Các phương pháp xử lý bụi thải trong khai thác mỏ quặng

Công nghiệp khai thác mỏ quặng là ngành kinh tế bao gồm công tác thăm dò địa chất, khai đào đất đá lấy quặng và tinh lọc quặng để có sản phẩm tinh chế dùng trong các ngành kinh tế khác. Là đầu mối của mọi ngành công nghiệp, ngành khai thác mỏ quặng giữ một vai trò kinh tế xã hội chủ yếu. Tài nguyên khoáng sản ở nước ta chưa được khai thác đúng mức và đúng cách Sau khi phân loại đất đá => sản phẩm là quặng (chứa nhiều khoáng vật có giá trị kinh tế khác nhau ) => tinh chế : mỗi khoáng vật sẽ được biến chế thành kim loại dưới nhiều chủng loại hợp kim và được đúc và cán thành nhiều dạng khác nhau. Từ mỗi dạng đó có thể sản xuất vô số sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng. Số những sản phẩm này chỉ có trí sáng tạo của con người hạn chế.

Các phương pháp xử lý bụi thải trong khai thác mỏ quặng

I Giới thiệu chung về công nghiệp khai thác mỏ quặng (Bao gồm cả Hiện trạng)

Công nghiệp khai thác mỏ quặng là ngành kinh tế bao gồm công tác thăm dò địa chất, khai đào đất đá lấy quặng và tinh lọc quặng để có sản phẩm tinh chế dùng trong các ngành kinh tế khác

Là đầu mối của mọi ngành công nghiệp, ngành khai thác mỏ quặng giữ một vai trò kinh tế

xã hội chủ yếu Tài nguyên khoáng sản ở nước ta chưa được khai thác đúng mức và đúng cách

Sau khi phân loại đất đá => sản phẩm là quặng (chứa nhiều khoáng vật có giá trị kinh tế khác nhau ) => tinh chế : mỗi khoáng vật sẽ được biến chế thành kim loại dưới nhiều chủng loại hợp kim và được đúc và cán thành nhiều dạng khác nhau Từ mỗi dạng đó có thể sản xuất vô số sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng Số những sản phẩm này chỉ có trí sáng tạo của con người hạn chế.

Hiện trạng khai thác mỏ quặng hiện nay:

• Theo Bộ Công thương, chúng ta gần 5.000 mỏ và điểm quặng với 60 loại khoáng sản khác nhau.

• Tính riêng, kim ngạch xuất khẩu nhóm hàng nhiên liệu, khoáng sản tháng 9 ước đạt 1,07 tỷ USD, tăng 16% so với tháng 8 và tăng 47,5% so với cùng kỳ năm 2011

• Tính chung 9 tháng đầu năm, kim ngạch xuất khẩu của cả nhóm tăng 4,8% so với cùng kỳ, trong đó dầu thô tăng 14,7%, quặng và khoáng sản khác tăng 2,5%, hai mặt hàng còn lại là than đá giảm 27% và xăng dầu giảm 5%.

Tên khoáng sản Trữ lượng thăm dò Trữ lượng dự báo

II Quy trình khai thác

Trong khai thác lộ thiên

Bên này là quá trình bốc xúc đát đá

Bên này là quá trình bốc xúc quặng thô

Tháo khô và thoát nước mỏ Bụi

Xúc bốc Khoan nổ

Bụi Bụi Bụi Bụi Bụi Bụi Bụi

Bụi

Bụi

Vận tải Xúc bốc

Bốc đất đá phủ

Bụi Khoan nổ( nếu cần) Thu hồi khoáng

sản( Quặng thô)

Vận tải Gia công chế biến

Tuyển

Thải đá Loại bỏ tạp chất

Đổ thải vào bãi thải

Chất kho thành phẩm

Nghiền đập Phân loại Bụi

Bụi

Các quá trình sản xuất trên mỏ lộ thiên

1- Khu vực bóc tầng phù; 2- Khu vực xúc bốc tầng đất mền trên mặt; 3- Khu vực khoan

và nổ mìn; 4- Khu vực xúc bốc vận tải; 5- Khu vực xúc bốc và đổ thải của máy xúc cần dài; 6- Khu vực xúc bốc quặng; 7- Khu vực đổ thải và hoàn thổ

