tài nguyên bôxit - tình hình, triển vọng và công nghệ khai thác, chế biến

Các mỏ bôxit ở Miền Nam nước ta cũng thuộc loại hình này, song đáng tiếc là quá trình phong hóa chưa chín muồi nên chất lượng quặng thấp, phải qua tuyển rửa mới nâng hàm lượng các thành

ĐỀ TÀI

Tài nguyên bôxit - Tình hình, triển vọng và công nghệ khai

thác, chế biến

I TÀI NGUYÊN BÔXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC

VÀ CHẾ BIẾN 4

1 Tài nguyên bôxit trên thế giới 4

2 Tình hình khai thác quặng bôxit trên thế giới 13

3 Thị trường các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới 18

4 Tình hình sản xuất các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới27 II TÀI NGUYÊN BÔXIT Ở VIỆT NAM, TÌNH HÌNH KHAI THÁC 33

1 Tài nguyên bôxit ở Việt Nam 33

2 Tình hình khai thác, nghiên cứu, chế biến quặng bôxit Việt Nam, xu hướng phát triển 45

III CÔNG NGHỆ LÀM GIÀU, CHẾ BIẾN QUẶNG BÔXIT 49

1 Công nghệ làm giàu quặng bôxit 49

2 Công nghệ sản xuất alumin 50

3 Công nghệ sản xuất nhôm kim loại 66

IV KẾT LUẬN 80

Từ khi ngành công nghiệp nhôm ra đời cho tới nay và theo dự báo trong tương lai, sản xuất nhôm vẫn bao gồm chủ yếu hai giai đoạn:

- Giai đoạn đầu: Sản xuất nhôm oxit sạch, gọi là alumin cấp luyện kim

- Giai đoạn tiếp theo: Sản xuất nhôm kim loại bằng phương pháp điện phân alumin trong dung dịch muối criolit nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 950°C (phương pháp Hall - Heroult, được phát minh năm 1886)

Những nét đặc trưng cơ bản của ngành công nghiệp nhôm là tiêu hao năng lượng cao và vốn đầu tư lớn Tiêu hao năng lượng để sản xuất 1 tấn nhôm kim loại là 150 - 170 GJ/T, trong khi đó tungsten (vonfram) cần 180 -190 GJ/T, đồng cần 85 - 100 GJ/T, kẽm 55 - 60 GJ/T, thép 15 - 20 GJ/T Như vậy ngành công nghiệp nhôm là một trong những ngành tiêu tốn nhiều năng

lượng nhất

Trong công nghiệp, có một số công nghệ sản xuất alumin tùy theo loại

nguyên liệu và chất lượng nguyên liệu Hiện tại và trong tương lai, 85%

alumin trên thế giới được sản xuất từ quặng bôxit, 10% từ quặng nephelin và alunit, 5% từ các nguyên liệu khác Điều đó cho thấy bôxit vẫn là nguồn

nguyên liệu quan trọng nhất trong sản xuất alumin nói riêng và sản xuất

nhôm nói chung

Nếu nguyên liệu là bôxit chất lượng tốt (tỷ lệ Al2O3/SiO2 >= 7), hàm lượng SiO2 thấp, thì có thể áp dụng công nghệ Bayer Nếu là bôxit chất lượng trung bình, có thể áp dụng phương pháp kết hợp Bayer - thiêu kết song song hoặc nối tiếp Nếu là bôxit chất lượng xấu, hàm lượng SiO2 cao, có thể áp dụng

phương pháp thiêu kết đơn thuần Hiện tại và dự báo trong tương lai, khoảng 90% sản lượng alumin trên thế giới vẫn được sản xuất bằng công nghệ Bayer

I TÀI NGUYÊN BÔXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC

VÀ CHẾ BIẾN

1 Tài nguyên bôxit trên thế giới

Bôxit là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản khá dồi dào trên thế giới Với sản lượng khai thác và mức tăng trưởng bình quân hàng năm như hiện nay, trữ lượng bôxit có thể đảm bảo cho nhân loại sử dụng trong 100 -

125 năm tới, nếu tính cả tài nguyên thì thời gian có thể tăng lên gấp đôi

Bôxit có thành phần hóa học và khoáng vật cơ bản như sau:

Fe2O3 :3 - 30% hematit a - Fe2O3, gơtít a - Fe2O3.H2O

TiO2 : 0,5 - 8% anatat TiO2, rutin TiO2

H2O : 10 - 34% trong điaspor, bơmit, gipxit, kaolinit, gơtít

Các nguyên tố đi kèm Mn, P, V, Cr, Ni, Ga, Ca, Mg, C và các tạp chất

Theo nguồn gốc thành tạo địa chất, bôxit được chia làm hai loại: bôxit laterit

và bôxit karstic Bôxit laterit được thành tạo từ quá trình phong hóa đá bazan, chiếm khoảng 90% trữ lượng bôxit của thế giới, thành phần chủ yếu là gipxit Bôxit karstic được thành tạo trên nền đá vôi chiếm khoảng 10% trữ lượng

