Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp khai khoáng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam Tuy nhiên, sự phát triển này cũng đi kèm với những vấn đề môi trường nghiêm trọng Việc khai thác và chế biến khoáng sản không tuân thủ quy định đã dẫn đến ô nhiễm môi trường, trở thành một trong những thách thức lớn trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Quá trình làm giàu khoáng kim loại nặng dẫn đến việc tạo ra một lượng lớn bùn thải chứa hóa chất độc hại Việc thải trực tiếp bùn thải chưa qua xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu vào môi trường gây ô nhiễm kim loại nặng tại các khu vực khai thác Hơn nữa, sự tích tụ chất thải rắn từ quá trình tuyển rửa trong hồ và suối có thể làm thay đổi dòng chảy, dung tích nước và chất lượng nước, gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của con người và sinh vật.
Một trong những định hướng quan trọng hiện nay là tận thu và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản Tại Việt Nam, việc xử lý bùn thải và các sản phẩm trung gian chưa được thực hiện triệt để, dẫn đến tình trạng lãng phí thiếc và một số khoáng sản có ích khác.
Hoạt động khai thác và chế biến thiếc tại Việt Nam chủ yếu tập trung vào sản xuất, trong khi các biện pháp bảo vệ môi trường vẫn còn hạn chế Hệ quả là môi trường xung quanh khu vực này đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng.
Để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do bùn thải công nghiệp khai thác và chế biến quặng thiếc, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu “Đặc điểm bùn thải công nghiệp khai thác, chế biến quặng thiếc và giải pháp quản lý, tái sử dụng” Mục tiêu của nghiên cứu là xác định hiện trạng và đặc tính của bùn thải chứa kim loại nặng Dựa trên kết quả này, tôi sẽ đề xuất các giải pháp quản lý và tái sử dụng bùn thải một cách hiệu quả, tiết kiệm năng lượng cho các khu công nghiệp khai khoáng và chế biến kim loại nặng.
Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá hiện trạng thải, đặc điểm bùn thải công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc
- Đề xuất một số giải pháp quản lý, công nghệ xử lý và tận dụng bùn thải công nghiệp phù hợp, tiết kiệm năng lƣợng.
Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng bùn thải công nghiệp khái thác, chế biến quặng thiếc
Phân tích bùn thải công nghiệp từ quá trình khai thác và chế biến quặng thiếc bao gồm các chỉ tiêu đặc trưng như độ ẩm, thành phần cấp hạt, và thành phần kim loại như Cu, Ni, Cr, Cd, Pb Ngoài ra, cần xem xét thành phần hữu cơ, khoáng vật (nếu có) và nhiệt trị của bùn thải để đánh giá tác động môi trường và tiềm năng tái sử dụng.
- Đề xuất một số giải pháp quản lý, công nghệ xử lý và tận dụng bùn thải công nghiệp phù hợp, tiết kiệm năng lƣợng.
TỔNG QUAN
Tổng quan về địa hóa, khoáng vật thiếc và công nghệ tuyển quặng thiếc
Thiếc, một kim loại mềm có màu trắng bạc, có khả năng được dát thành các lát mỏng chỉ 0,005mm Với tính năng chống ăn mòn vượt trội, thiếc (Sn) được ưa chuộng rộng rãi trong cả lĩnh vực kỹ thuật và đời sống hàng ngày.
Sn không độc, Sn dễ nấu chảy và có thể luyện thành hợp kim cao cấp
Thiếc tồn tại trong khoáng vật thuộc các nhóm oXt, sulfostanat, surful, silicat, borat và niobat Khoáng vật quan trọng nhất của thiếc là cassiterit (SnO 2 ) chứa 69-
Khoáng vật chứa thiếc chủ yếu bao gồm stannin (Cu2FeSnS4) với 19-24% Sn, tilit (PbSnS2) với 30,4% Sn, cylinđrit (Pb3Sn4Sb2S14) khoảng 25,12% Sn và franckeit (Pb3Sn4Sb2S14) từ 9,5-17,1% Sn Trong số này, chỉ có cassiterit và stannin hình thành tụ khoáng Cassiterit là khoáng vật bền vững trong điều kiện phong hóa, giúp tạo ra các mỏ sa khoáng lớn, trong khi stannin dễ bị phân hủy và chỉ tồn tại trong quặng gốc.
