ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***-------------
Trần Thị Hằng
NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN BÙN ĐỎ VỚI MỘT SỐ KHOÁNG
CHẤT ĐỊA PHƯƠNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH HÓA RẮN BÙN
ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÀ NỘI – 2013
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***-------------
Trần Thị Hằng
NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN BÙN ĐỎ VỚI MỘT SỐ KHOÁNG
CHẤT ĐỊA PHƯƠNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH HÓA RẮN BÙN
ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. LƯU ĐỨU HẢI
PGS.TS. HOÀNG NGỌC QUANG
HÀ NỘI – 2013
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn của mình, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
PGS.TS. Lưu Đức Hải – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội và
PGS.TS. Hoàng Ngọc Quang – Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường đã tận
tình giúp đỡ và hướng dẫn cho em trong quá trình thực hiện luận văn của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường - Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt nguồn
kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian em học tập tại
trường.
Cảm ơn đề tài trọng điểm cấp ĐHQGHN QGTĐ.11.06 do PGS.TS. Lưu Đức
Hải làm chủ trì đã giúp em trong quá trình làm luận văn và kết quả ban đầu trong
mục 3.1 của luận văn là của nhóm nghiên cứu đã tạo tiền đề cho em phát triển nội
dung nghiên cứu của mình.
Em xin chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm Phân tích môi trường, khoa
Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội và nhà máy gạch Vigalcera
Hữu Hưng đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu.
Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã giúp
đỡ em trong quá trình làm luận văn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 7 tháng 12 năm 2013
Học viên
Trần Thị Hằng
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 1
NỘI DUNG ............................................................................................................. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................................ 3
1.1.Tiềm năng khoáng sản bauxite trên thế giới và ở Việt Nam. ............................................... 3
1.1.1. Khái niệm ..................................................................................................................... 3
1.1.2.Tiềm năng khoáng sản bauxite trên thế giới ................................................................. 3
1.1.3.Tiềm năng khoáng sản bauxite ở Việt Nam. ................................................................. 5
1.2. Hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên và các vấn đề môi trường phát sinh... 9
1.2.1. Đặc điểm chung của hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên .................... 9
1.2.2. Khai thác, tuyển quặng bauxite và các vấn đề môi trường liên quan ......................... 10
1.2.3. Công nghệ sản xuất alumin (Al2O3) ........................................................................... 14
1.2.4. Chất thải bùn đỏ và các vấn đề môi trường phát sinh ................................................ 18
1.2.4.1. Tính chất độc hại của bùn đỏ .............................................................................. 18
1.2.4.2. Chất thải bùn đỏ và các tác động đến môi trường. .............................................. 19
1.3. Một số phương án xử lý bùn đỏ trên thế giới và ở Việt Nam ........................................... 25
1.3.1. Các phương án xử lý bùn đỏ trên thế giới .................................................................. 25
1.3.1.1. Sử dụng bùn đỏ trong sản xuất vật liệu xây dựng ............................................... 26
1.3.1.2. Sử dụng bùn đỏ trong sản xuất gốm thủy tinh .................................................... 27
1.3.1.3. Sử dụng bùn trong xử lý nước............................................................................. 27
1.3.2. Các phương án xử lý bùn đỏ tại Việt Nam ................................................................. 29
1.4. Phương hướng sản xuất vật liệu xây dựng từ bùn đỏ và khoáng chất địa phương............ 31
1.4.1. Khái niệm công nghệ ổn định hóa rắn........................................................................ 31
1.4.2. Cơ chế của quá trình ổn định hóa rắn ......................................................................... 32
1.4.3. Ổn định hóa rắn bằng nhiệt ........................................................................................ 35