Đối với khai thác lộ thiên: Do đặc điểm phương pháp khai thác lộ thiên , hầu hết tất cả các

khâu công nghệ đều tạo ra bụi, không chỉ ảnh hưởng đến MT làm việc trực tiếp mà còn làm xấu chất lượng không khí của khu vực Hàm lượng bụi than, bụi đá liên tục phát sinh trong suốt chu trình sản xuất than từ khoan, nổ mìn, xúc bốc, vận chuyển sàng tuyển, chuyển tải

lên tầu, xà lan, tầu để tiêu thụ

Tháo khô mỏ lộ thiên (mine dewatering): Làm khô đáy mỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho các thiết bị hoạt động Tháo khô mỏ bằng hệ thống thoát nước tự chảy, thoát nước cưỡng bức và các lỗ khoan hạ thấp mực nước ngầm

Bốc đất đá phủ: dùng máy xúc hay máy xới để bốc đất đá lên xe tạo ra luồng bụi lớn tại vùng máy làm việc Nồng độ bụi phụ thuộc vào độ ẩm, độ cứng, giòn và độ tơi nhỏ của đất đá

Thu hồi khoáng sản: Quá trình thu hồi quặng thô lên các phương tiện vận tải

Khoan nổ: Để đảm bảo chất lượng đập vỡ đất đá nổ mìn (giảm tỷ lệ đá quá cỡ)

Tải lượng bụi( đất,đá) phát sinh trong giai đoạn nổ mìn khai thác than một năm khá lớn Khi

nổ, nồng độ bụi trong đám mây khá cao nhưng phần lớn lắng đọng xuống công trường trong vòng bán kính 0,5km, phần nhỏ được gió đưa đi và lắng đọng các khu vực xung quanh theo chiều gió

Xúc bốc: bằng cách dùng máy xúc hay các thiết bị bốc xúc thủy lực làm phát sinh bụi lớn gây ONKK trong khai trường

Vận tải: được tiến hành để vận chuyển khoáng sản đất đá từ gương khai thác đến kho chứa khoáng sản hoặc là bãi thải bằng các phương tiện vận tải như ô tô, băng tải, … cũng thải ra 1 lượng bụi thải lớn Khí độc hại, bụi muội phát sinh do đốt cháy nhiên liệu của các phương tiện vận tải và máy móc, thiết bị thi công hình ảnh phát thải bụi do vận tải

Thải đá: Việc đổ đất đá thải và bãi thải gọi là công tác thải đá bằng các máy xúc hay thiết bị thải chuyên dùng cũng sẽ phát sinh ra bụi Đất đá thải của khu vực sau khi bị phá vỡ kết cấu trở nên bở rời, vỡ vụn nên khi được đổ từ trên cao xuống và được san gạt bằng xe gạt sẽ tạo

ra lượng bụi lớn phát tán vào môi trường không khí

Gia công chế biến: là hoạt động phân loại, tuyển hoặc làm giàu khoáng sản

Với mỏ quặng thì tuyển, làm giàu chất lượng, phân loại,…

Với mỏ đá thì nghiền, sàng, phân loại theo cỡ,…

Khu sàng tuyển là nguồn gây ô nhiễm không khí rất nặng nề Bụi ở đây phân tán chủ yếu là

do gió bốc lên tài nguyên ở các bãi chứa khoáng sản và do các hoạt động vận tải, bốc rót khoang sản

Nghiền đập:

Sử dụng các máy móc nghiền sàng gây ra ô nhiễm bụi được phát sinh ở dây chuyền nghiền sàng và đường vân chuyển sản phẩm trong khu vực nghiền sàng

Bụi phát sinh từ công đoạn đập nghiền chủ yếu là các hạt có kích thước lớn, dễ lắng đọng, khả năng phát tán ra ngoài môi trường là không cao