Cassiterit (SnO2) có thành phần chính là Sn (78,62%) và O (21,38%), với tỷ trọng từ 6,8 đến 7,1 và độ cứng từ 6 đến 7 Trong cấu trúc tự nhiên, cassiterit thường chứa các nguyên tố khác như Fe, Mn, Ta, Nb, In, Ge, Be, Zr, SiO2, và đôi khi có cả V, Ni, Sb, Se Tinh thể của nó thường có dạng lăng trụ, hình kim, hoặc tháp với các mặt lăng trụ có vết thẳng đứng và mặt tháp có vết khía song song Ngoài dạng tinh thể, cassiterit còn xuất hiện dưới dạng thiếc thớ gỗ, thường có hình dáng nhũ giống quả lê hoặc giọt nước với cấu trúc tỏa tia đồng tâm do gel SnO2 đông kết.
Stannin (Cu2FeSnS4) có thành phần lý thuyết gồm Cu (29,6%), Fe (13%), Sn (27,6%), và S (29,8%), với tỷ trọng từ 4,3 đến 5,2 và độ cứng từ 3 đến 4 Hàm lượng thiếc thực tế dao động từ 24,08% đến 29,08%, thường có mặt thêm Zn (tối đa 8,71%), Cd (tối đa 0,83%), Bi (tối đa 0,2%), và Sb (0,2%), đôi khi có Pb và Ag Stannin hiếm gặp hơn so với cassiterit và thường xuất hiện trong các thành tạo quặng thiếc thuộc hệ cassiterit – surful Mặc dù có khoảng 40 khoáng vật khác chứa thiếc, nhưng chúng thường không phổ biến và không đủ hàm lượng để khai thác công nghiệp Hàm lượng thiếc trong các khoáng vật này phụ thuộc vào thành phần hóa học của chúng.
Hình 1 1 Tinh thể cassiterit Hình 1 2 Tinh thể stannin
Bảng 1 1 Bảng thống kê các khoáng vật chứa thiếc
Tên khoáng vật Công thức khoáng vật Tỷ trọng Độ cứng Hàm lƣợng thiếc
Oulankaite (Pd,Pt) 5 (Cu,Fe) 4 SnTe 2 S 2 10,27 3,5 – 4 8,94
Ferrokesterite Cu 2 (Fe,Zn)SnS 4 4 27,46
Kesterite Cu 2 (Zn,Fe)SnS 4 4,54 – 4,59 4,5 32,65
Sakuraiite (Cu,Zn,Fe,In,Sn) 4 S 4 4 2,8
Petrukite (Cu,Fe,Zn) 2 (Sn,In)S 4 4,61 4,5 25,00
Volfsonite Cu 10 Cu 2+ Fe 2+ Fe 3+ 2 Sn 3 S 16 4 20,52
Vinciennite Cu 10 Fe 4 Sn(As,Sb)S 16 4,29 4,5 7,47
Nekrasovite Cu 26 V 2 (Sn,As,Sb) 6 S 32 4,62 4,5 – 5 10,39
Colusite Cu 12 V(As,Sb,Sn,Ge) 3 S 16 4,2 3 – 4 4,26
Stibiocolusite Cu 13 V(Sb,As,Sn) 3 S 16 4 – 4,5 2,20
Levyclaudite Pb 8 Sn 7 Cu 3 (Bi,Sb) 3 S 28 2,5 – 3 19,97
Franckeite (Pb,Sn) 6 FeSn 2 Sb 2 S 14 5,5 – 5,9 2,5 13,68
Vurroite Pb 21 SnAs 11 Bi 11 S 50 Cl 8 Se 1,24
Tên khoáng vật Công thức khoáng vật Tỷ trọng Độ cứng Hàm lƣợng thiếc
Oulankaite (Pd,Pt) 5 (Cu,Fe) 4 SnTe 2 S 2 10,27 3,5 – 4 8,94
Ferrokesterite Cu 2 (Fe,Zn)SnS 4 4 27,46
Kesterite Cu 2 (Zn,Fe)SnS 4 4,54 – 4,59 4,5 32,65
Sakuraiite (Cu,Zn,Fe,In,Sn) 4 S 4 4 2,8
Petrukite (Cu,Fe,Zn) 2 (Sn,In)S 4 4,61 4,5 25,00
