Phần II ĐáNH GIá Về CÔNG TáC ĐIềU TRA, THĂM Dò, KHAI THáC,CHế BIếN Và Sử
2.2. Tình hình thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng khoáng chất công nghiệp trong nhóm khoáng chất ở Việt Nam
2.2.1. Caolanh:
- Công tác thăm dò:
Trên toàn lãnh thổ nước ta đến nay đã ghi nhận được trên 200 mỏ, điểm khoáng sản caolanh, với trữ lượng và tài nguyên dự báo khá lớn khoảng 400 triệu tấn QNK ở các cấp (A+B+C1+C2+P1). Trong đó, số tấn trữ lượng các cấp A+B+C1
sẵn sàng cho thiết kế khai thác vào khoảng 70-90 triệu tấn QNK; 150-200 triệu tấn QNK cấp C2+P1.
Nhà nước đã đầu tư đáng kể cho công tác điều tra địa chất, tìm kiếm và thăm dò các nguyên liệu khoáng sét nói chung, trong đó có caolanh từ những năm sau 1954. Giai đoạn 1960-1990, các đơn vị địa chất thuộc Tổng cục Địa chất đã tìm kiếm, thăm dò nhiều mỏ, điểm nguyên liệu khoáng caolanh tại các địa phương:
Sơn La, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Hải Dương, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Thừa Thiên-Huế, Quảng Nam, Lâm Đồng, Bình Phước, Bình Dương... Và được Hội đồng Đánh giá Trữ lượng Quốc gia thông qua. Từ năm 1991 đến hết năm 2006, cả nước chỉ có khoảng 20 mỏ được đầu tư thăm dò khoáng sản cao lanh (kể cả caolanh đi cùng với khoáng sản pyrophilit, sét chịu lửa). Chủ yếu là: Vùng caolanh Bình Phước-Tây Ninh-Bình Dương trong vùng Kinh tế Trọng điểm phía Nam nơi có thị trường tiêu thụ lớn các sản phẩm caolanh nhất cả nước; vùng caolanh Lâm Đồng (hai huyện Lâm Hà, Bảo Lâm và thị xã Bảo Lộc) và ở các tỉnh phía Bắc là khoáng sàng sét chịu lửa Trúc Thôn (Hải Dương), pyrophilit Tấn Mài (Quảng Ninh). Các đề án đầu tư thăm dò caolanh (xem phụ lục 3)
- Công tác khai thác, chế biến và sử dụng
Trước năm 1945 khoáng sản caolanh thường được khai thác và sử dụng làm đồ sành, sứ, gốm, gạch ngói,... khai thác, chế biến ở các khu Bích Nhôi thuộc tỉnh Hải Dương và một vài điểm thuộc tỉnh Quảng Ninh... Những năm gần đây hoạt động khai thác, chế biến các nguyên liệu khoáng sét diễn ra trên địa bàn 30-40 tỉnh thành trong cả nước như: Yên Bái, Phú Thọ, Lâm Đồng, Bình Dương và Bình Phước... Có khoảng 40 doanh nghiệp tham gia khai thác, chế biến, với tổng công suất vào khoảng 1,7 triệu tấn khoáng sản nguyên khai/năm, nếu tính cả sét trắng/sét gốm sứ, sét chịu lửa, khoáng sản pyrophilit (tạm tính tỷ lệ caolanh/
pyrophilit là 40/60), thì tổng công suất khai thác, chế biến caolanh hiện có của cả nước sẽ vào khoảng 2,0 triệu tấn khoáng sản nguyên khai/năm.
Bảng II.1 Nhu cầu Caolanh của Việt Nam để sản xuất các sản phẩm:
Đơn vị tính: 1.000 tấn.
Lĩnh vực sử dụng 2005 2010 2015 2020 2025
a. Vật liệu xây dựng * 190 283 322 440 500
b. Gốm sứ gia dụng, mỹ nghệ, kỹ thuật 406 639 930 1.296 1.618
c. Các sản phẩm giấy 29 54 98 182 303
d. Công nghiệp hóa chất 29 52 123 216 323
1. Các sản phẩm nhựa 10 18 29 37 45
2. Sơn, men màu, cao su, phân bón 19 34 94 179 278
e. Các lĩnh vực khác 5 4 24 89 69
Tổng cộng cả nước 658 1.029 1.496 2.222 2.812 Riêng Công nghiệp 468 749 1.176 1.782 2.312 Nguồn: Quy hoạch TD, KT, CB và sử dụng khoáng sản Caolanh cả nước.
