp, phần lớn các khoáng vật này nằm trong cấp hạt lớn (>10µm). Nhưng cũng có một phần, chủ yếu là khoáng vật oxyt sắt bị nghiền mịn đi vào sản phẩm sericit cấp hạt mịn <10µm. Các thành phần này trong sản phẩm không lớn nhưng chúng làm giảm độ trắng của sản phẩm. Do vậy cần tiến hành nghiên cứu tách các thành phần oxyt kim loại này bằng thiết bị tuyển từ có cường độ và gradient từ trường cao để làm tăng độ trắng cho sản phẩm. Mẫu sử dụng cho các thí nghiệm tuyển từ là sản phẩm sericit của Sơn Bình thu được sau quá trình nghiền chà xát và phân cấp thủy lực có cỡ hạt <10µm. Thành phần hóa học của sản phẩm này được trình bày trong Bảng 5.16. Bảng 5.16. Thành phần hóa học chính trong sản phẩm sericit sau nghiền và phân cấp ở cấp hạt <10µm Tên sản phẩm Hàm lượng (%) SiO2 Al2O3 K2O Fe2O3 TiO2 Sericit (cấp hạt <10µm) 49,33 34,56 8,25 0,50 0,20 Kết quả tuyển từ thu được sản phẩm vẫn có hàm lượng Fe2O3 và TiO2 tương đương với nguyên liệu đầu vào. Điều này liên quan tới dạng tồn tại của tạp chất sắt và titan trong sản phẩm bột sericit của cấp hạt <10µm; có thể tạp chất sắt trong sản phẩm tồn tại ở dạng hydroxyt, là màng mỏng bám trên bề mặt của sericit, còn titan chủ yếu nằm trong khoáng vật rutil, chúng đều là những khoáng vật không có từ tính. 103 5.3.3. Nghiên cứu dạng tồn tại của các nguyên tố kim loại Quặng sericit Sơn Bình sau quá trình xử lý nghiền chọn lọc, phân cấp thủy lực có các chỉ tiêu chất lượng như Bảng 5.17. Bảng 5.17. Kết quả phân tích thành phần hóa học bột sericit sau phân cấp Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO K2O Hàm lượng, % 48,99 34,97 0,28 0,15 0,07 8,34 Thành phần Na2O TiO2 Sb As Pb Cd Hàm lượng, % 1,14 0,38 13,1* 38,3* 50,3* <2* * Tính theo ppm (đơn vị phần triệu) Theo số liệu trong Bảng 5.17 có thể thấy, quá trình tuyển cơ học như nghiền chọn lọc, phân cấp đã cho ra sản phẩm sericit có các chỉ tiêu kỹ thuật như: SiO2; Al2O3; Fe2O3; FeO; MgO và K2O tương đương với một số chủng loại sericit thương phẩm, tuy nhiên hàm lượng của một số kim loại nặng như As, Pb hay Cd còn khá cao so với qui định về tiêu chuẩn bột sericit làm nguyên liệu cho ngành hóa mỹ phẩm. Để có cơ sở cho việc xác định dạng tồn tại của các kim loại nặng nói trên, mẫu bột sericit đã được nghiên cứu xác định vi cấu trúc trên kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) kết nối xử lý dữ liệu trên hệ phân tích EDX. Kết quả phân tích mẫu S2, tại điểm phân tích F đã phát hiện các phổ của P, As, Pb và Fe; các nguyên tố này nằm trong thành phần các khoáng apatit, khoáng chứa sắt và một số khoáng riêng rẽ khác. Ngoài ra, kết quả phân tích cũng cho thấy các khoáng chứa khoáng vật nặng có cỡ hạt rất mịn (một vài micromet) (Ảnh 5.1). 104 Ảnh 5.1. Các nguyên tố kim loại trong quặng sericit Sơn Bình (TEM) [3] Như vậy, để tách được các kim loại nặng này ra khỏi sericit, phương pháp duy nhất là xử lý hòa tách chúng bằng các loại hóa chất thích hợp như axít hay bazơ. Với những hóa chất này, sericit không bị hòa tan trong quá trình chiết tách do đặc tính của khoáng vật trong nhóm alumo silicat. 5.3.4. Kết quả tuyển quặng sericit nguyên khai vùng Sơn Bình Trên cơ sở mẫu thí nghiệm tuyển quặng nguyên khai đã trình bày ở mục 5.3.1 nêu trên, NCS phối hợp với Công ty CP Vạn Xuân – Hà Tĩnh tiến hành tuyển quặng sericit nguyên khai trong đới quặng khu I bằng phương pháp nghiền chọn lọc và tách ly tâm. Hàm lượng quặng nguyên khai được phân tích bởi 69 mẫu (Bảng 5.18) , trong đó, hàm lượng trung bình của các oxyt chính gồm SiO2 là 76,06%, Al2O3 là 15,73%, TiO2 là 0,53%, TFe là 0,20%, K2O là 3,38%, Na2O là 0,74%, MKN là 2,42%. Kết quả phân tích 19 mẫu đã qua tuyển từ quặng sericit nguyên khai (Bảng 5.21) cho thấy hàm lượng các oxyt đã có sự thay đổi đáng kể, trong đó, hàm lượng SiO2 dao động từ 60,24% đến 69,96%, trung bình đạt 64,26%, hàm lượng Al2O3 dao động từ 21,68% đến 105 30,63%, trung bình 24,98%, hàm lượng K2O dao động từ 5,01% đến 5,83%, trung bình 5,44%, hàm lượng trung bình của các oxyt TiO2 là 0,25%, TFe là 0,13%, Na2O là 1,54%, MKN là 2,83%. Bảng 5.18. Hàm lượng các oxyt trong quặng sericit nguyên khai vùng Sơn Bình STT Số hiệu mẫu Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 TiO2 TFe K2O Na2O MKN 1 MSI.1 75,98 15,1 0,59 0,08 4,03 0,14 2,15 2 MSI.2 75,72 15,43 0,56 0,17 4,08 0,35 2,18 3 MSI.3 75,54 15,57 0,61 0,1 4,26 0,18 2,05 4 MSI.4 72,58 17,44 0,64 0,15 4,2 0,23 2,41 5 MSI.5 75,3 15,25 0,61 0,27 