Xây dựng mô hình ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm và hoàn thổ phục hồi môi trường trong khai thác, chế biến sa khoáng ven biển

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỎ - LUYỆN KIM

BÁO CÁO TỔNG KẾT NHIỆM VỤ

XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGĂN NGỪA, GIẢM THIỂU Ô NHIỄM

VÀ HOÀN THỔ PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG TRONG KHAI

THÁC, CHẾ BIẾN SA KHOÁNG VEN BIỂN

Chủ trì nhiệm vụ: TS. Nguyễn Thúy Lan

Ngày tháng năm 2009

Thủ trưởng cơ quan chủ quản

Ngày tháng năm 2009

Thủ trưởng cơ quan chủ trì

Hoàng Văn Khanh

7432

26/6/2009

Hà Nội, tháng 1/2009

0

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỎ - LUYỆN KIM

BÁO CÁO TỔNG KẾT NHIỆM VỤ

XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGĂN NGỪA, GIẢM THIỂU Ô NHIỄM

VÀ HOÀN THỔ PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG TRONG KHAI

THÁC, CHẾ BIẾN SA KHOÁNG VEN BIỂN

Hà Nội, tháng 1/2009

1

MỤC LỤC

Trang

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG SA

KHOÁNG TITAN

5

I.1 Khái quát về tài nguyên quặng titan trên thế giới 5

I.2 Đặc điểm và tiềm năng quặng sa khoáng titan ở Việt Nam 5

I.2.1 Khái quát đặc điểm, phân bố, nguồn gốc và các loại quặng titan

I.2.2 Tiềm năng quặng sa khoáng titan Việt Nam

I.3 Tình hình khai thác – chế biến quặng sa khoáng titan ven biển Việt

Nam

7

I.4 Hiện trạng thiết bị và công nghệ ngành khai thác – chế biến sa

khoáng titan ven biển Việt Nam

9

I.4.1 Ngành khai thác 9

I.4.2 Ngành chế biến 11

I.4.3 Mối quan hệ giữa thiết bị - công nghệ và môi trường 13

CHƯƠNG II HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ HOÀN THỔ PHỤC HỒI MÔI

TRƯỜNG

14

II.1 Hiện trạng môi trường 14

II.1.1 Môi trường sinh thái – cảnh quan 14

II.1.2 Môi trường đất 15

II.1.3 Môi trường nước 17

II.1.4 Môi trường không khí 20

II.1.5 Môi trường kinh tế – xã hội 23

II.2 Hiện trạng hoàn thổ phục hồi môi trường 24

II.2.1 Cơ sở pháp lý 24

II.2.2 Hiện trạng hoàn thổ phục hồi môi trường 24

II.2.3 Nhu cầu hoàn thổ phục hồi môi trường 27

CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGĂN NGỪA GIẢM THIỂU Ô NHIỄM

VÀ HOÀN THỔ PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG

29

III.1 Xây dựng mô hình ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường 29

III.1.1 Mô hình của Công ty BHP Australia 29

III.1.2 Đề xuất mô hình cho các cơ sở ở Việt Nam 33

III.2 Xây dựng mô hình hoàn thổ phục hồi môi trường 39

III.2.1 Một số vấn đề cần lưu ý khi xây dựng mô hình 39

III.2.2 Đề xuất mô hình cho các cơ sở ở Việt Nam 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC 50

2

LỜI MỞ ĐẦU

Nước ta là một trong số các nước có nguồn tài nguyên quặng titan phong phú trên

thế giới. Quặng titan ở nước ta được phân bố rộng rãi trên nhiều vùng lãnh thổ

nhưng chủ yếu tập trung ở ven biển. Quặng titan và các sản phẩm chế biến từ titan

như pigment TiO2, rutile nhân tạo, xỉ titan ferotitan, các hợp kim chứa titan và titan

kim loại được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sơn, nhựa, giấy, cao su,

hàng không vũ trụ, thể thao, y tế, điện tử v.v và có giá trị xuất khẩu cao. Trong vòng

20 năm trở lại đây, ngành khai thác và chế biến quặng sa khoáng titan ven biển đã

phát triển khá thành công và trở thành một ngành sản xuất sản phẩm xuất khẩu có

giá trị, đặc biệt có ý nghĩa đối với nhiều địa phương suốt dọc ven biển từ Thanh

Hóa đến Bình Thuận. Cả nước hiện nay có hàng chục công ty khai thác và chế biến

quặng titan.

