Khóa luận Nghiên cứu ảnh hưởng và đề xuất giải pháp cải thiện môi trường nước sau chế biến tinh quặng ilmenit tại nhà máy Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG VIỆT CƯỜNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

MÔI TRƯỜNG NƯỚC SAU CHẾ BIẾN TINH QUẶNG ILMENIT XÃ

ĐỘNG ĐẠT, HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

Chuyên ngành

Khoa

: Chính quy

: Khoa Học Môi Trường

: Môi Trường

Khóa học

: 2015 – 2019

Thái Nguyên, năm 2019

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG VIỆT CƯỜNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

MÔI TRƯỜNG NƯỚC SAU CHẾ BIẾN TINH QUẶNG ILMENIT XÃ

ĐỘNG ĐẠT, HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

Chuyên ngành

Lớp

: Chính quy

: Khoa Học Môi Trường

: K47- KHMT - N02

: Môi Trường

Khoa

Khóa học

: 2015 – 2019

Giáo viên hướng dẫn : Th.S. Hoàng Quý Nhân

Thái Nguyên, năm 2019

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này, trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

tới Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm

khoa Môi trường và tập thể các thầy giáo, cô giáo trong trường đã truyền đạt

lại cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và rèn luyện

tại nhà trường.

Em xin trân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty TNHH Xây dựng và

Phát triển nông thôn miền núi đã cho em cơ hội được học hỏi, học tập và thực

tập tốt nghiệp tại Nhà máy chế biến tinh quặng Ilmenit.

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, chỉ đạo tận tình của

thầy giáo hướng dẫn, ThS.Hoàng Quý Nhân, đã giúp đỡ em trong suốt quá

trình thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.

Cuối cùng, em xin được gửi tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên,

giúp đỡ, tạo niềm tin và là chỗ dựa vững chắc cho em trong suốt khoảng thời

qua cũng như vượt qua những khó khăn trong khoảng thời gian thực hiện

khóa luận.

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày……tháng…..năm 2019

Sinh viên

Lương Việt Cường

ii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Ước tính sản lượng quặng theo ngàn tấn........................................ 10

Bảng 2.2. Thành phần các khoáng trong quặng bậc cao................................. 12

Bảng 2.3. Thành phần tinh quặng đã sản xuất và tiêu thụ .............................. 13

Bảng 4.1. Danh mục các thiết bị phục vụ chế biến tinh quặng ilmenit .......... 19

Bảng 4.2. Các loại nguyên vật liệu sử dụng cho sản xuất ............................. 22

của nhà máy chế biến tinh quặng ilmenit........................................................ 22

Bảng 4.3. Thống kê nhu cầu sử dụng nước của nhà máy ............................... 22

Bảng 4.4. Kết quả phân tích mẫu nước thải sau khi xử lý,............................. 25

trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.................................................................. 25

Bảng 4.5. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu của nước suối Đạo.................... 27

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1. Vị trí nhà máy.................................................................................. 16

Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất của nhà máy .......................................... 18

Hình 4.3. Công nghệ xử lý nước thải.............................................................. 23

Hình 4.4. Biểu đồ kết quả phân tích mẫu nước thải trước khi thải vào nguồn

tiếp nhận .......................................................................................................... 25

Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu pH............................................................ 28

Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu DO........................................................... 29

Hình 4.7. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD₅....................................................... 29

Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD........................................................ 30

Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu TSS.......................................................... 30

Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu As.......................................................... 31

Hình 4.11. Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Fe .......................................................... 31

Hình 4.12. Mô hình bãi lọc ngầm trồng cây ................................................... 33

Hình 4.13. Sơ đồ công nghệ tuần hoàn/tái sử dụng nước thải........................ 35

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Kí hiệu

Viết đầy đủ

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Nghị định - Chính phủ

CHXHCNVN

NĐ - CP

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

QH

Quốc hội

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TT-BTNMT

Thông tư - Bộ Tài nguyên và Môi trường

v

MỤC LỤC

Phần 1 MỞ ĐẦU............................................................................................... 1

1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1

1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2

1.3. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................... 2

1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ...................................... 2

1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn ........................................................................... 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3

2.1. Cơ sở khoa học........................................................................................... 3

2.1.1. Cơ sở lý luận của đề tài........................................................................... 3

2.1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài.......................................................................... 8

2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước................................................ 9

