đánh giá tiềm năng và giá trị sử dụng một số khoáng chất công nghiệp ( diatomit, bentomit, zeolit, kaolin ) ở nam trung bộ và tây nguyên phục vụ công nông nghiệp và xử lý môi trường

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢNBÁO CÁO ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG MỘT SỐ KHOÁNG CHẤT CÔNG NGHIỆP DIATOMIT, BENTONIT, ZEOLIT, KAOLIN Ở NAM

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG MỘT SỐ KHOÁNG CHẤT CÔNG NGHIỆP

(DIATOMIT, BENTONIT, ZEOLIT, KAOLIN)

Ở NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

PHỤC VỤ CÔNG - NÔNG NGHIỆP

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

Tác giả: Vũ Xuân Bách, Nguyễn Tiến Bào,

Hoàng Viết Hạnh, Nguyễn Trọng Hùng, Trần Thị Ngà

Cộng tác viên: Phạm Văn An, Nguyễn Kim Hoàng,

Trần Ngọc Thái, Mai Kim Vinh

BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG MỘT SỐ KHOÁNG CHẤT CÔNG NGHIỆP

(DIATOMIT, BENTONIT, ZEOLIT, KAOLIN)

Ở NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

I Đặc điểm địa lý tự nhiên - kinh tế, nhân văn 31

1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 31

2 Kinh tế - nhân văn 31

II Khái quát lịch sử nghiên cứu địa chất 33

III Tình hình sử dụng bentonit, diatomit, kaolin, zeolit 35

Chương II: Sơ lược đặc điểm các thành tạo địa chất liên quan đến

khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

39

I Diatomit với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung

Bộ và Tây Nguyên

39

1 Khái niệm chung về diatomit 39

2 Diatomit với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung

1 Khái niệm chung về bentonit 40

2 Bentonit với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung

1 Khái niệm chung về kaolin 41

2 Kaolin với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung Bộ

1 Khái niệm chung về zeolit 43

2 Zeolit với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung Bộ

và Tây Nguyên

44

Chương III: Các phương pháp nghiên cứu và khối lượng đã tiến hành 45

I Các phương pháp nghiên cứu 45

1 Phương pháp tổng hợp thu thập tài liệu 45

2 Phương pháp khảo sát địa chất 45

3 Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm mẫu 45

4 Nghiên cứu khả năng sử dụng khoáng sản 47

5 Công tác tổng hợp tài liệu lập báo cáo tổng kết 48

II Khối lượng công tác đã tiến hành 48

Chương IV: Đặc điểm chất lượng và giá trị sử dụng diatomit,

bentonit, kaolin, zeolit vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

50

I Đặc điểm chất lượng và giá trị sử dụng diatomit vùng Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên

50

1 Đặc điểm về thành phần vật chất của diatomit 50

1.1 Đặc điểm về thành phần hoá học 50

1.2 Đặc điểm thành phần khoáng vật 56

1.3 Đặc điểm cơ lý của diatomit 57

2 Đánh giá chất lượng và giá trị sử dụng của diatomit 72

1.1 Phân loại chất lượng và những lĩnh vực sử dụng chính của

diatomit

72

1.2 Đánh giá chất lượng và giá trị sử dụng của diatomit 75

1.3 Kết quả nghiên cứu mẫu kỹ thuật diatomit dùng xử lý môi

trường

77

1.4 Đánh giá giá trị tiềm năng kinh tế của diatomit 79

II Đặc điểm chất lượng và giá trị sử dụng bentonit vùng Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên

Trung Bộ và Tây Nguyên

1 Đặc điểm về thành phần vật chất của kaolin 114

1.1 Đặc điểm thành phần vật chất của kaolin phong hoá từ đá

2 Đánh giá chất lượng và giá trị sử dụng của kaolin 119

2.1 Phân loại và những lĩnh vực sử dụng chính của kaolin 119

2.2 Đánh giá chất lượng và giá trị sử dụng của kaolin 121

2.3 Kết quả nghiên cứu mẫu kỹ thuật kaolin làm sứ cách điện 123

2.4 Đánh giá giá trị kinh tế tiềm năng của kaolin 125

IV Đánh giá tiềm năng zeolit vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên 126

1 Tình hình nghiên cứu zeolit trên thế giới 126

2 Tình hình nghiên cứu zeolit ở Việt Nam 126

3 Khái quát về zeolit 127

4 Đánh giá tiềm năng zeolit ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên 130

Chương V: Quy luật phân bố và triển vọng khoáng sản diatomit,

bentonit, kaolin, zeolit vùng Nam Trung Bộ và Tây

Nguyên

141

I Quy luật phân bố và phân vùng triển vọng diatomit ở Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên

142

1 Quy luật phân bố diatomit 142

2 Mô tả một số mỏ và điểm khoáng sản diatomit đặc trưng 143

3 Kết quả nghiên cứu chi tiết vùng triển vọng diatomit An Thọ,

An Lĩnh, tỷ lệ 1:10.000

148

4 Phân vùng triển vọng diatomit 158

II Quy luật phân bố và phân vùng triển vọng bentonit ở Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên

160

1 Quy luật phân bố bentonit 160

2 Mô tả một số mỏ và điểm khoáng sản bentonit đặc trưng 161

3 Phân vùng triển vọng sét bentonit 168

III Quy luật phân bố và phân vùng triển vọng kaolin ở Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên

170

1 Quy luật phân bố kaolin 170

2 Mô tả một số mỏ và điểm khoáng sản kaolin đặc trưng 171

3 Kết quả nghiên cứu chi tiết vùng triển vọng kaolin Lộc Châu,

Lộc Tân-Bảo Lộc, tỷ lệ 1:10.000

177

4 Phân vùng triển vọng kaolin 184

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nguyên liệu khoáng nói chung

và khoáng chất công nghiệp nói riêng ngày càng gia tăng Trong đó, các khoáng sản thuộc nhóm có khả năng hấp phụ đặc biệt có nhu cầu ngày càng mở rộng

Trong thời gian qua, các khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên đã có nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến Nhưng những công trình mang tính tổng hợp về tiềm năng và bản chất nguyên liệu, cũng như khả năng sử dụng nhóm khoáng sản hấp phụ trong xử lý môi trường thì chưa được nghiên cứu đầy đủ

Để có cơ sở khoa học cho việc định hướng mở rộng tìm kiếm, thăm dò, khai thác, sử dụng hợp lý và có hiệu quả nhóm khoáng sản sét, Bộ Công nghiệp đã ra quyết định phê duyệt đề án: “Đánh giá tiềm năng và giá trị sử dụng một số khoáng chất công nghiệp (diatomit, bentonit, kaolin, zeolit) ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên phục vụ công-nông nghiệp và xử lý môi trường” số: 0676/QĐ-CNCL ngày 28/3/2001, giao cho Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản thực hiện, với nội dung chủ yếu sau:

1 Mục tiêu, nhiệm vụ của đề án

- Đánh giá tiềm năng và khoanh vùng triển vọng các khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

- Đánh giá chất lượng và giá trị sử dụng các khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit phục vụ cho công-nông nghiệp và xử lý môi trường

2 Diện tích vùng công tác

Diện tích vùng công tác bao gồm các tỉnh: Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận,

Bình Thuận, Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng

3 Các phương pháp kỹ thuật chủ yếu

- Thu thập, tổng hợp và xử lý các tài liệu địa chất, kinh tế

- Lộ trình địa chất kiểm tra

- Lấy và phân tích các loại mẫu

4 Thời gian thực hiện: 24 tháng

- Khởi công: tháng 3 năm 2001

- Kết thúc đề án và giao nộp lưu trữ địa chất: tháng 2 năm 2003

Trong quá trình thi công đề tài, do các điều kiện khách quan, thay đổi chủ

- Bản đồ quy luật phân bố và phân vùng triển vọng diatomit, bentonit, kaolin, zeolit vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên tỷ lệ 1/500.000

- Các sơ đồ địa chất khoáng sản vùng triển vọng tỷ lệ 1/10.000

- Các tài liệu nguyên thủy khảo sát địa chất, thu thập mẫu và các kết quả phân tích

Bám sát vào mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã thực hiện hai nhiệm

vụ chính như sau:

- Nhiệm vụ thứ nhất: Thu thập, tổng hợp và xử lý các tài liệu địa chất, kinh tế

có liên quan; lộ trình địa chất kiểm tra, khảo sát chi tiết vùng triển vọng và lấy các mẫu phân tích nhằm làm sáng tỏ tiềm năng khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit ở khu vực nghiên cứu

- Nhiệm vụ thứ hai: Phân tích thí nghiệm các loại mẫu, nghiên cứu bản chất

nguyên liệu để xác định chất lượng và giá trị sử dụng các khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit

Đề tài do KS Vũ Xuân Bách làm chủ nhiệm, cùng tập thể tác giả: TSKH Nguyễn Tiến Bào, KS Hoàng Viết Hạnh, KS Nguyễn Trọng Hùng,

- Xác định tính chất cơ lý: phân tích độ hạt, độ dẻo, v.v… do Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản thực hiện (đề tài tự làm)

- Phân tích thạch học, vi cổ sinh (diatomea) do Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản thực hiện

- Xác định các đặc tính chuyên đề của nguyên liệu như: khả năng trao đổi cation, độ trương nở, độ phân tán, độ hút vôi, v.v… do Viện Nghiên cứu Địa chất Khoáng sản, Liên đoàn Địa chất thủy văn-Địa chất công trình Miền Nam thực hiện

- Về các loại mẫu phân tích xác định khả năng xử lý nước thải, nước ô nhiễm các kim loại Pb, As, Hg, v.v…, lọc các chất hữa cơ, phóng xạ, … do Viện Công nghệ thực phẩm, Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất và Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện

- Các mẫu kỹ thuật diatomit, bentonit dùng xử lý môi trường do Viện Địa chất

và Khoáng sản thực hiện; mẫu kaolin làm sứ điện do Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện

Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ đề tài, chúng tôi đã gặp nhiều khó khăn về điều kiện vật chất kỹ thuật, lực lượng cán bộ Phân viện miền Nam mỏng, trình độ

có hạn, các văn liệu nghiên cứu về khoáng sản cho xử lý môi trường quá ít ỏi, nguồn tài liệu về các loại khoáng sản nghiên cứu ở mức độ rất không đồng đều đã hạn chế đến nội dung và chất lượng của đề tài

Quá trình thực hiện đề tài chúng tôi luôn được sự quan tâm chỉ đạo sát sao và

cổ vũ của lãnh đạo Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, lãnh đạo và các chuyên viên cao cấp của Vụ Khoa học Công nghệ, Vụ Kế hoạch-Bộ Tài nguyên và Môi trường, Phân viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản Miền Nam

Đặc biệt, trong quá trình thi công và tổng kết, chúng tôi luôn nhận được sự giúp đỡ về phương pháp nghiên cứu của TS Đinh Thành, sự đóng góp và hợp tác quý báu của PGS.TSKH Phạm Văn An, TS Trần Ngọc Thái, TS Lê Thị Nghinh, Th.S Nguyễn Kim Hoàng, Th.S Mai Kim Vinh, …

Nhân dịp hoàn thành báo cáo tổng kết, chúng tôi xin chân thành gửi lời cảm

ơn sâu sắc tới các cơ quan, các vị lãnh đạo, các nhà khoa học, các cán bộ và các bạn đồng nghiệp đã nêu ở trên

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ, KINH TẾ, NHÂN VĂN

VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT

I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN - KINH TẾ - NHÂN VĂN

1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Vùng nghiên cứu Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, bao gồm các tỉnh: Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận, Gia Lai, Kon Tum, Đắc Lắc và Lâm Đồng; với diện tích khoảng 78.034km2 (hình I.1)

Vùng Nam Trung Bộ với các tỉnh có địa hình được đặc trưng bởi các dạng địa hình đồng bằng ven biển, cao nguyên, các khối núi bị phân cắt bởi các đồng bằng hẹp

Vùng Tây Nguyên với các tỉnh có địa hình phức tạp bao gồm một hệ thống núi, cao nguyên với những thung lũng, đồng bằng trước núi và giữa núi được đặc trưng bởi tính phân bậc rõ ràng, các bậc cao nằm ở phía đông, bậc thấp nằm về phía tây

Trong vùng có các hệ thống sông chính như: sông Ba, sông Đà Rằng, sông Xexan, sông Srêpôc, sông Đồng Nai… Chế độ thủy văn ở Tây Nguyên phức tạp hơn ở Nam Trung Bộ

Khí hậu vùng Nam Trung Bộ nóng, khô, không có mùa đông lạnh Nhiệt độ trung bình năm là 26,50C, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất (tháng 1) là 23,50C, tháng cao nhất (tháng 7) là 29,30C Lượng mưa trung bình là 1400mm/năm

Khí hậu trong vùng Tây Nguyên đặc trưng là nhiệt đới gió mùa, thay đổi theo

độ cao và theo mùa Nhiệt độ trung bình trong năm là 18-240C, chênh lệch lớn giữa ngày và đêm, lượng mưa trung bình năm là 2000mm

2 Kinh tế - nhân văn

Dân cư trong vùng nghiên cứu bao gồm nhiều dân tộc khác nhau sinh sống

Ở Nam Trung Bộ dân cư chủ yếu là người Kinh, ngoài ra còn có các dân tộc thiểu số: Chăm, Gia Rai, Raylai, Chu Ru với dân số khoảng 3.136,7 ngàn người, sinh sống bằng nhiều nghề khác nhau: công nghiệp, thủ công nghiệp, lâm nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp, làm muối, chế biến hải sản,v.v…

Ở Tây Nguyên dân cư đa sắc tộc, gồm người Kinh, các dân tộc thiểu số như:

Xê Đăng, Gia Rai, Ba Na, Ê Đê, Cơ Tú, Brâu, Rơ Măm, với khoảng 3.209,5 ngàn người

Mật độ dân cư trong vùng nói chung còn thưa thớt Người Kinh thường sống tập trung ở các thị trấn, các dân tộc ít người khác thường sống rải rác ở các buôn rẫy

Hình I.1: Sơ đồ khu vực điều tra địa chất Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Về mặt kinh tế, các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ nhìn chung chưa phát triển, tuy nhiên có lợi thế để khai thác hiệu quả tuyến trục xuyên Bắc-Nam, các cảng biển, tiềm năng du lịch và nguồn lợi biển để hình thành cơ cấu kinh tế đa dạng theo hướng sản xuất hàng hoá Phát triển cây công nghiệp, cây ăn quả trên vùng gò đồi Vùng Tây Nguyên là vùng có tiềm năng lớn về kinh tế, có trữ lượng gỗ, đất bazan, quặng bauxit và trữ năng thuỷ điện lớn mang ý nghĩa quốc gia Tuy nhiên, hiện tại công nghiệp và kết cấu hạ tầng chưa phát triển tương xứng với tiềm năng Dân trí và mức sống của đại bộ phận dân cư còn thấp

II KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT

1 Trước năm 1975

Ở vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên việc nghiên cứu địa chất và khoáng sản chủ yếu được phản ảnh tập trung trên các tờ bản đồ tỷ lệ 1:500.000 do Saurin E biên soạn và Sở địa chất Đông Dương xuất bản vào các năm 1937 và 1944, địa chất

và khoáng sản vùng Đắc Tô được thể hiện trên tờ bản đồ địa chất Huế tỷ lệ 1:500.000 của Hoffet J và Bourret R (1935) Trước năm 1975, một số mỏ cũng đã được phát hiện và khai thác Kaolin ở vùng Đà Lạt đã được khai thác sử dụng từ khá lâu (1945), nhưng chưa có một công trình nghiên cứu nào về chất lượng và đánh giá trữ lượng được công bố, ngoài công bố sơ sài của Hoàng Thị Thân (1972, Việt Nam địa chất khảo lục) về thành phần hoá học và khoáng vật Đến tháng 8 năm

1974, Đỗ Hiếu Cảnh (Tổng cục Dầu khí và Khoáng sản) có gửi mẫu đất sét ở vùng

Di Linh-Bảo Lộc sang Canada, nhưng kết quả cho đến nay vẫn chưa sưu tầm được Điểm sét bentonit Tam Bố (Di Linh) cũng được phát hiện trước năm 1975, nhưng việc nghiên cứu đánh giá còn rất sơ sài

2 Sau năm 1975

Có nhiều công trình nghiên cứu địa chất và khoáng sản, tìm kiếm, thăm dò được thực hiện, trong đó đáng kể nhất là các công trình sau:

- Công trình đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản miền Nam tỷ lệ 1:500.000

do Nguyễn Xuân Bao chủ biên (1975-1978)

- Công trình tổng hợp, biên soạn bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:500.000

do Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao, Lê Văn Trảo và Trần Phú Thành đồng chủ biên (1976-1980, xuất bản 1988)

Từ năm 1979-1988 và từ năm 1986-1993 các vùng thuộc Nam Trung Bộ và Tây Nguyên được đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản ở tỷ lệ 1:200.000 và đã được hiệu đính toàn bộ loạt tờ bản đồ nói trên để xuất bản vào năm 1998

Trong những năm gần đây, một số diện tích trong vùng nghiên cứu đã được tiến hành đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 như nhóm tờ Tuy Hoà, Nha Trang, Phan Rang-Cam Ranh, Hàm Tân-Côn Đảo, … Như vậy, việc nghiên cứu địa chất vùng và khoáng sản được chi tiết hoá hơn

Cũng trong thời gian này, một số điểm khoáng sản kaolin, bentonit, diatomit

đã được phát hiện và một số mỏ được các Liên đoàn địa chất 5, 6 và 7 tìm kiếm hoặc thăm dò Như vậy, từ năm 1975 đến nay công tác nghiên cứu địa chất và tìm kiếm khoáng sản được quan tâm đáng kể ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên nước ta

Nhiều loại khoáng sản mới đã được phát hiện, trong đó có diatomit ở cao nguyên Vân Hoà (Phú Yên) và Kon Tum; bentonit ở Di Linh (Lâm Đồng, 1976) Một số

mỏ đã được tìm kiếm, thăm dò như diatomit Hoà Lộc, Tuỳ Dương (Phú Yên) được Liên đoàn 5 thực hiện năm 1991; hay bentonit Di Linh (Lâm Đồng) do Liên đoàn 6 tiến hành vào những năm 80 Trong đó đáng kể là mỏ sét bentonit Tam Bố-Di Linh-Lâm Đồng đã được thăm dò sơ bộ và lập báo cáo tính trữ lượng đến tháng 12/1987;

mỏ kaolin Trại Mát (Lâm Đồng) đã được tìm kiếm tỷ mỷ (1982), riêng khu đông nam mỏ Trại Mát đã được thăm dò tỷ mỷ vào năm 1985-1986 Mỏ sét diatomit Kon Tum được tìm kiếm năm 1991; kaolin Prenn (Đà Lạt-Lâm Đồng) được tìm kiếm tỷ

mỷ năm 1983; diatomit Đại Lào được tìm kiếm tỷ mỷ, v.v…

Ngoài ra còn có các báo cáo chuyên đề về các khoáng sản nghiên cứu; trong

- Nghiên cứu làm giàu và sản xuất thử kaolin thương phẩm chất lượng cao (Hoàng Thị Đản, 1992)

- Đánh giá tài nguyên khoáng sản khoáng chất công nghiệp (Kiều Công Đức, 1996)