Hiện nay nhu cầu titan trên thị trường thế giới ngày càng tăng nên việc khai thác và

chế biến sa khoáng titan ở nước ta ngày càng phát triển mạnh mẽ và khó kiểm soát.

Tình hình khai thác không có giấy phép hoặc khai thác vào cả diện tích rừng phòng

hộ hay khai thác cả ở khu vực cấm khai thác và khai thác cả trên khu vực đã hết

giấy phép khai thác đã diễn ra ở nhiều nơi. Ở nhiều địa phương tình trạng khai thác

tự do diễn ra trong thời gian dài chưa có giải pháp hữu hiệu để chấm dứt. Chính

những bất cập trong công tác quản lý và hoạt động khoáng sản đó là nguyên nhân

chính gây ra tình trạng hỗn loạn trong sản xuất và kinh doanh khoáng sản titan, gây

suy thoái môi trường vùng đất cát ven biển, ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế-xã

hội của khu vực và gây tổn thất lớn đến nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đã có hiện

tượng nhiều doanh nghiệp khai thác titan xong mà không hoàn thổ phục hồi môi

trường, để lại vùng bờ biển trơ trọi cát. Cũng có nhiều khu vực khai thác titan trước

đây đã hoàn thổ trồng cây nay doanh nghiệp muốn tận thu titan nên gây ra cảnh đào

xới, gây mất mỹ quan và ảnh hưởng trực tiếp đến người dân sống trong khu vực.

Bộ Công thương phân giao Nhiệm vụ Xây dựng mô hình ngăn ngừa, giảm thiểu ô

nhiễm và hoàn thổ phục hồi môi trường trong khai thác, chế biến sa khoáng ven biển cho

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim theo quyết định số 4533/QĐ-BCT

ngày 18/08/2008. Nội dung chính của nhiệm vụ bao gồm: xây dựng mô hình ngăn

ngừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường và mô hình hoàn thổ phục hồi môi trường cho

ngành khai thác và chế biến sa khoáng titan ven biển Việt Nam. Mục tiêu chính của

nhiệm vụ nhằm góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp đang khai

thác và chế biến sa khoáng ven biển có mô hình phù hợp để chủ động thực thi một

cách có hiệu quả các giải pháp bảo vệ môi trường và hoàn thổ phục hồi môi trường

ở các khu vực đất đai ven biển.

3

Theo định nghĩa của Từ điền Bách khoa Toàn thư, sa khoáng là lớp cát sỏi có chứa

nhiều khoáng vật có ích, thành tạo do sự phá hủy đá gốc. Khi đá gốc bị phá hủy,

nhiều khoáng vật bị hòa tan, biến thành đất và bị nước cuốn đi. Các khoáng vật bền

vững thường đọng lại lẫn với cát sỏi ở gần chân núi hoặc tạo nên các bồi tích, tàn

tích hoặc các bãi cát ven biển. Ở nước ta có nhiều mỏ sa khoáng như sa khoáng

vàng, sa khoáng vonfram và sa khoáng cromit nhưng các sa khoáng ven biển chủ

yếu là sa khoáng titan. Do đó sa khoáng titan ven biển được lựa chọn nghiên cứu

trong nhiệm vụ này. Do điều kiện thời gian và kinh phí của nhiệm vụ còn hạn chế

nên phạm vi điều tra khảo sát là các mỏ sa khoáng titan ven biển miền Trung và

Nam Trung Bộ.

Phương pháp thực hiện nhiệm vụ này bao gồm việc thu thập thông tin và số liệu qua

phiếu điều tra; đi thực địa đo đạc và lấy mẫu hiện trường; phân tích mẫu trong

phòng thí nghiệm; nghiên cứu tài liệu nước ngoài; tổng hợp số liệu; thông tin và

viết báo cáo. Có 26 điểm mỏ khai thác và chế biến sa khoáng titan đã được điều tra, thu

thập số liệu, khảo sát đo đạc và lấy mẫu phân tích (Phụ lục 1 và Phụ lục 2). Kinh nghiệm

quốc tế cũng được tham khảo học tập để xây dựng mô hình ngăn ngừa giảm thiểu ô

nhiễm môi trường và mô hình hoàn thổ phục hồi môi trường cho các cơ sở khai thác

và chế biến sa khoáng titan ven biển Việt Nam.

