Phân tích chi phí lợi ích mở rộng trong xử lý bùn đỏ tại nhà máy tân rai

Công nghệ làm giàu, chế biến quặng bauxit Theo Tài liệu “Chính sách phát triển công nghệ trong công nghiệp sản xuất nhôm đến năm 2000” Policies of the technological development in the Al

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Nguyễn Thùy Linh

PHÂN TÍCH CHI PHÍ LỢI ÍCH MỞ RỘNG TRONG XỬ LÝ BÙN ĐỎ TẠI NHÀ MÁY TÂN RAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Nguyễn Thùy Linh

PHÂN TÍCH CHI PHÍ LỢI ÍCH MỞ RỘNG TRONG XỬ LÝ BÙN ĐỎ TẠI NHÀ MÁY TÂN RAI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌCPGS.TS LƯU ĐỨC HẢI

Hà Nội - 2013

1.1.1 Công nghệ làm giàu, chế biến quặng bauxit 2

1.1.2 Công nghệ sản xuất alumin 3

1.2.1 Vấn đề bùn thải - bùn đỏ 11

1.2.3 Tính độc hại của bùn đỏ 19

3.1 Phương án xử lý bùn đỏ bằng biện pháp chôn lấp, hoàn thổ và phục 38hồi môi trường

3.3 Phân tích tính kinh tế môi trường việc sử dụng bùn đỏ để sản xuất 55vật liệu xây dựng

Bảng 6: Thành phần bùn đỏ và dung dịch bám theo bùn đỏ của Dự án 17Nhân Cơ

Bảng 13: Dự toán kinh phí giai đoạn xây dựng hồ bùn đỏ (6 giai đoạn – 30 50năm)

Bảng 14: Dự toán kinh phí vận hành hồ bùn đỏ trong giai đoạn hoạt động 51của dự án

Bảng 15 : Ước tính chi phí phục hồi môi trường hồ bùn đỏ sau dự án 51

Bảng 17 : Hạch toán giá thành nguyên liệu sét thay thế bùn đỏ 54Bảng 18: Hiệu quả kinh tế sử dụng bùn đỏ để sản xuất vật liệu xây dựng 55Bảng 19 : Quy mô kết cấu hạng mục khu sản xuất chính và phụ trợ 55

Bảng 21: Hạch toán giá thành cát ứng với tỷ lệ bùn đỏ:phụ gia 61

ii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 9: Sơ đồ Mặt cắt đại diện – nguyên tắc xây dựng hồ bùn đỏ 44

Hình 11: Một số phương pháp xử lý và ứng dụng bùn đỏ trên Thế giới 34

Hình 16: Lũ bùn đỏ quét sập cả một cây cầu ở làng Kolontar, Hungary 74Hình 17: Nhân viên cứu hộ tìm kiếm một nạn nhân ở làng Kolontar, 75Hungary

Hình 18: Lính cứu hoả dùng xe xúc đưa những người bị mắc kẹt khỏi 75một khu làng Devecser bị lũ bùn đỏ cô lập

Hình 20: Cá bắt đầu chết trên sông Marcal, sau khi bùn đỏ tràn vào 76sông này

Hình 21: Nhiều người phải di tản do lo ngại nhiễm độc từ bùn đỏ 77

Timfoldgya, Hungary

Tổng sản phẩm quốc nộiVải địa kỹ thuật

Hệ thốngGiá trị hiện tại ròng

Độ chuaQuy tiêu chuẩnTiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

Tổ chức phát triển công nghiệp liên hợp quốc

Vệ sinh môi trườngViệt nam đồng

iv

MỞ ĐẦU

Việt Nam là một trong những nước có tiềm năng lớn về bauxit trong khuvực và trên thế giới Tổng trữ lượng quặng bauxit đã xác định và tài nguyên dự báokhoảng 5,5 tỷ tấn: khu vực miền Bắc khoảng 91 triệu tấn; khu vực miền Namkhoảng 5,41 tỷ tấn (chiếm 99% tổng trữ lượng cả nước) [9] Đây là yếu tố quantrọng và quyết định việc phát triển ngành công nghiệp khai thác bauxit, sản xuấtalumin và nhôm kim loại của Việt Nam

Dự án bauxit Tân Rai hay dự án khai thác bauxit Tân Rai là một trongnhững dự án khai thác bauxit ở Tây Nguyên theo chủ trương của Bộ Chính trị BanChấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, được triển khai tại huyện BảoLâm, Lâm Đồng, Việt Nam Việc khai thác được tiến hành bởi hai công đoạn: giaiđoạn một là khai thác quặng bauxit từ các mỏ, giai đoạn hai là từ quặng bauxit khaithác được đưa vào nhà máy tách ra alumin, nguyên liệu chính để luyện nhôm trongcác lò điện phân

Trong quá trình chế biến alumin từ bauxit nhà máy Tân Rai thải ra lượngbùn đỏ vào môi trường: 826.944m3/năm Khối lượng quặng bauxit khai thác của

dự án này lên tới 2,32 triệu m3 /năm, dẫn đến nguy cơ tổng lượng bùn đỏ phải tíchtrên cao nguyên cả đời dự án Tân Rai 80-90 triệu m3 [2]

Bùn đỏ gây ảnh hưởng độc hại cho sức khỏe con người và hệ sinh tháiđộng thực vật Chế biến bauxit thành alumina sẽ tạo ra các hồ chứa bùn đỏ thườngxuyên đe dọa tình hình an ninh chính trị trên địa bàn Điều này có thể xảy ra với nhàmáy Tân Rai nếu bùn đỏ vẫn xử lý theo phương pháp chôn lấp, hoàn thổ và phụchồi môi trường

Do đó, đề tài “Phân tích chi phí lợi ích mở rộng trong xử lý bùn đỏ tại

nhà máy Tân Rai” là rất cần thiết để đưa ra biện pháp tối ưu để có thể tận dụng

bùn đỏ làm vật liệu xây dựng, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi

trường mà vẫn đạt được mục tiêu phát triển kinh tế.

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1.1 Công nghệ làm giàu, chế biến quặng bauxit

Theo Tài liệu “Chính sách phát triển công nghệ trong công nghiệp sản xuất

nhôm đến năm 2000” (Policies of the technological development in the Alumina

Industry- Alumina production until 2000) khoảng 85% alumin của thế giới được

sản xuất từ quặng bauxit và sản xuất ở nhiều nước trên thế giới; khoảng 10% được

sản xuất từ quặng nepheline và alunite chủ yếu ở Nga, Canada, Mỹ; khoảng 5% từ

các nguyên liệu khác tập trung ở Nga, Mỹ, Nhật Bản [5]

Bauxit

Alumin cấp luyện kim

Nhôm kim loại

Alumin đặc biệt

Alumin đã Alumin hoạt Các hyđroxyt nhôm

Hình 1: Sơ đồ sản xuất các sản phẩm từ bauxit [2]

Công nghệ làm giàu quặng bauxit

Khoảng 90% sản lượng Alumin của thế giới được sản xuất bằng công nghệ

Bayer, nhưng công nghệ này đòi hỏi bauxit có hàm lượng SiO2 thấp Bauxit có hàm

2

lượng SiO2 hoạt tính (tác dụng với kiềm) >5% không thể xử lý kinh tế bằngphương pháp Bayer vì gây mất mát kiềm theo bùn đỏ rất lớn Nhưng ngược lại,nếu xử lý bằng công nghệ thiêu kết hoặc thiêu kết-Bayer (hỗn hợp) thì tiêu hao nănglượng lớn Vì vậy bauxit cần phải được làm giàu để giảm hàm lượng SiO2, nâng tỷ

lệ Al2O3/SiO2 >7 thì mới thích hợp cho công nghệ Bayer

Trên thế giới, các phương pháp làm giàu đơn giản và phổ biến là:

- Đập, nghiền kết hợp sàng ướt (phổ biến hơn)

Bằng phương pháp tuyển rửa phần lớn SiO2 trong hạt mịn được loại bỏ theoquặng đuôi Ngoài ra, một số bauxit có hàm lượng sắt cao và có từ tính (như bauxitlaterit ở vùng thềm lục địa Đông Ấn Độ) người ta dùng phương pháp tuyển từ ướtvới từ trường mạnh

1.1.2 Công nghệ sản xuất alumin

Quá trình sản xuất alumin thực chất là quá trình làm giàu Al2O3, nhằm táchlượng Al2O3 trong bauxit ra khỏi các tạp chất khác (các ôxyt …) Alumin nhận đượcphải đảm bảo chất lượng cho quá trình điện phân trong bể muối nóng chảy cryolite(Na3AlF6) để nhận được Al kim loại Các phương pháp chính sản xuất alumin:

a Sản xuất alumin bằng phương pháp hoả luyện

Trong số các phương pháp hỏa luyện thì phương pháp thiêu kết bauxit với

Na2CO3 có sự tham gia của CaCO3 (gọi là phương pháp sôđa-vôi) là phương phápkinh tế và được ứng dụng công nghiệp Phương pháp thiêu kết dùng để xử lý quặngbauxit có chất lượng trung bình hoặc kém (hàm lượng SiO2 cao), nếu xử lý bằngcông nghệ Bayer (công nghệ thủy luyện) thì không có hiệu quả kinh tế

Nguyên lý của phương pháp hỏa luyện là: Thiêu kết hỗn hợp bauxit +

Na2CO3 + CaCO3 trong lò ống quay ở nhiệt độ 1200oC để thực hiện các phản ứngsau:

Al2O3 + Na2CO3 = 2 NaAlO2 + CO2

SiO2 + 2 CaCO3 = CaO.SiO2 + 2CO2

NaAlO2 rắn trong thiêu kết phẩm (sản phẩm sau khi thiêu) dễ tan trong nước.Còn CaO.SiO2 không tan trong nước và đi vào cặn thải (bùn thải)

Phương pháp thiêu kết có thể được áp dụng độc lập hoặc kết hợp vớiphương pháp Bayer: Phương pháp kết hợp song song hoặc nối tiếp Phương phápthiêu kết được ứng dụng nhiều ở các nước: Nga, Tiệp Khắc trước đây, Trung Quốchiện đang sử dụng phương pháp này trong một số nhà máy sản xuất alumin để xử lýquặng bauxit có hàm lượng silic cao

b Sản xuất alumin bằng phương pháp Bayer (phương pháp thuỷ luyện)

Nhà hoá học người Áo Kark Josef Bayer đã đưa ra công nghệ sản xuấtalumin từ quặng bauxit bằng phương pháp kiềm hoá (phương pháp thuỷ luyện) vớihiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao Từ đó đến nay Công nghệ mang tên Ông (Phươngpháp Bayer) vẫn là công nghệ chính để sản xuất alumin Hiện nay và dự báo trongtương lai khoảng 90% alumin trên thế giới vẫn được sản xuất bằng công nghệ này.Công nghệ Bayer được dựa trên cơ sở của phản ứng thuận nghịch sau:

Hoà tách > 100oC

Gipxit rắn Kết tủa < 100oC

Công nghệ Bayer chủ yếu gồm các công đoạn:

- Bauxit được hoà tách với dung dịch kiềm NaOH Lượng Al2O3 được tách ratrong dạng NaAlO2 hoà tan và được tách ra khỏi cặn không hoà tan (gọi là bùn đỏ do chủyếu là các ôxyt sắt nên có màu đỏ, ngòai ra còn có ôxyt titan, ôxyt silic…)

- Dung dịch aluminate NaAlO2 được hạ nhiệt đến nhiệt độ cần thiết và cho mầm Al(OH)3 vào để kết tủa

4

- Sản phẩm Al(OH)3 cuối cùng đƣợc lọc, rửa và nung để tạo thành Al2O3

5

Hình 3: Quy trình Bayer chế biến alumin từ bauxit [27]

Trong quá trình sản xuất alumin bằng phương pháp Bayer, tùy theo thànhphần khoáng vật của bauxit mà công nghệ Bayer được chia thành 2 giải pháp khácnhau:

* Công nghệ Bayer Châu Mỹ [2]

Được áp dụng nếu Al2O3 của bauxit ở dạng gipxite (trihydrate Al2O3.3H2O), cóthể được hoà tách dễ dàng Bauxit này thường được hòa tách ở nhiệt độ khoảng 140-

145oC trong dung dịch hòa tách có nồng độ kiềm thấp (120-170g/l Na2Oc)

Công nghệ này đang được áp dụng trong các nhà máy của ALCOA ở Tây

Úc, nhà máy alumin ở Jamaica (Brazil), Sơn Đông (Trung Quốc), Guinea và sẽđược áp dụng cho các nhà máy alumin ở Tây Nguyên - Việt Nam

*Công nghệ Bayer Châu Âu [2]

Được áp dụng nếu Al2O3 của bauxit ở dạng bơmit và diaspor (monohydrate

Al2O3.H2O), phải hòa tách ở nhiệt độ cao hơn 200oC (240-250oC trong các nhà máyhiện đại và có chất xúc tác đối với quặng diaspor) và trong dung dịch hòa tách cónồng độ kiềm cao hơn (180-250g/l Na2O) Công nghệ này đang được áp dụng trongcác nhà máy alumin của Nga, Iran, Trung Quốc (Bình Quả) để xử lý quặng bauxitdiaspor; nhà máy alumin ở Hungary, Nam Tư, một vài nhà máy ở Úc xử lý quặngbauxit bơmit và sẽ được áp dụng cho nhà máy alumin xử lý quặng bauxit diaspor ởmiền Bắc Việt Nam (Ma Mèo, Táp Ná )

Chi phí nguyên, nhiên liệu để sản xuất 1 tấn alumin bằng phương phápBayer tuỳ thuộc vào loại và chất lượng bauxit Giá trị công nghiệp của bauxit chủyếu được xác định bởi các chi phí tiêu hao kiềm và bauxit cho 1 tấn alumin Một sốtác giả đề nghị chia bauxit xử lý bằng phương pháp Bayer thành 3 loại:

Bảng 1: Phân loại bauxit xử lý bằng phương pháp Bayer [5]

Như vậy: Công nghệ nguồn để sản xuất alumin trên thế giới đang thịnh

hành là Công nghệ Bayer (Nhà hoá học người Áo Kark Josef Bayer đã phát minh

vào năm 1887- 1892) Công nghệ Bayer, như trên đã trình bày bao gồm các công

đoạn chính:

- Bauxit được hoà tách với dung dịch kiềm NaOH Lượng Al2O3 được tách ratrong dạng NaAlO2 hoà tan và được tách ra khỏi cặn không hoà tan (gọi là bùn đỏ mà chủyếu là các ôxyt sắt nên có màu đỏ, ngòai ra còn có ôxyt titan, ôxyt silic…)