Volfsonite Cu 10 Cu 2+ Fe 2+ Fe 3+ 2 Sn 3 S 16 4 20,52
Vinciennite Cu 10 Fe 4 Sn(As,Sb)S 16 4,29 4,5 7,47
Nekrasovite Cu 26 V 2 (Sn,As,Sb) 6 S 32 4,62 4,5 – 5 10,39
Colusite Cu 12 V(As,Sb,Sn,Ge) 3 S 16 4,2 3 – 4 4,26
Stibiocolusite Cu 13 V(Sb,As,Sn) 3 S 16 4 – 4,5 2,20
Levyclaudite Pb 8 Sn 7 Cu 3 (Bi,Sb) 3 S 28 2,5 – 3 19,97 Franckeite (Pb,Sn) 6 FeSn 2 Sb 2 S 14 5,5 – 5,9 2,5 13,68 Cylindrite Pb 3 Sn 4 FeSb 2 S 14 5,4 – 5,42 2,5 25,74
Vurroite Pb 21 SnAs 11 Bi 11 S 50 Cl 8 Se 1,24
Thiếc có tên Latinh là stannum, ký hiệu Sn, là nguyên tố hóa học nhóm IV trong hệ thống tuần hoàn Mendeleev
Thiếc là một kim loại hiếm có màu trắng bạc và cấu trúc tinh thể tứ diện, với khối lượng nguyên tử là 118,69 và trọng lượng riêng đạt 7,3 g/cm³ Nhiệt độ chảy của thiếc là 231,9°C, trong khi nhiệt độ sôi của nó lên tới 2270°C.
Thiếc có hai dạng thụ hình chính là αSn và βSn Ở nhiệt độ thường, thiếc tồn tại chủ yếu ở dạng βSn, được biết đến như thiếc trắng Khi nhiệt độ giảm xuống dưới +13,2 độ C, thiếc sẽ chuyển sang dạng αSn.
C, αSn bền hơn, là một loại bột dạng tinh thể rất mịn có màu xám Thiếc trắng (βSn) biến thành thiếc xám (αSn) xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ -33 ºC Quá trình biến hóa đó mang một cái tên hình tƣợng là “bệnh dịch hạch thiếc”
Sn có trị số Clack 2,5.10-4% Sn có 10 đồng vị với mức độ phổ biến %: Sn 112 - 0,96%; Sn 114 - 0,66%; Sn 115 - 0,35%; Sn 116 - 14,3%; Sn 117 - 7,61%; Sn 118 - 24,04;
Thiếc là một kim loại có tính bền hóa học cao, với sự hiện diện nhiều hơn trong đá aXt so với đá mafic Ở nhiệt độ dưới 100 ºC, thiếc không bị oxy hóa và có một lớp SnO2 mỏng bao phủ bề mặt Kim loại này phản ứng chậm với dung dịch pha loãng H2SO4 và HCl, nhưng tan nhanh trong H2SO4 nóng đậm đặc, kiềm đậm đặc, và HNO3 cả trong dung dịch nóng lẫn nguội Trong các hợp chất, thiếc tồn tại ở hai hóa trị Sn4+ và Sn2+ Dưới điều kiện nội sinh, thiếc có khả năng di chuyển nhờ sự liên quan của F và B với hoạt động của magma aXt.
Thiếc là một nguyên tố linh động, có khả năng di chuyển nhờ vào tính chất hai mặt của nó, vừa là ion dương trong muối đơn và phức, vừa là ion âm trong stanat và sulfostanat Điều này cho phép dung dịch chứa thiếc di chuyển lên phần cao nhất của vỏ Trái Đất Khoáng hoá thiếc liên quan đến magma aXt có thể tồn tại trong vỏ sial hoặc ở phần nóc của thể magma Tuy nhiên, ở sâu bên dưới vỏ sial, các đá magma thường nghèo hoặc không chứa thiếc.