2.2.1. Tình hình sản lượng ilmenit trên thế giới ............................................... 9

2.2.2. Tiềm nặng quặng ở Việt Nam............................................................... 11

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 14

3.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................... 14

3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 14

3.1.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................... 14

3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................... 14

3.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 14

3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 14

3.4.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa số liệu, tài liệu ..................... 14

3.4.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa................................................ 15

3.4.3. Phương pháp tổng hợp và viết báo cáo................................................. 15

Phần4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 16

4.1. Tổng quan về Nhà máy chế biến tinh quặng ilmenit ............................... 16

vi

4.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 16

4.1.2. Công nghệ chế biến tinh quặng ilmenit ................................................ 16

4.1.3. Các loại máy móc, thiết bị phục vụ chế biến quặng ............................. 19

4.1.4.Nguyên, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất .............................................. 21

4.2. Các nguồn phát sinh nước thải và biện pháp xử lý nước thải của Nhà máy

chế biến tinh quặng ilmenit............................................................................. 22

4.2.1. Nhu cầu sử dụng nước và các nguồn phát sinh nước thải..................... 22

4.2.2. Công nghệ xử lý nước thải của Nhà máy.............................................. 23

Toàn bộ lượng nước thải phát sinh trong hoạt động sản xuất đều được thu

gom, xử lý........................................................................................................ 23

4.3. Đánh giá ảnh hưởng của nước thải Nhà máy chế biến tinh quặng ilmenit

đến môi trường nước xung quanh ................................................................... 24

4.3.1. Hiện trạng nước thải của Nhà máy chế biến tinh quặng ilmenit .......... 24

4.4. Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường nước khu vực Nhà máy chế biến

tinh quặng ilmenit, xã Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên .. 32

4.4.1. Biện pháp bãi lọc ngầm trồng cây......................................................... 32

4.4.2. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước thải ................................... 33

4.4.3. Phòng ngừa, ứng phó, khắc phục sự cố gây ô nhiễm nguồn nước ....... 34

4.4.4. Hiệu quả của công nghệ tái tuần hoàn sử dụng nước ........................... 34

Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 36

5.1. Kết luận .................................................................................................... 36

5.2. Kiến nghị.................................................................................................. 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 38

1

Phần 1

MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Thái Nguyên là một tỉnh ở Đông Bắc nằm trong vùng sinh khoáng

Đông Bắc Việt Nam, thuộc vành đai sinh khoáng Thái Bình Dương. Tài

nguyên khoáng sản của tỉnh Thái Nguyên phong phú về chủng loại, trong đó

có nhiều loại có ý nghĩa trong vùng và với cả nước như: sắt, titan, than, chì,

kẽm, thiếc, vonfram… Điều này tạo nên lợi thế trong việc phát triển các

ngành công nghiệp khai khoáng, công nghiệp luyện kim, góp phần đưa Thái

Nguyên trở thành một trong những trung tâm công nghiệp luyện kim lớn.

Với trữ lượng tài nguyên khoáng sản khá lớn góp phần ổn định kinh tế -

xã hội cho địa phương. Nhưng những bất cập trong quá trình khai thác, chế

biến các loại khoáng sản lại đang là một vấn đề lớn làm suy giảm đến thành

phần môi trường tại các khu vực khai thác và chế biến trên địa bàn tỉnh. Đây

cũng chính là những bất cập lớn trong công tác quản lý môi trường tại các mỏ

khoáng sản ở địa phương hiện nay.

Nhà máy chế biến tinh quặng ilmenit tại xã Đông Đạt, huyện Phú Lương,

tỉnh Thái Nguyên thuộc sở hữu của Công ty TNHH Xây dựng và Phát triển

nông thôn miền núi hiện đang là nhà máy chuyên chế biến tinh quặng

ilmenit trên địa bàn tỉnh với công suất 30.000 tấn/năm, với sản phẩm sau

khi chế biến là tinh quặng ilmenit hàm lượng 52%. Hoạt động sản xuất

của nhà máy phát sinh một lượng nước thải khá lớn, nguồn nước thải này

được đổ vào suối Đạo, là suối cung cấp nước phục vụ sản xuất nông

nghiệp của người dân trong vùng. Việc xả nước thải của Nhà máy có thể

gây ảnh hưởng đến nguồn nước tiếp nhận.