Đối với mục đích công nghệ xử lý, người ta chia bôxit thành các loại sau:

- Bôxit gipxit (hàm lượng bơmit < 5%), tập trung ở các nước: Braxin, Sierra Leone, Surinam, Inđônêxia, Ghinê, Giamaica, ôxtrâylia, Vênêzuêla,

Guana, Việt Nam, Ấn Độ

- Bôxit hỗn hợp gipxit - bơmit (hàm lượng bơmit 5 - 20%), tập trung ở các nước: ôxtrâylia, Ghana, Ghinê, Giamaica, Ấn Độ

- Bôxit bơmit (hàm lượng bơmit > 20%), tập trung ở các nước: Nam Tư,

Pháp, Hungari

- Bôxit điaspor (hàm lượng điaspor > 5%), tập trung ở các nước: Hy

Lạp, Iran, Trung Quốc (TQ), Nam Tư, Việt Nam, Rumani

Phần lớn các mỏ bôxit đều là sản phẩm của quá trình phong hóa laterit đã chứa thành phần oxyt nhôm (Al2O3) cao Vì vậy, các mỏ bôxit trên thế giới thường tập trung ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Theo tài liệu thống kê chưa đầy đủ năm 1996, cả thế giới có khoảng 55 nước có mỏ bôxit với trữ lượng 19,630 tỷ tấn, tài nguyên 29,793 tỷ tấn, tổng cộng 49,423 tỷ tấn

Bảng 1: Trữ lượng bôxit trên thế giới (triệu tấn)

Khu vực/ nước Trữ lượng Tài nguyên Cộng

Tây Ban Nha

- Tài nguyên: Là tích tụ tự nhiên của quặng bôxit bên trong hoặc trên bề mặt

vỏ trái đất, có hình thái, số lượng và chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn tối thiểu

để khai thác, sử dụng đem lại hiệu quả kinh tế ở thời điểm hiện tại hoặc trong tương lai

- Trữ lượng: Lượng quặng bôxit đã được thăm dò qua nghiên cứu khả thi hoặc với trình độ công nghệ, giá cả thị trường, các yếu tố khác có liên quan tại thời điểm đánh giá sẽ mang lại hiệu quả kinh tế

Nguồn tài nguyên, trữ lượng này được phân bố như sau:

1 Nam Mỹ: 28% 2 Châu Phi: 26%

3 Châu Á: 19% 4 Châu Đại Dương: 14%

5 Châu âu: 8% 6 Vùng Caribê và Trung, Bắc

Xét về trữ lượng, tỷ lệ phân bố theo các khu vực và châu lục như sau:

1 Châu Phi: 34,6% 2 Châu Úc: 20,8%

3 Nam Mỹ: 18,5% 4 Giamaica: 9,7%

5 Châu Á: 9,3% 6 Các khu vực khác: 7,1%

Các mỏ bôxit được phân thành các loại hình như sau:

- Dạng lớp chùm phủ

mỏ này có nhiều ở Tây Phi, ôxtrâylia và Ấn Độ Do quá trình phong hóa diễn

ra rất triệt để trong điều kiện thuận lợi và thời gian dài nên dẫn đến việc thành tạo quặng bôxit chất lượng rất tốt, hàm lượng Al2O3 bằng 50-70% Các mỏ bôxit ở Miền Nam nước ta cũng thuộc loại hình này, song đáng tiếc là quá trình phong hóa chưa chín muồi nên chất lượng quặng thấp, phải qua tuyển rửa mới nâng hàm lượng các thành phần Al2O3 và mođun silic đến mức trung bình của thế giới, là mức cho phép áp dụng phương pháp Bayer để sản xuất alumin

Các mỏ dạng túi thường gặp ở Giamaica và miền Nam âu, thân quặng có chiều dày biến đổi lớn, từ 1m đến 30m, thành phần khoáng vật quặng thường gồm gipxit, điaspor và bơmit, hàm lượng Al2O3 > 45%, hàm lượng SiO2 rất thấp (khoảng 1,5%) Các mỏ dạng lớp xen kẹp thường phát triển ở Liên Xô, Trung Quốc, Mỹ, Braxin, Hungari v.v , thành phần khoáng vật chủ yếu gồm điaspor và bơmit Các mỏ dạng mảnh vụn được thành tạo do quá trình tái trầm tích các vật liệu và quặng bôxit bị phá hủy, xói mòn và vận chuyển từ

mỏ khác tới Các mỏ loại này ít phổ biến Mỏ Arkansas của Mỹ thuộc loại hình mỏ này Ở nước ta, các mỏ bôxit Miền Bắc thuộc cả 3 loại hình kể trên