Loại bỏ tạp chất:loại bỏ tiếp các tạp chất có hại để biến thành nguyên liệu có giá trị Lượng bụi phát sinh

Đổ thải vào bãi thải: Là khu vực dùng để chứa đất đá thải và các tạp chất khác trong quá

trình khai thác, phân loại và làm giàu khoáng sản Từ đây nó phát sinh ra bụi

Phân loại: Quá trình phân loại các tạp chất trong khoáng sản

Chất kho vào thành phẩm:

Sau khi đã gia công chế biến và phân loại khoáng tiến hành công việc thu hồi thành phầm trên đường về kho hay đi đến các nhà máy sản xuất để tiêu thụ

III Nguồn phát sinh

Việc xây dựng các mỏ quặng từ các hoạt động như đào đất chở đất đá và xây dựng công trình giao thông đã gây ra rất nhiều bụi thải ra không khí Tiếp theo đó là các công việc khai thác trong khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò cũng gây ra một lượng bụi thải lớn

3.1.Từ hoạt động khai thác lộ thiên

Hầu hết tất cả các khâu công nghệ đều tạo ra bụi, không chỉ ảnh hưởng đến MT làm việc

trực tiếp mà còn làm xấu chất lượng không khí của khu vực

Khai thác mỏ lộ thiên là một hình thức khai thác mỏ mà theo đó cần phải bóc lớp đất đá

phủ trên loại khoáng sản cần khai thác

- San gạt, xúc bốc, đổ thải đất đá thải

- Các hoạt động xây dựng mỏ

- Hoạt động của ô tô, máy xúc, máy gạt ở trên mặt bằng sân công nghiệp và trên khu vực khai thác, trên đường vận chuyển quặng, từ các bếp than ở nhà ăn tập thể của công nhân

- Bụi mỏ phát sinh từ tất cả các khâu trong dây truyền công nghệ: nổ mìn, xúc bốc, vận tải và thải đá sẽ phát thải bụi thường xuyên khi có gió, và đưa bụi bay xa theo gió

mạnh, thực tế xác định khoảng cách này ảnh hưởng đáng kể trong vòng bán kính

khoảng 200m.

- Tuỳ theo loại đất đá và khoáng sản cũng như điều kiện thời tiết mà mức độ phát thải bụi là khác nhau.

+> Giai đoạn nổ mìn: Tải lượng bụi( đất,đá) phát sinh trong giai đoạn nổ mìn khai thác than

một năm khá lớn Khi nổ, nồng độ bụi trong đám mây khá cao nhưng phần lớn lắng đọng xuống công trường trong vòng bán kính 0,5km, phần nhỏ được gió đưa đi và lắng đọng các khu vực xung quanh theo chiều gió.Trong nổ mìn: khi nổ 1kg thuốc nổ trong đất đá sẽ tạo ra 0,043÷ 0,25kg bụi

+> Giai đoạn xúc bốc:

Tải lượng bụi phát sinh từ hoạt động của thiết bị thi công cơ giới để bốc xúc nguyên liệu theo thống

kê của WHO là 0,17kg bụi/tấn.

+> Quá trình vận tải:

Thải ra 1 lượng bụi thải lớn Khí độc hại, bụi muội phát sinh do đốt cháy nhiên liệu của các phương tiện vận tải và máy móc, thiết bị thi công hình ảnh phát thải bụi do vận tải.(0.134kg bụi/ tấn

+> Thải đá :

Cũng sẽ phát sinh ra bụi, đất đá thải của khu vực sau khi bị phá vỡ kết cấu trở nên bở rời, vỡ vụn nên khi được đổ từ trên cao xuống và được san gạt bằng xe gạt sẽ tạo ra lượng bụi lớn phát tán vào môi trường không khí

- Mỏ khoáng sản nhiều doanh nghiệp sử dụng thiết bị khai thác lạc hậu, chưa đồng bộ nên hiệu quả khai thác, chế biến thấp, đầu tư thực hiện biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường còn hạn chế.

