TIỀM NĂNG KHAI THÁC các sản PHẨM từ NGUỒN KHOÁNG sản sét ở ĐBSCL

Từ đất sét có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau như: gạch ngói, gốm sứ, hoa trang trí, xi măng polime, nồi đất, lò đất, tranh gốm, làm thành phần trong kem đánh răng, sữa rửa mặt, mặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SHƯD

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGS.TS Võ Quang Minh Tạ Hoàng Trung

MSSV: 3084166

Ngành: Khoa Học Đất Khóa 34

Cần Thơ - 2012

MỤC LỤC

Mục lục ……… …….…… i

Lời cam đoan ……… iv

Xác nhận của Cán Bộ hướng dẫn……… ……….… v

Xác nhận của Bộ Môn Khoa Học Đất……… vi

Xác nhận của Hội Đồng chấm Luận Văn tốt nghiệp……….…….….…… vii

Lý lịch cá nhân ……… … viii

Lời cảm tạ……… … ix

Danh sách hình……… x

Danh sách bảng……… xii

Chữ viết tắt ……… xiii

Tóm lược… ……… xiv

MỞ ĐẦU……….1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU………3

1.1 Giới thiệu khái quát về ĐBSCL………… ……… ………3

1.1.1 Vị trí địa lý……… ….……….3

1.1.2 Khoáng sản……… ……… 4

1.2 Các khái niệm cơ bản……… ……… 4

1.2.1 Đất đai.……… 4

1.2.2 Khoáng sản……… ……….5

1.3 Những đặc điểm và chức băng của đất sét……… ……… 6

1.3.1 Khái niệm về khoáng sét……….……… 6

1.3.2 Sự hình thành của đất sét……….… ……… ……….6

1.3.3 Tính chất của đất sét……… 7

1.3.3.1 Tính chất vật lý……… 7

1.3.3.2 Sự thay thế đồng hình 7

1.3.5 Ứng dụng của đất sét……….……… 11

1.4 Đặc điểm phân bố khoáng sét ở ĐBSCL………… ……….… 12

1.4.1 Tài nguyên đất……… …….……….12

1.4.2 Đặc điểm phân bố khoáng sét……… ……… 13

1.5 Một số đề tài nghiên cứu liên quan tới đất sét……… 14

1.5.1 Đề tài:Nghiên cứu chế tạo gạch xốp cách nhiệt……… ……14

1.5.2 Đề tài: Hợp chất Kabenlis từ đất sét……… ……….15

1.5.3 Đề tài: Chuyển hóa vật liệu Zeolite từ khoáng sét thiên nhiên……… 15

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP………… ……….17

2.1 Phương tiện nghiên cứu……… ………17

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 17

2.3 Dự kiến kết quả đạt được……….………18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN……… ………20

3.1 Đặc điểm nguồn tài nguyên khoáng sét ở ĐBSCL… …….……… ……….20

3.1.1 Dự báo tình hình tiêu thụ khoáng sét……… ………… ……….20

3.1.2 Tiềm năng khai thác các sản phẩm từ khoáng sét……… ………20

3.1.3 Tiềm năng khai thác khoáng sét……… ……21

3.1.3.1 Khoáng sét kaolin………21

3.1.3.2 Khoáng sét bentonite……… ………25

3.1.3.3 Khoáng sét montmorillonite………28

3.2 Sơ lược các sản phẩm từ đất sét………28

3.3 Quy trình sản xuất các sản phẩm từ đất sét……… 39

3.3.1 Gạch từ đất sét……….39

3.3.1.1 Quy trình sản xuất gạch truyền thống……….40

3.3.1.2 Quy trình sản xuất gạch ở ĐBSCL……… 42

3.3.2 Đồ gốm sứ từ đất sét……… ……….43

3.3.2.1 Quy trình được sử dụng phổ biến……….……… 43

3.3.2.2 Đồ gốm sứ mỹ nghệ cao cấp……….……….46

3.3.2.2.1 Gốm sứ Bát Tràng……… ……… 46

3.3.2.2.2 Gốm sứ Vĩnh Long……… ………51

3.3.2.3 Đồ gốm sứ thông thường……… 53

3.3.3 Phân chậm tan từ đất sét……….………… 54

3.3.4 Hoa từ đất sét……….………56

3.3.5 Tranh gốm từ đất sét……….………58

3.3.6 Xi măng Polymer từ đất sét……… 59

3.4 Đề xuất một số sản phẩm và quy trình sản xuất… ……… ………60

3.4.1 Gạch từ đất sét……… 60

3.4.2 Phân chậm tan từ đất sét……… ………62

3.4.3 Tranh từ đất sét……….64

3.4.4 Sản phẫm khác từ đất sét………… ……… ………….66

3.5 Quy định và hướng giải quyết về khai thác đất sét………….……….………… 68

3.5.1 Quy định về việc khai thác đất sét làm nguyên liệu cho sản xuất……… ….68

3.5.2 Tác động của việc khai thác và sử dụng đất sét đến môi trường……….70

3.5.3 Những giải pháp hạn chế những tác động tiêu cực của vấn đề khai thác khoáng sét đến môi trường và sản xuất nông nghiệp……….……… 71

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………… ……….74

4.1 Kết luận……… ……… 74

4.2 Kiến nghị……… 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ………76

PHỤ CHƯƠNG………80

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học và làm việc của bản thân Các

số liệu và các sản phẩm do chính bản thân làm ra cùng với sự hỗ trợ của thầy cô, công trình nghiên cứu khoa học này chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Tạ Hoàng Trung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT



XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Luận văn tốt nghiệp Kỹ Sư ngành Khoa Học Đất với đề tài :

“TIỀM NĂNG KHAI THÁC CÁC SẢN PHẨM TỪ NGUỒN KHOÁNG SẢN

SÉT Ở ĐBSCL”

Sinh viên thực hiện : Tạ Hoàng Trung

MSSV: 3084166 Lớp: Khoa Học Đất khóa 34

Ý kiến của Cán Bộ Hướng Dẫn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày…… tháng…… năm………

Cán Bộ Hướng Dẫn

PGS TS VÕ QUANG MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT



XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Luận văn tốt nghiệp Kỹ Sư ngành Khoa Học Đất với đề tài :

“TIỀM NĂNG KHAI THÁC CÁC SẢN PHẨM TỪ NGUỒN KHOÁNG SẢN

SÉT Ở ĐBSCL”

Sinh viên thực hiện : Tạ Hoàng Trung

MSSV: 3084166 Lớp: Khoa Học Đất khóa 34

Ý kiến của Bộ Môn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày… tháng…… năm……

Trưởng Bộ Môn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT



XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hội Đồng Chấm Luận Văn Tốt nghiệp đã chấp thuận Luận Văn Tốt Nghiệp Kỹ Sư

ngành Khoa Học Đất với đề tài :

“TIỀM NĂNG KHAI THÁC CÁC SẢN PHẨM TỪ NGUỒN KHOÁNG SẢN

SÉT Ở ĐBSCL”

Sinh viên thực hiện : Tạ Hoàng Trung

MSSV: 3084166 Lớp: Khoa Học Đất khóa 34

Xác nhận của Hội Đồng Chấm Luận Văn Tốt Nghiệp:

………

………

………

………

………

………

………

………

Luận Văn Tốt Nghiệp được Hội Đồng đánh giá ở mức :………

Cần Thơ, ngày……tháng…… Năm……

Chủ Tịch Hội Đồng

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

I LÝ LỊCH

Họ và tên: Tạ Hoàng Trung

MSSV: 3084166

Sinh ngày 22 tháng 11 năm 1989, tại huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau

Họ và tên Cha: Tạ Hoàng Toàn

Họ và tên Mẹ: Phạm Thị Phương Ven

Địa chỉ thường trú: Ấp Tân Thành B, xã Tạ An Khương Nam, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau

(2008-LỜI CẢM TẠ Kính dâng: Cha Mẹ với tất cả những sự biết ơn sâu sắc nhất trong suốt những năm học

đại học đã hy sinh và tạo mọi điều kiện cho con hoàn thành tốt công việc học tập của con Chúc Cha Mẹ luôn mạnh khỏe

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Thầy Võ Quang Minh (Bộ môn Tài nguyên đất đai - khoa Môi Trường và TNTN) đã chấp nhận hướng dẫn luận văn tốt nghiệp cho tôi và tận tình chỉ dẫn cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi trong thời gian tôi thực hiện đề tài của mình

Anh Lê Hữu Nghĩa, học viên cao học Khoa Học Đất khóa 16 đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài

Chân thành cảm ơn:

Thầy Ngô Ngọc Hưng là cố vấn học tập lớp Khoa học đất khóa 34 đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt khóa học

Quý Thầy Cô trong Bộ môn Khoa học đất, Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai và quý Thầy

Cô Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng, Khoa Môi Trường & Quản Lý TNTN,

và toàn thể quý thầy Trường Đại học Cần Thơ đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại Trường Kính chúc quí thầy cô luôn được nhiều niềm vui và hạnh phúc

Thân gởi lời chúc sức khỏe – thành đạt nhất đến tất cả các bạn lớp Khoa học đất khóa

34 đã giúp đỡ mình rất nhiều trong suốt thời gian mình xa quê

Lời kết: để được thành quả này tôi xin gửi lời cảm ơn thân thương tới Hoa, Toàn, đã

cùng tôi chia sẽ những niềm vui và những khó khăn trong suốt quá trình làm đề tài, chúc các bạn luôn thành công trên con đường mà mình đã lựa chọn

Tạ Hoàng Trung

Zeolite trong nuôi trồng thủy sản

Ruộng lúa sau khi dùng phân NPK có chứa Zeolite

Chiếc ví hình cây xương rồng

Chiếc ví hình cây xương rồng

Thức ăn đồ chơi bé xíu từ đất sét

Sơ đồ sản xuất gốm sứ phổ biến

Sơ đồ quy trình sản xuất gốm sứ Bát Tràng

Gốm Bát Tràng- Men Lam

45

48

49 3.15

3.36 Xe ben và xe cuốc đang khai thác đất mặt ruộng ở Sóc Trăng 69

29

39 3.3 Kết quả khảo sát nồng độ gây ô nhiễm trong khói lò

Cation Exchange Capacity Diamino Phosphate

ĐBSCL

ĐHCT

Đồng Bằng Sông Cửu Long Trường đại học Cần Thơ Can Tho Univercity GDP

Gross Domestic Product International Organization for Standardization

Tự nhiên-Kinh tế-Xã hội Thông tấn xã Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân

USB Thiết bị lưu trữ dữ liệu Univeral Serial Bus

USD Đơn vị tiền tệ của Hoa Kỳ United States dollar

VAC Mô hình Vườn- Ao- Chuồng

TÓM LƯỢC

Đề tài “Tiềm năng khai thác các sản phẩm từ nguồn khoáng sản sét ở ĐBSCL” được thực hiện từ việc thu thập t ài liệu từ nhiều nguồn khác nhau về sản phẩm, quy trình sản xuất từ các cơ sở nhà máy ở các tỉnh của ĐBSCL Kết quả cho thấy:

Tiềm năng khai thác các sản phẩm từ nguồn khoáng sét ở ĐBSCL là rất dồi dào

và phong phú nên phải khai thác hợp lý, đúng theo quy định cho phép thì hiệu quả của khoáng sét đem lại là không nhỏ không chircho hiện tại mà còn đấp ứng cho nhu cầu của tương lai

Đất sét có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và một số nghành nghề thủ công khác Từ đất sét có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau như: gạch ngói, gốm sứ, hoa trang trí, xi măng polime, nồi đất, lò đất, tranh gốm, làm thành phần trong kem đánh răng, sữa rửa mặt, mặt nạ dưỡng da, đất nặn cho trẻ em, vật liệu nanocomposit, vật liệu zeolite, gạch xốp cách nhiệt, làm ví, phân chậm tan,…

Đồng thời qua đề tài có thể tìm hiểu được các quy trình sản xuất các sản phẩm như: gạch ngói, gốm sứ, hoa trang trí, tranh gốm…

Các sản phẩm đề xuất trong trong đề tài cũng dựa vào các quy trình sản xuất và

từ đó sẽ được áp dụng rộng rải trong thực tế mà đặc biệt là cho từng cơ sở ở từng vùng nhằm cải thiện cuộc sống và sử dụng nguồn đất sét một cách hợp lý và hiệu quả

MỞ ĐẦU

I – Đặt vấn đề

Sử dụng đất đạt hiệu quả về kinh tế, tự nhiên và môi trường là vấn đề được rất nhiều người quan tâm, trong đó không chỉ có nông dân, nhà khoa học mà còn có cả chính quyền địa phương

Việc khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên là điều kiện cơ bản đảm bảo phát triển các tiềm năng tự nhiên – kinh tế - xã hội Hiện nay, việc khai thác các nguồn tài nguyên phục vụ cho các hoạt động của con người rất được quan tâm, khai thác và sử dụng hợp lý, tiết kiệm nguồn tài nguyên cho tương lai thì cần thiết phải có những hiểu biết về nguồn gốc, trữ lượng, sự phân bố và đặc biệt là các sản phẩm mà nó có thể được sản xuất

Đất sét hay sét là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản khá dồi dào ở ĐBSCL nói riêng và ở Việt Nam nói chung, từ lâu đã được người dân, cũng như các

cơ sở sản xuất khai thác để sản xuất ra các sản phẩm như: gạch, gốm sứ, cà ràng (bếp lò có ba chân), nồi… Đã hình thành được những làng nghề như: làng gốm Bát Tràng (Gia Lâm, Hà Nội), làng gốm Đông Sơn (Vĩnh Phúc), làng gốm Phước Tích (Thừa Thiên Huế)…Góp phần tăng thêm thu nhập và tạo ra việc làm cho người lao động

Ngoài những sản phẩm trên thì đất sét còn được khai thác để sản xuất ra những sản phẩm có giá trị khá cao và hạn chế gây ô nhiễm môi trường như: xi măng (polimer), vật liệu Zeolit (cải tạo đất, bảo vệ môi trường), hoa trang trí từ đất sét Nhật Bản và Thái Lan, kem đánh răng, mặt nạ mỹ phẩm, vật liệu nanocomposit để sản xuất bao

bì thực phẩm và phụ tùng ô tô mà người dân và các cơ sở sản xuất chưa biết đến hoặc chưa có kỹ thuật để sản xuất Do đó để khai thác sản xuất các sản phẩm từ đất

sét có hiệu quả và đúng tiềm năng, đề tài: "Tiềm năng khai thác các sản phẩm từ nguồn khoáng sản sét ở ĐBSCL" được thực hiện nhằm mục tiêu:

-Tìm hiểu các sản phẩm từ đất sét, với các quy trình công nghệ sản xuất và các sản phẩm có triển vọng từ đất sét

-Đánh giá tiềm năng khai thác, biện pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên để phát triển các tiềm năng về TN-KT-XH, mà đặc biệt là tiềm năng khai thác các sản phẩm của đất sét ở ĐBSCL