2 Tình hình khai thác quặng bôxit trên thế giới

Do nhu cầu nhôm kim loại ngày càng tăng, sản lượng khai thác bôxit cũng đã tăng theo để đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho sản xuất alumin và điện phân nhôm kim loại Trong vòng 10 năm gần đây, từ 1993 đến 2003, quy mô khai thác quặng bôxit trên thế giới tăng từ 101 triệu tấn lên 178 triệu tấn, với tốc độ tăng trưởng khoảng 6,5%/ năm Theo số liệu thống kê năm 2003, trên toàn thế giới có 19 nước khai thác quặng bôxit với sản lượng 178 triệu tấn cung cấp cho các nhà máy sản xuất 60 triệu tấn alumin

Bảng 2 Sản lượng khai thác bôxit và sản xuất

alumin trên thế giới năm 2003 (triệu tấn)

10 nước đứng đầu trong số 19 nước khai thác quặng bôxit trên thế giới là:

Bảng 3 Sản lượng bôxit 10 nước hàng đầu thế giới năm 2003 (triệu tấn)

tự các mỏ bôxit ở Miền Nam nước ta, sản lượng khai thác 6,7 triệu tấn/ năm v.v Các mỏ trên đều được khai thác bằng phương pháp lộ thiên với công nghệ ô tô, máy xúc năng suất lớn và rất lớn Các mỏ bôxit của ôxtrâylia thuộc quyền quản lý của các tập đoàn nhôm hàng đầu thế giới như: ALCOA of Australia, NABALCO, Worsley Alumin (WAPL) và COMALCO, chất lượng quặng bôxit tốt, trung bình tiêu hao 2,5 tấn quặng để sản xuất 1 tấn alumin

Ngoài việc cung cấp cho các nhà máy điện phân nhôm trong nước, lượng alumin sản xuất được còn được xuất khẩu sang các nước khác để sản xuất nhôm

10 mỏ khai thác lớn nhất trên thế giới năm 2003 (triệu tấn) là:

nhiên

Quặng khô

Tổng cộng 110,36 99,42 37,13

Trong công tác khai thác, vấn đề bảo vệ môi trường, hoàn thổ đất trồng hiện rất được quan tâm Hầu hết các mỏ sau khi khai thác hết trữ lượng đều được san gạt, trồng cây xanh và có biện pháp làm tăng độ phì nhiêu của đất

3 Thị trường các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới

3.1 Phân loại sản phẩm, lĩnh vực sử dụng

Khoảng 96% bôxit khai thác được sử dụng cho ngành luyện kim, 4% còn lại được sử dụng cho các ngành công nghiệp khác như: vật liệu chịu lửa, gốm sứ, vật liệu mài - đánh bóng…

Hơn 90% sản lượng alumin (gọi là alumin cấp luyện kim) trên thế giới được

sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình điện phân để sản xuất nhôm kim loại, còn lại khoảng 10% sử dụng cho công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác

Phân loại bôxit theo lĩnh vực sử dụng như sau:

Thành phần hóa học, % Lĩnh vực

sử dụng

Luyện kim 50 - 55 0 - 15 5 - 30 0 - 6

Ngành hóa min 55 - 58 max 5 - 12 max 2 0 - 6

Chịu lửa min 54 - 61 max 1,5 - 5,5 max 2 max 2,5

Bôxit nung cho ngành vật liệu chịu lửa:

Quặng bôxit dùng để sản xuất vật liệu này phải có hàm lượng sắt, titan và kiềm thấp, nung ở nhiệt độ khoảng 16500C Trên thế giới, hiện tại chỉ có hai vùng có loại bôxit này, đó là Guyana và TQ Thành phần hóa học và tính chất vật lý đặc trưng của hai loại bôxit này sau khi nung như sau:

Bôxit Guyana Bôxit TQ

Cấp bôxit

Thành

phần, %

RASC (Cấp bôxit nung cho vật liệu

Các loại nhôm oxit đặc biệt

Về nguyên tắc các loại oxit này được sản xuất từ quặng bôxit bằng công nghệ Bayer với những công đoạn đặc biệt

Các sản phẩm đặc biệt chủ yếu được sản xuất ở các nước: Mỹ, Pháp, Đức, Nga, Nam Tư, Hungari, TQ…

Người ta chia alumin đặc biệt thành hai loại: alumin hoạt tính và alumin đặc biệt