- Bụi, khí thải từ các hoạt động vận chuyển, xúc bốc, khoan nổ mìn; các sự cố do trượt

lở, trôi lấp bãi thải; mất nước, sụt lún, nứt đất, nhà cửa và các công trình xây dựng do

hạ thấp mực nước ngầm.

- Trên các mỏ than thường có mặt với hàm lượng cao các nguyên tố Sc, Ti, Mn Các khoáng vật sulphua có trong than còn chứa Zn, Cd, HG làm cho bụi mỏ trở nên độc hại với sức khỏe con người.

3.2 Khai thác mỏ hầm lò

- Trong các hoạt động khoan, đào hầm đã gây ra một lượng bụi rất lớn

- Trong giai đoạn khai thác quặng cũng thỉa ra một lượng bụi đáng kể

- Vận chuyển quặng từ trong mỏ ra ngoài rồi xe chở đến các khu công nghiệp

T

Khu vực phát sinh Hoạt động khai

thác

Hoạt động cải tạo phục hồi

1

Khoan Bụi đất đá, khí độc hại,

tiếng ồn

Khu vực mỏ khai thác

- Khu vực mỏ khai thác

- Mặt bằng sân công nghiệp

2

Nổ mìn khai thác Bụi đất đá, khí độc hại,

tiếng ồn, độ chấn động, sóng âm

Khu vực mỏ khai thác

3

Các hoạt động, bốc xúc

và vận chuyển, nguyên

vật liệu, đất đá thải

Bụi đất đá, tiếng ồn - Trên tuyến đường

vận chuyển

- Sân công nghiệp

- Khu vực mỏ khai thác

- Trên tuyến đường vận chuyển - Sân công nghiệp 4

Quá trình nghiền, sàng đá

vôi; Bốc xúc sản phẩm

lên ô tô đi tiêu thụ

Bụi, tiếng ồn (Do hệ thống máy nghiền đều sử dụng điện nên không phát sinh các khí độc hại)

Mặt bằng sân công nghiệp

5

Quá trình đốt cháy nhiên

liệu của các động cơ

Bụi, khí độc hại (SO2,

CO, NOx, )

- Trên tuyến đường vận chuyển - Tại khu vực khai trường

- Trên tuyến đường vận chuyển

- Tại khu vực mỏ

IV Ảnh hưởng

4.1. Đối với môi trường:

Thay đổi cảnh quan

Khai thác than theo dải hay lộ thiên sẽ phá hủy hoàn toàn hệ thực vật, phá hủy phẫu diện đất phát sinh, di chuyển hoặc phá hủy sinh cảnh động thực vật, ô nhiễm không khí, thay đổi cách sử dụng đất hiện tại và ở mức độ nào đó thay đổi vĩnh viễn địa hình tổng quan của khu vực khai mỏ

Quần xã vi sinh vật và quá trình quay vòng chất dinh dưỡng bị đảo lộn do di chuyển, tổn trữ và tái phân bố đất Nhìn chung, nhiễu loạn đất và đất bị nén sẽ dẫn đến xói mòn

Di chuyển đất từ khu vực chuẩn bị khai mỏ sẽ làm thay đổi hoặc phá hủy nhiều đặc tính tự nhiên của đất và có thể giảm năng suất nông nghiệp hoặc đa dạng sinh học Cấu trúc đất có thể bị nhiễu loạn do bột hóa hoặc vỡ vụn kết tập

Phá bỏ lớp thực bì

Những hoạt động làm đường chuyên chở than, tổn trữ đất mặt, di chuyển chất thải và chuyên chở đất và than làm tăng lượng bụi xung quanh vùng khai mỏ

Bụi làm giảm chất lượng không khí tại ngay khu khai mỏ, tổn hại thực vật, và sức khỏe của công nhân mỏ cũng như vùng lân cận

Hàng trăm ha đất dành cho khai mỏ bị bỏ hoang chờ đến khi được trả lại dáng cũ và cải tạo

