TÁC ĐỘNG môi TRƯỜNG từ HOẠT ĐỘNG SÀNG TUYỂN KHOÁNG sản tại CÔNG TY APATIT lào CAI

Việc khai thác và chế biến khoáng sản apatit đã sử dụng một diện tích đất đai khá lớn để mở khai trường và làm hồ thải quặng đuôi, mộtkhối lượng nước đáng kể để tuyển rửa quặng, có nguy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC THÁI NGUYÊN

Khoa Khoa học Môi trường và Trái đất

-**

* -TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG TỪ HOẠT ĐỘNG SÀNG TUYỂN KHOÁNG SẢN TẠI CÔNG TY APATIT LÀO CAI Họ tên: Hoàng Thị Giang

Mã sinh viên: DTZ1458501010060

Lớp: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Khoa: Khoa học Môi trường và Trái đất

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2017

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Nằm ở khu vực Đông Nam Á, Việt Nam là nước giàu tài nguyên khoáng sản, rất

đa dạng phong phú, là nguồn nguyên liệu, tiềm năng quý của quốc gia Cũng như mọihoạt động khai thác khoáng sản khác, việc triển khai các dự án khai thác và chế biếnquặng apatit nói chung và apatit Lào Cai nói riêng, đã có những tác động tích cực nhưhàng năm đóng gió vào GDP hàng trăm tỷ đồng; tạo công ăn việc làm cho hàng ngàn laođộng; nâng cao đời sống vật chất, tinh thần cũng như trình độ dân trí cho một số cộngđồng dân cư, thúc đẩy ngành công nghiệp nặng phát triển góp phần tăng trưởng kinh tếcho thành phố Lào Cai, đẩu nhanh tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Tuynhiên bên cạnh đó, ngành khai thác chế biến khoáng sản là ngành công nghiệp gây ranhiều sự cố môi trường nhất, chủ yếu liên quan đến các đập/ hồ thải chứa quặng đuôi từchế biến các loại khoáng sản khác nhau Việc khai thác và chế biến khoáng sản apatit đã

sử dụng một diện tích đất đai khá lớn để mở khai trường và làm hồ thải quặng đuôi, mộtkhối lượng nước đáng kể để tuyển rửa quặng, có nguy cơ làm thoái hóa tài nguyên rừng,tài nguyên nước khu vực, có sử dụng hóa chất độc hại trong quá trình gia công chế biến

và ảnh hưởng do sự cố tràn chất thải hoặc sự cố chất ô nhiễm phát sinh từ chất thải trongcác hồ, đập thải quặng đuôi này đã tác động nghiêm trọng đến môi trường, hệ sinh thái vàsức khỏe cộng đồng ngay trong quá trình hoạt động chế biến và kéo dài cả khi ngừnghoạt động (đóng cửa mỏ)

Vì vậy, việc đánh giá hiện trạng, mức độ tác động tới môi trường từ hoạt độngsàng tuyển của các nhà máy tuyển quặng là hết sức cần thiết, nhằm đề xuất các biện phápgiảm thiểu tác động tiêu cực liên quan đến sự cố và ô nhiễm môi trường, là cơ sở khoahọc và thực tiễn phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường trong hoạtđộng khai thác và chế biến khoáng sản, đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững đã đề racủa tỉnh Lào Cai

Chương I Tổng quan về quặng apatit

1.1. Khái quát về quặng apatit

1.1.1. Đặc điểm quặng apatit

Đá phosphat thường chứa các khoáng vật apatit với hàm lượng rất khác nhau.Thông thường các quặng phosphat có nguồn gốc macma là quặng apatit còn quặngphosphat trầm tích là quặng phosphorit Quặng apatit có kích thước tinh thể lớn hơn 40micron

Apatit là nguồn cung cấp phospho cần thiết cho cây trồng, gia súc và con người.Đồng thời là nguyên liệu cơ bản cho sản xuất phân lân, hóa chất và dược phẩm Các hợpchất phosphat là nguồn cung cấp dinh dưỡng và năng lượng cho cây trồng Đối với sựsinh trưởng của cây trồng, phospho đóng vai trò quan trọng thứ hai chỉ sau nitơ

1.1.3. Phân loại quặng apatit

Tùy thuộc vào hàm lượng P2O5 có trong quặng apatit mà người ta chia thành cácloại quặng khác nhau, trong đó có:

 Quặng giàu: là quặng I (trên 18% P2O5)

 Quặng trung bình: là quặng II (8-18% P2O5)

 Quặng nghèo: là quặng III (5-8% P2O5)

 Quặng rất nghèo: là quặng IV (3-5% P2O5)

1.1.4. Vai trò của quặng apatit

-Sản xuất các loại phân bón chứa phospho: Khoảng 90% sản lượng quặngphosphat trên thế giời được dùng để sản xuất phân bón

-Thức ăn gia súc: Dùng quặng phosphat để sản xuất phụ gia thức ăn cho gia súc.Quy trình sản xuất các phụ gia phosphat cho thức ăn gia súc có nhiều điểm tương tự quytrình sản xuất phân hóa học Mục đích của cả 2 quy trình đều là chuyển phospho ở dạngkhông hấp thụ được cho cây trồng (hoặc gia súc) thành dạng hấp thụ được Nhưng khisản xuất phụ gia thức ăn gia súc thì việc chuyển phospho sang dạng hấp thụ được có ý

nghĩa quan trọng hơn nhiều, ngoài ra những nguyên tố có hại cho sức khỏe gia súc (nhưflo) phải được giảm xuống dưới mức cho phép.

-Phospho vàng và các sản phẩm kỹ thuật: phospho đỏ, axit phosphoric nhiệt, cácsản phẩm muối phosphat kỹ thuật như chất khử nước cứng, chất tẩy rửa, làm sạch bề mặtkim loại khi sơn, mạ…

1.2. Quặng apatitatit ở Việt Nam

1.2.1. Đặc điểm của quặng apatit Lào Cai

Quặng apatit Lào Cai thực chất là một loại quặng phosphat có nguồn gốc trầm tíchbiển, thành hệ tiền Cambri chịu tác dụng biến chất và phong hóa Các khoáng vậtphosphat trong đá trầm tích không nằm ở dạng vô định như ta tưởng trước đây mà nằm ởdạng ẩn tinh, phần lớn chúng biến đổi giữa floroapatit Ca5(PO4)6F2 và cacbonat-floroapatit Ca5([PO4],[CO3])3F Hầu hết các phosphat trầm tích dưới dạng cacbonat-floroapatit gọi là francolit Dưới tác dụng của biến chất các đá phi quặng biến thành đáphiến, dolomit và quaczit, còn đá chứa phosphat chuyển thành quặng apatit-dolomit

1.2.2. Thành phần quặng apatit Lào Cai

Quặng apatit Lào Cai là loại quặng thuộc thành hệ metal phosphorit, là thành hệchủ yếu được sử dụng cho ngành công nghiệp sản xuất phân bón chứa lân ở Việt Nam

Khoáng vật apatit đều có cấu trúc Ca5F(PO4)3 thuộc loại fluoapatit, trong đó có

\khoảng 42,26% P2O5; 3,78% F và khoảng 50% CaO

Khoáng vật apatit phân bố trong tầng đá cacbonat- thạch anh, hoặc cacbonatmuscovite

1.2.3. Phân loại quặng apatitatit

Dựa vào sự hình thành và thành phần vật chất trong khoáng sản apatit Lào Caiphân chia ra 4 loại quặng khác nhau:

 Quặng loại I: Là loại quặng apatit hầu như đơn khoáng thuộc phần không phong hóa củatầng quặng KS5, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng từ 28-40%

 Quặng loại II: Là quặng apatit-dolomit thuộc phần chưa phong hóa của tầng quặng KS5,hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 18-25%

 Quặng loại III: Là quặng apatit- thạch anh thuộc phần phong hóa của tầng dưới quặngKS4 và trên quặng KS6 và KS7, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng từ 12-20%, trung bìnhkhoảng 15%

 Quặng loại IV: Là quặng apatit- thạch anh- dolomit thuộc phần chưa phong hóa của tầngdưới quặng KS4 và các tầng trên quặng KS6 và KS7, hàm lượng P2O5 khoảng 8-10%.