4,11 0,26 2,22 6 MSI.6 72,18 15,79 0,64 0,23 3,01 0,2 3,65 7 MSI.7 72,92 17,08 0,55 0,26 4,26 2,06 2,33 8 MSI.8 73,3 16,06 0,53 0,06 4,25 2,05 2,25 9 MSI.9 76,26 15,11 0,43 0,1 3,86 1,07 1,72 10 MSI.10 78,02 15,23 0,52 0,08 3,48 0,42 2,01 11 MSI.11 75,64 15,2 0,6 0,21 3,61 0,26 2,35 12 MSI.12 71,56 17,45 0,65 0,28 2,5 0,27 4,67 13 MSI.13 75,63 15,45 0,53 0,23 3,72 1,07 2,28 14 MSI.14 77,42 15,15 0,63 0,17 2,24 0,48 3,1 15 MSI.15 77,56 14,09 0,6 0,16 2,81 1,07 2,65 16 MSI.16 63,22 17,48 0,59 0,15 3,86 1,07 7,71 17 MSI.17 75,44 15,02 0,59 0,26 3,76 2,15 2,41 18 MSI.18 73,82 15,8 0,61 0,17 4,07 2,15 2,5 19 MSI.19 72,22 15,68 0,85 0,14 3,41 1,08 4,34 20 MSI.20 73,72 17,35 0,47 0,14 4,42 1,52 2,16 21 MSI.21 74,92 16,48 0,46 0,15 4,12 1,52 2,14 22 MSI.22 73,04 17,33 0,43 0,17 4,58 1,89 2,41 23 MSI.23 75,10 15,92 0,47 0,19 4,23 1,62 2,22 106 STT Số hiệu mẫu Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 TiO2 TFe K2O Na2O MKN 24 MSI.24 74,04 16,73 0,59 0,27 4,32 0,31 2,16 25 MSI.25 73,5 16,82 0,45 0,18 3,97 1,8 2,2 26 MSI.26 74,44 15,86 0,53 0,15 3,95 1,35 2,31 27 MSI.27 75,48 15,22 0,49 0,13 3,64 1,35 2,24 28 MSI.28 73,72 16,3 0,47 0,14 4,29 2,16 2,22 29 MSI.29 77,08 16,35 0,33 0,14 1,95 0,25 2,76 30 MSI.30 73,44 16,88 0,39 0,25 4,66 1,38 2,69 31 MSI.31 73,02 16,18 0,31 0,27 4,29 1,01 2,54 32 MSI.32 76,36 16,09 0,62 0,17 3,08 0,43 2,31 33 MSI.33 74,62 15,58 0,54 0,23 2,89 0,88 1,98 34 MSI.34 74,68 15,57 0,55 0,25 2,75 0,75 2,16 35 MSI.35 75,54 15,59 0,58 0,26 3,63 0,81 2,22 36 MSI.36 75,71 15,55 0,56 0,17 3,66 0,74 2,21 37 MSI.37 74,66 16,81 0,54 0,16 3,41 1,25 2,55 38 MSI.38 74,82 16,91 0,56 0,18 3,26 0,88 2,16 39 MSI.39 76,78 15,91 0,58 0,19 2,85 0,72 2,48 40 MSI.40 76,84 15,95 0,59 0,21 3,19 0,78 2,35 41 MSI.41 77,01 15,71 0,58 0,16 3,03 0,48 2,21 42 MSI.42 82,64 13,51 0,49 0,16 0,70 0,13 2,36 43 MSI.43 78,73 16,55 0,62 0,33 0,74 0,13 2,88 44 MSI.44 80,12 14,31 0,53 0,11 2,29 0,71 1,91 45 MSI.45 80,14 14,17 0,49 0,12 2,31 0,81 1,93 46 MSI.46 81,64 14,41 0,52 0,43 0,33 0,08 2,58 47 MSI.47 74,93 17,42 0,57 0,18 4,09 0,44 2,35 48 MSI.48 80,04 15,63 0,52 0,26 0,65 0,09 2,79 49 MSI.49 77,92 15,10 0,53 0,17 3,81 0,37 2,08 50 MSI.50 76,93 15,66 0,55 0,39 3,94 0,34 2,18 51 MSI.51 78,12 15,42 0,51 0,08 3,57 0,34 1,94 107 STT Số hiệu mẫu Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 TiO2 TFe K2O Na2O MKN 52 MSI.52 79,35 15,35 0,63 0,07 2,07 0,20 2,32 53 MSI.53 80,41 13,41 0,51 0,12 3,47 0,31 1,75 54 MSI.54 74,57 17,56 0,56 0,11 4,57 0,39 2,22 55 MSI.55 78,48 14,70 0,51 0,18 3,87 0,32 1,93 56 MSI.56 81,31 12,26 0,41 0,78 3,32 0,21 1,70 57 MSI.57 77,49 15,28 0,63 0,19 4,15 0,25 2,00 58 MSI.58 75,66 16,30 0,56 0,53 4,61 0,22 2,10 59 MSI.59 75,40 17,31 0,65 0,19 3,95 0,36 2,13 60 MSI.60 81,83 14,30 0,58 0,39 0,22 0,05 2,61 61 MSI.61 76,63 15,25 0,62 0,28 3,95 0,14 2,49 62 MSI.62 78,37 14,13 0,51 0,16 4,05 0,67 1,88 63 MSI.63 80,92 14,41 0,56 0,05 1,05 0,54 2,30 64 MSI.64 79,90 15,74 0,36 0,13 0,41 0,06 2,67 65 MSI.65 70,50 20,49 0,28 0,24 3,90 1,41 2,60 66 MSI.66 71,72 19,26 0,60 0,12 5,02 0,76 2,25 67 MSI.67 78,76 13,44 0,41 0,14 4,03 0,98 1,96 68 MSI.68 79,07 13,40 0,37 0,19 4,30 0,29 1,69 69 MSI.69 77,60 14,26 0,38 0,09 4,06 0,17 2,04 Trung bình 76,06 15,73 0,53 0,20 3,38 0,74 2,42 Bảng 5.19. Hàm lượng các oxyt trong quặng sericit sau tuyển vùng Sơn Bình STT Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 TiO2 TFe K2O Na2O MKN 1 60,24 26,46 0,26 0,11 5,83 2,69 3,29 2 62,74 23,80 0,41 0,11 5,42 2,16 3,29 3 68,88 21,68 0,40 0,22 5,65 0,13 2,8 108 STT Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 TiO2 TFe K2O Na2O MKN 4 61,94 24,7 0,20 0,10 5,04 1,15 2,05 5 60,24 26,46 0,26 0,11 5,83 2,69 3,29 6 64,94 24,53 0,25 0,15 5,78 1,69 1,99 7 67,96 23,17 0,09 0,12 5,07 1,69 4,24 8 62,74 23,8 0,31 0,11 5,42 2,16 3,29 8 65,34 26,12 0,29 0,09 5,25 1,07 1,19 10 60,7 30,63 0,24 0,17 5,26 1,08 2,18 11 62,64 24,34 0,25 0,17 5,2 1,08 2,53 12 68,42 23,15 0,23 0,13 5,24 1,48 3,1 13 69,64 23,07 0,28 0,16 5,01 1,07 1,99 14 66,76 23,09 0,22 0,07 5,71 1,08 3,31 15 67,56 25,09 0,26 0,16 5,81 1,07 2,65 16 62,62 23,00 0,14 0,13 5,57 2,16 3,33 17 63,12 25,76 0,24 0,05 5,42 2,15 3,6 18 62,22 25,68 0,25 0,14 5,41 1,08 3,34 19 62,16 30,13 0,14 0,13 5,41 1,59 2,06 Trung bình 64,26 24,98 0,25 0,13 5,44 1,54 2,82 Quặng sericit nguyên khai và sericit sau tuyển bằng phương pháp nghiền chọn lọc và tách ly tâm thu được như trên đã được