- Dung dịch aluminate NaAlO2 được hạ nhiệt đến nhiệt độ cần thiết và chomầm Al(OH)3 vào để kết tủa

- Sản phẩm Al(OH)3 cuối cùng được lọc, rửa và nung để tạo thành Al2O3

thành phẩm

Công nghệ Bayer có 2 giải pháp công nghệ tuỳ thuộc vào khoáng vật nhôm

trong bauxit tồn tại trong dạng mono-hydrat hay tri-hydrat: Công nghệ Bayer Châu

Âu (hoà tách bauxit mono-hydrat ở nhiệt độ 200-250 o C với nồng độ kiềm cao khoảng 200 g/l Na2Ok) và Công nghệ Bayer Châu Mỹ (thường hoà tách bauxit tri- hydrat ở nhiệt độ và nồng độ kiềm thấp khoảng 140-150 o C và khoảng 160-170 g/l

Na 2 O k ; hoặc có thể hoà tách bauxit ở áp suất thường - nhiệt độ khoảng 105-107 o C, nhưng phải hoà tách với dung dịch kiềm có nồng độ cao khoảng 200 g/l Na 2 O k ).

Lựa chọn công nghệ Bayer

Trên thế giới có khoảng 27 nhà máy sản xuất alumin xử lý quặng bauxitgipxit, trong đó phần lớn các nhà máy dùng công nghệ hoà tách ở áp suất trungbình, nhiệt độ 140 – 145oC (riêng nhà máy Worsley-Úc hoà tách ở nhiệt độ 165oC)với nồng độ kiềm hoà tách 160 - 170g/l, duy chỉ có 2 trong tổng số 27 nhà máydùng công nghệ hoà tách ở áp suất khí quyển, nhiệt độ 107oC với nồng độ kiềm hoàtách cao 200 - 210g/l (đều do Pechiney-AP- Pháp chuyển giao công nghệ), đó là nhàmáy Fria (Tây Phi - Guinea) và nhà máy Damandjodi (Nalco-India) Cũng cần nóithêm rằng nhà máy Fria, Tập đoàn Rusal (Nga) có cổ phần chủ yếu hiện đã mở rộng

0

Về mặt kỹ thuật:

Ưu, nhược điểm của công nghệ hoà tách ở áp suất khí quyển:

* Ưu điểm: Hoà tách ở áp suất khí quyển, thiết bị hoà tách và vận hành đơn giản

hơn

* Nhược điểm: Hoà tách ở áp suất khí quyển cần phải hoà tách với dung dịch có

nồng độ kiềm cao 200-210g/l, dẫn đến hàm lượng SiO2 trong dung dịch sau hoà táchcao, bắt buộc phải có công đoạn khử silic sau hoà tách (hậu khử silíc) mới nhận đượcalumin đảm bảo chất lượng Tổng thời gian hoà tách ở áp suất khí quyển và hậu khử silickhoảng 8-10h như vậy là quá dài so với thời gian 0,5-1h hoà tách ở áp

suất trung bình Do thời gian lưu huyền phù sau hoà tách quá dài dẫn đến quá trình

tự phân huỷ Al(OH)3 gây mất mát Al2O3 Hơn nữa, quá trình hậu khử silic cũng không

dễ dàng khống chế được hàm lượng SiO2 trong dung dịch dẫn đến ảnh hưởng chấtlượng sản phẩm alumin Do nồng độ kiềm hoà tách cao nên tỷ số c sau hoà tách (đặctrưng của độ quá bão hoà Al2O3 trong dung dịch) cao ~1,5, dẫn đến hiệu quả kết tủa(phân huỷ) của dung dịch thấp khoảng 60kg/m3 dung dịch đưa đi phân

huỷ Trong khi đó các nhà máy tiên tiến hiện nay giá trị này là 75 kg/m3 có khi đạtđến 85-90kg/m3.Hoà tách ở áp suất khí quyển không có hệ thống giảm áp sau hoàtách do đó không thu được lượng nước ngưng tụ chứa kiềm (dùng để bổ sung cholượng nước rửa bùn đỏ) Do vậy bắt buộc phải dùng lượng nước mới để rửa bùn

đỏ nhiều hơn, dẫn đến tăng quá tải cho thiết bị cô bay hơi mới nâng được nồng độkiềm ~200g/l, điều đó có nghĩa là tiêu hao hơi (nhiên liệu) nhiều hơn

Về mặt thực tế nghiên cứu, xử lý mẫu bauxit laterit Việt Nam

Các đề tài nghiên cứu ở trong nước và ngoài nước về mẫu bauxit mỏ TânRai, mẫu bauxit mỏ “1-5” … được thực hiện trước đây và đặc biệt là Viện Nghiêncứu Trịnh Châu - Chalco (Trung Quốc) thực hiện với mẫu mỏ “1-5” gần đây (trongbáo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án alumin Đăk Nông công suất 1,9 triệu tấnalumin/năm), mẫu mỏ Tân Rai được nghiên cứu ở Tập đoàn Luyện kim Vân Nam –Trung Quốc đều khẳng định hoà tách bauxit ở 140-1450C có nhiều ưu việt hơn ở

9

105-1070C Các nghiên cứu trong và ngoài nước đối với bauxit Miền Nam đều đi

đến kết luận: Bauxit dưới dạng gipxit-gơtit, chất lượng thuộc loại trung bình,

thường phải qua tuyển rửa mới đảm bảo chất lượng để sử dụng cho công nghệ Bayer; bauxit thuộc loại gipxit dễ hoà tách nên có thể được xử lý bằng công nghệ Bayer Châu Mỹ (nhiệt độ khoảng 140-150 0 C, với nồng độ kiềm khoảng 160-170g/l

Na 2 O), tuy vậy bauxit có chứa nhiều gơtit nên khả năng lắng kém Trong luận

chứng cơ hội đầu tư "Opportunity Study" do nhóm chuyên gia của UNIDO lập năm

1988 để xây dựng nhà máy alumin công suất 600.000 t/năm xử lý quặng bauxit TânRai - Lâm Đồng cũng đã đề xuất giải pháp lựa chọn công nghệ hoà tách ở 1400Cvới nồng độ kiềm hoà tách là 170g/l, chỉ có công đoạn tiền khử silic (khử silic trướckhi hoà tách), không có công đoạn hậu khử silic (khử silíc sau khi hoà tách)

Về hiệu quả kinh tế và đấu thầu quốc tế

Nếu giữ nguyên công nghệ do Pechiney-AP- Pháp đề xuất (công nghệ hòa tách

ở nhiệt âm Đồng công suất 300.000t/n thì phải hòa tách với nồng độ kiềm cao khoảng

200 g/l độ 105-107oC) trong dự án khả thi đã được duyệt trước đây về Tổ hợp nhôm L Na2O, tổng thời gian lưu liệu cho 3 công đoạn (tiền khử silic, hòa tách, hậukhử silic) quá dài khoảng 22,5-26,5 giờ Công nghệ hòa tách ở nhiệt độ 140-150oC vớinồng độ kiềm thấp khoảng 170 g/l Na2O, không cần công đoạn hậu khử silic, tổng thờigian lưu liệu cho 2 công đoạn tiền khử silic và hòa tách chỉ còn khoảng 10-12 giờ Nhưvậy hiệu quả của công nghệ hòa tách ở nhiệt độ 105-107oC thấp do thời gian lưu liệutrong dây chuyền quá dài (22,2-26,5 giờ so với 10-12 giờ), cộng thêm một số mặtnhược điểm về kỹ thuật, do đó rất ít nhà máy sản xuất alumin trên thế giới vận hành ởnhiệt độ này Có thể đó là lý do nhà máy alumin Fria – Ghine do Pháp xây dựng, cũng

bauxit-đã được Nga cải tiến nâng nhiệt độ hòa tách từ 105-107oC lên 140-150oC Nếu giữnguyên công nghệ do Pechiney-AP-Pháp đề suất thì chắc chắn không thể đấu thầu quốc

tế rộng rãi được, mà sẽ gần như là chỉ định thầu cho Pechiney-AP- Pháp Hơn nữa,hiện nay công ty nhôm AP của Pháp đã bán cho Tập đoàn Nhôm ALCAN của Canada

và chắc chắn sẽ lại phải điều

chỉnh Công nghệ vì Tập đoàn Nhôm ALCAN Canada cũng không chấp nhận côngnghệ này (xem bảng so sánh công nghệ của AP và đề suất của ALCAN kèm theo).