Về công nghệ và trình độ công nghệ khai thác:
Các mỏ, điểm khoáng, biểu hiện khoáng sản caolanh nước ta đều có điều kiện khai thác thuận lợi và được khai thác bằng các khai trường lộ thiên với hai nhóm trình độ công nghệ: Cơ giới hóa, đồng bộ thiết bị (khai thác, bốc xúc, vận tải) ở mức trung bình - thấp (quy mô công suất khoảng 50.000 tấn QNK/năm trở lên) và bán cơ giới - thủ công lạc hậu (quy mô công suất khoảng một hai chục nghìn tấn QNK/năm trở xuống đến quy mô hộ gia đình).
Về công nghệ và trình độ công nghệ chế biến:
Như đã khái quát ở mục trên, khoáng sản caolanh của nước ta dải chất lượng thay đổi rộng, nhiều chủng loại nên 2 sơ đồ công nghệ tuyển lọc khoáng sản caolanh giới thiệu dưới đây có tính chất nguyên lý, minh họa. Sơ đồ công nghệ tuyển lọc cao lanh truyền thống thường được áp dụng ở nhóm khai thác, chế biến bán cơ giới - thủ công, xem sơđồ:
Công nghệ tuyển lọc Caolanh truyền thống
Caolanh nguyên khai
Đánh tơi, chà xát
Hệ thống
máng ziczắc Bể tầng
Tiêu thụ Nhập kho Đóng bao
Phơi khô
Cát thô, sỏi Sắt từ Caolanh
bột, viên khô
Mica +0,30mm
Nước thải
Khoáng sản nguyên khai
+0,063mm
+0,063mm
-0,063mm -0,25mm
-0,30mm Đập < 50mm
Đánh tơi, chà xát
Phân cấp ruột xoắn
Phân cấp xyclon I
Phân cấp xyclon II
Sàng mica
Tuyển từ
Cô đặc, lọc
Sấy khô
Cát mịn +0,25mm
Sơ đồ Công nghệ tuyển lọc caolanh dây chuyền thiết bị cơ giới
Công nghệ chế biến này có nhu cầu đầu tư vốn khá nhỏ (nguyên vật liệu xây bể khuấy, bể lắng, máng zic zắc và bàn phơi hoàn toàn bằng gạch chỉ và vữa xi măng) nhưng sử dụng nhiều sức người; tỷ lệ thu caolanh tinh lọc thấp và không thu được phụ phẩm như cát thạch anh, mica, tuốcmalin; Sản phẩm Caolanh sau lọc có chất lượng thấp, không ổn định (trong sản phẩm còn chứa nhiều hạt mica <
0,21mm, tuốcmalin mịn màu đen, lượng sắt gần như còn nguyên) nên chỉ làm xương gốm, sứ và có giá bán thấp.
Thứ hai là sơ đồ công nghệ tuyển lọc Caolanh bằng dây chuyền thiết bị cơ giới (của Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) hiện được áp dụng ở một số cơ sở có quy mô công suất khai thác khoảng 50.000 tấn QNK/năm trở lên; Quy trình công nghệ tuyển lọc cao lanh này (xem Sơ đồ) có công suất xử lý 30.000-90.000 tấn QNK/năm và có thể mở rộng theo yêu cầu sản xuất. Giá trị đầu tư cho toàn bộ dây chuyền bằng khoảng 60% so với nhập ngoại.
Giá thành sản phẩm caolanh tinh lọc rẻ hơn nhiều so với sản phẩm nhập khẩu.
Chất lượng sản phẩm caolanh tinh lọc tương đối ổn định và đạt yêu cầu làm nguyên liệu cho sản xuất giấy, sơn, gốm sứ cao cấp và men màu.