- Đánh giá giá trị kinh tế các khoáng chất công nghiệp Việt Nam và kiến nghị phương hướng sử dụng chúng (Nguyễn Viết Lược, 1998)

Riêng về zeolit, đáng kể là các công trình nghiên cứu của PGS-TS Phạm Văn Trường và PGS-TS Đỗ Đình Toát (1995) trong đề tài KT- 01-06 do PGS-TSKH Phạm Văn An làm chủ nhiệm và TS Lê Thị Nghinh (1996)

Sau năm 1975, một số mỏ đã được tiếp tục khai thác sử dụng như: mỏ kaolin Trại Mát được khai thác để làm đồ gốm, sứ dân dụng; mỏ kaolin Đapren đã được nhân dân khai thác từ khá lâu, tuy nhiên sản lượng khai thác kaolin ở khu vực Lâm Đồng chưa thật đáng kể

Ở các tỉnh Nam Trung Bộ, một số mỏ cũng đã được khai thác sử dụng Ví dụ

mỏ diatomit Hoà Lộc, phía nam Tuy An (Phú Yên) đang được khai thác (Công ty Phát triển Khoáng sản 5) để phục vụ cho sản xuất gạch cách nhiệt, nuôi trồng thủy sản… và một số công ty ở thành phố Hồ Chí Minh thử nghiệm sử dụng cho các mục khác như chất lọc bia, nước ngọt, xiro, v.v…

diatomit, bentonit, kaolin, zeolit

Các tài liệu tìm kiếm thăm dò các khoáng sản trên có nhiều nhưng chưa có một công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống Đặc biệt là các nghiên cứu về bản chất nguyên liệu còn ở mức ban đầu Do vậy, chưa đủ cơ sở khoa học để định hướng công nghệ chế biến hợp lý nhằm nâng cao giá trị sản phẩm sau chế tuyển Trong phần này chúng tôi nêu ra những tồn tại chính

Về zeolit

Cho đến tận bây giờ, zeolit ở Việt Nam đã có vài công trình đề cập đến tiền đề

và dấu hiệu tìm kiếm zeolit và có một số phát hiện khoáng hoá Tuy nhiên, để tiềm năng và triển vọng công nghiệp của chúng còn rất nhiều vấn đề Nói chung, khu vực nghiên cứu có tiền đề địa chất thuận lợi cho việc thành tạo zeolit; nhưng zeolit ở đây có ý nghĩa công nghiệp hay không cần được quan tâm nghiên cứu làm sáng tỏ

Về diatomit

Mỏ diatomit Hoà Lộc, Tuỳ Dương (Phú Yên) đã được tìm kiếm đánh giá và hiện đang được khai thác; mỏ Đại Lào được thăm dò sơ bộ; mỏ Vinh Quang, Phương Quý (Kon Tum) được tìm kiếm đánh giá; còn lại đều là các điểm quặng ở mức độ điều tra phát hiện Song diatomit ở nước ta lẫn khá nhiều tổ hợp khoáng vật sét (20-40%), nên các nghiên cứu tuyển chọn để đạt được diatomit thương phẩm thường ít mang lại hiệu quả kinh tế Ở đây vấn đề đặt ra là việc sử dụng diatomit trong các ngành công nghiệp như: sản xuất gạch nhẹ, gạch bảo ôn, chịu nhiệt… và

xử lý nước nuôi trồng thuỷ sản ra sao, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và nâng cao giá trị sử dụng

Về bentonit

Trong khu vực nghiên cứu, ngoài mỏ sét bentonit Tam Bố-Di Linh (Lâm Đồng) đã được thăm dò sơ bộ và hiện nay đang khai thác, mỏ Nha Mé, Vĩnh Hảo (Bình Thuận) được tìm kiếm đánh giá, còn lại phần lớn là các điểm quặng ở mức độ điều tra phát hiện, nhưng đều là các điểm sét montmorilonit Mặt khác, các nghiên cứu về thành phần vật chất, khả năng sử dụng còn ở mức hạn chế, nên chưa nâng cao được giá trị sử dụng

Về kaolin

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về kaolin, một số mỏ đã được tìm kiếm thăm dò như mỏ kaolin Trại Mát, Prenn (Lâm Đồng), Eak’nop, Chư Rtara, Chư Tsa (Gia Lai); còn lại phần lớn ở mức độ điều tra phát hiện Trước đây, các mỏ kaolin được tìm kiếm, thăm dò các chỉ tiêu được đánh giá chủ yếu cho công nghiệp sứ gốm, còn để sử dụng cho công nghiệp sứ cao cấp, sứ cách điện trung-cao thế, v.v… thì chưa được quan tâm đúng mức

III TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BENTONIT, DIATOMIT, KAOLIN, ZEOLIT

1 Trên thế giới

Các khoáng chất công nghiệp (diatomit, bentonit, kaolin, zeolit) được sử dụng rất rộng rãi ở các nước