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 35
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
2.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................................ 35
2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................................... 36
2.3.Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 36
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu..................................................................... 36
2.3.2.Phương pháp tận dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng ................................................. 37
* Nguyên liệu ....................................................................................................................... 37
Bùn đỏ: đã được sấy khô từ dây chuyền sản xuất alumin của nhà máy hóa chất Tân
Bình, thành phố Hồ Chí Minh. Sau khi lấy bùn đỏ về tiến hành nghiền mịn, rây qua rây
1mm. .................................................................................................................................... 37
2.3.3. Phương pháp xác định tỉ lệ phối trộn ......................................................................... 39
2.3.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ........................................................ 39
2.3.4.1. Phương pháp xác định sự thay đổi thành phần khoáng vật của vật liệu.............. 40
2.3.4.2. Phương pháp ngâm chiết xác định độc tính của vật liệu ..................................... 40
2.3.4.3. Phương pháp xác định khả năng hòa tách kiềm của vật liệu............................... 40
2.2.5. Phương pháp thí nghiệm ngoài thực tế....................................................................... 41
2.2.6. Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp ................................................................ 41
2.2.7. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ........................................................................ 41
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................... 42
3.1.Tính chất vật lý và hóa học của mẫu bùn đỏ ...................................................................... 42
3.1.1. Thành phần cơ giới của bùn đỏ .................................................................................. 42
3.1.2. Hàm lượng các oxit có trong bùn đỏ .......................................................................... 42
3.1.3. Giá trị pH và hàm lượng một số kim loại nặng trong bùn đỏ Tây Nguyên ............... 44
3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu đến khả năng ổn định hóa rắn ........................................... 45
3.2.1. Ảnh hưởng của phối liệu đến cấu trúc của vật liệu. ................................................... 47
3.2.1.1. Thành phần khoáng của bùn đỏ trước khi phối trộn ........................................... 47
3.2.1.2. Ảnh hưởng của phối liệu đến cấu trúc của vật liệu ............................................. 48
3.2.2. Kết quả đánh giá sự an toàn với môi trường của vật liệu .......................................... 50
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
3.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến tính độc hại của vật liệu..................................... 51
3.2.3.1. Kết quả xác định dung môi chiết ........................................................................ 52
3.2.3.2. Giá trị pH của dịch chiết mẫu.............................................................................. 53
3.2.3.3. Kết quả đo kim loại nặng của dịch chiết mẫu .................................................... 55
3.2.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến độ cứng của vật liệu............................................ 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 59
KẾT LUẬN .................................................................................................................................. 59
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................................. 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 62
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 69
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1. Sơ đồ nguồn thải trong khai thác, tuyển quặng bauxite và đối
11
tượng bị tác động
Hình 1.2. Công nghệ Bayer chế biến alumin từ bauxite
16
Hình 1.3. Quy trình sản xuất alumin
17
Hình 1.4. Mộ số phương án sử dụng bùn đỏ
26
Hình 2.5. Quy trình sử dụng bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng
28
Hình 3.6. Phối trộn vật liệu
45
Hình 3.7. Ủ vật liệu
45
Hình 3.8. Tạo hình gạch kích thước 50 x 50 x 10mm
46
Hình 3.9. Cho vật liệu vào dung môi chiết
46
Hình 3.10. Lắc mẫu
46
Hình 3.11. Chiết dịch mẫu
46
Hình 3.12. Nghiền vật liệu tại nhà máy Viglacera Hữu Hưng
47
Hình 3.13. Thao tác định hình gạch
47
Hình 3.14. Tạo hình gạch kích thước 230 x 110 x 63mm
47
Hình 3.15. Kết quả chụp X- Rây của mẫu Bùn đỏ
48
Hình 3.16. Biểu đổ biến đổi thành phần khoáng theo các tỷ lệ phối trộn
49
Hình 3.17. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi pH của dịch lắc trước và sau khi
52
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
thêm HCl
Hình 3.18. Sự phụ thuộc của pH của dịch chiết mẫu vào tỷ lệ phối trộn khác
54
nhau
Hình 3.19. Sự biến thiên nồng độ kim loại nặng trong dịch chiết theo tỷ lệ
phối trộn
55
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tài nguyên bauxite ở các châu lục trên thế giới
3
Bảng 1.2. Trữ lượng và sản lượng khai thác bauxite ở trên thế giới
4
Bảng 1.3. Thống kê các mỏ bauxite laterite chính ở miền nam Việt Nam
7
Bảng 1.4. Thành phần quặng bauxite laterite chính ở Miền Nam Việt Nam
8
Bảng 1.5. Diện tích đất bị chiếm dụng khi khai thác mỏ bauxite Tân Rai và
13
Nhân Cơ
Bảng 1.6. Kết quả phân tích bùn đỏ Tây Nguyên
20
Bảng 1.7. Thành phần bùn đỏ của một số nhà máy alumin trên thế giới
20
Bảng 1.8. Thành phần bùn đỏ và dung dịch bám theo bùn đỏ của dự án Lâm
22
Đồng
Bảng 1.9. Thành phần bùn đỏ và dung dịch bám theo bùn đỏ của dự án
22
Nhân Cơ
Bảng 2.10. Công thức phối trộn nguyên liệu theo các tỷ lệ khác nhau
29
Bảng 3.11. Thành phần cơ giới của mẫu Bùn đỏ
42
Bảng 3.12. Hàm lượng oxit trong bùn đỏ ở Tây Nguyên, Việt Nam và một
43
số nước khác trên thế giới
Bảng 3.13. Giá trị pH và hàm lượng một số KLN trong bùn đỏ
44
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Bảng 3.14. Kết quả phấn tích XRD cho gạch nung ở các tỷ lệ khác nhau
49
Bảng 3.15. Kết quả đo pH của các tỷ lệ phối trộn khác nhau
51
Bảng 3.16. pH của các công thức phối trộn
52
Bảng 3.17. pH của dịch chiết sau 3 bậc chiết
53
Bảng 3.18. Kết quả phân tích KLN của các mẫu
55
Bảng 3.19. Kết quả phân tích các đặc tính vật lý của gạch
56
Bảng 3.20. Cường độ uốn nén cho gạch đất sét nung
57
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là quốc gia có nhiều tiềm năng về quặng bauxite. Theo báo cáo
của chính phủ trước Quốc Hội, tổng trữ lượng quặng bauxite đã được xác định
khoảng 5,5 – 6,9 tỷ tấn trong đó khu vực Miền Bắc (Cao Bằng, Hà Giang, Lạng
Sơn…) khoảng 91 triệu tấn, còn lại tập trung chủ yếu ở khu vực Miền Nam ( Tây
Nguyên) khoảng 5,4 tỷ tấn. Đây là yếu tố quan trọng quyết định việc phát triển
ngành công nghiệp khai thác bauxite, sản xuất Alumina và nhôm kim loại ở Việt
Nam.
Việc khai thác quặng bauxite ở Tây Nguyên là một chủ trương lớn của Đảng
và Nhà nước. Tuy nhiên trong quá trình luyện alumin từ quặng bauxite theo công
nghệ Bayer đã tạo ra một loại bùn thải được gọi là Bùn đỏ (Red Mud).
Bùn đỏ bản chất là phế thải chứa khoáng vật sét và Fe, nhưng có chứa nhiều
kim loại nặng độc hại nên nó được coi là chất thải nguy hại của ngành công nghiệp
sản xuất Al. Thành phần hóa học của bùn đỏ gồm các oxit Fe2O3, SiO2, Al2O3,
TiO2, NaO, CaO, K2O,..Ngoài các oxit chính thì nó còn chứa một số nguyên tố kim
nặng độc hại và nguyên tố kim loại quý như: V, Ga, Th…Các khoáng vật có trong
thành phần bùn đỏ gồm khoáng vật còn lại của quặng bauxite ban đầu như: Hematit,
Gơtit, Thạch anh, Gibsip, Bơmit, Muscovite, Anataz; cùng các khoáng vật kết tinh
trong quá trình công nghệ sản xuất Alumin (quy trình Bayer) như: Canxit, Sodalit,
Aluminat Ca và Thạch cao.
Hiện nay việc khai thác quặng bauxite và sản xuất alumin cũng gây ra một số
vấn đề ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường đất và nước như:
-
Khai thác bauxit đã làm mất hàng nghìn hecta rừng, đất trồng trọt, tiêu, chè
cà phê… và việc hoàn thổ là một vấn đề rất khó vì sau khi hoàn thổ có thể sẽ
xuất hiện những loài cây lạ khó diệt, hay nguy cơ sạt lở đất, biến đổi dòng
chảy…
1
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
-
Xảy ra vấn đề thiếu nước trầm trọng phục vụ cho trồng trọt và thủy điện nếu
tập trung nước phục vụ cho quá trình sản xuất Alumin.
-
Nước bùn đỏ chứa một lượng sút đáng kể, có tác dụng ăn mòn và hủy diệt
môi sinh xung quanh dự án. Bùn đỏ cũng chứa nhiều thành phần hóa học độc
hại nên khi nó xâm nhập vào môi trường gây ô nhiễm nặng nguồn nước, đặc
biệt là các sông thuộc lưu vực sông Đồng Nai và Sepepok.