Nhóm thực hiện nhiệm vụ bao gồm các cán bộ sau:

1. TS. Nguyễn Thúy Lan –Trung tâm Môi trường Công nghiệp (CIE) thuộc Viện

Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim.

2. KS. Lê Minh Châu – Giám đốc Trung tâm Môi trường Công nghiệp.

3. CN. Hoàng Công Sơn – Tổng thư ký Hiệp hội Titan Việt Nam

4. ThS. Vũ Thị Tuyết Mai – Trung tâm Môi trường Công nghiệp.

5. KS. Nguyễn Thị Lài –Trung tâm Môi trường Công nghiệp

6. KS. Võ Thị Cẩm Bình - Trung tâm Môi trường Công nghiệp

Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, nhóm đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều

kiện thuận lợi của:

 Vụ Khoa học và Công nghệ - Bộ Công Thương

 Hiệp hội Titan Việt Nam

 Ban lãnh đạo cùng các cán bộ kỹ thuật của các cơ sở khai thác và chế biến sa

khoáng titan ven biển miền trung và nam trung bộ ở các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh,

Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế và Quảng Nam Đà Nẵng, đặc biệt là các

doanh nghiệp sau:

1. Công tyCổ phần Phát triển Khoáng sản 4 TKV- Nghệ An

4

2. Công ty Cổ phần Khoáng sản Bình Định

3. Công ty Cổ phần Khoáng sản Quảng Trị

4. Chi nhánh Công ty Cổ phần Khoáng sản Phú Yên

5. Công ty Cổ phần Khoáng sản Bằng Hữu, Bình Thuận

6. Công ty Khoáng sản Bình Định Việt Nam – Malaysia

7. Công ty TNHH Nhà nước Một thành viên Khoáng sản Thừa thiên-Huế

8. Tổng Công ty Khoáng sản và Thương mại Hà Tĩnh

9. Xí nghiệp Thanh niên Cửa Hội - Cửa Lò (Nghệ An)

10.Công ty TNHH Khoáng sản Thanh Tâm (Quảng Trị).

11.Công ty Xuất nhập khẩu Khoáng sản Quảng Bình

Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn các cơ quan và đơn vị nói trên đã giúp nhóm hoàn

thành nhiệm vụ này.

5

CHƯƠNG I

HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN

QUẶNG SA KHOÁNG TITAN

I.1 Khái quát về tài nguyên quặng titan trên thế giới

Hai loại quặng ilmenite (FeTiO3) và rutile (TiO2) tạo thành nhóm các khoáng chất

thường được cùng phát hiện và cùng khai thác tại các mỏ ven biển, dưới hình thức

sa khoáng titan. Ilmenite là khoáng vật chứa titan phổ biến nhất. Ilmenite và

rutile đều là khoáng vật quặng có hàm lượng titan cao nên có giá trị lớn. Titan và

rutile là nguyên liệu chính để chế tạo ra bột titan dioxide (TiO2) dùng trong sản xuất

giấy, sơn, nhựa, cao su, mực, mỹ phẩm, xà phòng, dược phẩm, đồ gốm và gốm cách

điện, men và nước men, thủy tinh, sợi thủy tinh và que hàn, v.v.. Rutile, rutile tổng

hợp hoặc xỉ titan có hàm lượng cao dùng để sản xuất titan kim loại và hợp kim.

Phần lớn các mỏ ilmenite trên thế giới nằm dọc vùng bờ biển các nước Australia,

Nam Phi, Ấn Độ, Braxin, Madagasca và Mỹ. Khoáng chất này cũng có mặt ở các

mỏ đá tại Na Uy và Canada. Năm 2005, sản lượng sản lượng ilmenite của thế giới

là 4,6 triệu tấn trong khi sản lượng rutile đạt khoảng 360 nghìn tấn, khá nhỏ so với

sản lượng ilmenite. Đối với nhiều mỏ sa khoáng, các khoáng vật đi kèm như

manazite và zircon cũng có vai trò kinh tế quan trọng. Zircon (ZrSiO4) là khoáng

vật chính chứa Zr. Zircon được sử dụng làm vật liệu chịu lửa làm khuôn đúc, zircon

được sử dụng làm đồ gốm và sành sứ. Zircon cũng được sử dụng trong sản xuất kim

loại chống ăn mòn sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân và trong thiết bị chế biến

hóa chất. Ba nước hàng đầu thế giới về sản xuất titan và zircon là Australia, Nam

Phi và Canada. Australia là nước dẫn đầu về sản xuất ilmenite (chiếm 28% lượng

sản xuất được trên thế giới), rutile (chiếm 53%) và zircon (chiếm 46%), phần lớn

rutile và zircon xuất khẩu.