Thiếc là một nguyên tố lưỡng tính, sở hữu cả tính ưa đá và tính ưa đồng Kích thước bán kính ion Sn 4+ (0,074 μm) gần tương đương với kích thước bán kính ion của Nb 5+ và Ta 5+.
Ti 4+ thường hình thành các hỗn hợp đồng hình trong các hợp chất titanat và tatalo-niobat, cũng như xuất hiện dưới dạng hỗn hợp đồng hình của thiếc trong quặng xám với tỷ lệ lên đến 1,5%.
Thiếc có tính ưa đá, thường xuất hiện trong các khoáng vật tạo đá như biotit, muscovit, felspat và sphen Ngoài ra, thiếc cũng hiếm khi được tìm thấy trong các khoáng vật như amphibol, pyroxen và granat.
Trong môi trường axit, thiếc (Sn 4+) tham gia vào việc hình thành các phức anion như stanat và sulfostanat Bên cạnh đó, thiếc cũng xuất hiện trong các hợp phần của bor như gunsit và nordensendin, cũng như trong các khoáng vật skarn khác.
1.1.4 Kinh tế nguyên liệu khoáng
Các mỏ rất lớn có trữ lƣợng >100 ngàn tấn, lớn 25 - 100 ngàn tấn, trung bình 5
- 25 ngàn tấn, nhỏ 1%
Hàm lượng thiếc (Sn) trung bình trong các mỏ sa khoáng dao động từ 1 - 0,4%, trong khi hàm lượng nghèo từ 0,1 - 0,04% Các mỏ sa khoáng được khai thác khi hàm lượng Sn đạt từ 100 - 200g/m3 Trữ lượng thiếc cơ sở toàn cầu ước tính khoảng 10 triệu tấn, với sản lượng khai thác đạt 175 ngàn tấn vào năm 1993 Giá thành thiếc hiện nay là 4.900 USD/tấn.
Nước sản xuất chủ yếu (%): Trung Quốc (24), Brazin (10), IndoneXa (14,3), Bolivia (8,6), Thái Lan (8), Malaysia (8)
Kể từ năm 1820, việc phát hiện ra cách chế tạo sắt tây đã giúp thiếc trở thành một trong những nguyên liệu quan trọng nhất Hiện nay, khoảng 40% tổng lượng thiếc được sử dụng cho mục đích này.
Tổng quan về hiện trạng phát sinh bùn thải từ ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc tại Việt Nam
1.2.1 Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc trên thế giới
Thiếc (Sn) là một trong những kim loại đầu tiên được phát hiện và đã có vai trò quan trọng trong việc tạo ra hợp kim với đồng trong thời kỳ đồ đồng Đồng đen cổ nhất được tìm thấy ở Ơfrat (Mesopotamia) vào khoảng 3500 – 3200 năm trước Công Nguyên, và đến khoảng 1800 – 1500 năm trước Công Nguyên, đồng đen đã được sử dụng rộng rãi tại Trung Quốc.
18, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô đã khai thác thiếc với quy mô lớn [9]
Thiếc không tồn tại dưới dạng nguyên tố tự nhiên và phải được chiết xuất từ nhiều loại quặng khác nhau, trong đó cassiterit (SnO2) là nguồn thiếc thương mại duy nhất Các khoáng thiếc thường liên kết với đá granit và chứa khoảng 1% thiếc oxit Hầu hết thiếc trên thế giới được khai thác từ các mỏ sa khoáng, với hàm lượng tối thiểu là 0,015% thiếc.
Các khu vực giàu thiếc nhất bao gồm vùng đồi núi Đông Siberi và Đông Nam Á, nơi thiếc tập trung chủ yếu trong một dải kéo dài từ cao nguyên Vân Quý, qua bán đảo Trung Ấn, đến các đảo Bangka và Biliton thuộc Indonesia.