-Nghiên cứu giới thiệu quy trình sản xuất một số sản phẩm tiêu biểu

II- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Nguồn tài nguyên khoáng sét và các sản phẩm

từ đất sét ở ĐBSCL

Phạm vi nghiên cứu là: Các tỉnh ở ĐBSCL đã được cấp phép quy hoạch khai thác

III – Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của đề tài

Có thể dựa vào tiềm năng khai thác và các quy trình đưa ra ứng dụng vào đó làm ra được một số sản phẩm từ đất sét, từ đó áp dụng rộng rải cho người dân sản xuất nhằm đem lại nguồn thu nhập cho gia đình và sử dụng nguồn tài nguyên đất sét một cách hợp lý và hiệu quả mà từ lâu người dân chưa biết đến lợi ích của nó

Chương 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu khái quát về ĐBSCL

ĐBSCL là một trong những đồng bằng châu thổ rộng lớn và phì nhiêu ở Đông Nam

Á và thế giới, là một vùng đất quan trọng, sản xuất lương thực lớn nhất nước, là vùng thuỷ sản và vùng cây ăn trái nhiệt đới lớn của cả nước Tổng diện tích ĐBSCL, không kể hải đảo, khoảng 3,96 triệu ha, trong đó khoảng 2,6 triệu ha được

sử dụng để phát triển nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản chiếm 65% Trong quỹ đất nông nghiệp, đất trồng cây hàng năm chiếm trên 50%, trong đó chủ yếu đất lúa trên 90% (Viện Chiến Lược, 2009)

giới Việt Nam – Campuchia ở phía Bắc, biển Đông ở phía Nam, vịnh Kiên Giang ở phía Tây và sông Vàm Cỏ Đông ở phía Đông

1.1.2 Khoáng sản

ĐBSCL có tài nguyên khoáng sản đa dạng Có triển vọng dầu khí trong thềm lục địa tiếp giáp thuộc biển Đông và Vịnh Thái Lan gồm các bể trầm tích sau: bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn, Thổ Chu - Mã Lai Đá vôi có trữ lượng khoảng 130 đến

440 triệu tấn Đá Granit, Andesit có khoảng 450 triệu m3 Sét gạch ngói có trữ lượng đến 40 triệu m3 Cát sỏi có trữ lượng đến 10 triệu m3/năm Than bùn có lượng

370 triệu tấn, trong đó U Minh khoảng 300 triệu tấn Nước khoáng có ở Long An, Tiền Giang, Vĩnh Long, Sóc Trăng (Viện Chiến Lược, 2009)

1.2 Các khái niệm cơ bản

1.2.1 Đất đai

Theo Lê Quang Trí (2004), về mặt địa lý mà nói đất đai: “ là một vùng đất chuyên biệt trên bề mặt trái đất có những đặc tính mang tính ổn định, hay có chu kỳ đoán được trong khu vực sinh khí quyển theo chiều từ trên xuống dưới, trong đó bao gồm: không khí, đất, lớp địa chất, nước, quần thể thực vật và động vật và kết quả của những hoạt động của con người trong việc sử dụng đất đai ở quá khứ, hiện tại

và trong tương lai

 Quá trình hình thành môi trường đất

Các nhà sinh thái môi trường xem đất như là một cơ thể sống với quá trình thành tạo, tồn tại và suy thoái Quá trình hình thành đất diễn ra dưới tác dụng phong hóa

đá, đá đó được gọi là "đá mẹ"

Đá được trải qua sự phong hóa hóa học, lý học và sinh học Dưới sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ, các lớp đá có cấu tạo từ những khoáng vật khác nhau, cùng với những tác nhân lý, hóa, sinh và thời gian đã làm phá vỡ cấu trúc ban đầu của đá, tạo thành các mảnh vụn Quá trình đó được tiếp tục để cho ra sản phẩm là những "mẫu đất" cuối cùng tạo thành đất

Tuy nhiên những mẫu đất này có tiếp tục vở vụn theo kiểu lý hóa học bao nhiêu đi nữa thì cuối cùng cũng cho ra những hạt nhỏ li ti của các khoáng chất vô cơ mà chưa thành đất được Vì vậy, môi trường đất chỉ xuất hiện khi có sự sống xuất hiện

Nghĩa là, mơi trường đất phải cĩ sự tham gia của thành phần hữu cơ, thành phần sinh vật Nếu khơng cĩ thành phần sinh vật, mơi trường đất chỉ mới cĩ chất khống

vơ cơ mà thơi

Hình 1.2: Giản đồ quá trình hình thành đất

Như vậy, nếu xét về mơi trường vật lý thì mơi trường của hành tinh chúng ta được hình thành khi hình thành quả đất, nhưng xét về mơi trường sinh thái thì chỉ khi xuất hiện sự sống đầu tiên trên trái đất mơi trường đất mới được hình thành

1.2.2 Khống sản

Khống sản là thành tạo khống vật của lớp vỏ Trái Đất, mà thành phần hĩa học và các tính chất vật lý của chúng cho phép sử dụng chúng cĩ hiệu quả và lợi ích trong lĩnh vực sản xuất ra của cải vật chất của nền kinh tế quốc dân

Theo Luật khống sản (1996), khống sản là tài nguyên hầu hết khơng tái tạo được,

là tài sản quan trọng của quốc gia, phải được quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng hợp lý, tiết kiệm và cĩ hiệu quả nhằm đáp ứng yêu cầu cơng nghiệp hĩa, hiện đại hĩa đất nước, phát triển bền vững kinh tế - xã hội trước mắt và lâu dài, bảo đảm quốc phịng, an ninh Khống sản cĩ thể tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng, khí

Khống sản là tài nguyên trong lịng đất, trên mặt đất dưới dạng những tích tụ tự nhiên khống vật, khống chất cĩ ích ở thể rắn, thể lỏng, thể khí hiện tại và sau này

cĩ thể được khai thác Các khống vật, khống chất ở các bải thải của mỏ sau này

cĩ thể được khai thác lại củng là khống sản Đất sét thuộc vào nhĩm khống sản phi kim (Quốc hội, 1996)

Theo mục đích và cơng dụng người ta chia ra thành các dạng khống sản sau: -Khống sản nhiên liệu hay nhiên liệu hĩa thạch bao gồm dầu mỏ, hơi đốt, đá phiến

Phong hóa lý học,

hóa học

Sinh hóa học

Nhiệt độ, áp suất

Mưa, gió

Vi sinh, động thực vật

MTST ĐẤT

-Khoáng sản phi kim: Bao gồm các dạng vật liệu xây dựng như đá vôi, cát, đất sét v.v.; đá xây dựng như đá hoa cương v.v và các khoáng sản phi kim khác

-Khoáng sản kim loại hay quặng: Bao gồm các loại quặng kim loại đen, kim loại màu và kim loại quý

-Nguyên liệu đá màu bao gồm ngọc thạch anh (jasper), đá mã não (agat), canxedon, charoit, nefrit v.v và các loại đá quý như kim cương, ngọc lục bảo, hồng ngọc, xa-phia

-Thủy khoáng: Bao gồm nước khoáng và nước ngọt ngầm dưới đất

-Nguyên liệu khoáng-hóa: Bao gồm apatit và các muối khoáng khác như photphat, barit, borat v.v

1.3 Những đặc điểm và chức năng của đất sét

1.3.1 Khái niệm về khoáng sét:

Khoáng sét theo khái niệm của thỗ nhưỡng là những hạt vô cơ có kích thước từ 0,001 - 0,002 mm, tạo nên thành phần chính của cấp hạt sét trong đất (Đào Châu Thu, 2003)