nghiên cứu sinh tiến hành lựa chọn để nghiên cứu thử nghiệm nhằm đánh giá khả năng sử dụng của quặng sericit vùng Sơn Bình. 5.4. KHẢ NĂNG SỬ DỤNG SERICIT SƠN BÌNH Trên cơ sở nghiên cứu về chất lượng sericit Sơn Bình; tiêu chuẩn chất lượng sericit sử dụng trong các ngành công nghiệp; sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên khoáng, NCS đã phối hợp tiến hành thử nghiệm một số lĩnh vực sản xuất để đề xuất khả năng sử dụng sericit Sơn Bình như sau: 109 5.4.1. Lĩnh vực sản xuất gốm sứ a) Sericit để sản xuất gốm sứ cao cấp Trong công nghiệp gốm sứ: sericit là nguyên liệu có tác dụng làm tăng độ kết dính, độ bóng, độ bền nhiệt và cách điện của sản phẩm nên nó luôn được sử dụng làm phụ gia hoặc chất độn trong sản xuất gốm sứ - thuỷ tinh. Hiện tại, ngành công nghiệp gốm sứ - thuỷ tinh của nước ta phát triển rất mạnh, đã tạo ra nhiều loại sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu. Vì vậy, nhu cầu về sericit làm phụ gia hoặc chất độn khá lớn. Để đánh giá khả năng sử dụng sericit Sơn Bình trong sản xuất gốm sứ cao cấp, NCS đã phối hợp nghiên cứu bài phối liệu để sử dụng cho sứ cao cấp được thực hiện tại Công ty TNHH Minh Long I, từ kết quả thử nghiệm cho thấy tiêu chuẩn, đặc tính kỹ thuật của sericit được thể hiện trong Bảng 5.20. Bảng 5.20. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất gốm sứ cao cấp Tiêu chuẩn sericit của công ty Minh Long I Chất lượng sericit Sơn Bình (S1T-I tuyển) Kết quả đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3>23%; TFe ≤ 0.18%; K2O ≥ 5%; TiO2 ≤ 0.3% Al2O3: 24,98%; TFe: 0,13%; K2O: 5,44%; TiO2: 0,25% Giảm độ co nung; tăng độ trắng; tăng độ bóng; tăng độ bền sốc nhiệt; tăng cường độ sản phẩm sau nung. b) Sericit để sản xuất gốm sứ vệ sinh Để có cơ sở đánh giá khả năng sử dụng nguyên liệu sericit làm xương sứ vệ sinh, NCS đã phối hợp nghiên cứu, sử dụng nguyên liệu sericit nguyên khai cho bài phối liệu đáp ứng các thông số công nghệ hiện tại ở Công ty Sứ Hảo Cảnh (Thái Bình) là cơ sở so sánh và đánh giá. Kết qủa thử nghiệm được đưa ra ở Bảng 5.21. 110 Bảng 5.21. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất gốm sứ vệ sinh Tiêu chuẩn sericit của công ty sứ Hảo Cảnh Chất lượng sericit nguyên khai Sơn Bình Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3: 13-16%; SiO2: 76-79%; Fe2O3 ≤ 1%; K2O: 2-4%; Na2O: 0-3%; TiO2 < 0.6% Al2O3: 15,73%; SiO2: 76,06%; Fe2O3: 0,20%; K2O: 3,38%; Na2O: 0,74%; TiO2: 0,53% - Hồ có độ ổn định cao, độ sánh của các loại hồ tương đối thấp và phối liệu sử dụng nguyên liệu sericit có xu hướng ít bị đóng sánh hơn; - Cường độ mộc của các mẫu đều bị giảm đi đáng kể; - Làm giảm độ co sấy của phối liệu. c) Sericit để sản xuất gạch men mài Thử nghiệm chế tạo xương sứ để làm gạch granit và gạch men mài bằng nguyên liệu đang sản xuất của Công ty Hoàn Mỹ với sericit Sơn Bình, kết quả được đưa ra ở Bảng 5.22. Bảng 5.22. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất gạch men mài Tiêu chuẩn của các công ty Chất lượng sericit nguyên khai Sơn Bình Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3≥13%; SiO2≥76%; Fe2O3≤0,45%; K2O≥3,82%; Na2O≥1%; TiO2 ≤0,50% Al2O3: 15,73%; SiO2: 76,06%; Fe2O3: 0,20%; K2O: 3,38%; Na2O: 0,74%; TiO2: 0,53% - Sericit chiếm tỷ lệ 8% trong tổng nguyên liệu của Công ty Hoàn Mỹ cho kết quả tốt, các thông số kỹ thuật mẫu thử nghiệm đều tốt hơn mẫu đối chứng trong cùng điều kiện về cả độ co, mất khi nung và mức độ kết khối. 111 d) Sericit để sản xuất gạch ceramic Thử nghiệm sericit Sơn Bình cho sản xuất gạch ceramic được thể hiện ở Bảng 5.23. Bảng 5.23. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất gạch ceramic Tiêu chuẩn của các công ty Chất lượng sericit nguyên khai Sơn Bình Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3≥12%; SiO2≥78%; Fe2O3≤0,78%; K2O≥2,82%; Na2O≥0,5%; TiO2 ≤0,65% Al2O3: 15,73%; SiO2: 76,06%; Fe2O3: 0,20%; K2O: 3,38%; Na2O: 0,74%; TiO2: 0,53% - Giảm độ co nung; giảm độ cong vênh sản phẩm; - Tăng độ trắng; - Tăng độ bền sốc nhiệt; - Tăng cường độ của sản phẩm sau nung. 5.4.2. Lĩnh vực sản xuất polyme Trong công nghiệp cao su, polyme: sử dụng sericit làm phụ gia và chất độn để tăng tính chịu lực, ma sát và chịu nhiệt. Kết quả phân tích thành phần hóa học và một số đặc tính cơ bản khác cho thấy sericit khu vực nghiên cứu cơ bản đáp ứng các tiêu chuẩn làm phụ gia hoặc chất độn cho sản xuất cao su. Để đánh giá khả năng sử dụng sericit cho lĩnh vực sản xuất polyme (dây cáp điện hạ thế, trung thế), NCS phối hợp tiến hành lấy mẫu sericit nguyên khai đưa vào nguyên liệu, đối sánh với sản phẩm công ty đang sản xuất, kết qủa thử nghiệm cho ở Bảng 5.24. 