Với tất cả các lý do trên, việc áp dụng công nghệ hoà tách ở áp suất trungbình (140-1450C) cho 2 Dự án của Tập đoàn TKV đang được triển khai là hoàntoàn có cơ sở khoa học và phù hợp với công nghệ chung của thế giới đang được vậnhành tại các nhà máy alumin xử lý quặng bauxit loại gipxit (các nhà máy của Alcoatại Úc, các nhà máy alumin ở Trung-Nam Mỹ …) Tuy nhiên, việc lựa chọn côngnghệ thải lỏng bùn đỏ tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây ô nhiễm môi trường mà các nhàkhoa học và chính trị Việt Nam đề cập nhiều trong thời gian qua

1.2 Tổng quan về bùn đỏ và các giải pháp xử lý bùn đỏ

1.2.1 Vấn đề bùn thải - bùn đỏ

Vấn đề môi trường lớn nhất trong quá trình sản xuất alumin (của thế giớicũng như các Dự án của TKV đang triển khai) là vấn đề bùn thải (bùn đỏ) Có hailoại bùn thải phát sinh trong quá trình sản xuất Alumin là bùn thải đuôi quặng phátsinh trong quá trình tuyển quặng Bauxit (thường chiếm tỷ lệ tới 50 % trọng lượngquặng nguyên khai đưa vào quy trình tuyển) và bùn thải công nghệ Bayer (bùn đỏ)

Loại thứ nhất có thành phần chủ yếu là khoáng vật sét, Gơtit, Hematit,Gipxit dưới dạng bùn lỏng ít gây tác động đến môi trường Loại thứ hai: bùn đỏ dochứa hàm lượng Fe2O3 và kiềm dư cao (Na, K), có độ Ph cao ~ 13, dễ gây ra tácđộng ô nhiễm môi trường

Công nghệ sản xuất alumin được lựa chọn trong các Dự án Tân Rai-LâmĐồng và Nhân Cơ-Đăk Nông là công nghệ sản xuất alumin bằng phương phápBayer (Công nghệ thuỷ luyện bằng kiềm)

Như vậy thực chất bùn đỏ là cặn (các thành phần có trong bauxit) không hoàtan trong kiềm và thu được trong quá trình hoà tách bauxit với dung dịch kiềmNaOH Thành phần khoáng vật của bùn đỏ là các ôxyt - chủ yếu là ôxyt sắt, các hợpchất mới tạo thành như Na-Aluminium-Hydrosilicat, Ca-Aluminium-Hydrosilicat

11

… Do chúng có liên kết hoá học với kiềm (hoặc kiềm bám theo) nên bùn đỏ có độbám dính rất lớn (nhất là sau khi nó đã lắng tốt hoặc đã khô) đặc tính lý-hoá của bùn đỏkhông như bùn đất thông thường Theo tài liệu của UNIDO (World Review on

Environmental Aspects and Protection in the Bauxit/ Alumina Industy), để sản xuất

1 tấn alumin sẽ thải ra khoảng 0,8-2 tấn bùn đỏ tuỳ theo chất lượng của bauxit đem

Bảng 3: Thành phần hóa học của bùn đỏ tại 4 nhà máy Alumin Thế giới [5]

Zr 0,1 0,2 0,1 0,2

Ngoài các thành phần đã được liệt kê trong bùn đỏ trình bày trong bảng 3; bùn

đỏ của một số nhà máy còn có chứa phóng xạ Sự cố môi trường vỡ bể bùn đỏ Hungarinăm 2010 đã cho thấy tác động gây ô nhiễm của kiềm dư và phóng xạ có chứa trongbùn đỏ đối với môi trường đất và nước Báo của Pháp ngày 27/10 đã dẫn kết quả phântích các mẫu bùn đỏ lấy tại hiện trường của Criirad cho thấy bùn đỏ, chất thải của quátrình khai thác quặng bauxit, rất độc hại bởi có chứa kim loại nặng Các phân tích chothấy trong bùn đỏ có chất phóng xạ uranium 238 cao gấp 3 lần độ phóng xạ trung bìnhcủa vỏ Trái Đất (40 bq/kg), và chất thorium 232 cao hơn 4 lần so với độ phóng xạ trungbình của vỏ Trái Đất [28] Sản xuất alumin không tự tạo ra chất phóng xạ, kim loạinặng các nguyên tố hiếm hay đất hiếm Quy trình sản xuất chỉ làm giàu phóng xạ lênsau khi đã tách lấy đi alumin sạch Vì thể mà giới chuyên môn gọi bùn đỏ là loại “vậtliệu có phóng xạ tự nhiên được làm giàu nhờ công nghệ” (Technologically EnhancedNaturally Occurring Radioactive Material - TENORM) Khi đạt đến quy mô 1500T bùnđỏ/ha thì cường độ phóng xạ đạt ngưỡng an toàn môi trường là 0,1mSv (đơn vị đomức phóng xạ trong môi trường) Nếu quy mô bãi thải lớn hơn 1500T/ha thì phóng xạbắt đầu vượt ngưỡng Cũng tại Australia, tập đoàn alumin - nhôm của nước này làALCOA kiên trì quan trắc phóng xạ trong bùn đỏ suốt 25 năm và đã tuyên bố là tuy cóphóng xạ nhưng cường độ nhỏ hơn tiêu chuẩn môi trường là 1mSV/năm và rất antoàn “Chất phóng xạ trong bùn đỏ không nhiều như kẽm trong sò, như fluor trongkem đánh răng, như thủy ngân trong thịt cá mập, như chì trong đất, như cadmi trongphân bón” - theo tuyên bố của ALCOA Tuy nhiên, người dân địa phương không tintuyên bố của ALCOA và đã thuê cơ quan môi trường của ngành nông nghiệp Australiaphân tích Kết quả khiến người dân rất bất bình khi nhận ra bùn đỏ của ALCOA nguyhiểm quá sức tưởng tượng Chỉ một hồ bùn đỏ với sức chứa trung bình 20T/ha, người

ta thấy có 30kg phóng xạ Thori, 6kg Crom, trên 2kg Bari và gần 1kg phóng xạUranium Ngoài ra, còn có thêm 24kg Fluor, hơn 0,5kg kim loại nặng như arsenic;

và một hàm lượng nhỏ chì, Cadmi và Beryli Các chuyên gia cũng cho biết thêm,nếu mức chứa trung bình tăng lên 200T bùn đỏ/ ha thì hàm lượng các chất nguyhiểm trên cũng tăng lên 10 lần Tuy nhiên, Báo cáo của Chính phủ trước đại biểuQuốc hội, ngày cho biết kết quả phân tích bùn đỏ của bô-xít Tây Nguyên đã có kếtluận tin cậy về thành phần bùn đỏ không có chất phóng xạ.