Đất sét hay sét là một thuật ngữ được

dùng để miêu tả một nhóm các khoáng

vật phyllosilicat nhôm ngậm nước,

thông thường có đường kính hạt nhỏ

hơn 2 µm (micromét) Đất sét bao gồm

các loại khoáng chất phyllosilicat giàu

các ôxít và hiđrôxít của silic và nhôm

cũng như bao gồm một lượng lớn nước

tham gia vào việc tạo cấu trúc và thay

đổi theo từng loại đất sét

từ nơi có tác nhân của sự xói mòn và lắng động ở vị trí mới Sét tại chổ là loại phổ

biến hơn được hình thành từ phong hóa bề mặt mà sự tăng cường hàm lượng sét là

do : (1) phân hủy hóa học của đá, (2) sự hòa tan của đá, (3) sự phân hủy và hòa tan của đá phiến sét Một trong những quy trình phổ biến của sự hình thành sét là phân hủy hóa học của khoáng chất fenspat (Miller, R W and Gardniner, D T , 2001) Khoáng fenspat được tìm thấy trong thành phần các loại đá như: đá granite, đá bazan, các đá tinh thể khác và góp phần hình thành 60% các khoáng chất của lớp vỏ trái đất Thành phần hóa học của fenspat là silicat nhôm, chứa natri, kali, sắt, canxi, bari hoặc kết hợp các yếu tố này Dù fenspat là khoáng tinh khiết không màu nhưng khoáng sét được tạo nên có màu đục và biến động từ màu da người đến màu gạch

đỏ Các dạng khác nhau của khoáng fenspat có nhiều màu sắc nên được sử dụng nhiều trong mỹ nghệ trang trí, công nghệ vật liệu trang trí cao cấp (Willian, A J et

ở những nhiệt độ khác nhau (Sutap, 2009) Các khoáng vật sét có cấp hạt nhỏ hơn 2

µm, sét có thể làm nhiệm vụ như là một tác nhân xi măng hóa và do đó sét có thể cải thiện được tính ổn định cấu trúc ở đất cát và sét đóng vai trò như tác nhân xi măng hóa kết các hạt cát lại thành đơn vị cấu trúc, đây là một đặc tính rất quan trọng (Trần Kim Tính, 2003)

1.3.3.2 Sự thay thế đồng hình

Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng vật sét (keo sét) có hiện tượng một số nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các nguyên tố khác ở bên ngoài vào thay thế Sự thay thế này không làm thay đổi hình dạng của khoáng vật

mà chỉ thay đổi tính chất Vì thế gọi là hiện tượng thay thế đồng hình Điều kiện

đương.Ví dụ: Al3+ trong tinh thể có bán kính R= 0,57Ǻ có thể bị Fe3+ có R= 0,67Ǻ thay thế chứ không thể bị Li+ có R= 1,22Ǻ thay thế được Sự thay thế này xảy ra phổ biến ở một số keo sét, ví dụ: Trong khối tứ diện oxit silic: Si4+ thường bị Al3+thay thế, có trường hợp Mn3+ hoặc P5+ thay thế Si4+ song rất ít; trong khối bát diện

Al3+ bị Mg2+ hoặc Fe2+ thay thế

Đặc điểm của sự thay thế là: Nếu hóa trị của 2 ion thay thế tương đương nhau thì không những không thấy điểm gì khác trên tinh thể mà còn làm cho khoáng vật trung hòa điện Nếu hóa trị của chúng chênh lệch nhau thì khoáng vật mang điện âm hoặc dương Ví dụ: Al3+ thay thế cho Si4+ thì khoáng vật mang điện âm, P5+ thay thế cho Si4+ thì khoáng vật mang điện dương Hiện tượng thay thế đồng hình thường gặp ở keo sét là: Al3+ thay thế Si4+ hoặc Mg2+ thay thế Al3+ vì vậy keo sét mang điện

âm có thể hấp phụ cation

1.3.4 Phân loại khoáng sét

Thành phần khoáng vật sét ở ĐBSCL theo kết quả phân tích của Lê Văn Khoa (2000), như sau: trên 43 mẫu phân tích đất thì 50% thành phần sét là illite, 1/3 là kaolin, 1/6 là smectite, và một phần rất nhỏ smectite biến đổi thành chloride, không tìm thấy vermiculite Hàm lượng illite rất ít khác biệt

Trong các nguồn tài liệu khác nhau, người ta chia đất sét ra thành ba hay bốn nhóm chính như sau: kaolin, montmorillonit-smectit, illit và chlorit (nhóm cuối cùng không phải lúc nào cũng được coi là một phần của đất sét và đôi khi được phân loại như là một nhóm riêng, trong phạm vi phyllosilicat) Có khoảng 30 loại đất sét 'nguyên chất' khác nhau trong các nhóm này, nhưng phần lớn đất sét 'tự nhiên' là các hỗn hợp của các loại khác nhau này, cùng với các khoáng chất đã phong hóa khác

(http://maytredan.com/)

Theo Nguyễn Mỹ Hoa (2009), khoáng sét chủ yếu được chia ra làm các loại sau:

 Khoáng sét 1:1

Gồm chủ yếu là nhóm kaolin, ngoài ra còn có halloysite, nacrite và dickite

Các khoáng sét của khoáng 1:1 cấu tạo bởi một lớp tứ diện silic kết hợp với một lớp bát diện Al bằng cầu nối oxigen Các phiến sét (gồm một lớp silic và một lớp nhôm)

lại kết hợp với nhau bởi cầu nối hydrogen giữa nhóm OH của phiến Al và oxigen

của phiến Si

Hình 1.4: Cấu trúc khoáng sét 1:1

(Nguồn: http://agcal.usask.ca/slsc240/modules/module3/clay_latt.html)

Sự kết hợp giữa các lớp rất chặt do đó khoáng kaolin không bị trương nở khi ướt Các cation và các phân tử nước cũng không thể đi vào khoảng giữa các lá sét do đó kaolin chỉ có điện tích hấp thụ và trao đổi ở mặt ngoài Ngoài ra sự thay thế đồng hình khác chất ở kaolin cũng thấp Do đó đây là những lý do giải thích khả năng hấp phụ và trao đổi cation ( CEC ) của nhóm này thấp

Đất có chứa hàm lượng kaolin cao thường ít trơn láng, dính, dẻo khá, trương nở và

co rút thấp, khả năng giữ chất dinh dưỡng thấp nhưng là loại đất dễ quản lý Đất được bón đầy đủ phân hữu cơ và các loại phân bón vô cơ có thể có khả năng sản

xuất cao

 Khoáng sét 2:1

Ba loại khoáng chủ yếu thuộc loại này bao gồm :

+ Nhóm Smectite (khoáng có thể trương nở)

+ Nhóm Vermiculite (khoáng trương nở có giới hạn)

+ Nhóm Illite (khoáng không trương nở)

 Nhóm Smectite (khoáng có thể trương nở)

Các lá sét thuộc nhóm này có thể trương nở khi ướt do các phân tử nước có thể xâm nhập vào giữa các lá sét làm các lá sét bị tách rời ra do đó có thể trương nở Khoáng sét chủ yếu trong nhóm này là: Montmorillonite Ngoài ra còn có khoáng beidelite, nontronite, sapronite

Trong khoáng 2:1, lớp Si kết hợp với lớp Al bởi cầu nối 0-0 và giữa các phiến sét (1 lá sét gồm 2 lớp Si kẹp 1 lớp Al ở giữa) kết hợp với nhau bằng các cầu nối O-O yếu Các cation và phân tử hấp thụ ở mặt trong giữa các lá sét làm cho sét 2:1 có thể trương nở Sự thay thế đồng hình khác chất (isomorphous substitution) và một ít ở lớp tứ diện Si làm cho nhóm smectite tích điện âm lớn và do đó có CEC cao, 20-30

lần cao hơn nhóm kaolin

Hình 1.5: Cấu trúc khoáng sét 2:1 Smectite

( Nguồn: http://agcal.usask.ca/slsc240/modules/module3/clay_latt.html )