Alumin hoạt tính là alumin có diện tích bề mặt riêng lớn hơn 40m2/g, được sản xuất bằng cách nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nung alumin cho mục đích luyện kim thông thường

Alumin đặc biệt là những alumin có đặc tính sau:

- Nung ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ nung thông thường

- Hàm lượng a-Al2O3 > 90%

- Có đặc tính đặc biệt về kích thước hạt, hàm lượng tạp chất

Tuỳ theo mục đích sử dụng, alumin đặc biệt được chia thành các loại sau:

- Các loại nhôm hyđroxit đặc biệt: làm chất phụ gia để chống cháy cho công nghiệp dệt may, chất dẻo, cao su và làm phụ gia cho các ngành kỹ thuật như công nghiệp mỹ phẩm, giấy, hóa, làm các chất xúc tác, nguyên liệu cho

ngành công nghiệp dược phẩm

- g-Al2O3 dùng làm chất hấp phụ, xúc tác…

- a-Al2O3 : dùng cho sản xuất vật liệu mài - đánh bóng, vật liệu chịu lửa, gốm sứ…

Các loại nhôm hydroxit sử dụng để sản xuất các muối nhôm khác nhau,

ximăng chịu nhiệt và các vật liệu chịu nhiệt khác không được xếp vào loại các sản phẩm đặc biệt

3.2 Thị trường các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới

3.2.1 Thị trường thế giới nói chung

Hiện nay, ôxtrâylia là nhà cung cấp bôxit lớn nhất thế giới, chiếm 40%, Trung và Nam Mỹ chiếm 25%, Châu Phi chiếm 15%, còn lại là các châu lục khác Trong đó 96% bôxit khai thác được sử dụng cho ngành luyện kim, còn

lại 4% sử dụng cho các ngành công nghiệp khác như: vật liệu chịu lửa, gốm

sứ, vật liệu mài - đánh bóng, ximăng…

Nhu cầu bôxit - alumin phụ thuộc chủ yếu vào nhu cầu nhôm của thế giới, vì hơn 90% sản lượng alumin (gọi là alumin cấp luyện kim) được sử dụng cho sản xuất nhôm kim loại, còn lại 10% sử dụng cho công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác

Hàm lượng tạp chất và tính chất vật lý đặc trưng của alumin cấp luyện kim:

Bảng 4: Hàm lượng tạp chất và tính chất vật lý đặc trưng của alumin cấp luyện kim

Tỷ trọng riêng (nén), kg/dm3

0,930 - 1,030

1,100 - 1,300

5 - 100

5 - 90

* Alumin sản xuất bằng phương pháp thiêu kết: 0,06 - 1,0%

Trên thị trường thế giới có hai dạng alumin: dạng bột và dạng cát, với các tính chất khác nhau như sau:

Bảng 5: So sánh tính chất của hai loại alumin

Trong những năm gần đây, theo xu hướng chung là giảm chi phí năng lượng

và bảo vệ môi trường tốt hơn, các nhà máy điện phân nhôm càng ngày càng

áp dụng các công nghệ hiện đại: bể cỡ lớn, anôt thiêu kết trước, hệ thống lọc

bụi khô, nạp điểm tự động… nên nhu cầu sử dụng alumin dạng cát lớn hơn

do chúng có nhiều tính ưu việt hơn dạng bột (diện tích bề mặt riêng lớn nên hấp phụ khí flo ở các bể điện phân tốt hơn, bảo vệ môi trường tốt hơn, khả năng hòa tan trong bể điện phân tốt hơn dẫn đến hiệu suất dòng điện cao hơn…)

Nhiều năm trở lại đây, thị trường alumin thế giới cơ bản ở vào trạng thái cân bằng, lượng dư thừa hoặc thiếu hụt hàng năm dao động không lớn

3.2.2 Thị trường alumin Trung Quốc:

TQ là nước tiêu thụ alumin lớn nhất thế giới và cũng là nước nhập khẩu alumin lớn nhất Sản lượng nhôm kim loại của TQ và nhu cầu tiêu thụ alumin ảnh hưởng trực tiếp đến xu thế thị trường alumin thế giới

Trong 5 năm gần đây, tốc độ tăng trưởng sản lượng alumin của TQ vượt quá 10%/ năm Tốc độ tăng trưởng này đứng đầu thế giới, song tốc độ tăng trưởng sản lượng nhôm kim loại vượt quá 21%/ năm, cao hơn tốc độ tăng trưởng sản lượng alumin rất nhiều, khiến cho nhu cầu alumin trên thị trường TQ ngày càng tăng