Kết quả phân tich mẫu quặng tinh bauxit (mẫu sau khi tuyển rửa) của mỏ TânRai (Lâm Đồng) và một số mỏ ở tỉnh Đăk Nông do nước ngoài (AP-Pháp, ViệnCSIRO-Úc, Alcoa-Úc) phân tích được nêu ở bảng 4

Bảng 4: Thành phần bùn đỏ dự kiến của các mẫu công nghệ Việt Nam [5]

Thành phần hoá học Mẫu Tân Rai Mẫu Nhân Cơ Mẫu Gia Nghĩa

15

Thành phần chủ yếu của bùn đỏ khô gồm: Fe2O3 chiếm 46%, Al2O3 chiếm18%; CaO và SiO2 chiếm 5-7%; Na2O chiếm 3,4%; TiO2 chiếm 7,2%; các loại ôxítkhác chiếm khoảng 13% Về cơ bản thành phần bùn đỏ gồm các nguyên tố có trongthành phần bauxit không hoà tan trong kiềm, nguyên tố có thêm là thành phần Na(vì sử dụng kiềm), và/hoặc Ca (nếu công nghệ có sử dụng CaO làm chất xúc tác với

lượng ít) Xét theo thành phần hoá học của bùn đỏ thì trong chất rắn của bùn đỏkhông có chất gây hại đặc biệt đến môi trường, không có chất phóng xạ, chất rắncủa huyền phù bùn đỏ không thuộc vào loại rác thải nguy hiểm Chất gây ô nhiễmtrong huyền phù bùn đỏ chủ yếu là chất lỏng kèm theo bùn đỏ Dung dịch kiềm kèmtheo có tính ăn mòn mạnh, và giá trị PH cao hơn 12,5 Căn cứ vào “Tiêu chuẩnphân biệt rác thải nguy hiểm” của Trung Quốc, nếu dung dịch kiềm thải có giá trị

PH cao hơn 12,5 thì liệt vào loại chất thải nguy hiểm có tính ăn mòn Bởi vì chấtrắn và chất lỏng trong huyền phù bùn đỏ không thể tách rời hoàn toàn, vì vậy phải

xử lý “huyền phù bùn đỏ” theo tiêu chuẩn xử lý chất thải nguy hiểm

Để sản xuất 1 tấn alumin sẽ thải ra khoảng 0,8-2 tấn bùn đỏ tuỳ theo hàmlượng ôxyt nhôm có trong bauxit (Úc khoảng 2 tấn/tấn alumin; bauxit Tây Nguyênkhoảng 1tấn/ tấn alumin) Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu thànhcông (kể cả quy mô thí nghiệm bán công nghiệp) về sử dụng bùn đỏ, nhưng hiệuquả kinh tế còn thấp nên việc sử dụng chúng còn hạn chế, chủ yếu vẫn thải ra cácbãi chứa Có 2 cách thải bùn đỏ là thải trên đất (đất bằng hoặc các thung lũng có các

đê bao) hoặc thải vào nước (thải vào các đầm phá ven biển) Thải bùn đỏ trên đất có

2 phương pháp là thải khô hoặc thải ướt:

- Thải khô là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn rất cao, tiết kiệmdiện tích nhưng tốn kém và phức tạp hơn, thích hợp với những vùng có lượng bốc hơilớn hơn so với lượng mưa

- Thải ướt là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn thấp hơn, đỡ tốnkém, thích hợp với các vùng có các thung lũng dễ tạo thành hồ chứa, thường áp dụng chonhững vùng có lượng mưa lớn hơn so với lượng bốc hơi (thí dụ ở Tây Nguyên - ViệtNam có lượng mưa gấp gần 4 lần lượng bốc hơi: lượng mưa 2400mm; lượng bốc hơi650mm)

Bùn đỏ trước khi thải ra bãi thải phải được rửa ngược dòng 4-6 bước nhằm tậnthu kiềm và alumin bám theo bùn đỏ (giá kiềm đắt và là một trong tiêu hao chính đểsản xuất alumin) và đảm bảo yêu cầu môi trường Hồ bùn đỏ phải có các lớp chống

18

thấm tốt để làm sao kiềm bám theo bùn đỏ không thẩm thấu vào mạch nước ngầm,nước chứa kiềm trong hồ chứa bùn đỏ được thu gom và bơm tuần hoàn về nhà máyalumin sử dụng lại.

Như vậy:

 Bùn đỏ là thành phần thải phát sinh từ công nghệ sản xuất Alumin, có thànhphần hóa học chủ yếu là các Ôxít Fe, Al, Na, Si và một số kim loại năng khác

 Bùn đỏ chứa kiềm dư cao (Na2O và K2O), có độ pH cao (~13), có tính chất

ăn mòn hóa học mạnh dưới dạng lóng có khả năng gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe conngười và môi trường sống của các sinh vật

 Bùn đỏ của một số nhà máy xí nghiệp còn có khả năng chứa phóng xạ caohạn chế khả năng tận dụng bùn đỏ trong tận dụng chất thải, tuy nhiên các nghiên cứubước đầu về quặng Bauxit Tây Nguyên cho thấy khả năng chứa chất phóng xạ của bùn

đỏ của các nhà máy Alumin Tây Nguyên là rất thấp

 Bùn đỏ chứa các thành phần vật chất hữu ích khác có thể tận dụng trong sản xuất các sản phẩm có giá trị kinh tế khác cần được nghiên cứu tiếp theo

1.2.3 Tính độc hại của bùn đỏ

Tính chất gây hại nguy hiểm của bùn đỏ chính là độ kiềm rất cao, gây bỏng,

mù mắt và các hội chứng liên quan khác Một trong những quan tâm là bùn đỏ thải

ra trong quá trình chế biến alumin có chứa phóng xạ, kim loại nặng và các chất độchại khác không? Có 2 loại bùn màu đỏ liên quan đến khai thác bauxit laterit và sảnxuất alumin mà không ít người vẫn nhầm là một loại Loại thứ nhất xuất hiện khituyển rửa quặng bauxit nguyên khai (tuyển rửa bằng nước) thành quặng tinh Loạibùn đất này tuy cũng có màu đỏ nhưng thuật ngữ chuyên môn gọi là bùn thải đuôiquặng, không phải bùn đỏ, và cũng không phải là chất thải công nghiệp hay chấtthải độc hại Loại thứ hai sinh ra trong quá trình sản xuất alumin từ bauxit theo

công nghệ Bayer và có tên là bùn đỏ Quy trình Bayer có sử dụng xút (NaOH) nênbùn đỏ là loại chất thải công nghiệp độc hại.