Nếu khai mỏ được cấp phép thì cử dân phải di dời khỏi nơi này và những hoạt động kinh tế như nông nghiệp, săn bắn, thu hái thực phẩm hoặc cây thuốc đều phải ngừng

Tác động đến nước

- Khai mỏ lộ thiên cần một lượng lớn nước để rửa sạch than cũng như khắc phục bụi Để thỏa mãn nhu cầu này, mỏ đã "chiếm" nguồn nước mặt và nước ngấm cần thiết cho nông nghiệp và sinh hoạt của người dân vùng lân cận

- Những hồ được tạo ra trong quá trình khai thác than lộ thiên cũng có thể chứa nhiều a xít nếu có sự hiện diện của than hay chất phế thải chứa than, đặc biệt là những chất này gần với bể mặt và chứa pi rít Axit sunphuric được hình thành khi khoáng chất chứa sunphit và bị ôxy hóa qua tiếp xúc với không khí có thể dẫn đến mưa axít

- Hóa chất còn lại sau khi nổ mìn thường là độc hại và tăng lượng muối của nước mỏ và thậm chí là ô nhiễm nước

Bảng 1 Diện tích rừng và đất rừng bị thu hẹp, thoái hoá ở một số mỏ

Nguồn bảng : Nguyễn Đức Quý,1996

4.2. Đối với động thực vật hoang dã:

Khai thác lộ thiên gây ra những tổn thất trực tiếp hoặc gián tiếp đến động, thực vật hoang dã

- Tác động trực tiếp nhất đến sinh vật hoang dã là phá hủy hay di chuyển loài trong khu vực khai thác và đổ phế liệu

+ Những loài vật di động như thú săn bắn, chim và những loài ăn thịt phải rời khỏi nơi khai mỏ

+ Những loài di chuyển hạn chế như động vật không xương sống, nhiều loài bò sát, gặm nhấm đào hang và những thú nhỏ có thể bị đe dọa trực tiếp

+ Nếu những hố, ao, suối bị san lấp hoặc thoát nước thì cá, những động vật thủy sinh và ếch nhái cũng bị hủy diệt

+ Thức ăn của vật ăn thịt cũng bị hạn chế do những động vật ở cạn và ở nước đều bị hủy hoại

+ Những quần thể động vật bị di dời hoặc hủy hoại sẽ bị thay thế bởi những quần thể từ những vùng phân bổ lân cận

+ Những loài quý hiếm có thể bị tuyệt chủng

- Tác động lâu dài và sâu rộng đến động, thực vật hoang dã là mất hoặc giảm chất lượng sinh cảnh

4.3 Đối với con người:

Ảnh hưởng kinh tế - xã hội

Do cơ khí hóa ở mức độ cao nên khai thác lộ thiên không cần nhiều nhân công Do đó, khai mỏ lộ thiên không có lợi cho cư dân địa phương như khai thác hầm lò Tuy nhiên,

ở những vùng dân cư thưa thớt, địa phương không cung cấp đủ lao động nên sẽ có hiện tượng di dân từ nơi khác đến Nếu không có quy hoạch tốt từ phía chính quyền và chủ mỏ thì sẽ không có đủ trường học, bệnh viện và những dịch vụ quan trọng cho cuộc sống người dân Những bất ổn định sẽ xảy ra ở những cộng đồng lân cận của khu khai mỏ lộ thiên

Gây ra bệnh tật

1. Các bệnh về phổi và hen phế quản

- Những hạt bụi dính vào hốc phổi làm cho những tế bào ở đó chết đi Nồng độ bụi toàn phần cao từ 30 - 100mg/m3, vượt tiêu chuẩn vệ sinh cho phép (TCVSCP) từ 15 –

30 lần, nồng độ bụi hô hấp có nơi vượt TCVSCP từ 9 – 11 lần, hàm lượng silic tự do trung bình từ 15 – 21% Tỷ lệ mắc bệnh bụi phổi - silic trong công nhân khai thác than

từ 3-14%, trong đó khai thác hầm lò là chủ yếu (chiếm 70%) và bệnh viêm phế quản mạn tính là khoảng 19,3%