Hiện nay, phương pháp xử lý bùn đỏ mà các dự án đang áp dụng là chứa
trong các hồ lớn rồi phủ lên một lớp đất dầy, sau đó trồng cây lên để chống phong
hóa. Tuy nhiên, địa hình của các dự án có địa thế cao, gió lớn về mùa khô và mưa
nhiều về mùa mưa nên việc giữ cho hàng triệu tấn bùn đỏ từ năm này qua năm khác
để không bị gió cuốn đi là rất khó, nguy cơ tiềm ẩn vỡ đập tương đối cao.
Các nhà khoa học của Việt Nam đã và đang nghiên cứu việc tận dụng và tái
sử dụng lại bùn đỏ để phục vụ cho hoạt động sản xuất tại địa phương. Mặc dù bùn
đỏ có chứa nhiều thành phần hóa học độc hại đối với môi trường, nhưng do bùn đỏ
có chứa nhiều khoáng và các nguyên tố đất hiếm - là nguồn nguyên liệu rất tốt cho
việc sản xuất gốm hay vật liệu xây dựng. Do đó đề tài “ Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn
Bùn đỏ với một số khoáng chất địa phương đến quá trình ổn định hóa rắn Bùn
đỏ sản xuất vật liệu xây dựng” đã được tiến hành nhằm đạt được các mục tiêu sau:
- Giúp làm giảm một lượng đáng kể bùn thải sinh ra và làm giảm diện tích bể
chứa bùn, giảm tác động của chúng đến môi trường.
2
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Tiềm năng khoáng sản bauxite trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1.1. Khái niệm
Bauxite là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng hoặc nâu, được hình
thành trên các đá chứa hàm lượng sắt thấp hoặc sắt bị rửa trôi trong quá trình phong
hóa nhưng giàu nhôm hoặc nhôm được tích tụ từ các quặng có trước do quá trình
xói mòn. Quặng bauxite phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo, đặc
biệt trong môi trường nhiệt đới. Từ bauxite được xem là nguyên liệu chính để sản
xuất alumin.
Bauxite không phải là dạng khoáng vật riêng rẽ, mà là hỗn hợp dạng keo của
hydroxit nhôm, sắt với xút và nước.Quặng bauxite thường có cấu tạo dạng đá cứng
hoặc bở rời, dạng trứng cá hoặc hạt đậu, dạng lỗ hổng, dăm kết và các dạng khác.
1.1.2.Tiềm năng khoáng sản bauxite trên thế giới
Theo số liệu thống kê mới nhất của Sở Địa chất Mỹ tháng 01 năm 2013
(U.S.Geological Survey. Mineral Commodity Summaries 2013) thì tài nguyên
bauxite trên thế giới có khoảng từ 55 đến 75 tỷ tấn. Theo đó trữ lượng bauxite
khoảng 28 tỷ tấn phân bố ở hơn 40 quốc gia, trong đó Châu Phi chiếm 32%, Châu
Đại Dương 23%, Nam Mỹ và Caribean 21%, Châu Á 18% và các nước còn lại
chiếm 6%. Thống kê cho thấy có 5 quốc gia có trữ lượng bauxite trên 1 tỷ tấn là
Guinea (7,4 tỷ tấn), Australia (6 tỷ tấn), Brazil (2,6 tỷ tấn), Jamaica (2 tỷ tấn) và
Việt Nam (2,1 tỷ tấn).
Bảng 1.1. Tài nguyên bauxite ở các châu lục trên thế giới
Châu lục
Phần trăm
Châu Phi
32%
Châu Đại Dương
23%
Nam Mỹ và Caribbean
21%
Châu Á
18%
3
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Các nước có trữ lượng bauxite đều tiến hành khai thác bauxite để sử dụng
trong nước và xuất khẩu. Trên thế giới hiện có 30 nước với 111 nhà máy chế biến
alumin và 40 nước với 156 nhà máy điện phân nhôm kim loại.