Bài học từ sự cố bùn đỏ của Hungari năm 2010 gây nên dư luận xã hội

nghiêm trọng ở đất nước này: “Chất thải từ bôxít của một nhà máy sản xuất nhôm ở

miền tây Hungary hôm 4/10 tấn công ba thị trấn, giết chết 4 người và làm ít nhất

120 người bị thương Bùn độc đã tới sông Danube, Raab và Marcal Toàn bộ cá trong sông Marcal đã bị giết chết Livescience đưa tin công nhân đang đổ thạch cao xuống sông Marcal để làm đông đặc bùn đỏ Họ cũng dùng hóa chất để trung hòa các chất độc Cơ quan Cứu hộ quốc gia Hungary thông báo các kỹ sư đề nghị chỉnh dòng chảy của sông Marcal để nước chảy vào những cánh đồng Tuy nhiên, giới chức phản đối kế hoạch vì sợ rằng hành động đó sẽ gây nên tác hại lớn hơn Ở trạng thái bùn, chất thải có thể phá hủy quần áo và gây bỏng trên da Sau khi nước

20

trong bùn bốc hơi, bùn biến thành đất khô màu đỏ giống đất sét Những hạt bụi siêu nhỏ tạo nên loại đất đó có thể bay lơ lửng trong không khí Nếu người dân hít phải chúng, họ sẽ có nguy cơ mắc ung thư phổi rất cao Các tổ chức môi trường cho rằng, sau thảm họa này các chính phủ nên cấm việc chứa chất thải bauxit trong các

bể lộ thiên Giới chuyên gia vẫn chưa biết hết tên của những chất độc trong bùn đỏ Các quan chức cho rằng trong số chất độc có arsen (thạch tín) và crom Chưa ai dự đoán được những tác động lâu dài của bùn đỏ Giới chức Hungary và các chuyên gia nhận định việc làm sạch bùn và phục hồi cuộc sống tại những vùng bị bùn đỏ tấn công sẽ kéo dài vài năm Nước uống có thể nhiễm độc do hóa chất ngấm xuống đất và mạch nước ngầm Người dân cũng sẽ không thể trồng trọt hay sản xuất nông nghiệp trong nhiều năm Chính phủ Hungary đã bắt tay điều tra vụ việc vỡ hồ chứa bùn độc hại gây nên thảm hoạ môi trường tồi tệ nhất châu Âu trong vòng 30 năm qua Ngày 5/10 vừa qua, một phần thành hồ chứa bùn đỏ đã đổ sập, khiến nước bùn thải từ một nhà máy luyện nhôm tràn khắp ba ngôi làng của thị trấn Ajka, Hungary Không chỉ gây hư hại nghiêm trọng về nhà cửa, vật chất, bùn đỏ còn chứa nhiều kim loại nặng nên rất nguy hiểm cho con người và môi trường sinh thái Hàng trăm người sống gần khu vực hồ chứa bùn ở thị trấn Ajka, cách thủ đô Budapest 100 dặm về phía tây, đã phải sơ tán khẩn cấp sau khi bùn đỏ chôn vùi toàn bộ thị trấn Theo thống kê mới nhất, đã có 4 người thiệt mạng và hàng trăm người khác bị các tổn thương do bùn độc gây ra Tuy nhiên, giới chức địa phương lo ngại rằng con số người chết có thể chưa dừng lại ở đó.” [22]

“Theo nhà khoa học Oliver Donard, Giám đốc Học viện Khoa học phân tích

và Vật lý - Hóa học về môi trường và vật liệu thuộc Trung tâm Quốc gia nghiên cứu khoa học CNRS và trường Đại học Paul, mức độ nguy cơ về dài hạn của bùn đỏ tùy thuộc vào thành phần kim loại có trong chất thải này Nhưng nói chung, nó có rất nhiều ôxit sắt, ôxít nhôm, xilic, titan, chì, crôm và có thể cả thủy ngân Bản thân kim loại trong đó không có vấn đề Vấn đề là dạng thức hóa học của kim loại và hoạt tính của nó Ví dụ như ôxit nhôm Ở thể rắn thì không độc, nhưng ở trong một dung dịch, nó có hoạt tính cao và có thể xuyên thấu các màng sinh học Tương tự, crôm

dưới dạng crôm VI rất dễ sinh ra bệnh ung thư Chì và thủy ngân cũng tùy theo nồng độ và dạng thức hóa học.

Ông Donard cho rằng, tai họa vừa xảy ra ở Hungary là một quả bom hóa học nổ chậm Vùng bị bùn đỏ tràn ngập sẽ bị tác động mạnh mẽ, phải mấy chục năm nữa mới có thể khôi phục Tiền lệ ở Minamata (thành phố ở Tây Nam Nhật Bản, dân chúng bị nhiễm độc thủy ngân) cho thấy đối với loại ô nhiễm môi trường này, đơn vị đo lường thời gian là thập niên Bùn đỏ sẽ quánh khô và lúc đó sẽ thêm nguy cơ do bụi đỏ bay theo gió Rồi tới mùa mưa, hợp chất kim loại sẽ di động trên mặt đất và theo các dòng nước Đất đai sẽ không canh tác được, mà có trồng trọt được thì cây trái rau cỏ chứa kim loại cũng không thể ăn được Hiện nay tuy chưa

có đầy đủ thông tin, nhưng ông e rằng toàn bộ vùng bị bùn đỏ sẽ trở thành vùng đất lâm nạn.

Hình 5: Phần thành hồ chứa của một bùn đỏ bị vỡ ở Hungary [23]

Nhƣ vậy, các thành phần hóa học gây hại trong bùn đỏ có thể thống kê vàphân loại cụ thể nhƣ sau:

22

Các nguyên tố kiềm hòa tan: chủ yếu là Na và Ca, ngoài ra còn có Mg, K và

Ba Các nguyên tố phát sinh chủ yếu từ xút đưa vào quy trình Bayer, tồn tại dướidạng ion hòa tan trong bùn đỏ và dung dịch bùn đỏ Các nguyên tố này tạo nên độ

pH cao (12,5-13) của bùn đỏ và dung dịch bùn đỏ, gây nên tác động ăn mòn đối vớivật liệu và trang thiết bị khi tiếp xúc; đồng thời nếu thâm nhập vào cơ thể sinh vât

và con người có thể gây nên các tổn thương niêm mạc của cơ thể cũng như làmthay đổi cân bằng của các chu trình sinh lý – hóa cơ thể, từ đó tạo nên các bệnh tậtcho sinh vật và con người

Các nguyên tố kim loại nặng: Hàm lượng kim loại nặng trong bùn đỏ tuy

không quá cao và dạng tồn tại của các kim loại này cùng chưa được nghiên cứu vàđánh giá thỏa đáng Các kim loại nặng có mặt trong bùn đỏ bao gồm: V, Cr, Fe, Ni,

Pb, Zr, là các tác nhân gây ô nhiễm có hoạt tính cao Khi thâm nhập vào cơ thểsinh vật và con người, sẽ tích lũy trong các cơ quan nội tiết, tạo ra các chứng bệnhnan y (ung thư, xương khớp, thần kinh, )

Nguyên tố phóng xạ: các nguyên tố phóng xạ rất nguy hiểm đối với sức

khỏe con người và môi trường nếu chúng có mặt trong bùn đỏ Do may mắn, quặngBauxit tại Tây Nguyên hình thành do quá trình phong hóa đá Bazan có tuổi tươngđối trẻ (Q1 và Q2), chưa bị biến đổi nhiều dưới tác động của các quá trình tự nhiênnên không có khả năng chứa các nguyên tố phóng xạ Thực tế các số liệu phân tích

xạ đều cho kết quả thấp hơn nhiều phông phóng xạ chung của các loại đất đá Nhưvậy, khả năng chứa phóng xạ và gây ô nhiễm phóng xạ của bùn đỏ các nhà máyAlumin Lâm Đồng và Đắc Nông có thể loại trừ [7]

Các nguyên tố hóa học khác: Al, Ti, Si, có mặt với hàm lượng tương đối

cao trong bùn đỏ Các nguyên tố trên tồn tại trong bùn đỏ chủ yếu dưới dạng khônghòa tan trong các thành phần Alumin, khoáng vật sét, khoáng vật Ôxýt và một ítdưới dạng hòa tan trong dung dịch kiềm dư Tuy mức độ độc hại của các nguyên tốnày không cao, nhưng khả năng gây ô nhiễm cho môi trường nước (tạo ra độ đụccao, tăng độ nhớt, tạo mầu đỏ của nước); cũng như thâm nhập vào cơ thể sinh vật

làm thay đổi các cân sinh lý – hóa của cơ thể sống, từ đó sinh ra các bệnh tật là điềucần được lưu ý.