2.2.2 Sét chựu lửa, gốm sứ:
Ngành sản xuất vật liệu chựu lửa và gốm sứ các loại hàng năm sử dụng khá nhiều sét, Theo quy hoạch vật liệu xây dựng của cả nước có đưa ra nhu cầu cụ thể từng loại như sau:
- Đất sét chịu lửa: giai đoạn đến năm 2010: 3.060 nghìn tấn; giai đoạn 2011 - 2015: 7.859 nghìn tấn; giai đoạn 2016 - 2020: 6.138 nghìn tấn;
- Gốm sứ dân dụng: giai đoạn đến năm 2010: 700 triệu sản phẩm; giai đoạn 2011-2015: 800 triệu sản phẩm; giai đoạn 2016-2020: 900 triệu sản phẩm;
- Gốm mỹ nghệ: giai đoạn đến năm 2010: 2600 triệu sản phẩm; giai đoạn 2011-2015: 4.300 triệu sản phẩm; giai đoạn 2016-2020: 6.500 triệu sản phẩm;
- Gốm sứ kỹ thuật: giai đoạn đến năm 2010: 13.000 tấn sản phẩm; giai đoạn 2011-2015: 17.000 tấn sản phẩm; giai đoạn 2016-2020: 21.000 tấn sản phẩm;
Tổng nhu cầu sét gốm sứ các loại hàng năm cần khoảng: năm 2010: 4,335
triệu tấn; giai đoạn 2011-2015: 6 triệu tấn; giai đoạn 2016-2020: 16,7 triệu tấn;
Nhưng trước năm 1965 việc thăm dò sét cho các lò sành, sứ chưa được đặt ra. Sét đều do các xí nghiệp tự tìm kiếm, sản xuất thử rồi khai thác. Sau năm 1965 dựa trên nhu cầu phát triển công nghiệp địa phương Tổng cục Địa chất đã thăm dò 17 khu mỏ sét nhỏ dành cho gốm có khả năng sản xuất sành và một số có thể pha với Caolanh để sản xuất sứ thô. Các mỏ sét được thăm dò cho ngành gốm thường có trữ lượng nhỏ phù hợp với các lò gốm ở địa phương; tổng trữ lượng các mỏ này khoảng 2,388 triệu tấn cấp C1+C2. Riêng mỏ sét Trúc Thôn khai thác bán cho các
SiO2 = 62 79,84%; CaO = 1,82%;
Al2O3 = 13,5 20%; K2O + Na2O = 2,84%;
Fe2O3 = 0,78 1,45%; MKN = 7,9%;
TiO2 = 0 0,65%.
Các xí nghiệp thường dùng từ 18-35% sét của mỏ này pha với các loại Caolanh để sản xuất sứ các loại.
2.2.3 Pyrit (FeS2)
Pyrit là nguyên liệu cơ bản dùng để chế axit sunfuaric; khoảng 75% lượng axit sunfuaric chế từ pyrit.
Pyrit là một hợp chất của sắt, pyrit chứa 53,4% lưu huỳnh và 46,6% sắt, có màu vàng thau, trọng lượng riêng 4,9 5,2; đến nay đã khảo sát sơ bộ và thăm dò hơn 50 điểm pyrit; đề án phần những mỏ có trữ lượng quá ít hoặc lượng lưu huỳnh trong khoáng sản quá thấp, chỉ có mỏ Giáp Lai-Thanh Trì-Vĩnh Phúc là có giá trị công nghiệp (có khoáng sản loại I và loại II không phải làm giầu). Các mỏ pyrit Việt Nam có trữ lượng nhỏ, phân tán, xa nguồn tiêu thụ, cơ sở hạ tầng kém phát triển, đầu tư và chi phí sản xuất cao. Trữ lượng thăm dò đạt khoảng 363,21 triệu tân cấp (A + B + C1 + C2) và 10,6 triệu tấn cấp P. Ngoài các mỏ pyrit đơn khoáng ra, còn có thể thu lấy lưu huỳnh kết hợp từ các mỏ sunfua: Niken, Đồng Bản Phúc;
Đồng Sin Quyền, Chì kẽm Chợ Điền, Làng Hích.... Tổng lượng lưu huỳnh có thể thu hồi trong quá trình tuyển luyện các loại khoáng sản sunfua gấp trên 4 lần trữ lượng lưu huỳnh có ở mỏ Giáp Lai.
Quặng pyrit được chia thành 3 loại: Loại I không cần làm giầu trên 30% S;
Loại II không cần làm giầu từ 20-30% S; Loại III cần làm giầu từ 12-20% S.
Hiện tại giá lưu huỳnh nguyên tố ngày càng rẻ đi, nhập khẩu vào thị trường Việt Nam là 65 - 70 USD/tấn, nên đầu tư khai thác, chế biến quặng pyrit là không hiệu quả. Các nhà máy hoá chất Supe phốt phát Lâm Thao, Long Thành, Thủ Đức đã và sẽ không sử dụng pyrit để sản xuất axit sunfuric.