1.2.4. Phân bố và trữ lượng quặng apatit Lào Cai

Việt Nam chỉ phát hiện apati ở Lào Cai với trữ lượng khoảng 2,5 tỳ tấn Mỏ apatitLào Cai nằm về hữu ngạn sông Hồng với chiều dài khoảng 100km từ Lũng Pô qua BátXát đến Bảo Hà thuộc tinh Lào Cai, với chiều rộng từ 1 đến 4 km Căn cứ vào sự phân bốcác vỉa quặng cũng như mức độ tìm kiếm, thăm dò có thể chia vùng mỏ thành 3 phânvùng và 20 khu mỏ:

• Phân vùng Bát Xát- Ngòi Bo

Là trung tâm của khoáng sản apatit Lào Cai, có chiều dài khoảng 33,5km, là vùng

có trữ lượng quặng lớn và ổn định nhất, có đủ 4 loại quặng với tổng trữ lượng là 778 triệutấn, gồm các khu mỏ: Bắc Nhạc Sơn, Làng Mòn, Cam Đường 1,2,3; mỏ Cóc…

Trữ lượng quặng apatit đã được thăm dò và xác định trữ lượng của phân vùng BátXát- Ngòi Bo là 778 triệu tấn, trong đó:

 Quặng loại I là 31 triệu tấn

 Quặng loại II là 234 triệu tấn

 Quặng loại III là 222 triệu tấn

 Quặng loại IV là 291 triệu tấn

• Phân vùng Ngòi Bo- Bảo Hà

Nằm về phía Đông Nam phân vùng Bát Xát- Ngòi Bo Gồm các khu mỏ Ngòi Ngòi Chát, Phú Nhuận, Ngòi Chăm- Làng Thi và Tam Đỉnh- Làng Phúng

Bo-• Phân vùng Bát Xát- Lũng Pô

Nằm về phía Tây Bắc phân vùng Bát Xát- Ngòi Bo Gồm các khu mỏ Nậm Chạc,Trịnh Tường và Bản Vược Tổng trữ lượng apatit của 3 mỏ trên là khoảng 13 triệu tấn,tức chỉ bằng 5,1% trữ lượng quặng cùng loại của phân vùng Bát Xát- Ngòi Bo

1.2.5. Công nghệ tuyển quặng apatit

Việt Nam sử dụng công nghệ tuyển nổi quặng do các chuyên gia Liên Xô cũnghiên cứu và lắp đặt Các khâu công nghệ, các thông số công nghệ theo thiết kế đượcđánh giá chung là hợp lý

Một số ưu nhược điểm công nghệ tuyển quặng của Việt Nam:

• Hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa, bảng mô phỏng, tín hiệu báo, đo, cân… là nhữngthiết bị có độ bền và độ chính xác kém Hiện nay gần như những thiết bị này đã bị tê liệthoàn toàn,

• Việc xử lý trung hòa quặng đầu để đảm bảo ổn định hàm lượng P2O5 và hàm lượng cácoxit chưa được giải quyết triệt để, gây khó khăn cho việc điều chỉnh công nghệ của nhàmáy

• Nhà máy còn đang hoạt động ở 2/3 công suất, nên thiết bị trong công nghệ thường phátsinh cục bộ, thiếu sự đồng bọ, gây mất ổn định quá trình tuyển ở một số khâu

1.2.6. Vấn đề môi trường từ tuyển quặng apatit

Quặng đuôi là các sản phẩm mịn còn lại (sau khi đã tuyển và thu quặng tinh) sẽđược thải ra các hồ thải Ở những hồ chứa cũ do không được bảo trì tốt nên vật liệu thải

bị thoát ra các vùng đất xung quanh và các con sông, suối ở gần đó Những vật liệu thảinày, ở các dạng rất mịn, là những nguồn ô nhiễm chính cho các hoạt động khai tháckhoáng sản khác và các nguồn nước

a) Ô nhiễm nước

Việc ô nhiễm nước tự nhiên là khá phổ biến ở hầu hết các khu vực khai thác mỏ

Ô nhiễm nước do lượng Hg, kim loại nặng hòa tan trong nước sau quá trình tuyểnquặng Hiện tượng này phụ thuộc vào các thành phần của loại quặng đem tuyển, còn mức

độ hòa tan thì tác động bởi sự có mặt của các khoáng vật sunfua và các dung dịch axitliên đới

b) Ô nhiễm tiếng ồn

Tiếng ồn và chấn động của các nhà máy tuyển khoáng là những vẫn đề khôngquan trọng lắm nhưng công nhân cũng có thể bị ảnh hưởng khi các thiết bị tuyển làmviệc Các nhà máy tuyển khoáng và luyện kim thường đặt bên trong các khu dân cư và vìthế tiếng ồn và chấn động thường làm cho người dân địa phương cũng như người dânsống dọc theo các con đường vận chuyển quặng mất đi sự yên tĩnh

c) Ô nhiễm đất

Nồng độ asen cao trong đất đá thải của một số nhà máy tuyển đang là một lờicảnh báo tới sức khỏe con người

Bãi thải có các chất thải rắn như cát, đá, sỏi, bùn làm ảnh hưởng đến đất nôngnghiệp, giảm năng suất cây trồng.