1.1 Diatomit

Người ta đã thống kê trên 300 lĩnh vực có sử dụng diatomit, trong đó đáng kể

và thông dụng nhất là: trong xây dựng làm vật liệu cách âm, cách nhiệt; trong công nghiệp thực phẩm làm chất lọc bia, rượu; trong công nghiệp hoá chất tẩy lọc; trong công nghiệp sản xuất sơn, giấy, cao su, bột mài, đánh bóng, chất dẻo làm chất hỗ trợ xúc tác, v.v

Trên thế giới, các mỏ diatomit lớn có ở California (Mỹ), vùng trung lưu sông Vonga (Nga) Ngoài ra còn có hàng loạt mỏ quy mô trung bình như ở Đức, Pháp,

Áo, Thổ, v.v

Trung Quốc cũng là nước khai thác diatomit đáng kể, sản lượng diatomit thương phẩm trung bình hàng năm gần 100 ngàn tấn, trong đó cho xuất khẩu là 20 ngàn tấn/năm Trung Quốc dùng diatomit nhiều trong công nghiệp sản xuất sơn, cao

su, phân bón, giấy, gạch cách nhiệt, cách âm và chất lọc trong công nghiệp thực phẩm

1.2 Bentonit

Ngoài các công dụng phổ biến đã biết thì trong 5 loại bentonit hiện đang được khai thác ở các nước thì 2 loại bentonit kiềm và kiềm thổ được các nước dùng trong ngành xử lý chất thải, cải tạo đất trồng Ơû Mỹ chủ yếu là bentonit Natri, còn ở Châu Âu thì dùng cả loại bentonit calci và natri

Sản lượng khai thác bentonit hàng năm của Trung Quốc gần 2 triệu tấn và chỉ đáp ứng 50% nhu cầu-chủ yếu dùng làm khuôn đúc và nấu chảy cho luyện kim đen, luyện kim màu; ngoài ra còn sử dụng phổ biến làm dung dịch khoan

Ở Australia, bentonit được dùng để chế biến thức ăn gia súc lên tới 30 ngàn tấn/năm; trong đó khoảng 8% được cung cấp dưới dạng bentonit Natri

Ở Mỹ, bentonit chiếm khoảng 5% khối lượng của một số thức ăn gia súc, song lại có đến 400 ngàn tấn dùng để lót đất, trong đó người ta dùng chủ yếu là bentonit Natri và 85% được sử dụng ở dạng đất giàu bentonit Như vậy, bentonit là một trong những khoáng chất dùng để xử lý chất thải ngày càng được sử dụng ở quy mô lớn

1.3 Kaolin

Kaolin là một khoáng chất công nghiệp có ở nhiều nước trên thế giới, được sử dụng đa dạng cho nhiều ngành công nghiệp và đời sống Ở nhiều nước, kaolin được dùng để sản xuất gốm, sứ, giấy, vật liệu chịu lửa, ximăng trắng, làm chất độn cho kỹ nghệ chất dẻo, cao su, dược phẩm, thuốc trừ sâu và phân bón nông nghiệp Nhờ công nghệ chế tuyển phát triển, ngày nay kaolin còn được dùng trong các ngành kỹ thuật cao như sản xuất linh kiện điện tử, điện thế, hợp kim silumin (Si-Al), sợi tổng

zeolit lớn nhỏ ở 40 nước, trong đó có một số mỏ lớn đã được khai thác ở các nước như Bungary, Hungary, Italia, Nam Tư , Nga, Trung Quốc, Nhật Bản, Indonesia,

Mỹ, Cu Ba và Nam Phi với tổng sản lượng từ 200-500 ngàn tấn/năm

Hiện nay ở nhiều nước trên thế giới, zeolit được sử dụng trong công nghiệp để làm chất hấp phụ, chất lọc, chất xúc tác để kracking dầu mỏ, làm phụ gia cho giấy,

xử lý chất phế thải phóng xạ, v.v… Trong nông nghiệp, zeolit được dùng trong sản xuất phân bón, làm chất lọc tẩy các loại dầu thực vật, v.v… Trong công nghiệp vật liệu xây dựng, zeolit được dùng trong cấu kiện bê tông nhẹ, ximăng puzơlan, v.v…

Do có nhiều ứng dụng, ở một số nước đã nghiên cứu chế tạo zeolit nhân tạo Hiện nay, thị trường zeolit tự nhiên ở Mỹ chỉ còng ở mức 3 ngàn tấn/năm Ở Mỹ còn dùng zeolit (clinoptilonit) để tách amoniac khỏi nước cống ở các trạm xử lý nước đô thị (sau xử lý thứ cấp) Zeolit còn được tái sinh và sử dụng lại, còn amoniac thu được có thể được dùng làm phân bón Một số đề án hạt nhân cũng dùng clinoptilonit để xử lý nước thải có hàm lượng chì cao Còn chabazit được dùng để tách bạc ra khỏi nước thải của các nhà máy luyện đồng Sản lượng khai thác zeolit của Trung Quốc rất lớn, đến 2,5 triệu tấn/năm