Hiện nay thị trường thế giới đang thiếu nguồn ilmenite để sản xuất dẫn tới nhu cầu

đối với khoáng chất này ngày càng tăng. Để đáp ứng nhu cầu này, hiện nay nhiều

dự án khai thác và chế biến sa khoáng titan đang được triển khai tại các nước như

Australia, Canada, Chile, Gambia, Kenya, Madagasca, Malawi, Mozambique,

Senegal và Nam Phi.

I.2 Đặc điểm và tiềm năng quặng sa khoáng titan ở Việt Nam

I.2.1 Khái quát đặc điểm, phân bố, nguồn gốc và các loại quặng titan

Khoáng vật có chứa titan rất phổ biến và thường gặp trong hầu hết các loại đá từ

trầm tích, biến chất đến magma. Tuy nhiên các khoáng vật có giá trị công nghiệp

6

chỉ bao gồm ilmenite, rutile, leicoxen và anataz. Quặng titan ở nước ta có hai kiểu

nguồn gốc sau [7]:

I.2.1.1. Quặng titan gốc, nguồn gốc magma

Quặng nằm trong đá gabro, thành phần khoáng vật quặng gồm chủ yếu là ilmenite

chiếm 30-70%. Mới chỉ được biết đến duy nhất một kiểu mỏ quặng titan trong đá

gabro phức hệ Núi Chúa (Thái Nguyên) gồm các loại quặng: đặc sít (như ở Cây

Châm và Nà Hoe) và xâm tán (như ở Hữu Sào).

I.2.1.2. Quặng sa khoáng titan

Loại quặng này bao gồm 2 loại:

(1) Sa khoáng nguồn gốc eluvi-deluvi hoặc deluvi-proluvi-aluvi:

Loại sa khoáng này phân bố tại sườn đồi hoặc thung lũng nhỏ, ở phần trên của các

thấu kính đá gabro chứa xâm tán ilmenite bị phong hóa hoặc xung quanh các mỏ và

điểm quặng gốc. Trữ lượng kiểu quặng này không lớn và thường gắn với các mỏ

quặng gốc.

(2) Sa khoáng titan ven biển:

Là kiểu nguồn gốc có giá trị nhất hiện nay ở nước ta. Sa khoáng titan-zircon là tên

chung để chỉ các tích tụ khoáng vật nặng có trong các tầng cát gió và cát biển có thể

khai thác và sử dụng trên quy mô công nghiệp. Trong quặng sa khoáng, cát thạch

anh chiếm 95-99% còn lại là các khoáng vật nặng. Thành phần khoáng vật nặng chủ

yếu gồm ilmenite (FeTiO3), zircon (ZrSiO4), rutile (TiO2), leucoxen, anataz (TiO2)

và monazite [(Ce, La, Th) PO4]. Đôi khi xuất hiện turmalin và limonite với hàm

lượng rất thấp. Trong số các khoáng vật nặng kể trên thường chỉ có ilmenite, zircon,

rutile và monazite được thu hồi công nghiệp. Ilmenite và zircon chiếm đến 97% giá

trị khoáng vật nặng sau khi tuyển thô.

I.2.2 Tiềm năng quặng sa khoáng titan Việt Nam

Quặng titan sa khoáng chủ yếu phân bố chủ yếu dọc bờ biển Việt Nam, phân bố trải

dài suốt dọc bờ biển từ Bắc tới Nam với hàm lượng và trữ lượng tương đối cao. Các

khu vực ven biển có sa khoáng được phân bố như sau [1]:

Ở vùng đông bắc Bắc Bộ: các mỏ sa khoáng titan tập trung từ bờ biển Hà Cối đến

Mũi Ngọc và rìa phía Nam đảo Vĩnh Thực với quy mô nhỏ nhưng hàm lượng

ilmenite tương đối cao. Tổng trữ lượng ilmenite vùng này khoảng 90 nghìn tấn.