Xuất phát từ thực tiễn trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên

cứu ảnh hưởng và đề xuất giải pháp cải thiện môi trường nước sau chế

biến tinh quặng ilmenit tại nhà máy Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh

Thái Nguyên”.

2

1.2. Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu hoạt động sản xuất của Nhà máy chế biến tinh quặng

ilmenit, xã Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.

- Đánh giá ảnh hưởng của nước thải Nhà máy chế biến tinh quặng

ilmenit đến môi trường nước xung quanh.

- Đề xuất một số giải pháp bảo vệ môi trường tại Nhà máy

1.3. Ý nghĩa của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Tạo cơ hội cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học vào thực

tiễn, rèn luyện kĩ năng.

- Là cơ hội giúp sinh viên tìm hiểu, tiếp thu kinh nghiệm trong thực tiễn,

đồng thời bổ sung tư liệu học tập, kinh nghiệm làm việc sau khi ra trường

- Kết quả của đề tài làm tài liệu cug cấp, tham khảo cho các nghiên cứu

tiếp theo về sự ảnh hưởng trong chế biến tinh quặng ilmenit đến môi trường

nước.

1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn

- Đề tài sẽ đưa ra được kết quả về sự ảnh hưởng sau chế biến tinh quặng

ilmenit đến môi trường nước

- Đưa ra được các biện pháp, giải pháp cải thiện môi trường nước sau

chế biến tinh quặng ilmenit

- Nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường đặc biệt là bảo vệ môi

trường nước hiện nay.

3

PHẦN 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học

2.1.1. Cơ sở lý luận của đề tài

2.1.1.1. Một số khái niệm, thuật ngữ liên quan đến môi trường

- Khái niệm môi trường:

Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2014,

môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật

chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con

người và sinh vật” [6].

- Khái niệm ô nhiễm môi trường:

Theo khoản 8 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trương Việt Nam 2014: “Ô

nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp

với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng

xấu đến con người và sinh vật”[6].

- Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước:

Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các

tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiện của các chất

lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh

vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.

Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp

ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có

ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Khi sự thay đổi đó vượt

quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một

số bệnh ở người.

- Nước thải công nghiệp:

Là nước thải phát sinh ra từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất,

dịch vụ công nghiệp (gọi chung là cơ sở công nghiệp), từ công ty xử lý nước

thải tập trung có đầu mối nước thải của cơ sở công nghiệp.

4

- Xử lý nước thải công nghiệp:

Bao gồm các cơ chế và quy trình sử dụng để xử lý nước thải được tạo

ra từ các hoạt động công nghiệp hoặc thương mại. Sau khi xử lý, nước thải

công nghiệp được xử lý (hoặc dòng thải) có thể được tái sử dụng hoặc đưa

đến một hệ thống thoát nước vệ sinh hoặc một nơi lưu trữ nước trong thiên

nhiên. Hầu hết các ngành công nghiệp tạo ra nước thải mặc dù xu hướng phát

triển trên thế giới gần đây là giảm thiểu lượng hoặc tái chế nước thải được tạo

ra trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, nhiều ngành công nghiệp vẫn còn tạo

ra nhiều nước thải.

- Hoạt động bảo vệ môi trường:

Theo khoản 3 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam 2014: “Hoạt

động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác

động xấu đên môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy

thoái, cải thiện, phục hổi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên

thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành” [6].

- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường:

“Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng

môi trường xung quanh, hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải, các

yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố

dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường” [6].

- Quy chuẩn kỹ thuật môi trường:

Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014:

“Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất

lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất ô nhiễm có trong chất

thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền

ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc để bảo vệ môi trường” [6].

5

2.1.1.2. Một số khái niệm liên quan đến khai thác và chế biến quặng ilmenit.

a, Khái niệm về khai thác khoáng sản

Khai thác khoáng sản là hoạt động xây dựng cơ bản mỏ, khai đào, sản

xuất và các hoạt động có liên quan trực tiếp nhằm thu hồi khoáng sản (Khoản

điều 3 Luật Khoáng sản 1996) .

Theo luật khoáng sản 2010 thì khai thác khoáng sản là hoạt động nhằm

thu hồi khoáng sản, bao gồm xây dựng cơ bản mỏ, khai đào, làm giàu và các

hoạt động có liên quan.