Dưới đây là bảng thống kê trữ lượng và sản lượng khai thác bauxite trên thế
giới trong năm 2011 và 2012
Bảng 1.2. Trữ lượng và sản lượng khai thác bauxite trên thế giới
(nghìn tấn)
Sản lượng
Trữ lượng
STT
Nước
2011
2012
chắc chắn
01
United States
NA
NA
20.000
02
Australia
70.000
73.000
6.000.000
03
Brazil
31.800
34.000
2.600.000
04
China
45.000
48.000
830.000
05
Greece
2.100
2.000
600.000
06
Guinea
17.600
19.000
7.400.000
07
Guyana
1.820
1.850
850.000
08
India
19.000
20.000
900.000
09
Indonesia
37.100
30.000
1.000.000
10
Jamaica
10.200
10.300
2.000.000
11
Kazakhstan
5.500
5.300
160.000
12
Russia
5.890
6.100
200.000
13
Sierra Leone
1.460
1.200
180.000
14
Suriname
4.000
4.200
580.000
15
Venezuela
4.500
4.500
320.000
16
Việt Nam
600
300
2.100.000
17
Các nước khác
2.850
3.100
2.100.000
18
Toàn cầu (số
làm tròn)
259.000
263.000
28.000.000
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường [34]
4
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Theo số liệu thống kê ở bảng 1.1 có thể thấy Việt Nam có trữ lượng bauxite
đứng thứ 4 trên thế giới sau các nước Guninea (7,4 tỷ tấn), Australia (6 tỷ tấn),
Brazil (2,6 tỷ tấn). Trong năm 2012 sản lượng khai thác bauxite của Australia là cao
nhất thế giới (73 triệu tấn), tiếp đó đến Trung Quốc (48 triệu tấn), Brazil đứng thứ 3
với 34 triệu tấn.
Mặc dù có trữ lượng bauxite lớn thứ 4 thế giới (chiếm 7,5% trữ lượng
bauxite thế giới) nhưng sản lượng khai thác của Việt Nam còn rất nhỏ (600 nghìn
tấn vào năm 2011 và năm 2012 giảm xuống còn 300 nghìn tấn) chỉ chiếm khoảng
1,14% sản lượng của thế giới.
Như vậy với trữ lượng bauxite lớn, Việt Nam có tiềm năng phát triển công
nghiệp khai khoáng và chế biến nhôm để đáp ứng nhu cầu nhôm trong nước và xuất
khẩu.
1.1.3.Tiềm năng khoáng sản bauxite ở Việt Nam.
Về mặt địa chất, lãnh thổ Việt Nam nằm ở phần trung tâm Đông Nam Á
thuộc mảng thạch quyển Á - Âu có lịch sử phát triển địa chất lâu dài từ Arkei đến
hiện đại, lại nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên hình thành nguồn tài nguyên
khoáng sản phong phú và đa dạng.Quặng bauxite ở miền Bắc Việt Nam được phát
hiện từ trước cách mạng tháng 8. Các nhà địa chất Pháp R.Bourret, E. Patte (1927)
đã tìm thấy một loại đá gọi là “ sa thạch sắt” – loại đá giàu nhôm ở vùng Lạng Sơn,
sauu đó 10 năm, chính họ đã khẳng định sự có mặt của bauxite ở Lạng Sơn, Hà
Giang ( tại Bản Lỏng, Tam Lung, Mèo Vạc, Lũng Pú, Táp Ná…). Vào thời gian
1938 – 1939, người Pháp đã khai thác mỏ bauxite Tam Lung để lấy 30 tấn quặng và
mỏ ở Bản Lỏng – 160 tấn quặng. Cũng trong thời gian đó, quặng bauxite được phát
hiện ở các nơi khác, trong đó có Hải Dương. Quặng bauxite ở miền Bắc Việt Nam
chủ yếu là loại bauxite trầm tích có tuổi Permi muộn nằm trên mặt bào mòn của đá
vôi Carbon - Permi, rất ít mỏ nằm trên mặt bào mòn đá vôi tuổi Devon. Thành phần
khoáng vật quặng bauxite trầm tích chủ yếu là boehmite và diaspore. Ở miền Bắc
Việt Nam cũng có một số ít quặng bauxite laterite trong vỏ phong hóa các đá bazan
tuổi Pliocen - Pleistocen nhưng tài nguyên nhỏ, không có giá trị công nghiệp.