2.2.4 Barit (BaSO4)
Từ trước giải phóng người Pháp đã khai thác barit ở mỏ Làng Cao, huyện Tân Yên, Hà Bắc, năm 1967 đoàn 20A đã tiến hành tìm kiếm mỏ Lục Ba, Đại Từ, Thái Nguyên, trữ lượng ước tính của mỏ vào khoảng 124 nghìn tấn. Nói chung các điểm barit được phát hiện hoặc sơ bộ khảo sát và thăm dò còn rất hạn chế, mới chỉ thăm dò được 1 mỏ và đánh giá sơ bộ bề mặt 4 điểm mỏ khác, với tổng trữ lượng TNDB khoảng 4,125 triệu tấn barit, có 916 nghìn tấn ở cấp B+C1, số còn lại chỉ là phỏng đoán (khoảng 3,554 nghìn tấn BaSO4 ở Nam Nậm Xe và Động Pao). Nhìn chung các mỏ barit đã khảo sát thường có chất lượng khoáng sản barit cao, hàm
lượng BaSO4 trung bình ở các mỏ đạt trên 80%, như mỏ Làng Cao, mỏ Sơn Thành, mỏ Lục Ba (hiện đã đóng cửa mỏ).
Những năm gần đây Xí nghiệp Barium thuộc công ty công nghiệp Hà Bắc (Bắc Ninh) đã khai thác mỏ barit Làng Cao, sắp tới khi công tác thăm dò dầu khí phát triển thì lượng barit cần khoảng vài chục nghìn tấn/năm, tiếp tục được khai thác, chế biến các mỏ vùng Lai Châu, Tân Trào (Tuyên Quang).
Hai nhà sản xuất khoáng sản barit chính của Việt Nam là DMC và VMC- TQM; Công ty DMC là công ty liên doanh với M-I SWACO, hiện đạt sản lượng 50 nghìn tấn/năm, trong đó một nửa là xuất khẩu ở dạng khoáng sản thô...; Công ty VMC –TQM hoạt động ở tỉnh Tuyên Quang, sản xuất khoảng 60 nghìn tấn bột barit/năm, chủ yếu dùng để xuất khẩu, chỉ 8 nghìn tấn/năm được cung cấp cho Petro Việt Nam. (các nước nhập barit: Thái lan, Ôxtrâylia, malayxia, Brrunei, Mêhicô, Vênêzuêla,..).
2.2.5 Photphorit (Ca3(PO4)2)
ở Việt Nam photphorit đã được sử dụng từ rất lâu, từ năm 1913 người Pháp đã cho khai thác và sử dụng làm phân bón ở một số tỉnh như Nam Định, Hải Dương, Bắc Giang sản xuất photphorit được đẩy mạnh từ năm 1930, và đạt cao điểm vào những năm 1938 1941, trung bình mỗi năm 17.770 tấn, khai thác chủ yếu tập trung ở những núi đá vôi dọc đường sắt Bắc Giang - Lạng Sơn và ven rìa đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng sông Mã, sông Cả Sau chiến tranh chống Pháp, miền Bắc đã đánh giá lại hàng loạt mỏ cũ và thăm dò thêm nhiều mỏ mới, đồng thời trang bị thêm nhiều máy nghiền cho một số xí nghiệp để tăng lượng phân lân cung cấp cho sản xuất nông nghiệp.
Mỏ photphorit ở nước ta nhiều, song trữ lượng không lớn chỉ vài trăm đến vài chục ngàn mét khối như các mỏ: Khao Hẻ, Vĩnh Thịnh, Cao Bằng, Núi Văn, Nam Phát... có trữ lượng trên 20.000m3 và hiện tại rất nhiều mỏ đã được khai thác hết; các thân khoáng sản photphorit quan trọng đều nằm ở chân núi đá vôi, hoặc ở các dải lõm hẹp được núi đá vôi bao quanh. Khoáng sản có lúc tích tự tại chỗ, hoặc có lúc lại ở dạng tảng lăn từ sườn hoặc các hang cao xuông tập trung ở chân núi.
Trong các hàm lượng tích tụ khoáng sản photphorit thường không lớn. Những hang có trữ lượng lớn cũng chỉ tới vài nghìn tấn, còn chủ yếu chỉ đạt vài trăm tấn hoặc ít hơn.