Đây là hoạt động được tiến hành sau khi có giấy phép khai thác khoáng

sản của cơ quan Nhà nước có thẩm quyền và được tính từ khi mỏ bắt đầu xây

dựng cơ bản (hay còn gọi là mở mỏ), khai thác bình thường theo công thức thiết

kế, cho đến khi mỏ kết thúc khai thác (đóng cửa mỏ - phục hồi môi trường).

Trước đây, trong thời kỳ bao cấp hoạt động khai thác khoáng sản chủ

yếu do các tổng công ty, công ty Nhà nước thực hiện tại các mỏ đã được tìm

kiếm, thăm dò bằng nguồn vốn nhà nước như Apatit, quặng sắt, than, đá vôi,

sét làm nguyên liệu xi măng, thiếc...với số lượng rất ít. Sau năm 1996 khi

Luật khoáng sản được ban hành với chính sách đầu tư của nhà nước, hoạt

động khai thác đã phát triển nhanh cả về quy mô và thành phần kinh tế tham

gia hoạt động khoáng sản nhất là trong vài năm trở lại đây.

b, Khái quát về ilmenit

*Ilmenit là một khoáng vật titan - sắt ôxit có từ tính yếu, có màu xám

thép hay đen sắt, có công thức hóa học FeTiO₃. Nó kết tinh theo hệ ba

phương, và có cấu trúc tinh thể giống với corundum và hematit . Tên gọi

Ilmenit được đặt theo tên dãy núi Ilmenski ở Nga , là nơi khoáng vật này được

phát hiện đầu tiên.

Ilmenit thường được tìm thấy trong các đá macma bị biến đổi, khoáng

vật giả hình leucoxen. Thông thường các ilmenit có viền bằng leucoxen, là

đặc điểm phân biệt ilmenit với magnetit và các khoáng vật ôxit titan-sắt khác.

6

* Về thành phần vật chất: Ilmenit thường chứa một lượng đáng kể

magiê và mangan và công thức hóa học đầy đủ có thể được viết như sau

(Fe,Mg,Mn,Ti)O₃. Ilmenit hình thành từ dung dịch rắn với geikielit (MgTiO₃)

và pyrophanit (MnTiO₃), là những chất cuối của chuỗi dung dịch rắn chứa

mangan và mangan-sắt.

Titan tồn tại ở nhiều dạng khoáng vật khác nhau nên hàm lượng TiO₂

có biên độ thay đổi khá lớn, từ 47,25÷53,30%

Các khoáng vật đi kèm ilmenit khá đa dạng có giá trị cao như rutil,

zircon, monazit, xenotim... Trong một số vùng mỏ sa khoáng lục địa và tầng

cát đỏ ven biển có nhiều sét, từ 10÷20%.

Cấp hạt khoáng vật nặng có giá trị kinh tế chủ yếu là từ 0,1-0,3 mm.

Hàm lượng khoáng vật nặng thấp 0,6-5,0 % nên trong quá trình tuyển

thô khối lượng cát thải rất lớn, từ 95÷98% khối lượng quặng nguyên.

* Tính chất vật lý : Màu đen, vết vạch nâu, ánh kim hoặc bán kim. Vết

vỡ vỏ sò đến nửa vỏ sò, độ cứng 5-6, tỷ trọng 4,72

* Tính chất quang học: Một trục, âm, lưỡng triết suất cao, hệ số phản

xạ18%.

* Ứng dụng: Titan và các hợp chất được ứng dụng rộng rãi trong rất

nhiều ngành công nghiệp khác nhau như chế tạo máy, luyện kim, hóa chất,

vật liệu mới,… là vật liệu chế tạo tàu vũ trụ, máy móc, dụng cụ y tế, chất hấp

phụ, cho đến các loại vật liệu nano. Ilmenit chủ yếu còn được dùng làm

nguyên liệu thô cho các sản phẩm tạo màu. Titan dionit được tách ra và

nghiền thành bộ mịn và là một chất độ trắng cao có thể được sử sụng trong

các sản phẩm sơn, giếu và nhựa chất lượng cao.

c, Công nghệ khai thác

Công nghệ khai thác tại nước ta hiện vẫn chủ yếu là khai thác thủ công,

chọn lọc những lớp quặng giàu 80 - 85% khoáng vật nặng. Một số cơ sở khai

thác thủ công đưa về tuyển bằng bàn đãi, máng thủ công tách cát và thu hồi

7

khoáng vật nặng. Sau đó tuyển tinh quặng bằng máy tuyển từ, tuyển điện -

bàn đãi thu được các loại sản phẩm: quặng tinh ilmenit có hàm lượng 52%

TiO₂, quặng tinh zircon có 55-60% ZrO₂, rutil, anataz đạt đến 85% TiO₂.