Chương II Hiện trạng môi trường từ nhà máy tuyển quặng apatit

2.1 Điều kiện tự nhiên- kinh tế xã hội

2.1.1 Điều kiện về địa lý, địa chất

-Mỏ apatit Lào Cai nằm ở hữu ngạn sông Hồng, nằm ở phía Tây Bắc nước ta.Mỏ

có chiều dài khoảng 100km từ Lũng Pô- Bát Xát đến Bảo Hà thuộc tỉnh Lào Cai, vớichiều rộng từ 1 đến 4km Địa hình khu mỏ khá phức tạp gồm những dải đồi núi liên tiếpkéo theo phương Tây Bắc- Đông Nam, thấp dần về phía Tây Nam Khu trung tâm có địahình nhô cao và thấp dần về phía hai đầu, chia làm ba khu vực địa hình:

 Khu vực núi cao trên 450m

+Hệ thống đứt gãy chờm: Gây khó khăn cho công tác thăm dò và ảnh hưởng tớitrữ lượng Chúng thường xuất hiện nơi thân quặng nằm ngang hoặc hơi thoải, làm chochiều dài thân quặng không ổn định và để lại các ô không liên tục bám quanh đường đứtgãy

2.1.2 Điều kiện về khí tượng và thủy văn

-Nhiệt độ: Vùng mỏ có khí hậu lục địa, gió mùa chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa khôhanh và mùa mưa Mùa khô hành từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 4đến tháng 9 cùng năm Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng và trong ngày khá lớn, mùađông thường rất lạnh, từ 8-20oC có khi xuống 1o hoặc 2o

-Lượng mưa: Mùa mưa chịu sự ảnh hưởng khắc nghiệt của thời tiết Lượng mưalớn nhất hàng năm vào tháng 8, có thể lên tới 6.000mm.

+Độ ẩm không khí: Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%, độ ẩm thấp nhất 67,9%.+Áp suất không khí: Giá trị tối đa 1039mm bar, giá trị tối thiểu 991mm bar

+Gió và hướng gió: Vùng mỏ ít có gió bão, thỉnh thoảng có gió lốc xoáy tốc độkhá lớn có thể làm đổ cây, tốc mái nhà cấp 4 Gió có hướng Đông Bắc và Tây Nam

-Nguồn nước trong khu mỏ gồm 2 con suối: suối Cóc và suối Pèng Những consuối này thường có lũ đột ngột, thời gian từ 2-4 giờ, chênh lệch mực nước tối đa là 2mđến độ cao tuyệt đối là 120m Ngoài ra trong suối còn có các lạch nhỏ lưu lượng thườngxuất hiện vào mùa mưa và sau những cơn mưa lưu lượng tổng cộng 0,33m3/s

2.1.3 Điều kiện về kinh tế - xã hội

-Dân tộc: Vùng mỏ có mật độ dân cư khoảng 30 người/km2 với 15 dân tộc khácnhau Dân cư chủ yếu là người Kinh sống tập trung quanh vùng mỏ Lân cận mỏ, trên cáctriền núi là dân tộc ít người như: Tày, Nùng, Dao, H’Mông,…sống chủ yếu bằng nghềchăn thả gia súc, trồng trọt, làm nương rẫy…

-Văn hóa: Do có sự giao lưu và quen thuộc với công tác khai thác mỏ Công tyApatit Việt Nam, nói chung bà con dân tộc trong vùng đã sống chung với công nghiệpnhiều năm nên trình độ dân trí đã phát triển nâng cao nhất định