 Nhóm khoáng trương nở có giới hạn (chủ yếu là Vermiculite):

Trong nhóm này lớp bát diện chiếm chủ yếu là Al (dioctahedral) Sự thay thế đồng hình khác chất xảy ra nhiều ở lớp bát diện và tứ diện do đó có CEC cao nhất, cao hơn cả nhóm Montmorillonite Ở mặt trong các lá sét, ion Mg2+ thường được hấp phụ chủ yếu ngoài ra còn có các phân tử nước, nhưng trong trường hợp này chúng

có tác dụng như một cầu nối giữa các lá sét hơn là làm chúng tách xa nhau do đó

khoáng Vermiculite trương nở giới hạn

 Nhóm khoáng không trương nở (chủ yếu là Illite):

Mica là nhóm khoáng nguyên sinh có trong thành phần cát và thịt Khoáng Mica khi

bị phong hóa lý học có kích thước mịn hơn được tìm thấy trong thành phần sét được

gọi là khoáng Mica có kích thước mịn hoặc Illite

Sự thay thế đồng hình khác chất ở lớp tứ diện của nhóm khoáng này cao hơn cả nhóm Vermicullite Làm cho lớp này tích điện tích âm rất cao Do đó để cân bằng điện tích này, ion K+ với kích thước vừa đủ để trám vào khoảng cách giữa hai lớp sét được hấp thụ rất chặt vào giữa hai lá sét Ion K+ cũng có tác dụng như cầu nối

giữa hai lá sét do đó nhóm sét này có đặc tính không trương nở

 Khoáng sét 2:1:1

Chlorite là khoáng chủ yếu của nhóm này gồm các khoáng 2:1 (giống như ở nhóm khoáng 2:1, nhưng lớp bát diện chứa chủ yếu là lớp Mg) xen kẽ với lớp bát diện chứa chủ yếu là Mg (Trioctahednal), nên được gọi là nhóm khoáng 2:1:1 Một cách tổng quát khoáng này gồm 2 lớp tứ diện Si, 2 lớp bát diện Mg nên còn được gọi là khoáng 2:2 CEC của khoáng chlorite gần bằng với nhóm Illite nhưng thấp hơn

nhóm Smeclite hoặc Vermiculite

1.3.5 Ứng dụng của đất sét

Trong các loại vật liệu thiên nhiên thì đất là vật liệu thiết thực và rất được ưa chuộng Từ xa xưa đất được dùng để đắp đường (đất sét trộn rơm) và đắp đê Bằng công nghệ thủ công thô sơ đất trở thành vật liệu xây cất nhân tạo là đem nung để làm gạch ngói phục vụ xây dựng Vậy có thể nói gạch nung, ngói là loại đá do hiện tượng nhiệt biến tính nhân tạo làm nên và vật liệu chính là đất sét lấy từ các đồng phù sa trộn lẫn với ít cát mịn Tất cả cho vào khuôn đúc thành thỏi đất ướt theo hình dạng và kích thước định sẵn Sau đó người ta cho vào lò nung được xây bằng gạch

kỵ lửa, nhiệt độ nung 800 – 10500C, (Trần Kim Thạch, 1972)

Đất sét cũng có tầm quan trọng trong ngành công nghiệp lớn như xây dựng và dầu khí Ứng dụng trong sản xuất gạch ốp lát tường, lát nền cao cấp, các ống thoát nước

và ống lọc nước thải Điển hình như khoáng Bentonite được sử dụng trong dung dịch khoan dầu khí, là chất kết dính trong xây dựng Các lĩnh vực ứng dụng khác của khoáng sét như chất trộn xúc tác làm trong nước và rượu vang, sử dụng trong

ngành giấy, gốm sứ, nhựa, và công nghiệp cao su, (Trần Khải và Trần Kông Tấu, 2002)

Ứng dụng của khoáng sét đã mở rộng sang các lĩnh vực mới như bảo vệ môi trường

và tạo bền vững canh tác trong nông nghiệp, (Trần Quang Tình, 1995) Theo Trần Kim Tính (2003),khi sét hiện diện dù chỉ với lượng nhỏ cũng có thể làm nhiệm vụ như một chất xi măng hóa giúp liên kết và ổn định cấu trúc ở đất cát và đây là một đặc tính quan trọng cho cây trồng cạn Theo Nguyễn Xuân Hải và ctv., (2008), khuyến cáo bón lớn hơn 20 tấn khoáng sét/ha trên đất trồng rau có cấu trúc thô và khả năng hấp phụ cation thấp sẽ cải thiện rõ rệt tính chất lí và hóa học đất

1.4 Đặc điểm phân bố khoáng sét ở ĐBSCL

1.4.1 Tài nguyên đất

Theo Trần Kim Tính (2002), ĐBSCL gồm các nhóm đất chính sau:

 Nhóm đất phù sa ven sông Tiền và sông Hậu

Nhóm đất này chiếm diện tích nhỏ (khoảng 150.955 ha) chiếm gần 4% so với các nhóm đất khác ở ĐBSCL Chủ yếu là canh tác lúa cao sản ngắn ngày và các loại rau màu khác

 Nhóm đất phù sa xa sông Tiền và sông Hậu

Nhóm đất này chiếm diện tích khoảng 894.509 ha chiếm gần 24% so với các nhóm đất khác ở ĐBSCL Hiện trạng canh tác trên nhóm đất này chủ yếu là lúa và cây màu

 Nhóm đất phèn: nhóm đất này được chia làm 2 nhóm phụ là:

 Nhóm đất phèn tiềm tàng (đất có chứa tầng sinh phèn)

 Nhóm đất bị phong hóa tại chỗ

 Nhóm đất phát triển triền đồi và núi đá

 Nhóm đất hình thành và phát triển trên phù sa cổ

 Nhóm đất than bùn

Nhóm đất này có diện tích khoảng 34.052 ha chiếm 0,8% Đất than bùn được sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau như: trồng rau, Sắn, Dưa Hấu và rừng Tràm…

1.4.2 Đặc điểm phân bố khoáng sét

Theo Lê Xuân Thuyên (2006), nghiên cứu khá chi tiết về khoáng vật sét trong trầm tích Holocen ở ĐBSCL chứa các khoáng vật sét chính theo thứ tự ưu thế là: hyđromica, kaolin, smectit, chlorit Khoáng vật hyđromica có khuynh hướng tăng

và chiếm ưu thế trong các trầm tích trẻ, tập trung ở rìa châu thổ

Qua đó một số đặc điểm phân bố của khoáng vật sét ở ĐBSCL được thể hiện như sau:

 Phần thượng lưu châu thổ

Phần lớn các khoáng của vùng này là hyđromica và kaolin trong đó khoáng montmorilonit chiếm ưu thế Đồng thời lượng smectit có khuynh hướng tăng dần từ lớp dưới sâu lên lớp trầm tích bề mặt

 Phần giữa châu thổ

Đây là vùng nằm trên trục châu thổ và có thể phân ra vùng nam sông Hậu, Đồng Tháp Mười và vùng giữa sông Hậu và sông Tiền

 Vùng nam sông Hậu

Đây là vùng có hàm lượng khoáng chủ yếu là của hyđromica, montmorilonit có khuynh hướng giảm dần từ trên bề mặt tới độ sâu nhất 15m (hai khoáng vật này chiếm hơn 60-70%), hầu như rất ít kaolin

 Vùng Đồng Tháp Mười

Các khoáng hyđromica và kaolin luôn chiếm ưu thế trong trầm tích Holocen ở đây Trầm tích Pleistocen thì có hàm lượng cao của kaolin, còn hyđromica có hàm lượng khá thấp và cấu trúc bị phá hủy mạnh, rất ít chlorit va smectit chỉ xuất hiện dưới dạng vệt