112 Bảng 5.24. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất polyme Tiêu chuẩn của các công ty Chất lượng sericit nguyên khai Sơn Bình Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3≥13%; SiO2≥76%; Fe2O3≤0,45%; K2O≥3,82%; Na2O≥1%; TiO2 ≤0,50% Al2O3: 13-15%; SiO2: 76-80%; Fe2O3: 0,25-0,45%; K2O: 3,82-4,5%; Na2O: 1-1,5%; TiO2:0,35-0,50% - Làm tăng độ bền của sản phẩm; - Cách điện tốt; - Làm tăng khả năng chống biến dạng của vật liệu . 5.4.3. Lĩnh vực sản xuất sơn a) Sericit để sản xuất epoxy Thí nghiệm nghiên cứu sử dụng sericit Sơn Bình trong sản xuất epoxy cho kết quả như ở Bảng 5.25. Bảng 5.25. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất epoxy Tiêu chuẩn sericit của sơn epoxy_ Nippon Nhật bản Chất lượng sericit Sơn Bình (S1T-I tuyển) Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3>23%; TFe ≤ 0.18%; K2O ≥ 5%; Al2O3: 24,98%; TFe: 0,13%; K2O: 5,44%; TiO2: 0,25% Khả năng chống nước, chống axit, độ bền va đập cũng như khả năng khuếch tán và thời gian nghiền đều được tăng cường so với mẫu sericit chưa được biến tính và bột talt b) Sericit để sản xuất sơn vô cơ chịu nhiệt 113 Kết quả của thử nghiệm sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất sơn vô cơ chịu nhiệt cho ở Bảng 5.26. Bảng 5.26. Kết quả sử dụng sericit Sơn Bình để sản xuất sơn vô cơ chịu nhiệt Tiêu chuẩn sericit của sơn vô cơ chịu nhiệt, Nippon Nhật bản Chất lượng mỏ sericit Sơn Bình (S1T-I tuyển) Đặc tính kỹ thuật khi đưa vào ứng dụng Al2O3>23%; TFe ≤ 0.18%; K2O ≥ 5%; Al2O3: 24,98%; TFe: 0,13%; K2O: 5,44%; TiO2: 0,25% Tăng độ bền và đập cho màng sơn, giúp màng sơn khô nhanh hơn, bền nhiệt, ánh mạnh, co dãn tốt và ít làm ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý khác của màng sơn. Kết quả triển khai thử nghiệm nguyên liệu sericit Sơn Bình trong các bài phối liệu cho gốm sứ, sơn, polyme tại các cơ cở sản xuất cho thấy chúng có các chỉ tiêu và các đặc tính kỹ thuật đủ tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất cho các lĩnh vực gốm sứ, sơn và polyme. Đặc biệt, sự xuất hiện của khoáng vật sericit trong các bài phối liệu làm cho những sản phẩm có những ưu việt sau: - Sản phẩm gốm sứ: sử dụng sericit trong bài phối liệu làm giảm độ co khi nung, tăng độ trắng, độ bóng, độ bền sốc nhiệt và tăng cường độ sau nung; - Sơn vô cơ chịu nhiệt: Tăng độ bền và đập cho màng sơn, giúp màng sơn khô nhanh hơn, bền nhiệt, ánh mạnh, co dãn tốt và ít làm ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý khác của màng sơn.; - Polyme: Làm tăng độ bền của sản phẩm, cách điện tốt, tăng khả năng chống biến dạng của vật liệu. 114 5.4.4. Lĩnh vực sản xuất mỹ phẩm Sản xuất hoá mỹ phẩm là ngành công nghiệp yêu cầu rất cao về chất lượng sericit thương phẩm làm phụ gia hoặc chất độn cho các sản phẩm son, kem dưỡng da, xà phòng, phấn màu. Đối sánh với các tiêu chuẩn về sericit thương phẩm trên thế giới thì sericit Sơn Bình, Việt Nam hiện tại chưa đáp ứng các tiêu chuẩn cho công nghiệp mỹ phẩm; điển hình về tiêu chuẩn hàm lượng As trong nguyên liệu. Theo tiêu chuẩn của Hàn Quốc, hàm lượng As cho phép < 3 ppm; và theo tiêu chuẩn Nhật Bản, hàm lượng As cho phép < 1 ppm. Theo kết quả phân tích đặc điểm chất lượng sericit Sơn Bình, các kim loại nặng nằm quặng sericit dưới dạng các khoáng vật có kích thước rất nhỏ (một vài µm). Vấn đề tuyển tách kim loại ra khỏi quặng nhằm sử dụng cho lĩnh vực sản xuất hóa mỹ phẩm hiện chưa được nghiên cứu đầy đủ. Hy vọng trong thời gian tới với công nghệ tuyển tách hiện đại, sericit Sơn Bình có thể được đưa vào sử dụng trong lĩnh vực hóa mỹ phẩm. 115 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN Trên cơ sở phân tích, tổng hợp và luận giải các tài liệu hiện có từ nhiều nguồn trong và ngoài nước về sericit, kết hợp với việc nghiên cứu chi tiết định lượng quặng sericit vùng Sơn Bình bằng các phương pháp khác nhau, luận án đã đạt được những thành công chính như sau: 1. Quặng sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh được thành tạo, phân bố dọc theo đới đứt gãy, dập vỡ, dạng tuyến không liên tục, kéo dài trên 4 km theo phương tây bắc-đông nam, thuộc đá phun trào tập 2 hệ tầng Đồng Trầu (T2 ađt12); 2. Sericit được thành tạo do quá trình biến chất trao đổi nhiệt dịch từ felspat