2 Trong nước

Các khoáng chất công nghiệp diatomit, bentonit, kaolin đã được khai thác và

sử dụng với quy mô nhỏ ở Việt Nam

2.1 Diatomit

Diatomit vùng Lâm Đồng, tiêu biểu là mỏ Đại Lào đã được khai thác tiêu thụ sản phẩm thô trong nhiều năm nay Do chất lượng quặng nguyên khai thấp, chưa hấp dẫn các nhà đầu tư công nghệ tuyển, làm giàu và chế biến diatomit thành các nguyên liệu thương phẩm có giá trị hàng hoá cao đáp ứng nhu cầu thị trường, trước hết là thị trường nội địa Tại các tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc có mỏ diatomit Đắc Cấm-Kon Tum đã được tìm kiếm chi tiết gần 10 năm nay, nhưng không khai thác sử dụng vì việc đầu tư công nghệ cao để chế biến diatomit nguyên khai Kon Tum thành diatomit thương phẩm vẫn chưa có phương án khả thi

Tại Phú Yên, diatomit mỏ Hoà Lộc đang được khai thác với sản lượng 4-5 ngàn tấn/năm để tiêu thụ nguyên liệu sơ tuyển cho thị trường nội địa để làm gạch bảo ôn, cách nhiệt, xi măng nhẹ, chất lọc trong công nghiệp thực phẩm và các lĩnh vực khác Gần đây còn được sử dụng cho xử lý nước nuôi trồng thuỷ sản Đây là vùng nguyên liệu diatomit có tiềm năng và triển vọng phát triển nhất nước ta Sản lượng khai thác bình quân trên 100m3/ngày

2.3 Kaolin

Kaolin đã được khai thác và sử dụng từ lâu và ở nhiều vùng ở nước ta với

nhiều lĩnh vực khác nhau Hiện tại, tính trong cả nước có 42 mỏ đang được khai thác để cung cấp nguyên liệu cho 328 cơ sở sản xuất sành sứ với sản lượng 190 ngàn tấn/năm Ở Việt Nam, ngoài ngành sành sứ , kaolin hiện được sử dụng để sản xuất sứ cao cấp, sứ cách điện, sứ vệ sinh, chất độn cho sản xuất giấy, xà phòng, sơn,

đồ nhựa, chất độn cho thuốc trừ sâu, thuốc chữa bệnh, làm vật liệu chịu lửa,v.v… Tuy nhiên, do hạn chế về công nghệ tuyển, hiện chúng ta chưa có kaolin tráng mặt (từ 8µm đến < 2µm) Hàng năm, ta phải nhập hàng trăm tấn bột kaolin thương phẩm từ các nước với giá hơn 180 USD/tấn

CHƯƠNG II

SƠ LƯỢC ĐẶC ĐIỂM CÁC THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT LIÊN QUAN ĐẾN KHOÁNG SẢN DIATOMIT, BENTONIT, KAOLIN, ZEOLIT

VÙNG NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

Các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên có diện tích khoảng 78.034 km2, trên đó phát triển các thành tạo địa chất từ Arkeozoi (?) đến Đệ tứ Với các nguồn tài liệu địa chất đã có cho thấy các khoáng sản diatomit, bentonit, kaolin, zeolit có liên quan đến các thành tạo địa chất nhất định trong khu vực nghiên cứu

I DIATOMIT VỚI CÁC THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT LIÊN QUAN VÙNG NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

1 Khái niệm chung về diatomit

Diatomit là loại đá trầm tích silic được hình thành do sự tích tụ xác, mảnh vỏ các loại tảo, cát diatomea (số lượng diatomea trong 1cm3 có thể tới 3÷6 triệu, có khi tới 30 triệu), có thành phần chủ yếu là thạch anh vô định hình dưới dạng opan hoặc calcedoan, được gắn kết yếu với độ lỗ hổng cao (90÷92%) Các hồ lục địa và đầm lầy Neogen thuộc các cảnh quan núi lửa là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các sinh vật nêu trên Diatomit không bền vững, với thời gian sẽ bị phá hủy thay thế biến thành trepen, đản bạch hoặc phá huỷ thành đá khác; trong đó:

a- Diatomit (đá tảo cát): là loại đá có màu trắng phớt vàng, xám xi măng; bở

rời hoặc gắn kết yếu, rất nhẹ, nổi được trên mặt nước

Thành phần khoáng vật chủ yếu của diatomit là vỏ diatomea (70÷80%) có thành phần là opan Ngoài ra còn có ít gai hải miên, radiolaria, các khoáng vật sét, glauconit, tro núi lửa, và các mảnh vụn khác

Thành phần hoá học trung bình gồm (%): SiO2: 85,26; TiO2: 0,22; Al2O3: 4,4;