2 Bệnh về da

- Tỷ lệ bệnh da nghề nghiệp của công nhân khai thác than là khoảng 40,8%, trong

đó bệnh nấm da có tỷ lệ mắc cao nhất là 27,5%

3 Bệnh ở đường hô hấp

- Bụi này thường bám và gây bệnh về đường mũi họng

4 Bụi gây tổn thương mắt

- Bụi làm viêm mi mắt, đỏ mắt

- Giảm thị lực

- Bỏng giác mạc, có thể gây mù mắt

5 Bệnh tiêu hóa

- Bụi kim loại có thể gây tổn thương niêm mạc dạ dày => rối loạn đường tiêu hóa

V Phương pháp xử lý

5.1 Phương pháp quản lý:

- Đóng phí bảo vệ môi trường:

Một trong những giải pháp cũng đang rất được quan tâm đó là yêu cầu doanh nghiệp thực hiện đóng phí bảo vệ môi trường (BVMT)

Được biết, hiện nay Quảng Ninh là một trong những địa phương có quy định mức phí bảo vệ môi trường khá cao:Mức thu đối với loại quặng khoáng sản kim loại từ 30.000-270.000 đồng/tấn So với quy định năm 2009, mức phí bảo vệ môi trường:

Khai thác quặng thiếc, chì, kẽm đã tăng từ 180.000 đồng/tấn lên 270.000 đồng/tấn

Quặng sắt, tăng từ 40.000 đồng/tấn lên 60.000 đồng/tấn

- Tổ chức các đợt thanh kiểm tra, đánh giá tác động môi trường; tăng cường xử lý vi phạm liên quan đến ô nhiễm môi trường; vận động, nhắc nhở doanh nghiệp chấp hành luật BVMT

Tuy nhiên, để giải bài toán ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản, cần thiết phải có thêm nhiều chế tài hơn nữa trong việc giám sát, xử lý vi phạm liên quan đến vấn

đề này

- Phục hồi môi trường và phủ thảm thực vật ngay trong quá trình đổ thải cho các phân tầng dưới trong khi đổ thải phân tầng trên để ngăn chặn nguy cơ trượt lở bãi thải, giảm tác động trực tiếp của dòng nước mặt lên sườn bãi thải Đối với các bãi thải mới, thiết kế giảm góc dốc sườn bãi thải nếu có thể

- Thực hiện công tác quan trắc môi trường để kịp thời phát hiện những vấn đề phát sinh tác

hại xấu đến môi trường để đưa ra các giải pháp ngăn chặn xử lý kịp thời

5.2 Giải pháp công nghệ

- Trong khai thác mỏ người ta còn dùng khoan ướt, làm ẩm, hạn chế việc sinh bụi Kết quả

điều tra cho thấy, nếu khoan khô 1cm3 không khí có 5983 hạt bụi, khi khoan ướt chỉ còn

1734 hạt Đối với các thiết bị khoan khô như máy khoan xoay cầu cần lắp các phễu chụp bao xung quanh miệng lõ khoan để ngăn bụi phát tán vào môi trường xung quanh.

- Sử dụng thuốc nổ có cân bằng ôxy bằng không: đảm bảo phản ứng cháy nổ diễn ra

hoàn toàn như thuốc nổ ANFO, thuốc nổ nhũ tương, dùng các túi nilông chứa nước đặt trên miệng lỗ mìn trước khi nổ,

- Sử dụng bua nước khi nổ mìn

Nguyên tắc của phương pháp này là nạp bua nước cho các lỗ mìn kết hợp các túi nước treo

Đây là một trong các phương pháp được sử dụng phổ biến trong công nghiệp mỏ vì đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khá cao (giảm nồng độ bụi tới 85%, giảm chi phí thuốc nổ 10 – 17%): Bua nước

được chế tạo bằng cách sử dụng túi nhựa polietilen có chiều dày 0,2mm với đường kính tương