Từ năm 1995 cho đến hiện nay các cơ sở khai thác của ta dần dần đã áp

dụng công nghệ khai thác cơ giới bằng máy xúc - máy gạt, xúc lật tập trung

quặng về các cụm tuyển.

Giai đoạn tiếp theo mức độ cơ giới hóa sẽ khá lớn trong việc khai thác

và tạo sự liên hoàn khai thác - tuyển - thu sản phẩm - xuất khẩu.

Quặng tuyển có hàm lượng TiO₂= 50 - 52%.

d, Quy trình chế biến quặng

Quy trình chế biến quặng bao gồm 2 khâu:

* Khâu tuyển thô: được tuyển ngay tại khai trường nhờ công nghệ

tuyển trọng lực sử dụng các cụm vít xoắn với các công đoạn như sau :

1. Cát quặng được bơm hút từ gương khai thác với tỷ lệ 7 m³nước/1m³

cát quặng, bơm lên sàng lọc rác trước khi đưa vào vít xoắn sơ cấp; dung dịch

cát thải được bù nước bơm ra bãi thải.

2. Dung dịch cát quặng đã qua tuyển sơ cấp được bơm bù nước, bơm

lên vít xoắn trung gian; dung dịch cát thải của khâu này, được bơm bù nước,

bơm ra bãi thải.

3. Dung dịch cát quặng đã qua tuyển trung gian được bơm bù nước,

bơm lên vít xoắn tuyển sản phẩm; dung dịch cát thải của khâu này, được bơm

bù nước, bơm ra bãi thải.

4. Sản phẩm cát quặng được bơm bù nước, bơm lên bãi chứa sản phẩm.

* Khâu tuyển tinh: quặng được vận chuyển về nhà máy tuyển tinh được xây

dựng ngay trên diện tích khu mỏ (thuộc dự án riêng về công tác chế biến tinh).

2.1.1.3. Ảnh hưởng của khai thác và chế biến khoáng sản đến môi trường.

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước,

các hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản ở nước ta đã và đang góp

8

phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất nước. Tuy nhiên, các hoạt động khai

thác và chế biến khoáng sản, đặc biệt là khai thác và chế biến quặng vẫn luôn

là mối hiểm họa ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường.

Trong quá trình khai thác mỏ, con người đã làm thay đổi môi trường

xung quanh, làm phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trường.

Tác động tới môi trường nước: Hoạt động khai thác và chế biến thường

sinh ra một lượng bụi lớn có nguồn gốc chủ yếu từ hoạt động nổ mìn, khoan

cắt đá, từ quá trình vận chuyển đá về bãi tập kết và các chất thải rắn, chất thải

sinh hoạt, các bụi thải không được quản lý, xử lý chặt chẽ tham gia vào thành

phần nước mưa, nước chảy tràn cung cấp cho nguồn nước tự nhiên là những

tác động tiêu cực tới môi trường, gây ô nhiễm môi trường nước và không khí

xung quanh khu vực mỏ khai thác.

Tác động tới các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác: Hoạt động khai

thác và chế biến làm thay đổi cảnh quan môi trường, mất cân bằng sinh thái,

làm thoái hóa lớp đất mặt, gây sạt lở mất an toàn lao động và trong quá trình

khai thác đá còn tạo ra tiếng ồn và những chấn động lớn gây ảnh hưởng tới

sức khỏe của người dân xung quanh khu vực.

2.1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài

- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã

hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014

và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015.

- Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 được Quốc hội nước Quốc hội

nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XII, kỳ họp thứ 8 thông qua

ngày 17/11/2010;

- Luật Tài nguyên nước ngày 21 tháng 6 năm 2012;

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ Quy

định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường.

9

- Nghị định số158/2016/NĐ-CP ngày 29/11/2016 của Chính phủ quy

định chi tiết thi hành một số điều của Luật khoáng sản.

- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ quy

định chi tiết một số điều của Luật tài nguyên nước;

- Nghị định số 164/2016/NĐ-CP ngày 24/12/2016 của Chính phủ về phí

bảo vệ môi trường đối với khai thác khoáng sản.

- Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT ngày 30/6/2015 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường thông tư hướng dẫn về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt

động khai thác khoáng sản.

- TCVN 5999:1995 (ISO 5667/10: 1992) về chất lượng nước - lấy mẫu –

hướng dẫn lấy mẫu nước thải

- TCVN 6663-6:2018 (ISO 5667-6:2014) về Chất lượng nước - Lấy mẫu

- Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng nước mặt.

- QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải

công nghiệp.

2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.1. Tình hình sản lượng ilmenit trên thế giới

a, Nhu cầu về sản phẩm ilmenit trên thế giới

Theo thống kê, nhu cầu thế giới về các sản phẩm titan như sau:

- Ilmenit (tính theo TiO₂): 5 - 7 triệu tấn/năm

- Bột màu TiO₂: 4,5 - 5,5 triệu tấn/năm

- Rutil nhân tạo : 300.000 tấn/năm

- Xỉ titan : 900.000 tấn/năm

Trữ lượng quặng titan trên thế giới ước tính khoảng 690 triệu tấn (tính theo

TiO₂), trong đó rutil là 151,1 triệu tấn, ilmenit là 537 triệu tấn. Trữ lượng titan tập

trung chủ yếu ở các nước: Liên xô (cũ), Canađa, Na Uy, Mỹ, Ấn Độ, Ôxtrâylia.

10

Nhu cầu sử dụng ilmenit trên thế giới ngày một tăng. Năm 1997 nhu

cầu trên toàn cầu là 3,5 triệu tấn. Năm 2000 là 3,9 triệu tấn và đến năm 2005

là 4,3 - 4,5 triệu tấn trong đó thị trường Bắc Mỹ là 37%, Châu Âu là 31%,

Châu Á là 21%, Mỹ La tinh là 6%, Trung Đông và Châu Phi là 5%.

b, Sản lượng ilmenit trên thế giới

Úc được cho là quốc gia khai thác và xuất khẩu quặng ilmenit lớn nhất

thế giới, với sản lượng 1,1 triệu tấn, theo sau là Nam Phi (952 ngàn tấn),

Canada (809 ngàn tấn), Trung Quốc (~400 ngàn tấn) và Na Uy (380 ngàn tấn).

Việc khai thác các mỏ khoáng sản lớn ở Sénégal, Côte d'Ivoire,

Madagascar và Mozambique sẽ tăng lượng cung ilmenit, rutil, zircon và

leucoxene cho thị trường tiêu thụ thế giới trong những năm tới. Nguồn cung

cấp ilmenit và titan thô này khoảng 1,5 triệu tấn mỗi năm, hơn mức tăng về

nhu cầu titan của thế giới là 350 ngàn tấn mỗi năm.

Mặc dù hầu hết ilmenit được thu hồi từ mỏ cát chứa khoáng vật nặng,

ilmenit cũng có thể được khai thác trong các đá xâm nhập hay còn gọi là

quặng titan đá gốc.

Bảng 2.1. Ước tính sản lượng quặng theo ngàn tấn

Quốc gia

Úc

Sản lượng

1.140

952

Quốc gia

Ấn Độ

Sản lượng

200

130

809

Vietnam

100

400

Mozambique

Madagascar

Sénégal

(750)

(700)

(150)

120

380

Hoa Kỳ

Ukraina

300

220

Các quốc gia khác

4.800

Toàn thế giới

11

2.2.2. Tiềm nặng quặng ở Việt Nam

a, Nhu cầu

Ở Việt Nam, các ngành công nghiệp trong nước như sơn, cao su, nhựa ,

gốm sứ, hóa chất và chế tạo que hàn đều có nhu cầu về các sản phẩm đi từ

quặng ilmenit. Nhu cầu hàng năm như sau:

- Bột màu TiO₂: nhu cầu hiện nay khoảng 10.000 tấn/năm, dự báo sẽ

tăng đến 20.000 tấn/năm trong thời gian tới.