Fe2O3: 2,07; CaO: 1,4; MgO: 0,5; K2O+Na2O: 0,21

Diatomit có độ lỗ hổng cao, tỷ trọng 1,9÷2,2t/m3, thể trọng khô 0,42-0,96t/m3, chịu được axit và nhiệt độ cao, có khả năng hút vôi

b- Trepen (khuê tảo): đá có màu xám sáng, xám phớt vàng Dưới kính hiển vi

nó là những hạt cầu opan (0,01÷0,001mm), không còn hoặc rất ít vỏ diatomea Kiến trúc sinh vật Trong đá cứng có ít gai hải miên, radiolaria, khoáng vật sét, lác đác có

ít hạt thạch anh, felspat và vảy mica

Trepen có tỷ trọng 2,2÷2,5t/m3, thể trọng khô 0,5÷1,27t/m3, độ lỗ hổng 60÷64%, chịu nhiệt cao và có tính hút vôi Độ cứng từ 1 đến 3

Thành phần hoá học trung bình (%): SiO2: 82,72; Al2O3: 7,4; Fe2O3: 2,7; CaO: 0,96; MgO: 0,23

c- Đản bạch: Đản bạch khác diatomit và trepen ở chỗ nó đã được gắn kết chắc

hơn, độ cứng 3÷5 (Morth) Thành phần khoáng vật chủ yếu là các hạt cầu opan kích thước nhỏ, với một lượng không đáng kể mảnh xác diatomea, radiolaria, hải miên Thành phần hoá học trung bình (%): SiO2: 88,93; TiO2: 0,16; Al2O3: 4,28;

Fe2O3: 2,03; CaO: 0,41; MgO: 0,44; K2O+Na2O: 0,34 Tỷ trọng 2,3÷2,35t/m3, thể trọng khô 1,04÷1,82t/m3, độ lỗ hổng 25÷55%

2 Diatomit với các thành tạo địa chất liên quan vùng Nam Trung

Bộ và Tây Nguyên

Các công trình nghiên cứu về diatomit ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên không nhiều Ngoài điểm diatomit trên cao nguyên Vân Hoà do Saurin E phát hiện trước đây (1933) Từ sau năm 1975, nhiều điểm diatomit do Đoàn Địa chất 500 (Nguyễn Xuân Bao, Lê Lợi, 1979) phát hiện Các công trình nghiên cứu chuyên đề

về diatomit , bentonit cao nguyên Vân Hoà và Tây Nguyên của Viện Nghiên cứu Địa chất Khoáng sản (Nguyễn Quang Hân, Vũ Xuân Bách, 1988); Đào Thị Miên và nnk (1998); Đặng Đức Nga, Trần Đức Thạnh (1982); Nguyễn Đức Thái (1988); Trịnh Dánh (1985) và công tác tìm kiếm đánh giá mỏ diatomit Hoà Lộc-Phú Yên của Nguyễn Cương (1991) và Lê Thanh Cường (1991) về tìm kiếm diatomit Kon Tum

Diatomit Nam Trung Bộ được thành tạo trong các bồn trũng, hồ lục địa Neogen, phân bố dọc theo thung lũng sông Ba Trầm tích phun trào chứa diatomit thuộc hệ tầng Kon Tum (N2kt) Theo Đào Thị Miên, phức hệ diatomea ở cao

nguyên Vân Hoà là diatomea hồ nước ngọt Kết quả phân tích mẫu của chúng tôi (do Phạm Văn Hải-Viện ĐCKS phân tích) cho thấy, có trên 90% các vỏ trong mẫu

phân tích thuộc giống Aulacosia, Eunotia sp (PY 31, PY 69, PY 71…), phức hệ

diatomea trên có điều kiện thành tạo là hồ nước ngọt, tuổi khoảng Miocen-Pliocen

Ở Nam Trung Bộ, diatomit được phát hiện tại 4 điểm: Trung Lương, Hoà Lộc, Tùy Dương, Trà Rằng Trong đó, mỏ Hoà Lộc, Tuỳ Dương đã được tìm kiếm đánh giá Trong thời gian gần đây, một loạt các điểm quặng diatomit được phát hiện như:

An Thọ, An Lĩnh, An Nghiệp (Tuy An), Xuân Sơn Nam (Đồng Xuân)… Các mỏ, điểm quặng diatomit này đều nằm trong trầm tích Neogen-hệ tầng Kon Tum (N2kt) Đây là vùng mỏ diatomit lớn, có nhiều triển vọng nhất ở nước ta

Ở Tây Nguyên, diatomit đã được phát hiện gồm có 3 mỏ và 3 điểm quặng; trong đó, mỏ Đại Lào là mỏ lớn thuộc các trầm tích Neogen hệ tầng Di Linh Còn

mỏ Vinh Quang và Phương Quý là mỏ vừa thuộc các trầm tích hệ tầng Kon Tum Ngoài ra còn có các điểm diatomit mới phát hiện như Ninh Gia (Đức Trọng), Tân

Hà (Lâm Hà), Tân Điền (Kon Tum) …

II BENTONIT VỚI CÁC THÀNH TẠO ĐỊA CHẤT LIÊN QUAN VÙNG NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

1 Khái niệm chung về bentonit