Về vấn đề chất thải độc hại phát sinh

Các dự án khai thác – chế biến bauxite Tây nguyên phát thải các chất độc hạivào môi trường chủ yếu là quặng đuôi sau khi tuyển, bùn đỏ và bùn oxalat từ khâurửa bã cuối cùng của dây chuyền công nghệ Thành phần chủ yếu của bùn thảiquặng đuôi bao gồm oxyt nhôm, oxyt sắt, oxyt silic,…và bùn sét Thành phần chủyếu của bùn đỏ bao gồm hematit (Fe2O3), natrisilico aluminat, canxi titanat, nhômngậm nước (Al2O3.H2O và Al2O3 3H2O) Thành phần chủ yếu của bùn oxalate baogồm Al2O3 -13,3%, CaO -31,3% và Na2C2O4 -10,6% còn lại 45% là các tạp chấtkhác Theo sơ đồ công nghệ, bùn thải sẽ được khống chế trong các bãi thải bùn (hồlắng) có đáy được gia cố bằng vật liệu chống thấm (đất sét, vải địa kỹ thuật,…) đểngăn không cho nước mang theo các chất độc hại thẩm thấu ra ngoài, làm ô nhiễmmôi trường đất và nước ngầm khu vực Tuy nhiên, vấn đề lưu ý ở đây là cần cónhững giải pháp hữu hiệu để phòng sự cố nước mưa chảy tràn Mưa ở vùng TâyNguyên thường tập trung theo mùa, từ tháng 4 đến tháng 10 Lượng nước mưatrung bình hằng năm là 2.339mm, tháng 8 có lượng mưa lớn nhất, khoảng 500-550

mm Mưa lớn có thể gây lũ lớn, lũ quét, làm cho bùn thải từ các hồ chứa tràn rangoài, mang theo các chất thải độc hại xuống vùng hạ lưu ở triền Tây Trường Sơn vàcác tỉnh lân cận thuộc nước bạn Campuchia

Nguy cơ lũ bùn đá

Đấy là nguy cơ đất đá mềm bở do khai thác bauxit và bùn đuôi quặng thải ra saukhi tuyển lấy bauxit sẽ bị xói mòn rửa trôi, có thể sẽ nhanh chóng bồi nông lòng hồ cácthủy điện và có thể giết chết sớm các nhà máy thủy điện Bauxit Tây Nguyên là phầntàn dư của vỏ phong hóa laterit trên đá basalt được hình thành từ nhiều triệu năm, kháchẳn loại bauxit tái trầm tích nằm xen trong các tầng đá vôi ở Hà Giang, Lạng Sơn vàNam Trung Quốc Khi khai thác bauxit, chúng ta sẽ bóc mất lớp xương cứng đi, địahình trở lên nham nhở với lớp đất đá mềm bở và bùn thải (lớp

24

đất - đá - bùn thải tương đương hoặc gấp đôi khối lượng bauxit được khai thác).Mưa xuống, sẽ cuốn trôi lớp đất - đá - bùn mềm bở Sức tàn phá của nó có thểgiống như những trận lũ quét, lấp đầy các hồ thủy điện trong hệ thống sông ĐồngNai và Srepok, làm ngắn cuộc đời trước hết là của các hồ thủy điện.

Chương 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Xử lý bùn đỏ tại nhà máy Tân Rai

Phạm vi nghiên cứu: khu mỏ Tân Rai và huyện Bảo Lâm, Lâm Đồng

Hình 6: Quang cảnh nhà máy Tân Rai [24]

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Thông tin thứ cấp bao gồm các xuất bản phẩm, các kết quả điều tra, bản đồ,niên giám thống kê, báo cáo tổng kết, các nghiên cứu…về các vấn đề có liên quantại khu vực nghiên cứu

Phân tích chi phí-lợi ích-CBA (Cost-Benefit Analysis) là một côngcụ/phương pháp phân tích chính sách được sử dụng khá phổ biến ở các quốc giaphát triển nhằm đánh giá bằng tiền tất cả lợi ích và chi phí của một dự án, một chínhsách, hoặc một chương trình phát triển nhằm cung cấp thông tin cho người ra quyết

26

định xem xét, đánh giá và quyết định lựa chọn những phương án sử dụng nguồn lựctốt nhất về khía cạnh đóng góp cho phúc lợi xã hội.

Phân tích chi phí lợi ích là quá trình nhận dạng, đo lường và so sánh các lợiích với các chi phí xã hội của một dự án, một chính sách, hay một chương trìnhnhằm xem xét việc phân bổ nguồn lực khan hiếm vào các mục đích sử dụng manglại hiệu quả nhất Theo Campbell (2003), phân tích chi phí lợi ích là một quy trìnhphân tích đầy đủ các kết quả của một dự án xuyên suốt từ quan điểm thị trường,quan điểm tư nhân (phân tích tài chính), quan điểm hiệu quả (phân tích kinh tế) đếnquan điểm các nhóm liên quan (phân tích xã hội) Nếu có được một khung phân tích

hệ thống, thì các bên liên quan trong quá trình ra quyết định sẽ dễ dàng tìm thấy mộtphương án chung tốt nhất của bất kỳ một dự án đầu tư nào

Trong đề tài nghiên cứu này sẽ lập bài toán chi phí lợi ích mở rộng Đưa ra

2 phương án và lựa chọn phương án tốt hơn (phương án mang lại nhiều lợi íchnhất)

+ Phương án 1: Xử lý bùn đỏ bằng biện pháp chôn lấp, hoàn thổ và phục hồi môi trường

Sử dụng chi phí xử lý bùn đỏ của nhà máy Nhân Cơ có tương đương quy môsản xuất và phương án xử lý bùn đỏ để so sánh với phương án sử dụng bùn đỏ làmgạch gốm nung

Hình 7: Toàn cảnh một hồ chứa bùn đỏ [25]

Khối lượng, thành phần huyền phùbùn đỏ

Tổng lượng huyền phù bùn đỏ : 1.376.910 tấn/năm (tương đương 945.680

m3) khi sản xuất alumin đạt công suất 650.000 tấn/năm

Phương pháp thải và xử lý bùn đỏ

(1) Phương pháp thải bùn đỏ: Hiện nay trên thế giới vẫn áp dụng 2 cách thảibùn đỏ là thải trên đất (đất bằng hoặc các thung lũng có các đê bao) hoặc thải vàonước (thải vào các đầm phá ven biển) Đối với Dự án Nhà máy sản xuất aluminNhân Cơ thực hiện cách thải bùn đỏ trên đất

Thải bùn đỏ trên đất có 2 phương pháp là thải khô hoặc thải ướt:

+ Thải khô là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn rất cao, tiết kiệmdiện tích nhưng tốn kém và phức tạp hơn, thích hợp với những vùng có lượng bốc

hơi lớn hơn so với lượng mưa

28

+ Thải ướt là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn thấp hơn, đỡ tốnkém thích hợp với các vùng có các thung lũng dễ tạo thành hồ chứa, thường ápdụng cho những vùng có lượng mưa lớn hơn so với lượng bốc hơi (như ở địa bànTây Nguyên).