trong đá tuf ryolit giàu felspat. Kết quả nghiên cứu nhiệt độ đồng hóa bao thể, THCSKV (thạch anh + sericit + pyrophylit± kaolinit ± epidot + chlorit + alunit+ pyrit+ arsenopyrit+ sphalerit), đồng vị định tuổi (K-Ar) cho thấy điều kiện thành tạo sericit ở nhiệt độ trung bình - thấp (150÷2850C), thời gian thành tạo sericit trong khoảng 130,1 đến 117,9 Tr.n, tương ứng với thời kỳ Creta sớm; 3. Trên cơ sở tổng hợp, phân tích các kết quả nghiên cứu về: cấu trúc khống chế quặng hóa, đặc điểm và tổ hợp cộng sinh khoáng vật, điều kiện thành tạo và đặc điểm biến đổi đá vây quanh, đối sánh với các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã được công bố, NCS đã đưa ra những nhận định bước đầu về nguồn gốc quặng hóa sericit có thể thuộc loại hình nguồn gốc argilit tiến triển với đặc trưng sericit đi cùng kaolinit trong điều kiện biến đổi nhiệt dịch nhiêt độ thấp (150-200oC), sau đó thành tạo cùng pyrophylit và alunit trong điều kiện nhiệt độ trung bình (250-285oC). 4. Thành phần khoáng vật chủ yếu trong quặng sericit nguyên khai là sericit, thạch anh, kaolin, pyrophylit; thành phần hóa học gồm: SiO2 từ 116 63,22÷82,64%, Al2O3 từ 12,26÷20,49%, K2O từ 2,22÷5,02%, Na2O từ 0,05÷2,16%, Fe2O3 từ 0,05÷0,85%, TiO2 từ 0,28÷0,85%; quặng sericit nguyên khai được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất và nâng cao chất lượng cho các sản phẩm thuộc ngành gốm sứ vệ sinh, gạch men mài, gạch ceramic, polyme; 5. Tinh quặng sericit được thu hồi bằng phương pháp nghiền chọn lọc và tuyển tách ly tâm có hàm lượng của Al2O3 từ 21,68÷30,63%, TFe từ 0,05÷0,22%, K2O từ 5,01÷5,83%, TiO2 từ 0,09÷0,41%, có thành phần độ hạt chủ yếu < 60 µm sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất gốm sứ cao cấp, nhựa epoxy, sơn vô cơ chịu nhiệt và nâng cao chất lượng sản phẩm công nghiệp khi sử dụng tinh quặng sericit. 6. Trong các bài phối liệu cho các lĩnh vực công nghiệp, thành phần hóa học có lợi của sericit (Al2O3, K2O, Na2O) không hẳn cao hơn các khoáng khác như kaolin, felspat nhưng sự xuất hiện của sericit trong các bài phối liệu làm cho đặc tính kỹ thuật trong các sản phẩm công nghiệp ưu việt hơn hẳn, như: gốm sứ khi nung tiến tới hầu như không co ngót; polyme trở nên có độ bền lớn, cách điện tốt hơn so với bài phối liệu khi sử dụng các nguyên liệu khác; sơn vô cơ chịu nhiệt có độ bền cao, ánh mạnh, co dãn tốt. 2. KIẾN NGHỊ Việc xác định quặng hóa sericit thành tạo liên quan trực tiếp đến các đá tuf ryolit hệ tầng Đồng Trầu và các yếu tố cấu trúc kiến tạo mang tính khu vực là tiền đề địa chất quan trọng để định hướng cho công tác điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản đối với khoáng sản sericit vùng Sơn Bình nói riêng và đới Trường Sơn nói chung. Những nghiên cứu về sericit trên thế giới trong lĩnh vực mỹ phẩm cho thấy sericit biến tính khi dùng trong các mỹ phẩm cao cấp có tác dụng ngăn tia cực tím, lưu giữ được các chất dưỡng da, đặc biệt tạo cảm giác mềm mát 117 trong phấn và kem nền, tuy nhiên yêu cầu hàm lượng As phải nhỏ hơn 1ppm. Do vậy, cần nghiên cứu để tách As trong sericit, từ đó có thể sử dụng sericit tinh quặng trong công nghiệp mỹ phẩm, nhằm nâng cao giá trị gia tăng của nguyên liệu khoáng này. 118 7. DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ I. Bài báo 1. Nguyễn Thị Thanh Thảo (2001), “Đặc điểm các mỏ sét – kaolin khu vực Tây Thừa Thiên Huế, các lĩnh vực sử dụng chúng”, Tuyển tập các báo cáo khoa học của sinh viên năm 2001, 85-87. 2. Nguyễn Văn Cần, Đỗ Cảnh Dương, Nguyễn Thị Thanh Thảo, Tạ Minh Tiến (2006), “Đặc điểm chất lượng sét vùng Phú Sơn, Hòa Vang, Đà Nẵng”, Tuyển tập báo cáo HNKH lần thứ 17 Trường ĐH Mỏ - Địa chất, 210-213. 3. Đỗ Cảnh Dương, Nguyễn Kim Long, Nguyễn Văn Cần, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2006), “Đánh giá chất lượng và phân vùng triển vọng đá vôi trắng vùng Quỳ Hợp, Nghệ An”, Tuyển tập báo cáo HNKH lần thứ 17 Trường ĐH Mỏ - Địa chất, 221-226. 4. Nguyễn Thị Thanh Thảo, Đỗ Cảnh Dương (2010),“Đánh giá tiềm năng, chất lượng đá phiến sét đen vùng Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế làm phụ gia cho công nghiệp xi măng”, Tạp chí Địa chất, 5-9. 5. Nguyễn Văn Phổ, Đỗ Cảnh Dương, Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2010),“Bản chất và nguồn gốc kết vón của các thành tạo laterit ở Việt Nam”, Tạp chí Địa chất, 18-27 6. Nguyễn Văn Hạnh, Đào Duy Anh, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2010), “Đánh giá chất lượng và khả năng chế biến, sử dụng quặng sericit Sơn Bình’, Tạp chí Địa chất, 38-44. 