Máy tuyển từ ướt vs khô: Chọn loại nào cho nhà máy?

Bạn có tin rằng cùng là “thiết bị tách từ”, chỉ cần chọn sai ướt/khô là nhà máy có thể thất thoát hàng tỷ đồng mỗi năm? Thực tế, điểm khác biệt không nằm ở chuyện có nước hay không, mà ở độ ẩm, cỡ hạt và mục tiêu sản phẩm. Đây chính là ba biến quyết định hiệu suất, độ sạch và độ ổn định 24/7 của dây chuyền.

Trong bối cảnh Việt Nam, quặng phong hóa nhiều bùn mịn, nguồn nước tuần hoàn không phải lúc nào cũng dồi dào, yêu cầu môi trường ngày càng chặt. Vì vậy, câu hỏi “tuyển ướt hay tuyển khô?” là bài toán tổng chi phí sở hữu (TCO), không đơn thuần là chọn công nghệ. Bài viết này giúp bạn chọn đúng bằng dữ liệu, kèm khung quyết định và checklist triển khai.

Vì sao chọn sai tuyển ướt/khô gây tốn chi phí?

Ba hiểu lầm phổ biến khiến nhiều nhà máy chọn sai thiết bị ngay từ đầu:

“Quặng khô thì dùng tuyển khô, quặng ướt thì dùng tuyển ướt”: sai, vì quặng khô vẫn có thể cần tuyển ướt nếu hạt mịn dính bùn sét hoặc khoáng vật yếu từ tính.
“Cường độ từ càng cao càng tốt”: sai, vì tăng lực từ có thể kéo theo giảm chọn lọc, kéo nhầm đá thải và làm bẩn tinh quặng.
“Không cần đo PSD kỹ”: sai, vì PSD quyết định độ phân tán bùn và khả năng bắt giữ trên ma trận từ.

Chọn sai công nghệ có thể làm tăng chi phí vận hành và giảm hàm lượng sản phẩm

Với quặng laterit/phong hóa phổ biến ở Việt Nam, bùn mịn và độ ẩm thay đổi theo mùa. Nếu không tính đến biến này, dây chuyền dễ mất ổn định, đặc biệt khi chạy 300–500 tấn/ngày.

Cơ chế tách của tuyển ướt và tuyển khô

Tuyển ướt hoạt động trong môi trường bùn quặng. Lực cản thủy động và độ phân tán quyết định việc hạt có đi qua vùng ma trận từ hay bị trôi mất. Đây là lý do tuyển ướt thường vượt trội ở hạt mịn (vài chục µm) hoặc khoáng yếu từ tính.

Tuyển khô làm việc trong không khí, phụ thuộc mạnh vào ma sát, độ ẩm bề mặt và mức độ giải phóng hạt sau nghiền-sấy. Ưu điểm là không cần hệ thống nước–bùn–lắng–lọc, phù hợp khu vực hạn nước hoặc vật liệu đã đủ khô.

Lưu ý: Nếu bùn mịn cao mà vẫn cố dùng tuyển khô, hiệu suất thường giảm rất nhanh do kết tụ và bám dính.

Cơ chế tách phụ thuộc mạnh vào cỡ hạt và độ ẩm cấp liệu

Trong thực tế, dải hạt của WHIMS vòng đứng có thể xử lý từ vài µm đến vài mm, nhưng hiệu quả phụ thuộc rất lớn vào khử bùn mịn và chế độ rửa ngược ma trận.

Một xu hướng đáng chú ý là các dòng WHIMS vòng đứng công bố công suất đơn máy lên tới khoảng 1500 t/h và trường nền 1,8 T (theo thông số nhà sản xuất). Năng suất cao là lợi thế rõ rệt, nhưng chỉ phát huy khi kiểm soát bùn mịn và vận hành rửa ngược ổn định.