Tính đến cuối năm 2004 tổng năng lực sản xuất nhôm của TQ là 9,770 triệu tấn/ năm, sản lượng nhôm thực tế đạt 6,661 triệu tấn/ năm, nhu cầu tiêu thụ alumin khoảng 13,5 triệu tấn/ năm Trong 10 năm tới các ngành xây dựng, giao thông, bao bì cần sử dụng nhôm của TQ đều có tiềm lực phát triển rất lớn, sản lượng và nhu cầu tiêu thụ nhôm vẫn sẽ tăng trưởng với tốc độ nhanh,

do đó sẽ dẫn đến nhu cầu tiêu thụ alumin ngày càng tăng Dự kiến, đến năm

2005 nhu cầu alumin của TQ có khả năng đạt 14,5-15 triệu tấn/ năm, đến năm 2010 có khả năng đạt 18,5 -19 triệu tấn/ năm

Chalco là công ty cung cấp alumin lớn nhất TQ, đứng hàng thứ hai sản lượng alumin toàn cầu Năm 2004 sản lượng alumin của công ty này là 6,816 triệu tấn, chiếm 97% tổng sản lượng alumin của TQ Để nâng cao khả năng cung cấp alumin của TQ, Chalco đã tiến hành hàng loạt công trình mở rộng Ngoài

ra TQ hiện có nhiều nhà máy alumin đang ở vào giai đoạn xây dựng Dự kiến đến năm 2007 năng lực sản xuất alumin của TQ sẽ đạt khoảng 11 triệu tấn, đến năm 2010 sẽ đạt khoảng 16 triệu tấn Tuy lượng cung ứng alumin tăng rất nhiều, song thị trường TQ vẫn có nhu cầu nhập khẩu alumin với số lượng lớn

3.2.3 Giá thành và giá thị trường của sản phẩm alumin:

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm alumin, trong đó chủ yếu là: chất lượng quặng bôxit, phương pháp sản xuất, giá năng lượng và nhân công

Giá thành thương mại bình quân alumin trên toàn thế giới năm 2002 là 137 USD/ tấn, trong đó thấp nhất là ở ôxtrâylia (bình quân 120 USD/ tấn); cao nhất là ở châu âu (193 USD/ tấn); giá thành trung bình ở Nam Mỹ và Bắc Mỹ lần lượt là 144 USD/ tấn và 178 USD/ tấn, trong đó sự khác biệt chủ yếu là ở nguồn quặng bôxit và giá quặng bôxit

Các nhà máy có giá thành alumin thấp nhất đều ở ôxtrâylia, trong đó Công ty Worsley có giá thành sản phẩm thấp nhất vì có giá quặng bôxit rẻ, cơ chế quản lý hoàn thiện

Giá thị trường:

Khoảng trên 80% sản lượng alumin của thế giới được giao dịch nội bộ giữa các công ty xuyên quốc gia hoặc thông qua các hợp đồng dài hạn với các xí nghiệp sản xuất nhôm kim loại Giá hợp đồng alumin phụ thuộc với giá nhôm kim loại, nói chung bằng 11-14% giá nhôm kim loại

Ngoài các hợp đồng dài hạn, một phần sản lượng alumin của thế giới được giao dịch trên thị trường thông qua phương thức hàng đổi hàng hoặc hợp đồng ngắn hạn TQ và Nga là thị trường trao đổi alumin lớn nhất thế giới

Năm 2005, thị trường alumin sẽ tiếp tục nằm trong tình trạng thiếu hụt, giá alumin sẽ cơ bản duy trì ở mức của năm 2004 Sau năm 2007, tuỳ thuộc vào các nguồn cung ứng tăng thêm, giá có thể trở lại mức bình thường

4 Tình hình sản xuất các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới

2000 2001 2002 2003 2004

Sản lượng

103T

Sản lượng

103T

Sản lượng

103T

Sản lượng

103T

Sản lượng

Sản lượng alumin trên thế giới hiện nay chủ yếu tập trung ở ôxtrâylia, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Braxin, Giamaica, và một số nước khác, chiếm trên 61% tổng sản lượng thế giới

Năm nước trên thế giới có sản lượng alumin lớn là:

Bảng 7: Năm nước có sản lượng alumin lớn trên thế giới

của thế giới đang tăng trưởng với tốc độ tương đối nhanh Trong 3 năm tới có thể tăng khoảng 8,5 triệu tấn, năm 2007 sẽ đạt khoảng 72,5 triệu tấn/ năm Năm 2010 sẽ đạt khoảng 80 triệu tấn/ năm Khi đó thị trường alumin thế giới

sẽ đi vào thời kỳ cân bằng mới

Để tăng cường sức cạnh tranh, các công ty lớn (tập đoàn) đa quốc gia đã được thành lập, đáng chú ý nhất là các công ty Mỹ (Alcoa, Kaiser,), Canada (Alcan), Đức (VAW), Nga (Ruski Alumini) Công ty nhôm Alcoa (Mỹ) là công ty lớn nhất và lâu đời nhất, hiện nay về quy mô là công ty hàng đầu thế giới (2.600 ngàn tấn Al/năm) Ở Nga, công ty lớn nhất là Ruski Alumini, thành lập tháng 3 năm 2000, sản xuất mỗi năm 2,2 triệu tấn Al (70% sản lượng nhôm của Nga)

10 công ty hàng đầu trong sản xuất alumin và nhôm trên thế giới năm 2003 là:

- Cie de Bauxites de Guinee (CBG) (Ghinê)

Đa phần các công ty nhôm ngoài việc thiết kế, sản xuất nhôm trong nước còn vươn ra hoạt động kinh tế ở nước ngoài Ví dụ: Công ty Pechiney nổi tiếng ở Pháp không chỉ chiếm phần lớn sản lượng nhôm ở Pháp mà còn xuất khẩu công nghệ sang Anh, Nauy, Ôxtrâylia, Ấn Độ, Vênêzuêla Cấu trúc bể điện phân do công ty này thiết kế và công nghệ thao tác vận hành bể điện phân của công ty nổi tiếng khắp thế giới

II TÀI NGUYÊN BÔXIT Ở VIỆT NAM, TÌNH HÌNH KHAI THÁC

1 Tài nguyên bôxit ở Việt Nam

Theo kết quả điều tra, thăm dò địa chất cho đến nay, ở nước ta bôxit là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản rất phong phú Các mỏ, điểm quặng bôxit có diện phân bố rất rộng suốt từ Nam đến Bắc Căn cứ vào nguồn gốc thành tạo, quặng bôxit được phân ra làm 2 loại: quặng trầm tích (trong đó có một số mỏ, điểm quặng bị biến chất) và quặng phong hóa laterit Các mỏ bôxit trầm tích phân bố chủ yếu ở Miền Bắc, có thành phần khoáng vật chính là hydrat đơn (bơmit, điaspor); trái lại, các mỏ phong hóa laterit phát triển chủ yếu ở Miền Nam, có thành phần khoáng vật chính là hydrat 3 (gipxit)

1.1 Các mỏ, điểm quặng bôxit nguồn gốc trầm tích

1.1.1 Vị trí, đặc điểm địa chất

Kết quả nghiên cứu địa chất đã sơ bộ phân loại được 5 vùng có triển vọng về bôxit trầm tích ở Miền Bắc, đó là: vùng Lạng Sơn, vùng Cao Bằng, vùng Hà Giang, vùng Sông Đà, vùng Nghệ An và mỏ Lỗ Sơn ở Hải Dương, v.v

1.1.1.1 Vùng bôxit Lạng Sơn

Vùng bôxit Lạng Sơn nằm trong tỉnh Lạng Sơn và phần Đông Bắc tỉnh Thái Nguyên là vùng có điều kiện kinh tế, giao thông thuận lợi Các mỏ bôxit đã biết gồm các nhóm mỏ: Lạng Sơn, Bắc Sơn, Bằng Mạc thuộc tỉnh Lạng Sơn

và các mỏ Nà Đông, La Chế nằm ở góc Đông Bắc tỉnh Thái Nguyên, trong

đó nhóm mỏ Lạng Sơn có quy mô trữ lượng lớn và được thăm dò chi tiết hơn

cả

a Nhóm mỏ Lạng Sơn

Nhóm mỏ Lạng Sơn tạo thành một dải kéo dài 25 km dọc theo đường ô tô và đường xe lửa từ làng Bản Lóng ở phía Đông Nam qua thị xã Lạng Sơn, thị trấn Đồng Đăng đến làng Lũng Lừa ở phía Tây Bắc Nhóm này gồm các mỏ

Ma Mèo, Đồng Đăng, Tam Lung, Khôn Phích và Bản Lóng, nằm cách nhau

từ 0,5 đến 5km Kết quả tìm kiếm, thăm dò tính được 16,97 nghìn tấn bôxit cấp A + B + C1 + C2 trong đó, mỏ Ma Mèo - Đồng Đăng có trữ lượng lớn nhất và được nghiên cứu chi tiết hơn cả

Bảng 9 Trữ lượng và chất lượng quặng bôxit nhóm mỏ Lạng Sơn

Rộng (m)

Dày (m)