5
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Ở miền Nam Việt Nam, quặng bauxite được phát hiện muộn hơn. Những
nhận định ban đầu về sự có mặt của quặng bauxite laterit trên các cao nguyên bazan
Tây Nguyên thuộc về các nhà địa chất M. Schmit (1963), J.P. Berrage (1974),
Nguyễn Xuân An (1979) [32]. Tiếp theo đó, sau năm 1975, công tác nghiên cứu địa
chất đã được tiến hành rộng khắp trên toàn bộ lãnh thổ phía Nam Việt Nam, dẫn
đến là rất nhiều điểm quặng và mỏ bauxite đã được phát hiện và ghi nhận trên bản
đồ địa chất như: Kon Plong, Kon Hà Nừng, Đăk Nông, Bảo Lộc… ở Tây Nguyên.;
Bình Long ở Đông Nam Bộ; Vân Hòa, Thiên Ấn ở Nam Trung Bộ.
Gần đây (năm 2010) một kết quả thống kê chuyển đổi trữ lượng và tài
nguyên bauxite laterite về một "mặt bằng cấp trữ lượng và tài nguyên" theo quy
định về thăm dò, phân cấp trữ lượng và tài nguyên bauxite cho thấy tổng trữ lượng
và tài nguyên bauxite laterite của 23 mỏ ở Tây Nguyên được 2,522 tỷ tấn quặng tinh
(+1mm), giảm 566 triệu tấn quặng tinh (18,3%) so với dự kiến.
Trữ lượng quặng tinh có thể huy động vào nghiên cứu khả thi khai thác đạt
314,159 triệu tấn (15,64% so với tổng tài nguyên tinh quặng). Trữ lượng đã được
cấp phép khai thác 50,739 triệu tấn chiếm 16,15% trong tổng trữ lượng quặng tinh
và chỉ đạt 2,01% tổng trữ lượng và tài nguyên quặng tinh nêu trên. Cho đến nay
(tháng 2/2012), kết quả thăm dò 4 mỏ bauxite laterite ở Đăk Nông và Bình Phước
đạt tổng trữ lượng là 1.346,129 triệu tấn quặng nguyên khai, tương đương 520,901
triệu tấn tinh quặng (+1mm), giảm so với số dự kiến ở 4 mỏ tương ứng là 548,6
triệu tấn quặng nguyên khai (giảm 28,95% so với dự kiến), tương đương giảm 329,3
triệu tấn tinh quặng (giảm 38,73%). Kết quả này cho thấy nhận định chung rằng
"thường khi thăm dò tỉ mỉ đều cho trữ lượng và chất lượng tăng" không phải hoàn
toàn đúng
6
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Bảng 1.3. Thống kê các mỏ bauxite laterite chính ở miền Nam Việt Nam
STT
Diện
tích
(Km2)
Tên mỏ
1
1-5
Mức
độ
thăm
dò
Trữ lượng quặng tinh đã
được phê duyệt hoặc dự
kiến đạt được (Triệu tấn)
Trữ
Tài
lượng
nguyên
Tổng
Quặng
nguyên
khai
(Triệu
tấn)
123
Đã
97,3
36,3
133,6
283,7
117,5
Đã
95,7
44
139,7
308,5
2
Gia Nghĩa
3
Tân Rai
70
Đã
37,7
79
116,7
236
4
Tây Tân Rai
43
Đã
53,3
6,5
59,8
148,8
5
Đồi Thắng Lợi
3
Đã
2,7
2,7
5,4
452,5
982,4
Tổng
356,5
6
Kon Nà Nừng
67,5
Đang
52,7
52,7
117,1
7
Bắc Gia Nghĩa
142,5
Đang
189,7
189,7
462,6
8
Đắk Song
228
Đang
326,2
326,2
795,5
9
Gia nghĩa 2
205,5
Đang
253,4
253,4
618,1
10
Đông Bắc và Tây
Nam 1-5
174,6
Đang
162,7
162,7
396,8
11
Nhân Cơ
286
Đang
269,4
269,4
660
12
Tân Rai (TKV)
94,5
Đang
341
341
643,7
13
Bảo Lộc (TKV)
67,8
Đang
162
162
306,1
14
Thống Nhất
341,3
Đang
291
291
582
15
Thọ Sơn
158,9
Đang
116,1
116,1
232
16
Quảng Sơn
83,6
Đang
115,4
115,4
281,5
17
Tuy Đức
240
Đang
310,4
310,4
757,7
18
TCTy Hóa Chất
36,7
Đang
38
38
66,1
19
Vân Hòa
5
Đang
8
8
16
Tổng
2131,9
2636
5935,2
Tổng cộng
2488,4
3088,5
6917,6
Nguồn: Đề án "Điều tra đánh giá tổng thể tiềm năng quặng bauxite, quặng
sắt laterite Miền Nam Việt Nam" [27, 64]
7
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
Như vậy Tây Nguyên có tiềm năng khai thác bauxite lớn đặc biệt là ở Đăk
Nông, Gia Nghĩa và Di Linh, Bảo Lộc. Trên cơ sở đó hai nhà máy sản xuất alumin
đầu tiên của Việt Nam đã được xây dựng tại Tân Rai, Bảo Lộc, Lâm Đồng và Nhân
Cơ, Gia Nghĩa, Đăk Nông.