7. Nguyễn Tiến Dũng, Nguyễn Kim Long, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2010), “Đặc điểm quặng sắt trong vỏ phong hóa laterit vùng Chư Sê, tỉnh Gia Lai và khả năng sử dụng trong công nghiệp luyện gang, thép”, Tạp chí Địa chất, 81-90. 8. Nguyễn Văn Lâm, Đỗ Cảnh Dương, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2010), “Phân chia nhóm mỏ thăm dò và đề xuất mạng lưới thăm dò sa khoáng titan Pleistocen”, Tạp chí Địa chất, 91-97. 9. Phạm Tích Xuân, Nguyễn Văn Phổ, Đoàn Thu Trà, Hoàng Tuyết Nga, Phạm Thanh Đăng, Nguyễn Thị Liên, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2013), 119 “Triển vọng khoáng sản sericit khu vực Hương Sơn - Kỳ Anh - Hà Tĩnh”, Tạp chí các khoa học về Trái đất, 97-106. 10. Nguyễn Thị Thanh Thảo, Ngô Xuân Thành (2014), “Đặc điểm khoáng hóa sericit vùng Sơn Bình, huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh, mối liên quan với các pha magma, kiến tạo khu vực”, Tạp chí Địa chất, 37-45. 11. Nguyễn Thị Thanh Thảo (2014), “Đặc điểm chất lượng sericit vùng Sơn Bình – Hà Tĩnh, khả năng sử dụng cho một số ngành công nghiệp”, HNKH lần thứ 21 Trường ĐH Mỏ - Địa chất, 49. 12. Khoanta VORLABOOD, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2016), “Đặc điểm biến đổi nhiệt dịch liên quan với quặng hóa vùng Pha Khieng – Nam Bo, Muang Long, tỉnh Luong Nam Tha, CHDCND Lào”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 33-45. 13. Nguyễn Thị Thanh Thảo (2016), “Đặc điểm các yếu tố cấu trúc – kiến tạo khống chế khoáng hóa sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh”, Tạp chí Địa chất, 10-16. 14. Nguyễn Thị Thanh Thảo (2016), “Hydrotermal alteration of rhyolitc tuff and fromation of sericite deposit Son Binh, Huong Son, Ha Tinh, Vietnam”, Proceedings of the ESASGD 2016, 62-69. II. Công trình khoa học A. Chủ trì đề tài cấp cơ sở: 1. Đề tài: “Nghiên cứu xác định quy luật phân bố của các thành tạo sericit vùng Sơn Bình- Hà Tĩnh”, năm 2014. Chủ trì: Nguyễn Thị Thanh Thảo 2. Đề tài: “Nghiên cứu khả năng sử dụng đá phiến sét làm phụ gia hoạt tính xi măng porland hỗn hợp vùng Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế”, năm 2010. Chủ trì: Nguyễn Thị Thanh Thảo. B. Tham gia đề tài, dự án cấp Bộ Dự án sản xuất thử nghiệm: “Hoàn thiện công nghệ tuyển và biến tính quặng sericit vùng Sơn Bình, Hà Tĩnh làm nguyên liệu cho ngành sơn và polymer”, năm 2014. Thư ký dự án: Nguyễn Thị Thanh Thảo. 120 8. TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Trần Mỹ Cung và nnk (2014), "Nghiên cứu trầm tích luận bồn trũng Mesozoi Bắc Trung Bộ và khoáng sản liên quan". [2] Nguyễn Văn Hạnh và nnk (2010), "Nghiên cứu công nghệ chế biến khoáng sản sericit và ứng dụng trong lĩnh vực sơn, polymer và hóa mỹ phẩm", Báo cáo đề tài “KC.02.24/06-10. Lưu trữ Viện Khoa học Vật liệu. [3] Nguyễn Văn Hạnh và nnk (2010), "Nghiên cứu công nghệ chế biến khoáng sản sericit và ứng dụng trong lĩnh vực sơn, polymer và hóa mỹ phẩm. Báo cáo đề tài “KC.02.24/06-10", Lưu trữ Viện Khoa học Vật liệu. [4] Trịnh Xuân Hòa và nnk (2010), "Nghiên cứu tiềm năng, giá trị sử dụng khoáng sản sericit trong các thành tạo biến chất Neoproterozoi - Paleozoi hạ và phun trào Jura - Creta Tây Bắc Việt Nam", Viện Khoa học Địa chất - Khoáng sản. [5] Nguyễn Văn Hoành (1978), "Địa chất và khoáng sản vùng Sông Cả, Nghệ Tĩnh tỷ lệ 1:200.000", Lưu trữ Địa chất. Hà Nội. [6] Trần Trọng Huệ và Kiều Quý Nam (2006), "Sericite mineralization in Vietnam and its Economic Significance", Instiute ò Geology. VAST (Hoàng Quốc Việt), tr. Cầu Giấy. [7] Nguyễn Thị Thanh Huyền (2006), "Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng điatômit An Xuân, Phú Yên", Luận văn Thạc sỹ. Trường Đại học Mỏ - Địa chất(2006). [8] Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao (1988), "Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000", Tổng cục Mỏ và ĐC. Hà Nội. [9] Kiều Quý Nam và nnk (2007), "Điều tra, đánh giá tiềm năng, chất lượng sericit tỉnh Quảng Trị và đề xuất quy trình công nghệ tuyển, nâng cấp 121 chất lượng và khả năng sử dụng khoáng sản này ", Viện Địa chất - Viện HL KHCN Việt Nam. [10] Nguyễn Văn Phổ và nnk (2014), "Hoàn thiện công nghệ tuyển và biến tính quặng sericit vùng Hương Sơn, Hà Tĩnh làm nguyên liệu cho ngành sơn và polyme" thuộc “Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm về công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản” thực hiện Đề án “Đổi mới và hiện đại hoá công nghệ trong ngành công nghiệp khai khoáng đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”", Báo cáo tổng kết dự án. Lưu Bộ Công Thương (Hà Nội). [11] Nguyễn Văn Thành và Nguyễn Đức Thắng (1999), "Tuổi đồng vị Rb-Sr của thành tạo phun trào - xâm nhập ở khu vực Hoành Sơn, miền Trung Việt Nam", Tạp chí Địa chất. 250(15-17). [12] Nguyễn Thị Thanh Thảo và Ngô Xuân Thành (2014), "Đặc điểm khoáng hoá sericit vùng Sơn Bình, huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh, mối liên quan với các pha magma, kiến tạo khu vực", Tạp chí Địa chất. loạt A(số 340), tr. 1-2/2014. [13] Đào Đình Thục (1982), "Các seri đá núi lửa axit và nguồn gốc của chúng", Bản đồ Địa chất. 54(47-58), tr. Liên đoàn bản đồ Địa chất, Hà Nội. [14] Đào Đình Thục, Huỳnh Trung và nnk (1995), "Địa chất Việt Nam", Tập II. Các thành tạo magma. Cục Địa chất Việt Nam (Hà Nội), tr. 360 tr. [15] Phan Cự Tiến (1977), "Trầm tích Permi muộn - Trias sớm ở Tây Bắc Việt Nam", Những vấn đề địa chất Tây Bắc Việt Nam. NXB KH&KT(Hà Nội), tr. tr. 109-151. [16] Trần Tính và nnk (1979-1996), "Địa chất và khoáng sản tờ Hà Tĩnh - Kỳ Anh, tỷ lệ 1:200.000", Lưu trữ địa chất. Cục Địa chất Việt Nam (Hà Nội). 122 [17] Trần Văn Trị (1977), "Địa chất Việt Nam- Phần miền Bắc", Thuyết minh kèm theo bản đồ ĐC VN-Phần miền Bắc 1:1.000.000. NXB KH&KT (Hà Nội), tr. 355 tr. [18] Trần Văn Trị, Vũ Khúc và nnk (2009), "Địa chất và tài nguyên Việt Nam", Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. 85-100. [19] Hồ Văn Tú và nnk (2007), "Đánh giá triển vọng sericit, sắt phụ gia ximăng, kaolin, thạch anh vùng Kỳ Anh, Hương Sơn, Hà Tĩnh", Tài liệu lưu trữ Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Ký hiệu Th.203. [20] Phạm Tích Xuân và nnk (2014), "Đánh giá tiềm năng sericit khu vực Bắc Trung Bộ", Viện Địa chất - Viện HL KHCN Việt Nam. NƯỚC NGOÀI [21] 12001-26-2, C.A.S. (Muscovit mica), " 120/12001-26-2.html". [22] A.E, Dovjkov (1965), "Geologia Severnogo Vietnam (Địa chất miền Bắc Việt Nam)", Tổng cục Địa chất, Hà Nội. (bản Tiếng Việt) NXB KH&KT(Hà Nội), tr. 1971. [23] Barsukov, P, Fainberg, E và Khabensky, E (2007), Shallow investigations by TEM-FAST technique: Methodology and examples, Amsterdam: Elsevier. [24] Bourret, René (1925), La chaîne annamitique et le plateau du Bas Laos à l'Ouest de Hué, Service géologique de l'Indochine. [25] Chiaradia, Massimo và các cộng sự. (2013), "How accurately can we date the duration of magmatic-hydrothermal events in porphyry systems?—an invited paper", Economic Geology. 108(4), tr. 565-584. [26] Cirkel, Fritz (1905), Mica, its occurrence, exploitation and uses, Government Printing Bureau. 123 [27] Ciullo, Peter A (1996), Industrial minerals and their uses: a handbook and formulary, William Andrew. [28] Collins, Lorence G (1997), "Sericitization in the Skidoo pluton, California: a possible end-stage of large-scale K-metasomatism". [29] Deprat, Jacques (1915), Études géologiques sur la région septentrionale du Haut-Tonkin: feuilles de Pa-kha E., Ha-giang, Ma-lipo, Yên-minh, Imprimerie d'Extrême Orient. [30] F, Pirajno (2009), "Chapter 2: Hydrothermal Processes and Wall Rock Alteration; Hydrothermal Processes and Mineral Systems", Book. p. 73- 157. [31] Frank-kamenetski, VA, Kotov, NV và Rjumin, AA (1979), "THE TRANSFORMATION OF FELDSPARS AND MUSCOVITE TO CLAY MINERALS IN (CA, M6)-CARBONATE BEARING HYDROTHERMAL MEDIA". [32] Fromaget, J (1929), Notes preliminaires sur la stratigraphie des formations secondaires et sur l'age des mouvements majeurs en Indochine. Bandoeng. CR IV, Pacific Science Congress et Bull. Serv. Geol. Indoch. [33] Hedrick, James B (2007), "Minerals Yearbook Rare Earths", United Stated Geological Survey. [34] Hemley, J Julian và Jones, WR (1964), "Chemical aspects of hydrothermal alteration with emphasis on hydrogen metasomatism", Economic Geology. 59(4), tr. 538-569. [35] Hemley, JJ và các cộng sự. (1980), "Equilibria in the system Al 2 O 3- SiO 2-H 2 O and some general implications for alteration/mineralization processes", Economic Geology. 75(2), tr. 210-228. 124 [36] e.html. [37] Itaya, Kingo, Shoji, Nobuyoshi và Uchida, Isamu (1984), "Catalysis of the reduction of molecular oxygen to water at Prussian blue modified electrodes", Journal of the American Chemical Society. 