Hàm lượng %

Mod

ul

Trữ lượng (tri

1290 nghìn tấn bôxit cấp C1 + C2, chất lượng thấp, trong đó cấp C1 là 960 nghìn tấn Bôxit loại này có thể dùng làm chất trợ chảy trong lò Mactin Nhìn chung nhóm mỏ bôxit Bắc Sơn quy mô không lớn, chất lượng không cao, không có loại bôxit đáp ứng yêu cầu sử dụng cho phương pháp Bayer để chế biến

Ngoài ra trong vùng bôxit Lạng Sơn còn có 1 số điểm quặng bôxit như Nà Đông, La Chế, Nà Nậm, Cầu Hin, Đôn Úy, Mỏ Tát

1.1.1.2 Vùng bôxit Cao Bằng

Vùng bôxit Cao Bằng nằm trong tỉnh Cao bằng là một vùng bôxit có triển vọng lớn Các mỏ bôxit đã biết nằm ở phía Tây Bắc, Bắc và Đông Nam thị xã Cao Bằng, tạo nên 3 nhóm mỏ Táp Ná, Hà Quảng và Quảng Hòa Các nhóm

mỏ Táp Ná, Hà Quảng có triển vọng lớn về mặt địa chất, song ít thuận lợi về mặt kinh tế, còn nhóm mỏ Quảng Hòa ít có triển vọng về mặt địa chất, song điều kiện kinh tế thuận lợi hơn

Vùng bôxit phân bố ở phía Tây Bắc, Bắc và Đông Nam thị xã Cao Bằng Trữ lượng bôxit là cấp B + C1 + C2 + P = 76826 ngàn tấn, trong đó cấp P (tài nguyên) = 23291 ngàn tấn

a Nhóm mỏ Táp Ná

Nhóm mỏ Táp Ná ở phía Tây Bắc thị xã Cao Bằng thuộc huyện Thông Nông

và Nguyên Bình được phát hiện năm 1960 Đây là là nhóm mỏ có triển vọng nhất trong vùng bôxit Cao Bằng, gồm các khu Phu Luông, Bô Rách, Táp Ná, Lũng Giang, Pắc Thảy và Tĩnh Túc Nhóm mỏ Táp Ná gồm 2 loại bôxit : quặng gốc và quặng deluvi (sa khoáng) Các thân quặng bôxit gốc đã được phát hiện ở Táp Ná, Lũng Móc, Lũng Sứa, Keo Bao, Nậm Ngũ, Lũng Giang, Lũng Nạn, Lũng Luông

b Nhóm mỏ Hà Quảng

Nhóm mỏ Hà Quảng ở về phía Bắc thị xã Cao Bằng, phần lớn thuộc huyện

Hà Quảng Các mỏ đã biết gồm những thân quặng bôxit deluvi và bôxit gốc Các mỏ Sóc Giang, Tông Cang, Nà Giàng, Chăm Ché và Nà Thang đã được thăm dò sơ bộ, còn các mỏ Lũng Luông, Tông Pô, Ma Líp, Đại Tổng (Kinh Tử) và Lũng Nội đã được tìm kiếm bằng phương pháp lộ trình địa chất theo tỉ

lệ 1/100.000 Phần lớn các mỏ đều nằm gần đường ô tô Cao Bằng - Sóc Giang và có thể khai thác bằng phương pháp lộ thiên

c Nhóm mỏ Quảng Hòa

Các nhóm mỏ Tà Lùng và Quảng Uyên gộp chung thành nhóm mỏ Quảng Hòa Các mỏ của nhóm mỏ này nằm trong huyện Quảng Hòa, Đông Nam thị

xã Cao Bằng, và phân bố dọc đường ô tô Cao Bằng - Phục Hòa - Lạng Sơn

Nhóm mỏ Quảng Hòa gồm phần lớn là những thân quặng bôxit deluvi nhỏ, phần lớn trữ lượng là quặng bôxit chất lượng thấp Hiện tại nhóm mỏ không

có giá trị công nghiệp đáng kể

1.1.1.3 Vùng bôxit Hà Giang

Vùng bôxit Hà Giang nằm trong tỉnh Hà Giang gồm các nhóm mỏ Khao Lộc, Đồng Văn, Lũng Phìn và Mèo Vạc Nhiều điểm mỏ quặng bôxit trầm tích đã được phát hiện trên các vùng Quản Bạ, Đồng Văn, Mèo Vạc Nhìn chung, mức độ nghiên cứu trên toàn tỉnh còn thấp nên chưa thể đánh giá được giá trị thương mại của chúng, ngoại trừ khu Mèo Vạc được nghiên cứu kỹ hơn cả và trữ lượng cũng chỉ đạt cấp C1 Trữ lượng quặng bôxit toàn vùng được đánh giá cấp C1 + C2 + P = 49323 ngàn tấn, trong đó cấp P = 32995 ngàn tấn