Hiệu suất, hàm lượng và dữ liệu thực tế

Một số dữ liệu đáng tham khảo:

Cấu hình 3 cấp WHIMS có thể tạo tinh quặng khoảng 63% Fe, thu hồi khối lượng ~15% từ đuôi thải.
Nghiên cứu kaolin ghi nhận loại Fe ~93,45% ở điều kiện tối ưu.
Case ilmenite: cấp liệu 6,89% TiO2, tinh đạt 13,27% TiO2, thu hồi 59,88%, TiO2 trong đuôi giảm còn 3,48%.
Một nghiên cứu hematite (Sanje) báo cáo ở 10 T có thể thu hồi ~93% Fe với hàm lượng ~53,22% Fe trước khi cần bước làm sạch bổ sung (tuyển nổi đảo).

Dữ liệu phân tích mẫu quyết định cấu hình tuyển thô–tuyển tinh

Bảng tóm tắt một số chỉ số:

Trường hợp	Mục tiêu	Kết quả chính
Đuôi thải quặng sắt	Nâng hàm lượng Fe	~63% Fe, thu hồi ~15%
Kaolin	Loại tạp Fe	Hiệu suất ~93,45%
Ilmenite	Tăng TiO2	6,89% → 13,27%, thu hồi 59,88%

TCO và vận hành: nước, điện, bùn, môi trường

Tuyển ướt thường cần hệ thống phụ trợ lớn: bơm bùn, đường ống, bể khuấy, thickener, nước rửa. Tài liệu nhà sản xuất cho thấy mức tiêu thụ nước có thể từ 1–2 m³/h đến 25–40 m³/h tùy cỡ máy.

Các “chi phí ẩn” hay gặp:

Nghẹt ma trận từ do bùn sét hoặc quặng phong hóa.
Hao mòn do hạt thô/quartz cạnh sắc trong bùn.
Nước tuần hoàn tăng TSS, làm bùn khó lắng và dễ gây tắc.

Tuyển ướt cần hạ tầng nước và bùn quặng đi kèm

Nếu giấy phép môi trường siết chặt hoặc nguồn nước hạn chế, tuyển khô có thể giảm rủi ro tuân thủ. Tuy nhiên, với quặng nhiều bùn mịn, tuyển khô thường không đạt độ sạch mong muốn.

Tiêu chuẩn & thực hành tốt khi chọn thiết bị

Các tiêu chuẩn và thực hành nên áp dụng:

ISO 13320: đo PSD bằng nhiễu xạ laser, theo dõi % hạt mịn.
ISO 3082: nguyên tắc lấy mẫu và chuẩn bị mẫu đảm bảo tính đại diện.
Thông tư 41/2020/TT-BCT: quy định vận hành hồ thải quặng đuôi.

Thực hành tốt (best practices):

Lập bản đồ PSD theo ca vận hành.
Chạy thử theo ma trận thông số (trường từ, % solids, lưu lượng bùn).
Đo hàm lượng–thu hồi theo từng cấp tuyển thô/tuyển tinh.

Kiểm tra mẫu và quy trình QA/QC giúp giảm rủi ro chọn sai máy

Khung quyết định nhanh + bảng so sánh

Ba mục tiêu chính:

Thu hồi từ đuôi thải → ưu tiên tuyển ướt nếu hạt mịn nhiều.
Làm sạch khoáng công nghiệp → ưu tiên tuyển ướt để loại tạp sắt.
Tiền tuyển giảm tải nghiền → cân nhắc tuyển khô khi cấp liệu khô, hạt thô.

Năm biến quyết định:

% hạt <45 µm và <10 µm.
Độ ẩm cấp liệu.
Mức độ yếu từ tính của khoáng mục tiêu.
Ràng buộc nước và xử lý nước.
Yêu cầu môi trường và hồ thải.