Ở đây, sự hiện diện chủ yếu là của khoáng hyđromica và kaolin, còn chlorit và smectit chỉ ở dạng vệt Thành phần khoáng vật sét ở tầng trầm tích bề mặt và ở độ sâu 2m tại Cù Lao Dung chủ yếu là hyđromica và kaolin

 Bể rìa tây nam châu thổ - bán đảo Cà Mau

Trong trầm tích vùng bán đảo Cà Mau ta cũng gặp ba khoáng vật chính là hyđromica, kaolin và smectit Tuy nhiên, đáng lưu ý là đi từ vùng bờ vào nội địa thì hàm lượng smectit giảm rõ nét từ các trầm tích mới trong rừng ngập mặn dọc bờ biển tới trầm tích cổ hơn nằm sâu trong nội địa

 Bể rìa đông nam châu thổ - vùng rừng ngập mặn Cần Giờ

Thành phần ta thấy có ba khoáng vật sét chính là kaolin, hyđromica và smectit cùng xuất hiện với tỷ lệ tương đối đồng đều và khá đồng nhất trong các độ sâu khác nhau

1.5 Một số đề tài nghiên cứu liên quan tới đất sét

1.5.1 Đề tài: Nghiên cứu chế tạo gạch xốp cách nhiệt

Gạch xốp cách nhiệt được chế tạo từ ba loại nguyên liệu: đất sét, nguyên liệu tạp xốp (mùn cưa, bã thải trong sản xuất đường ), Po (Polystyrol), tro thải nhiệt điện

Do đó, gia công nguyên liệu người ta phải có ba bộ phận (3 tuyến công nghệ): kho đất sét, kho phụ gia, kho tro thải nhiệt điện, đầu tiên là gia công riêng từng nguyên

liệu, sau đó trộn nguyên liệu đem nung và cho ra sản phẩm

Mặt khác, việc sử dụng phế thải để sản xuất gốm xốp vừa giúp làm sạch môi trường vừa tiết kiệm được lượng đất sét đang ngày càng ít Gốm xốp mới cũng không cần

sử dụng các nguyên liệu quý hiếm như điatômít, trêpen, vermiculít nên giảm được

giá thành

Đặc biệt, công nghệ sản xuất không hề phức tạp và tốn kém Với dây chuyền gạch hiện có ở các công ty sản xuất vật liệu xây dựng, chỉ cần bổ sung một số thiết bị và công đoạn là có thể làm gốm xốp cách nhiệt Cụ thể là bổ sung thiết bị sàng, cào xước để gia công mùn cưa, polystyron; thêm thiết bị định lượng, nghiền con lăn để gia công phối liệu, kết hợp xếp và nung gạch xốp cách nhiệt trong lò nung Tunel

cùng với gạch cấu trúc đặc 2 lỗ rỗng Hiện nay, với sự bổ sung thiết bị cho dây

chuyền sẵn có của công ty vật liệu xây dựng Phúc Thịnh (Đông Anh, Hà Nội), gốm xốp cách nhiệt đã được sản xuất thử nghiệm nhiều loại như gạch xốp, gạch 2 lỗ

hệ các hạt keo mang điện cùng dấu hoặc khác dấu hấp phụ các Ion kim loại có trong môi trường nước Kebenlis là hợp chất chứa nhiều hàm lượng SiO2, Al2O3, MgO là các thành phần cơ bản tạo ra nhân keo chủ đạo hút các Ion kim loại hấp thụ bụi và các hợp chất lơ lửng không hoà tan trong nước Hợp chất này lành tính, không gây

độc hại với môi trường, không ảnh hưởng đến động thực vật thuỷ sinh

Nước ô nhiễm được xử lý bằng chất Kabenlis sẽ trở nên trong xanh, không mùi, giữ

sự sống bình thường cho các thuỷ sinh vật Quy trình xử lý cũng rất đơn giản, chỉ

1.5.3 Đề tài: Chuyển hóa vật liệu zeolite từ khoáng sét thiên nhiên

Zeolite là vật liệu xốp, ở dạng bột hoặc viên, lắng xuống đáy ao đầm, nó có tác

dụng hấp phụ các ion kim loại, amoni, H2S, NO2, NO, và các chất hữu cơ độc hại,

do đó làm sạch môi trường nuôi trồng thuỷ sản Theo Minh Sơn (2006), Zeolite nói

trên được sản xuất từ các loại đất sét sẵn có tại Việt Nam Nguyên liệu chính là

kaolin, một loại khoáng sét tồn tại ở nhiều địa phương với trữ lượng lớn, có thể khai

thác và sử dụng hàng trăm năm Còn các loại kháng sét khác đều có thể được sử

dụng làm phụ gia trong sản xuất zeolite

 Ứng dụng của vật liệu Zeolit chuyển hóa từ khoáng sét

 Trong nuôi trồng thủy sản: Làm sạch môi trường nuôi trồng thuỷ sản

 Trong nông nghiệp: Các loại phân bón chứa Zeolite giúp cải tạo đất Zeolite từ

từ cung cấp chất dinh dưỡng trong phân bón vào đất, giúp tiết kiệm lượng phân bón,

tăng độ phì nhiêu (do là vật liệu xốp nên làm xốp đất), giữ độ ẩm và điều hoà độ pH

cho đất

 Trong chăn nuôi: Tăng sản lượng và chất lượng vật nuôi, zeolite không độc đối

với người cũng như vật nuôi

 Trong chế tạo nhiên liệu sạch: đây cũng là vật liệu dùng trong chế tạo cồn tuyệt

đối (do tính chất tách nước chọn lọc của zeolite)

Hình 1.6: Zeolite dùng trong nuôi

trồng thuỷ sản

(Nguồn: Minh Sơn, 2006)

Hình 1.7: Ruộng lúa sau khi dùng phân NPK có chứa Zeolite

(Nguồn: Minh Sơn, 2006)

 Trong bảo vệ môi trường: Zeolite được sử dụng để tách các ion kim loại nặng, amoni, các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước thải và nước sinh hoạt

 Trong lọc hóa dầu: Chất hấp phụ và súc tác chuyển hóa hóa học

Chương II PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phương tiện nghiên cứu

 Nguồn số liệu và tư liệu

Các nguồn tài liệu và số liệu thu thập từ các cơ quan nhà nước trên địa bàn các tỉnh ĐBSCL: An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng… Các nguồn tư liệu, các quy trình sản xuất được thu thập từ trên mạng, sách vở, thư viện

 Phương tiện xử lý số liệu

Các vật tư sử dụng để lấy mẫu đất gồm có: khoan phẩu diện đất 2m, khoan mũi lấy đất, bọc nilon đựng mẫu tại các cơ sở sản xuất, …

Các vật tư để làm một số sản phẩm: ray nghiền đất, bộ dụng cụ làm hoa đất, thau nhào đất,…

Thiết bị: Máy vi tính, máy in, máy định vị toàn cầu GPS

Đĩa mềm, USB, phần mềm Microsoft…

Các thiết bị văn phòng cần thiết khác

 Địa điểm thực hiện đề tài

Địa điểm áp dụng: Đồng bằng sông Cửu Long

Địa điểm thực hiện đề tài: Phòng trưng bày mẩu- Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai- Khoa MT&TNTN, trường Đại Học Cần Thơ

2.2 Phương pháp nghiên cứu

 Đối tượng - phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Đồng Bằng Sông Cửu Long

Đối tượng nghiên cứu:

+ Tài nguyên khoáng sét

+ Sản phẩm, quy trình sản xuất các sản phẩm từ đất sét

 Các bước tiến hành

Bước 1: Tham khảo tài liệu

Tìm thông tin tài nguyên khoáng sét, quy trình sản xuất, cách pha trộn đất, phối màu, đỗ khuôn, của sản phẩm được tạo ra từ đất sét trên trang web và sách, báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học,

Nghiên cứu một số quy trình công nghệ sản xuất một số sản phẩm từ đất sét ở các tỉnh ĐBSCL

Bước 2: Thu thập số liệu, tài liệu

Điều tra thu thập số liệu, tài liệu ở một số cơ sở sản xuất về đặc điểm và kỹ thuật sản xuất một số sản phẩm có liên quan (như: gốm sứ, hoa trang trí nghệ thuật, gạch,

mỹ phẩm và một số sản phẩm khác)

Khảo sát những vùng của các tỉnh có thành phần sét cao tiến hành mô tả phẩu diện

và thu thập đất sét phục vụ cho đề tài nghiên cứu

Bước 3: Xử lý số liệu, tài liệu và hoàn chỉnh sản phẩm

Xử lý và phân tích các số liệu, tài liệu liên quan đã thu thập được ở các cơ sở sản xuất của vùng nghiên cứu

Tổng hợp tiềm năng khai thác quy trình sản xuất các sản phẩm từ khoáng sét của các cơ sở, trên web, báo chí, thư viện…

Sắp xếp các tài liệu, số liệu đã xử lý để hoàn chỉnh tiến hành viết bài

Bước 4: Tiến hành làm một số sản phẩm

Dựa vào quy trình sản xuất tiến hành làm ra một số sản phẩm tiêu biểu phục vụ cho

đề tài nghiên cứu

Bước 5: Kết luận và đề xuất giải pháp

Với việc đưa ra các quy trình và áp dụng để tiến hành làm ra các sản phẩm hy vọng

sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân cũng như các nhà doanh nghiệp và hạn chế gây ô nhiễm môi trường

Đề xuất hướng sử dụng đất sét có hiệu quả

Bước 6: Hoàn chỉnh và tiến hành viết bài

2.3 Dự kiến kết quả đạt được

Các kết quả mong đợi của đề tài cần đạt được:

 Đánh giá được tiềm năng khai thác của đất sét ở ĐBSCL

 Giới thiệu quy trình sản xuất và các sản phẩm tiêu biểu từ đất sét

 Nghiên cứu và đưa ra được các quy trình sản xuất cơ bản các sản phẩm từ đất sét sản xuất các sản phẩm cho thị trường, từ đó mang lại hiệu quả kinh tế cho người dân địa phương Đề ra sản phẩm có triển vọng có khả năng nghiên cứu ứng dụng và phát triển trong thời gian tới

Chương 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN

3.1 Đặc điểm nguồn tài nguyên khoáng sét ở ĐBSCL

3.1.1 Dự báo tình hình tiêu thụ khoáng sét

Mỗi năm nước ta tiêu thụ khoảng 20 tỷ viên gạch Với đà phát triển này, đến năm

2020 đạt sản lượng 42 tỷ viên, từ 2008 đến 2020 sẽ phải tiêu tốn tới 600 triệu m3 đất sét, tương đương với 30.000 ha đất canh tác, bình quân mỗi năm mất 2.500 ha, riêng

năm 2020 mất 3.150 ha đất canh tác (Trần Văn Huynh, 2009)

Theo tình hình khai thác hiện tại, để đạt được số lượng gạch trên thì sẽ mất rất nhiều đất canh tác, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực, kèm theo việc sản xuất gạch ngói bằng phương pháp thủ công là một lượng củi đốt rất lớn dẫn đến chặt phá rừng, mất cân bằng sinh thái, hậu họa của thiên tai, và nghiêm trọng hơn nữa nó còn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường vật nuôi, sức khỏe con người, và hậu quả để lại còn lâu dài Vì vậy, cần có những quy

hoạch cụ thể theo những chiều hướng tối ưu nhất để hạn chế những vấn đề trên

Đặc biệt, cùng với quá trình đô thị hóa, hàng trăm khu dân cư, khu công nghiệp được mọc lên ở các tỉnh ĐBSCL Theo đó, nhu cầu đất để san lấp mặt bằng ngày một tăng dần nhưng cung vẫn không đủ cầu Theo Nguyễn Văn (2005), thì việc bán

đi lớp đất mặt diễn ra ở các tỉnh như: Sóc Trăng, Bạc Liêu, TP Cần Thơ, Cà Mau, Trà Vinh dù ngành chức năng các tỉnh, thành này đã nhiều lần khuyến cáo, nghiêm cấm người dân không được khai thác đất mặt bởi đây là một hình thức trực tiếp gây cạn kiệt nguồn tài nguyên đất và về lâu dài năng suất lúa bị sụt giảm Riêng

ở phường 10 thị xã Sóc Trăng mất đi 1.000 - 1.200m3 đất mặt ruộng/ngày, khối lượng đất mặt ruộng ở thị xã Sóc Trăng đã bị bóc hàng chục ngàn m3/ngày

3.1.2 Tiềm năng khai thác các sản phẩm từ nguồn khoáng sét

Trong các loại vật liệu thiên nhiên thì đất sét là vật liệu thiết thực và rất được ưa chuộng Từ xa xưa đất được dùng để đắp đường (đất sét trộn rơm) và đắp đê Bằng công nghệ thủ công thô sơ đất trở thành vật liệu xây cất nhân tạo là đem nung để làm gạch ngói phục vụ xây dựng Vậy có thể nói gạch nung, ngói là loại đá do hiện tượng nhiệt biến tính nhân tạo làm nên và vật liệu chính là đất sét lấy từ các đồng phù sa trộn lẫn với ít cát mịn Tất cả cho vào khuôn đúc thành thỏi đất ướt theo hình dạng và kích thước định sẵn Sau đó người ta cho vào lò nung được xây bằng gạch

kỵ lửa, nhiệt độ nung 800 – 10500C (Trần Kim Thạch, 1972)

Ngày nay đất sét với thành phần khoáng sét có chọn lọc theo loại đã trở thành nguồn nguyên vật liệu xây dựng không thể thiếu trong các công trình kiến trúc, trong công nghiệp và xây dựng hạ tầng Do đặc tính mềm dẻo, dễ uốn nắn hình dạng khi ẩm và trở nên khô cứng khi phơi dưới ánh sáng mặt trời, càng rắn chắc hơn khi đem nung ở nhiệt độ cao đất sét lý tưởng để làm đồ gốm, sứ có độ bền cao Gạch nung là một dạng vật liệu xây dựng được tạo nên sau khi được phơi khô dưới nắng hoặc đốt nóng Các dạng đất sét khác nhau trong những điều kiện nung khác nhau, người ta thu được đất nung, gốm và sứ (Grimshaw, R.W, 1971)

Đất sét cũng có tầm quan trọng trong ngành công nghiệp lớn như xây dựng và dầu khí Ứng dụng trong sản xuất gạch ốp lát tường, lát nền cao cấp, các ống thoát nước

và ống lọc nước thải Điển hình như khoáng Bentonite được sử dụng trong dung dịch khoan dầu khí, là chất kết dính trong xây dựng Các lĩnh vực ứng dụng khác của khoáng sét như chất trộn xúc tác làm trong nước và rượu vang, sử dụng trong ngành giấy, gốm sứ, nhựa, và công nghiệp cao su (Trần Khải và Trần Kông Tấu, 2002)