1.1.1.4 Vùng bôxit Sông Đà

Vùng bôxit Sông Đà phân bố dọc bờ phải khúc uốn sông Đà ở Đông Nam thị

xã Lai Châu Triển vọng trữ lượng chưa được đánh giá

1.1.1.5 Vùng bôxit Nghệ An

Phạm vi phân bố bôxit tìm thấy ở các huyện Quỳ Châu và Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An Những điểm bôxit đã biết nằm ở phần rìa Đông Nam của khối nâng Phu Hoạt và có liên quan về không gian với đá vôi, đá vôi đá hoa hóa

Các điểm bôxit Châu Tiến, Đò Ham và Khe Bân ở gần đường ô tô số 48 và Sông Hiếu là những thành tạo deluvi trong vùng địa hình cactơ, với các tảng, mảnh bôxit kích thước đến 3m nằm trong tầng trầm tích cát sét dày đến 15m Bôxit cứng chắc màu nâu đỏ, xám xanh, kiến trúc hạt đậu, dạng cát kết Thành phần hóa học như sau (%): Al2O3: 36 - 59; SiO2: 5,9 - 18,8; Fe2O3: 10

- 32; TiO2: 3 - 9; MKN: 7,4 - 14,6 Trữ lượng dự tính ở 3 điểm quặng trên khoảng 4,5 triệu tấn

1.1.1.6 Các mỏ và điểm quặng bôxit khác

Ngoài 5 vùng bôxit nêu trên, Miền Bắc Việt Nam còn có các mỏ bôxit trầm tích nằm ở những vùng riêng lẻ khác như mỏ Lỗ Sơn (Hải Hưng)

+ Mỏ Lỗ Sơn

Mỏ Lỗ Sơn nằm cạnh làng Lỗ Sơn thuộc Kinh Môn, tỉnh Hải Hưng, cách Hà Nội 75km Đến mỏ có thể đi bằng đường ô tô và đường thủy Mỏ đã được khai thác và chở sang Nhật Bản 28,5 nghìn tấn bôxit từ 1937 - 1943

Thân quặng ở đây dài 346m, rộng 96m, độ dày dao động từ 0,3 đến 12m, trung bình 3m Hàm lượng trung bình của bôxit (%): Al2O3: 52,42; SiO2:

6,36; Fe2O3: 26,13; TiO2: 2,12; CaO: 0,53; MgO: 0,24; CO2: 1,10; MKN: 12,47 Trữ lượng đã thăm dò: B + C1 là 122 nghìn tấn

Quy mô mỏ nói chung thuộc loại nhỏ Tuy vậy có thể khai thác dễ dàng bằng phương pháp lộ thiên; điều kiện thủy địa chất thuận lợi, hiện tại Nhà máy Đá mài Hải Dương đang khai thác bôxit để sản xuất bột corindon

1.1.2 Đặc điểm chất lượng quặng

Theo điều kiện thành tạo và thành phần vật chất, quặng bôxit trầm tích được phân làm 2 loại quặng gốc và quặng sa khoáng

Các thân quặng gốc thường nằm trong tầng bôxit gồm có bôxit, alit, đá phiến sét, phiến sét than và phiến silic Chất lượng quặng tùy thuộc vào từng mỏ, thay đổi từ thấp, hàm lượng Al2O3: 41% - 47%; SiO2: 5,5% - 14% (mỏ Táp Ná) đến trung bình, hàm lượng Al2O3: 49,51%; SiO2: 12,68%; Fe2O3: 22,19%; TiO2: 2,67%; CaO: 0,73%; SO3: 0,17%; FeO: 3,6%; MKN: 12,72% (mỏ Tam Lung) và khá cao, hàm lượng Al2O3: 49,10% - 56,90%; SiO2: 11,60% - 12,21%; Fe2O3: 9,76 - 25,24%; TiO2: 2,50% - 6,76% (mỏ Mèo Vạc) Thành phần khoáng vật quặng gồm điaspor, bơmit, hydrohematit, caolinit

Quặng sa khoáng là sản phẩm của quá trình phong hóa, phá hủy quặng gốc tại chỗ (sa khoáng eluvi), vận chuyển và tích tụ ở sườn đồi hoặc sườn núi (deluvi) hoặc vận chuyển xa hơn và lắng đọng tại các thung lũng (aluvi) Nhìn chung quặng sa khoáng nguyên khai có lượng thấp vì lẫn nhiều các đất,

đá vụn, các vật liệu không chứa quặng, do đó để nâng cao chất lượng, người

ta thường phải tuyển đãi bằng phương pháp thông thường Tinh quặng thu