2.2.6 Quazit
Quaczit ở Việt Nam rất phong phú trong các tầng trầm tích biến chất tuổi Proterozoi và Paleozoi dưới và giữa, song số mỏ được phát hiện và đánh giá chưa nhiều: Mỏ Đồn Vàng-Thanh Sơn-Phú Thọ (Vĩnh Phú cũ) được tìm kiếm phát hiện từ 1957, đến năm 1967-1969 doàn 29 tiến hành thăm dò đánh giá trên diện tích
1,2Km2, mỏ gồm 3 tập Quaczit dày 20-40 mét và được xếp vào phần trên của tầng trầm tích biến chất Proterozoi, trữ lượng triển vọng 31 triệu tấn; Mỏ Làng Lai-Võ Nhai-Thái Nguyên khoáng sản có chất lượng thấp vì có lẫn nhiều mica nên hàm lượng AL2O3 tăng cao từ 2,03-8,57% và lượng SiO2 thấp từ 84,69-95,66%, trữ lượng triển vọng 20 triệu tấn;...Nhưng do quy hoạch tổng thể cả nước về loại khoáng chất này chưa có nên các số liệu thống kê chưa có cơ sở tổng hợp đầy đủ.
2.2.7 Dolomit
Dolomit thuộc nhóm nguyên liệu magnezit, ở nước ta loại nguyên liệu này rất phong phú trong các tấng trầm tích cacbonat, thành dạng vỉa, thấu kính hoặc dạng ổ xen kẽ với đá vôi; kích thước của các vỉa hoặc thấu kính Dolomit tương đối lớn có khi kéo dài đến hàng nghìn mét. Những năm đầu thập kỷ 90 ngành địa chất nước ta đã phát hiện, đánh giá điểm khoáng sản magnezit quy mô nhỏ Bản Phúng, do điều kiện giao thông khó khăn, nằm cách quá xa các nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa kiềm tính và chất lượng khoáng sản thấp nên điểm khoáng sản này đến nay vẫn chưa được thăm dò, khai thác, chế biến để sử dụng. Trong những năm sau 2000, hoạt động điều tra địa chất khoáng sản đã phát hiện: Vùng khoáng sản Kon Queng ở xã S’Ró, huyện Kon Chro, tỉnh Gia Lai (năm 2004, đã hoàn thành điều tra, đánh giá tiềm năng mỏ magnezit Kon Queng trên diện tích 1 km2, hiện Tổng Công ty Khoáng sản thuộc Tập đoàn Than-Khoáng sản Việt Nam đang đầu tư thăm dò). Những mỏ lớn đã có số liệu:
- Khoáng sản vùng Bản Phúng có thành phần khoáng vật khoáng sản gồmi: MgO = 17,94-32,01%; Fe2O3 = 0,16-4,56%; FeO = 3,49-6,46%; SiO2 = 29,37- 41,4%; CaO = 0,04-9,94% và CO2 = 22,58-26,39%; mỏ có quy mô nhỏ với trữ lượng cấp C2 đạt 402.638 tấn khoáng sản và tài nguyên dự báo cấp P1 đạt 786.833 tấn khoáng sản, điều kiện giao thông khó khăn.
- Vùng khoáng sản magnezit Kon Queng có 2 mỏ: Kon Queng và mỏ Tây Kon Queng. Mỏ magnezit Kon Quengii có 1 thân khoáng sản lớn phân bố ở vòm của nếp lồi trong diện tích khoảng 1km2, kéo dài 900m, lộ trên bề mặt rộng từ 10- 70m, đã theo dõi đến độ sâu 80m, thân khoáng sản có bề dày 50-80 m, đã xác định trữ lượng cấp C2 đạt 6,1 triệu tấn và tài nguyên dự báo cấp P1 đạt 3 triệu tấn khoáng sản, hàm lượng trung bình trong các khối trữ lượng (%) của: MgO = 42-43;
Fe2O3 = 3,8; SiO2 = 1,73-2,74; CaO = 0,9-1,90, thuộc loại mỏ trung bình so với Thế giới. Mỏ Tây Kon Queng chất lượng khoáng sản tương tự như ở mỏ Kon Queng, trữ lượng và tài nguyên bự báo của thân khoáng sản vào khoảng 6 triệu tấn (C2 = 3,1 triệu tấn, P1 = 3 triệu tấn).
Như vậy, nguồn tài nguyên khoáng sản thuộc nhóm nguyên liệu magnezit của nước ta hiện có khoảng 16 triệu tấn (rất nhỏ so với trữ lượng khoáng sản magnezit trên Thế giới), chất lượng khoáng sản thuộc loại trung bình thấp. Nước ta
chưa có hoạt động chế biến khoáng sản magnezit (tuyển/làm giàu khoáng sản, sản xuất các sản phẩm manhê kiềm hóa, thiêu kết và manhê kim loại).