- Ilmenit và rutil làm que hàn: nhu cầu khoảng 15.000 tấn/năm

- Bột zircon: nhu cầu khoảng 5.000 - 10.000 tấn/năm

Dự báo nhu cầu sử dụng khoáng sản titan đến năm 2010 là 120.000

tấn/năm. Dự báo kế hoạch sản lượng quặng tinh ilmenit đến năm 2010 là

290.000 tấn/năm.

Trong những năm 1983 - 1987, một số cơ sở trong nước đã tiến hành

thử nghiệm chế biến ilmenit, zircon ở quy mô pilot để tạo ra các sản phẩm

như xỉ titan, rutil nhân tạo, TiO₂,... nhưng trên thực tế chưa có cơ sở nào thực

sự sản xuất ra các sản phẩm này. Đây là một thị trường hấp dẫn nhưng hiện

còn bỏ ngỏ ở Việt Nam.

b, Sản lượng

Nước ta có nguồn tài nguyên sa khoáng titan đáng kể. Trữ lượng đã

được thăm dò và đánh giá là khoảng hàng chục triệu tấn ilmenit, nằm dọc ven

biển các tỉnh Quảng Ninh, Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị,

Thừa Thiên - Huế, Bình Định, Bình Thuận. Những tỉnh có trữ lượng lớn là Hà

Tĩnh, Thừa Thiên - Huế, Bình Định, Bình Thuận.

Nếu so sánh về mặt tiềm năng tài nguyên thì trữ lượng ilmenit-zircon

của Việt Nam chiếm khoảng 5% trữ lượng của toàn thế giới.

Hàm lượng các khoáng vật có ích trong quặng titan Việt Nam là:

ilmenit 20-200 kg/m³, zircon 20-50 kg/m³, rutil 5-10 kg/m³và một lượng

đáng kể monazit. Thành phần khoáng vật quặng trong sa khoáng titan ven

biển chủ yếu là ilmenit, zircon, rutil, anataz, lơcoxen, monazit, manhetit...

khoáng vật không quặng chủ yếu là cát thạch anh. Ở phần lớn các mỏ, quặng

12

titan chủ yếu (trên 80%) là ở dạng hạt mịn (0,05-0,15 mm). Tổng trữ lượng

zircon đi kèm quặng titan ước tính khoảng 0,5 triệu tấn.

Ở nước ta hiện nay đã phát hiện được 66 tụ khoáng và điểm quặng

titan. Quặng giàu mới chỉ phát hiện được ở tụ khoáng Cây Châm và điểm

quặng Nà Hoe. Tụ khoáng Cây Châm nằm ở huyện Phú Lương, cách Thái

Nguyên 20 km, được phát hiện từ năm 1963. Quặng tại đây được phân thành

ba loại là bậc cao, bậc trung bình và bậc thấp theo hàm lượng ilmenit. Quặng

bậc cao có thành phần như sau:

Bảng 2.2. Thành phần các khoáng trong quặng bậc cao

Thành phần

TiO₂

Hàm lượng (%)

15 - 30

23,25

FeO

Fe₂O₃

V₂O₅

SiO₂

2,89

0,12 - 0,25

16,7

Al₂O₃

MgO

3,8

0,26

CaO

1,18

Cr₂O₃

0,045

Dự đoán trữ lượng của tụ khoáng này là 4,83 triệu tấn ilmenit. Số còn

lại đánh giá sơ bộ dự báo khoảng 15 triệu tấn ilmenit.

Titan sa khoáng trong lục địa mới chỉ phát hiện được vài điểm. Ở Cổ

Lãm đánh giá được trữ lượng là 0,36 triệu tấn ilmenit. Ở các tụ khoáng Sơn

Đầu, Quảng Đàm được đánh giá khoảng 2-3 triệu tấn.

Titan sa khoáng ven biển là nguồn cung cấp titan chủ yếu. Các tụ

khoáng có giá trị công nghiệp tập trung chủ yếu ở Trung Bộ từ Thanh Hóa

đến Bình Thuận. Chúng tập trung ở các khu vực sau:

- Vùng duyên hải Đông bắc Bắc bộ có tổng trữ lượng khoảng 90 ngàn

tấn (tính theo TiO₂).

- Vùng ven biển Hải phòng - Thái bình - Nam Định : ở vùng này

khoáng vật chủ yếu là ilmenit, ngoài ra còn có zircon, rutil, monazit. Dự báo

có khoảng 11 ngàn tấn ilmenit, 3 ngàn tấn zircon.