2.2 Quy trinh sản xuất apatit tại nhà máy tuyển quặng

2.2.1 Công đoạn đập thô

Quặng apatit nguyên khai được vận chuyển bằng tàu hỏa từ khai trường về nhàmáy tới nhà đập thô để gia công Quặng đưa vào bunke chứa, sau đó chuyển tiếp vào máysàng quán tính để phân loại quặng Quặng trên sàng có độ lớn >150mm (khoảng 60%)được đưa vào máy đập đá Sau khi quặng được làm đều trong kho, quặng được đưa vàocác băng tải xích sau đo chuyển tới công đoạn đập, rửa và nghiền mịn

2.2.2 Công đoạn đập, rửa và nghiền mịn

Quặng được vận chuyển qua các hành lang băng tải nạp các máy rửa thùng quay,nước được đưa vào máy rửa theo chiều ngược với chuyển động của dòng liệu Trong máyrửa xảy ra quá trình rửa và phân rã quặng với sự tách sản phẩm lọt sàng <10mm

Quặng dưới sàng của máy rửa thùng quay có cỡ hạt nhỏ hơn 10mm được đưa tớimáy phân cấp 1, quặng trên sàng có cỡ hạt lớn hơn 10mm được băng tải dẫn vào máy đậproto, sau đó lạ được đưa vào máy thùng quay, nước cũng được đưa vào theo chiều ngượcvới chiều chuyển động của dòng liệu Phi quặng được chọn nhặt thủ công ra khỏi băng tảichuyển ra bãi thải

2.2.3 Công đoạn pha chế thuốc tuyển

Theo thiết kế của Liên Xô cũ, dây chuyền công nghệ pha chế thuốc tuyển bao gồmcác bộ phận:

• Bộ phận axit sunphuaric: axit sunphuaric được hút vào bình chứa băng bơm chân không,

từ đây sẽ được bơm vào thùng chứa axit H2SO4 ở nhà tuyển chính

• Bộ phận pha chế thủy tinh lỏng Na2SiO4: Thủy tinh lỏng có nồng độ 30% được đưa vềxưởng và bơm vào các thùng lường, sau đó nạp vào thùng khuấy Dùng nước hòa thủytinh lỏng đến nồng độ 5% và đưa vào chứa tại xitec trước khi đưa sang nhà tuyển chính

và vào bể cô đặc

• Bộ phận pha chế xút NaOH: Dùng bơm đưa xút vào xitec và bơm lên thùng lường sau đónạp vào thùng khuấy, dùng nước pha loãng xút đến nồng độ 2% và đưa vào chứa trongxitec, bơm sang nhà tuyển chính để sử dụng và đồng thời được cấp vào thùng lường để xàphòng hóa thuốc tuyển

• Bộ phận pha chế thuốc tuyển: Các nguyên liệu pha chế thuốc tuyển chuyển về nhà máy ởdạng lỏng đóng trong thùng phi (thủy tinh lỏng, thuốc tuyển) hoặc ở dạng rắn đóng bao(soda, Fe2SO4.7H2O) Nguyên liệu được nạp vào thùng khuấy để pha loãng/ pha chế hoặcnạp vào các xitec chứa

2.2.4 Công đoạn tuyển nổi

Bùn quặng với cấp hạt nhỏ hơn 0,1mm được bơm từ bể chứa qua bơm tới thủycyclon để làm đặc Phần bùn đặc ra khỏi cyclon đi tới các tiếp xúc bổ sung thủy tinh lỏng

và thuốc tuyển trước khi vào máy tuyển chính, phần bùn loãng ra khỏi đỉnh cyclon đượcdẫn tới công đoạn cô đặc, rồi được bơm tới thùng tiếp xúc có chứa thủy tinh lỏng vàthuốc tuyển được bơm từ thùng chứa trên cao

Tại mỗi máy tuyển, không khí nén được sục vào để tạo bọt, tăng khả năng tiếpxúc giữa pha rắn và pha lỏng Bùn quặng ra khỏi máy tuyển theo 2 phần: phần nổi lêntrên là quặng tinh và phần tháo ra ở dưới là quặng đuôi có các tạp chất

2.2.5 Công đoạn lọc

Bùn quặng tinh từ công đoạn tuyển nổi được bơm sang nhà lọc vào các cyclonthủy lực để cô đặc trước khi vào máy lọc Phần quặng tinh dưới đáy cyclon được dẫn vàomáy khuấy nằm ngang, phần bùn loãng phía trên cyclon được gom lại và dẫn về bể côđặc thuộc công đoạn cô đặc, sau đó được bơm vào máy khuấy nằm ngang và đưa vào các