Bảng so sánh nhanh:

Tiêu chí	Máy tuyển từ ướt	Máy tuyển từ khô
Hạt mịn, nhiều bùn	Tách tốt trong bùn quặng, chọn lọc cao	Dễ giảm hiệu quả do kết tụ/bám dính
Hạ tầng nước	Cần hệ bùn và nước rửa	Ít phụ thuộc nước
Thu hồi từ đuôi	Có case đạt ~63% Fe, thu hồi ~15%	Cần chạy thử kỹ
Ổn định vận hành	Nhạy với khử bùn mịn	Nhạy với độ ẩm cấp liệu

Checklist khi đi mua:

Yêu cầu nhà cung cấp chạy thử theo PSD chuẩn, báo cáo hàm lượng–thu hồi theo từng cấp.
Ghi rõ nhu cầu nước rửa (m³/h), điện (kW), % solids.
Chốt phương án lấy mẫu theo ISO 3082.

Sai lầm thường gặp khi triển khai

1) Tăng cường độ từ rồi nghĩ hiệu suất sẽ tự tăng. Thực tế, lực từ càng cao càng dễ kéo theo đá thải dính bùn, làm giảm tính chọn lọc. Điều này khiến tinh quặng “lên hàm lượng chậm” và tốn thêm cấp làm sạch.

2) Bỏ qua khử bùn mịn vì đã có rửa ngược. Rửa ngược chỉ hỗ trợ làm sạch ma trận, không thay thế được khử bùn mịn. Khi bùn siêu mịn cao, ma trận dễ bị bít và hiệu suất tụt nhanh sau vài giờ vận hành.

3) Mua máy theo công suất danh định mà quên hệ phụ trợ. Nhiều dự án gặp cảnh “máy chạy không đủ tải” vì thiếu bể khuấy, bơm bùn, hệ nước tuần hoàn hoặc lọc bùn. Khi hệ phụ trợ yếu, toàn dây chuyền sẽ bị kéo chậm theo.

Khung quyết định giúp chọn máy theo dữ liệu thay vì cảm tính

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1) Quặng có bùn sét nhiều thì nên chọn gì?
Ưu tiên tuyển ướt (WHIMS/PHGMS) và thiết kế khử bùn mịn để tránh nghẹt ma trận.

2) Vì sao WHIMS thường cần nhiều cấp?
Để đạt hàm lượng cao, thường cần tuyển thô–tuyển tinh–tuyển siêu tinh.

3) Có thể dùng WHIMS để làm sạch kaolin/quartz không?
Có, nhiều nghiên cứu ghi nhận hiệu suất loại Fe cao ở điều kiện tối ưu.

4) Test pilot cần theo dõi chỉ số gì?
Theo dõi hàm lượng, thu hồi, % solids, lưu lượng bùn và chu kỳ rửa ma trận.

5) Nước rửa WHIMS thực tế bao nhiêu?
Tùy cỡ máy, thường dao động từ 1–2 m³/h đến 25–40 m³/h.

6) Tuyển khô có phù hợp nơi hạn nước không?
Có, nhưng phải kiểm soát độ ẩm và kết tụ để giữ hiệu suất ổn định.

7) Làm sao lấy mẫu không bị sai số lớn?
Áp dụng nguyên tắc lấy mẫu đại diện theo ISO 3082.

8) Tuyển ướt có làm tăng rủi ro hồ thải không?
Có, nên cần tuân thủ Thông tư 41/2020/TT-BCT và hệ thống quan trắc.

Những câu hỏi thực tế giúp bạn quyết định nhanh hơn

Kết luận

Chọn tuyển ướt hay tuyển khô không chỉ dựa trên “có nước hay không”, mà phụ thuộc vào PSD, độ ẩm, khoáng mục tiêu và ràng buộc môi trường. Nếu bạn có 5 dữ liệu cơ bản (PSD, độ ẩm, công suất, grade đầu vào, mục tiêu sản phẩm), bạn đã có thể xác định 80% hướng chọn thiết bị.

Bạn cần tư vấn về thiết bị tách từ? Liên hệ Nam Châm Hoàng Nam để được hỗ trợ.