Ở vùng ven bờ biển Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định: các mỏ sa khoáng vùng

này có quy mô rất nhỏ. Vùng ven biển Thanh Hóa: dọc ven bờ biển Thanh Hóa phát

hiện được 4 mỏ sa khoáng là Hoàng Thanh, Sầm Sơn, Quảng Xương và Tĩnh Gia.

7

Các mỏ sa khoáng này có trữ lượng nhỏ nhưng hàm lượng ilmenite tương đối cao,

đặc biệt chúng có hàm lượng monazite cao hơn so với các vùng khác.

Vùng Nghệ An-Hà Tĩnh là nơi có tiềm năng lớn nhất về quặng titan của nước ta.

Các mỏ sa khoáng ở vùng này có quy mô từ nhỏ đến lớn với 15 mỏ và điểm quặng

được phát hiện. Tại các mỏ và điểm quặng này ngoài khoáng vật ilmenite còn có

các khoáng vật có ích khác như zircon, leucoxen, monazite và cả kim loại quý hiếm

là hafini với giá trị kinh tế cao. Tổng trữ lượng quặng đã thăm dò ở vùng này là trên

5 triệu tấn ilmenite và 320 nghìn tấn zircon. Vùng Quảng Bình-Quảng Trị có trữ

lượng 350 nghìn tấn ilmenite và 68 nghìn tấn zircon.

Vùng ven biển Thừa Thiên-Huế có các mỏ sa khoáng phân bổ suốt từ Quảng Điền

đến Phú Lộc và có hàm lượng chất có hại Cr2O3 cao hơn so với các vùng khác, với

trữ lượng ilmenite là gần 2.500 nghìn tấn, và zircon là 510 nghìn tấn, monazite là 3

nghìn tấn. Vùng ven biển Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa có trữ lượng khoảng 2

triệu tấn ilmenite và 52 nghìn tấn zircon. Vùng ven biển Ninh Thuận, Bình Thuận:

có nhiều mỏ sa khoáng tập trung ở ven bờ biển Ninh Thuận với 10 mỏ và điểm

quặng với 3 mỏ đã được thăm dò và đánh giá trữ lượng là các mỏ sa khoáng Chùm

Găng, Bàu Dòi và Gò Đình. Trữ lượng thăm dò của 3 mỏ này là khoảng 285 nghìn

tấn ilmenite và 60 nghìn tấn zircon. Tài nguyên dự báo trên toàn vùng là trên 4,3

triệu tấn ilmenite và gần 900 nghìn tấn zircon.

Trên toàn quốc tổng trữ lượng quặng gốc đã được thăm dò, đánh giá là trên 4.400

nghìn tấn ilmenite và trữ lượng dự báo là 19.600 nghìn tấn. Riêng trữ lượng quặng

sa khoáng ven biển đã được điều tra, thăm dò, đánh giá là 12.700 nghìn tấn ilmenite

và rutile và trữ lượng dự báo cho 2 loại quặng này là 15.400 nghìn tấn. Kết quả điều

tra thăm dò trong mấy chục năm qua cho thấy tiềm năng tài nguyên quặng titan và

các khoáng đi kèm của Việt Nam thuộc loại lớn trên thế giới. Hơn nữa quặng

ilmenite nước ta có hàm lượng tương đối cao so với ilmenite của một số nước trên

thế giới .

Quặng titan ở nước ta chủ yếu ở dạng sa khoáng nên việc tuyển quặng đơn giản và

chi phí thấp hơn so với nhiều nước khác. Hơn nữa, quặng nước ta được đánh giá là

giàu và có trữ lượng lớn lại kèm theo nhiều kim loại trong quặng nên có giá trị lớn.

I.3 Tình hình khai thác - chế biến quặng sa khoáng titan ven biển Việt Nam

Ngành khai thác và chế biến titan ở Việt Nam đã có trên 20 năm phát triển từ quy

mô tự phát với công nghệ lạc hậu và hiện nay ngành titan đã có những bước phát

triển mạnh mẽ cả về kỹ thuật và quy mô sản xuất. Ngành titan nước ta đã có những

vị trí nhất định trong ngành titan thế giới với tư cách là nhà cung cấp nguyên liệu

cho các tập đoàn và công ty lớn như Công ty Dupont, Sumitomo, Sakai, Tayca