(2) Phương pháp xử lý bùn đỏ: Phương pháp xử lý bùn đỏ hiện nay đang được áp dụng bao gồm công tác chính sau:

- Xử lý phần chất lỏng đi kèm bùn đỏ hoặc phát sinh trong hồ bùn đỏ bằngcách tái sử dụng trong dây chuyền sản xuất hoặc có thể trung hoà bằng nước biển (trường hợp nhà máy đặt cạnh biển) hoặc trung hoà bằng CO2

- Chôn lấp bùn đỏ đã thải, tiến hành hoàn thổ, phục hồi môi trường

- Xử lý bùn đỏ từ bãi thải, dùng cho các ứng dụng như vật liệu xây dựng(gạch, ngói, bê tông ), làm đường, chế biến sơn, chế tạo các vật liệu đặc biệt

khác

Việc lựa chọn các phương án xử lý bùn đỏ sau thải được thực hiện tùy theocác Nhà máy alumin cụ thể Tuy nhiên hiện nay phương án chôn lấp, hoàn thổchiếm ưu thế và được áp dụng rộng rãi, phương án chế biến bùn đỏ đang đượcnghiên cứu, thử nghiệm vì chi phí để thực hiện cao, hiệu quả kinh tế thấp

Đối với Dự án Nhà máy sản xuất alumin Nhân Cơ sẽ tiến hành xử lý bùn đỏbằng phương pháp chôn lấp, sau đó tiến hành hoàn thổ, phục hồi môi trường

Xét theo thành phần hoá học của bùn đỏ, chất gây ô nhiễm trong huyền phùbùn đỏ chủ yếu là chất lỏng đi kèm theo bùn đỏ Dung dịch kiềm kèm theo có tính

ăn mòn mạnh, giá trị pH khoảng 10 - 11

Việc thiết kế và xây dựng hồ bùn đỏ theo đúng các tiêu chuẩn xây dựng quyđịnh đảm bảo an toàn tuyệt đối đối với môi trường, trong đó có tính đến các tácnhân biến đổi khí hậu, động đất xảy ra

Hồ bùn đỏ sẽ có các lớp chống thấm tốt để kiềm bám theo bùn đỏ khôngthẩm thấu vào mạch nước ngầm, nước chứa kiềm trong bãi chứa bùn đỏ được thugom và bơm tuần hoàn về nhà máy.

+ Phương án 2: Thu hồi nguyên vật liệu để sản xuất gạch xây gốm nung từ bùn đỏ

Giả thiết: Xây dựng nhà máy tuynel sản xuất gạch gốm nung từ bùn đỏ vớicông suất 50 triệu viên gạch 2 lỗ QTC/năm

Khu đất xây dựng được phân thành các khu chức năng chính như sau: Nhàđiều hành 2 tầng, nhà ăn ca 1 tầng, nhà bao che lò nung 1 tầng, kho than, bể ủnguyên liệu 1 tầng, nhà tạo hình 1 tầng, nhà phơi kính 1 tầng

b Các công trình phụ

Hệ thống đường nội bộ được quy hoạch trong thiết kế đảm bảo để cácphương tiện đi lại thuận lợi trong phạm vi hoạt động của mình: như ô tô vậnchuyển bùn, bãi thành phẩm, kho than, nhà tạo hình, xe cải tiến gạch mộc, gạchthành phẩm

Đường giao thông sẽ được thiết kế bằng bê tông đảm bảo vệ sinh côngnghiệp Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả vốn đầu tư và thời gian xây lắp hệ thốngđường sẽ được hoàn thiện từng bước trong quá trình nhà máy đi vào hoạt động

30

Cấp nước: Sẽ sử dụng nước ngầm cho mục đích sinh hoạt, nước sau khikhai thác được xử lý sơ bộ cấp lên bể chứa và đưa vào sử dụng Sử dụng hệ thốngdẫn nước là đường ống tráng kẽm đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt tại các điểmdùng nước trong công trình Để đảm bảo đủ áp lực sử dụng liên tục cần thiết kế cáckét nước trên mái, đồng thời xây 01 bể nước ngầm cho toàn khu có dung tích ≥ 30m3 để dự trự bơm lên mái và dùng cho cứu hoả Hệ thống bơm toàn khu gồm 1 máybơm điện với Q = 10m3/h, H = 25m, động cơ 2,8 Kw để bơm nước phục vụ sinhhoạt và 01 máy bơm dầu có Q = 900 lít/phút hút nước từ bể nước ngầm để đẩy lêncác họng nước cứu hoả bố trí trên các nhà Đối với nước dùng cho sản xuất (nhucầu rất ít) tận dụng các nguồn nước mưa có sẵn để sử dụng.

Thoát nước

Hệ thống thoát nước cho công trình bao gồm:

+ Thoát nước bẩn sinh hoạt

+ Thoát nước cho các xưởng sản xuất và thoát nước mưa, nước mặt

* Hệ thống thoát nước bẩn từ các khu vệ sinh được thiết kế thoát theo 2 hệ thống: - Ống đứng 110 thoát nước phân, nước tiểu xuống bể tự hoại

- Ống đứng 90, 75 thoát nước bẩn từ sàn, chậu rửa đổ ra cống ngầm

* Hệ thống thoát nước mưa từ trên mái được dẫn xuống ống đứng 110 dẫn vào hệthống cống ngầm Hệ thống thoát nước mặt, nước từ các xưởng sản xuất được thu

về từ các hố ga sau đó dẫn vào cống ngầm thoát ra hệ thống thoát nước chung

Thông tin liên lạc: Trang bị, lắp đặt hệ thống máy điện thoại và máy fax thuận tiện cho việc giao dịch trong sản xuất kinh doanh

Hệ thống xử lý nước thải

Xây dựng bể xử lý tự hoại 4 ngăn đạt tiêu chuẩn vệ sinh môi trường trước khi thải

ra môi trường (được xây dựng ngầm trong khu WC)

Lấy kích thước gạch 2 lỗ (220x105x60mm), trọng lượng 1,65 kg để đốichiếu và làm cơ sở tính toán

Dự án chọn phương án công nghệ sản xuất tạo hình dẻo, hút chân không vàsấy nung bằng lò sấy nung liên hợp tuynel

Công nghệ trên là công nghệ tiên tiến, hiện nay đã và đang áp dụng thànhcông tại nhiều cơ sở sản xuất trong nước Qua điều tra, khảo sát tại các cơ sở đã qua

sử dụng nhận thấy có các ưu điểm sau:

- Công nghệ đốt lò sử dụng than đá, không sử dụng củi, góp phần bảo vệrừng

- Dây chuyền sản xuất liên tục, không nghỉ đoạn

- Sản phẩm chịu lực và độ bền cao, giá cả hợp lý

- Các thiết bị trong dây chuyền đã có các cơ sở trong nước sản xuất có tínhđồng bộ cao nên giá thành đầu tư giảm, dễ chủ động trong việc thay thế phụ tùng vàsửa chữa

32