Dưới đây là số liệu về thành phần hóa học trong các mẫu quặng bauxite được
khai thác
Bảng 1.4. Thành phần quặng bauxite nguyên khai ở các khu mỏ Tây Nguyên
Thành phần hoá học,
%
Mẫu Tân Rai
(AP-Pháp)
Mẫu Nhân Cơ
(CSIRO-Úc)
Mẫu Gia
Nghĩa
(ALCOA-Úc)
Al2O3
SiO2
Fe2O3
47,1
2,68
21,1
49,58
2,46
17,3
47,7
5,9
18,9
TiO2
2,62
2,69
2,9
M.K.N (Mất khi nung)
Na2O
K2O
CaO
MgO
Carbonat
26,4
<0,3
27,2
0,01
0,01
0,01
0,01
V2O5
Ga2O3
S
SO3
C tổng
C hữu cơ
0,06
0,15-0,23
V: 245 ppm (V2O5:
0,0437)
Ga: 60 ppm (Ga2O3:
,0081)
0,076
0,041
V: 229ppm
0,001
0,07
0,16
0,108
0,1
0,17
0,11
Oxalat
P2O5
ZnO
0,05
0,14
0,08
0,015
0,08
<15ppm
0,23
0,003
8
0,18
Zn: 54ppm
Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT
BaO
ZrO2
Cr2O3
0,01
0,03
0,084
PbO
Be
Hg
0,01
Zr: 227ppm
Cr: 661ppm
Pb: 7ppm
0,5ppm
0,07ppm
Nguồn: Tạp chí tài nguyên và môi trường [34]
1.2. Hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên và các vấn đề
môi trường phát sinh.
1.2.1. Đặc điểm chung của hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên
Hoạt động khai thác và chế biến bauxite ở Tây Nguyên ở 2 tỉnh Lâm Đồng
và Đăk Nông đều có những nét tương đồng. Đó là lớp quặng bauxite nằm gần mặt
đất dưới một lớp phủ mỏng, nằm trên mực nước ngầm và có chiều dày trung bình từ
4 – 5m, nhưng lại trải dài trên diện rộng của bề mặt địa hình dạng đồi, do vậy dễ
dàng khai thác bằng công nghệ mông mỏ nội thiên với các phương tiện cơ giới
trong khai đào, bốc xúc, vận chuyển. Chất lượng quặng tốt, tạp chất chủ yếu là sét,
do đó có thể tuyển rửa trong môi trường nước đạt đến độ sạch là 99% để thu hồi
tinh quặng ở cấp hạt ≥ 1mm. Thành phần khoáng vật của quặng chủ yếu là Gibsit
nên rất thuận lợi để sản xuất Alumina theo phương pháp bayer với thiết bị công
nghệ (trước mắt) nhập từ Trung Quốc. Nước phục vụ cho việc sản xuất được lấy từ
các nguồn nước mặt, điện được lấy từ các nhà máy nhiệt điện tự xây tại khu vực nhà
máy Alumina. Tuy nhiên, tùy thuộc vào vị trí của mỏ bauxite, của nhà máy
Alumina và điều kiện cụ thể của từng địa bàn, có thể có sự khác nhau chút ít trong
hệ số bóc đất phủ, trong vận chuyển quặng bằng ô tô, băng tải, hoặc kết hợp trong
thu dọn thảm thực vật là rừng tự nhiên, rừng trồng hoặc thảm cây trồng nông
nghiệp.
Suy rộng ra đến các khu vực dự án bauxite – Alumin khác trên lãnh thổ Tây
Nguyên, có thể cho rằng nguồn gây tác động và các đối tượng của môi trường tự
nhiên bị tác động về cơ bản là rất giống nhau. Trên cơ sở đó có thể khái quát việc
9
- Xem thêm -