Ứng dụng của khoáng sét đã mở rộng sang các lĩnh vực mới như bảo vệ môi trường

và tạo bền vững canh tác trong nông nghiệp (Trần Quang Tình, 1995) Theo Trần Kim Tính (2003), khi sét hiện diện dù chỉ với lượng nhỏ cũng có thể làm nhiệm vụ như một chất xi măng hóa giúp liên kết và ổn định cấu trúc ở đất cát và đây là một đặc tính quan trọng cho cây trồng cạn Theo Nguyễn Xuân Hải và ctv., (2008), khuyến cáo bón lớn hơn 20 tấn khoáng sét/ha trên đất trồng rau có cấu trúc thô và

3.1.3 Tiềm năng khai thác khoáng sét

3.1.3.1 Khoáng sét kaolin

 Đặc điểm Kaolin

Kaolin hay đất Cao Lanh là một loại đất sét màu trắng, bở, chịu lửa, với thành phần chủ yếu là khoáng vật kaolin cùng một số khoáng vật khác như illit, montmorillonit, thạch anh v.v

Kaolin có cấu trúc 2 lớp 1:1 với công thức chung là Al2Si2O5(OH)4.nH2O (n=0,2), thành phần gồm SiO2, Al2O3, H2O ngoài ra còn có một lượng nhỏ tạp chất Fe, Ti, K

và Mg Khi ngấm nước nó có tính dẻo nhưng không có hiện tượng co giãn

Kaolin là loại khoáng sản quan trọng và có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, nhất là công nghiệp gốm sứ Việt Nam là một trong số các quốc gia có tiềm năng lớn về khoáng sản này Kaolin phân bố khá rộng rãi và phổ biến ở nhiều nơi trên lãnh thổ nước ta, trong đó có thể nói ĐBSCL có nhiều tiềm năng về kaolin Cho đến nay, rất nhiều mỏ kaolin ở ĐBSCL đã được tìm kiếm, thăm dò, khai thác phục vụ cho các ngành công nghiệp trong nước và xuất khẩu Với tiềm năng lớn và chất lượng tốt, kaolin ĐBSCL nước ta đã và đang giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp khai khoáng nói riêng và trong sự nghiệp phát triển kinh tế, xã hội nói chung Vì vậy, ngay từ bây giờ cần có kế hoạch điều tra tổng thể để đánh giá ngày một đầy đủ hơn về tiềm năng tài nguyên kaolin ở ĐBSCL, làm cơ sở cho quy hoạch công tác thăm dò, khai thác, chế biến, góp phần sử dụng hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả nguồn nguyên liệu kaolin trong khu vực, phục vụ thiết thực cho phát triển kinh tế - xã hội của nước ta

Kaolin là nguyên liệu mang nhiều tính chất kỹ thuật có giá trị, được dùng trong nhiều lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân Chất lượng và khả năng sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau phụ thuộc vào thành phần hoá học, đặc điểm cơ lý, thành phần khoáng vật của kaolin

 Tiềm năng Kaolin

Kaolin được ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực như: sản xuất gốm sứ, gạch, trong công nghiệp sản xuất giấy (kaolin làm cho giấy có mặt nhẵn hơn, tăng thêm độ kín, giãm bớt độ thấu quang và làm tăng độ ngấm mực in tới mức tốt nhất), trong công

nghiệp cao su (kaolin có tác dụng làm tăng độ rắn, tính đàn hồi, cách điện, độ bền của cao su), trong sản xuất da nhân tạo, trong sản xuất sơn, trong sản xuất xà phòng (kaolin có tác dụng đóng rắn khi sản xuất, hấp thụ dầu mỡ khi sử dụng), trong sản xuất xi măng, trong sản xuất vật liệu chịu lửa người ta dùng kaolin để sản xuất gạch chịu lửa, trong chế tạo sợi thủy tinh, trong sản xuất thuốc trừ sâu (sử dụng kaolin có

độ khuếch tán lớn, sức bám tốt, trơ hóa học, hợp chất sắt thấp), và nhờ có khả năng hấp thụ đặc biệt không chỉ các chất béo, chất đạm mà còn có khả năng hấp thụ cả các loại virus, vi khuẩn vì vậy kaolin được ứng dụng cả trong các lĩnh vực về y tế, dược phẩm

-Sản xuất vật liệu chịu lửa: Trong ngành sản xuất vật liệu chịu lửa, người ta dùng

kaolin để sản xuất gạch chịu lửa, gạch nửa axit và các đồ chịu lửa khác Trong ngành luyện kim đen, gạch chịu lửa làm bằng kaolin chủ yếu được dùng để lót lò cao, lò luyện gang, lò gió nóng Các ngành công nghiệp khác cần gạch chịu lửa với khối lượng ít hơn, chủ yếu để lót lò đốt, nồi hơi trong luyện kim màu và công nghiệp hoá học, ở nhà máy lọc dầu, trong công nghiệp thuỷ tinh và sứ, ở nhà máy xi măng và lò nung vôi

Có thể nói, ngành sản xuất vật liệu chịu lửa alumosilicat là một trong những ngành

sử dụng nhiều kaolin nhất Để có một tấn sản phẩm chịu lửa phải cần tới 1,4 tấn kaolin

Để đánh giá tính hữu dụng của kaolin cần chú ý đến độ chịu lửa và sự có mặt của các oxit, vì chúng ảnh hưởng đến chất lượng của kaolin Khi hàm lượng Al2O3 tăng thì độ chịu lửa cũng tăng; nếu có oxit silic tự do dưới dạng hạt cát sẽ làm giảm tính dẻo, tăng độ hao khô, độ co ngót và giảm khả năng dính kết của kaolin

Ví dụ: để sản xuất gạch chịu lửa có thể sử dụng kaolin chứa hàm lượng Al2O3: 36 - 39%; Fe2O3: không quá 1,5 - 2%, độ chịu lửa: 1580 – 17500C và để sản xuất gạch nửa axit có thể dùng loại kaolin chứa hàm lượng Al2O3 ít nhất 22%, Fe2O3 không quá 1,5 - 2%, và MgO + CaO + R2O không quá 2,5 - 3%, độ chịu lửa: 1670 –

17300C

Dựa vào yêu cầu đối với sản phẩm chịu lửa mà chọn loại kaolin có chất lượng tương ứng Chất lượng kaolin được xác định bằng những điều kiện kỹ thuật riêng đối với từng mỏ

Để phù hợp với những điều kiện đó, người ta phân kaolin chịu lửa thành các loại sau:

Loại bazơ: hàm lượng Al2O3 + TiO2 trên 30%

Loại nửa axit: hàm lượng Al2O3 + TiO2 dưới 30%

Loại lẫn than: Lượng mất khi nung trên 16 - 20%

-Làm chất độn: Kaolin được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực làm chất độn giấy,

nhựa, cao su, hương liệu, vv…

Trong công nghiệp sản xuất giấy, kaolin làm cho giấy có mặt nhẵn hơn, tăng thêm

độ kín, giảm bớt độ thấu quang, và làm tăng độ ngấm mực in tới mức tốt nhất Loại giấy thông thường chứa 20% kaolin, có loại giấy chứa tới 40% kaolin Thường một tấn giấy tiêu tốn tới 250 - 300 kg kaolin

Trong công nghiệp cao su, kaolin có tác dụng làm tăng độ rắn, tính đàn hồi, cách điện, độ bền của cao su Yêu cầu về kaolin làm chất độn cao su phải có hàm lượng:

Fe2O3 < 0,75%, SO4- < 0,4%; độ hạt < 1670 lỗ/cm2; độ ẩm < 1%

Trong sản xuất da nhân tạo (giả da), kaolin có tác dụng làm tăng độ bền, độ đàn hồi

Để làm chất độn da nhân tạo, kaolin có hàm lượng Fe2O3 < 0,75%, SO4- < 0,4%; độ