106(12), tr. 3423-3429. [38] Kadir, Selahattin, Erman, Hande và Erkoyun, Hülya (2011), "Mineralogical and geochemical characteristics and genesis of hydrothermal kaolinite deposits within Neogene volcanites, Kütahya (western Anatolia), Turkey", Clays and Clay Minerals. 59(3), tr. 250- 276. [39] Koch, R và Zinkernagel, U (2004), "The relationship between spatial distribution of hydrothermal silicification in Keuper sandstone, primary facies and early diagenesis (The Wendelstein-Quarzit near Nuremberg)", Dimension Stone, tr. 57-62. [40] Lagat, John (2007), "Hydrothermal alteration mineralogy in geothermal fields with case examples from Olkaria domes geothermal field, Kenya", Short Course II on Surface Exploration for Geothermal Resources. Organized by UNUGTP and KenGen, at Lake Naivasha, Kenya, 2e17. [41] Lantenois, Honoré (1907), Note sur la géologie de l'Indo-Chine, Au siège de la Société géologique de France. [42] Lepvrier, C và các cộng sự. (2004), "The early Triassic Indosinian orogeny in Vietnam (Truong Son Belt and Kontum Massif); implications for the geodynamic evolution of Indochina", Tectonophysics. 393(1), tr. 87-118. 125 [43] Liu, Yongsheng và các cộng sự. (2008), "In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard", Chemical Geology. 257(1), tr. 34-43. [44] M., Zang và các cộng sự. (2005), "www.Mindat.org/min-9252html". [45] Maineri, Cinzia và các cộng sự. (2003), "Sericitic alteration at the La Crocetta deposit (Elba Island, Italy): interplay between magmatism, tectonics and hydrothermal activity", Mineralium Deposita. 38(1), tr. 67- 86. [46]Meffre, Sebastien và các cộng sự. (2008), "Age and pyrite Pb-isotopic composition of the giant Sukhoi Log sediment-hosted gold deposit, Russia", Geochimica et Cosmochimica Acta. 72(9), tr. 2377-2391. [47] Montoya, JW và Hemley, JJ (1975), "Activity relations and stabilities in alkali feldspar and mica alteration reactions", Economic Geology. 70(3), tr. 577-583. [48] Moore, Duane Milton và Reynolds, Robert C (1989), X-ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals, Vol. 378, Oxford university press Oxford. [49] Nagao, K và các cộng sự. (1984), "An age determination by K-Ar method", Bull. Hiruzen Res. Inst. 9, tr. 19-38. [50] Norman, Marc, Robinson, Philip và Clark, Darryl (2003), "Major and trace-element analysis of sulfide ores by laser-ablation ICP-MS, Solution ICP-MS and XRF: New data on international reference materials", The Canadian Mineralogist. 41(2), tr. 293-305. [51] Norrish, K và Chappell, BW (1977), "X-ray fluorescence spectrometry", Physical methods in determinative mineralogy, tr. 201-272. [52] PERNG, Yuan-Shing và WANG, Eugene I (2004), "Development of a functional filler: swelling sericite", Tappi journal. 3(6), tr. 26-31. 126 [53] Que, Meideno và Allen, Alistair R (1996), "Sericitization of plagioclase in the Rosses granite complex, Co. Donegal, Ireland", Mineralogical Magazine. 60(403), tr. 927-936. [54] Radu, Tanja và Diamond, Dermot (2009), "Comparison of soil pollution concentrations determined using AAS and portable XRF techniques", Journal of Hazardous Materials. 171(1), tr. 1168-1171. [55] Rieder, Milan và các cộng sự. (1998), "Nomenclature of the micas", Clays and Clay Minerals. 46(5), tr. 586-595. [56] Roedder, Edwin và Ribbe, PH (1984), Fluid inclusions, Vol. 12, Mineralogical Society of America Washington, DC. [57] Rollinson, HR (1993), "Using geochemical data: Evaluation, presentation, interpretation (Longman Geochemistry Series)". [58] S.K., Kitovani (1965), "Kiến tạo miền Bắc Việt Nam", Địa chất. 44: 3- 6(Hà Nội). [59] Takahashi, Hiroshi và các cộng sự. (1803), Geothermal geology of the Mataloko area, central Flores, Nusa Tenggara, Timur, Indonesia, Proc. World Geothermal Congress 2000. [60] Welton, Joann E (1984), SEM petrology atlas, American Association of Petroleum Geologists Tulsa^ eOklahoma Oklahoma. [61] White, Stephen P và Christenson, Bruce W (2000), MODELLING THE ALTERATION HALO OF A DIORITE INTRUSION, Proceedings of World Geothermal Congress, tr. 3969-3974. [62] Y, Lan C. và các cộng sự. (2000), "Crustal evolution of the Indochina block: Sm-Np isotopic evidence from the Kontum massif, central Viet Nam", EOS. Trans(Am), tr. Ann.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfdac_diem_quang_hoa_sericit_trong_cac_thanh_tao_phun_trao_he_tang_dong_trau_vung_son_binh_ha_tinh_va.pdf
Luận văn liên quan