Bảng 1 2 Trữ lƣợng thiếc thế giới (tấn, 2011)
Quốc gia Trữ lƣợng (tân)
(Cook book (2002), Cookbook of Atomic Absorption Spectrometer,
Sản lƣợng thiếc khai thác trên thế giới từ năm 1940 đến năm 2006 đƣợc thể hiện qua hình 1.3:
Hình 1 3 Sản lƣợng khai thác thiếc trên thế giới theo thời gian (nghìn tấn)
Vào năm 1940, sản lượng thiếc toàn cầu đạt 240.000 tấn (không tính Liên Xô), trong khi năm 1957, con số này giảm xuống còn 200.000 tấn (không bao gồm Liên Xô và Trung Quốc) Liên Xô đã phát hiện nhiều vùng quặng thiếc lớn, đặc biệt là ở Zabaical, tiểu Khingan và Xkhote - Albitin, cũng như trên lãnh thổ miền đông bắc rộng lớn Hiện nay, Brasil dẫn đầu về sản lượng khai thác thiếc toàn cầu, theo sau là Trung Quốc, Indonesia và Malaysia.
Công nghệ chế biến hiện đại đã cho ra đời những sản phẩm chất lượng cao, tương tự như những sản phẩm nổi bật từ các quốc gia như Nga, Thái Lan, Malaysia, Đức và Trung Quốc, phục vụ cho đa dạng ngành nghề.
Sản lượng khai thác thiếc (nghìn tấn) chủ yếu dựa vào công nghệ truyền thống như tuyển trọng lực cho khâu tuyển thô, tuyển từ và tuyển điện Đối với hạt mịn, phương pháp tuyển nổi được áp dụng, tuy nhiên hiệu quả của phương pháp này không cao.
Viện Nghiên cứu KOHVELL (Anh) đã tiến hành nghiên cứu thu hồi thiếc mịn với kích thước hạt nhỏ hơn 0,04mm bằng phương pháp sử dụng băng tải và bàn đãi bùn Quặng đầu vào có hàm lượng 0,4% Sn, sau quá trình tuyển, quặng tinh thu được đạt hàm lượng 31% Sn với tỉ lệ thực thu 53%.
Viện nghiên cứu của Công ty Yunnan (Trung Quốc) đã tiến hành nghiên cứu thu hồi hạt mịn có kích thước 0,04mm bằng thiết bị bàn đãi bùn Quá trình này được thực hiện với quặng đầu vào có hàm lượng 0,45.
% Sn, sau tuyển thực thu đạt 56 - 58%, hệ số làm giàu khoảng 14 lần
1.2.2 Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc tại Việt Nam
1.2.2.1 Lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc Việt Nam
Việt Nam, nằm trong vành đai sinh khoáng Châu Á - Thái Bình Dương, sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng Tuy nhiên, đặc điểm chung của tài nguyên khoáng sản tại đây là trữ lượng không lớn và phân bố rải rác, với điều kiện địa chất và địa chất thủy văn phức tạp Hầu hết các mỏ khoáng sản đều nằm ở vùng sâu, vùng xa, với cơ sở hạ tầng kém và giao thông vận tải không thuận lợi, xa bến cảng và nơi tiêu thụ Kết quả điều tra địa chất và thăm dò khoáng sản từ nhiều năm qua đã chỉ ra những thách thức trong việc khai thác và phát triển tài nguyên này.
Từ năm 1955 đến nay, đã xác định hơn 5.000 mỏ và điểm quặng với trên 70 loại khoáng sản khác nhau Các khoáng sản có giá trị công nghiệp chủ yếu được khai thác bao gồm than, sắt, đồng, nhôm, chì - kẽm, thiếc, titan, bôxit, apatit, cùng với các khoáng sản dùng làm vật liệu xây dựng, gốm sứ, thủy tinh và nhiều loại khác.
Kim loại thiếc đã được sử dụng tại Việt Nam từ hơn 3000 năm trước Công nguyên, từ thời Hồng Bàng cho đến thời kỳ Pháp thuộc, thiếc đã được khai thác và ứng dụng rộng rãi trong đời sống.
Vụ Nông (nay là T nh Túc) thuộc tỉnh Cao Bằng để luyện đồng thau
Quặng thiếc đƣợc tìm kiếm thăm dò và đƣa vào khai thác từ đầu những năm
Vào giữa thế kỷ XX, quặng thiếc tại Việt Nam chủ yếu tập trung ở bốn vùng quan trọng: Pia Oắc (Cao Bằng), Tam Đảo (Tuyên Quang, Thái Nguyên), Quỳ Hợp (Nghệ An) và Lâm Đồng Trong đó, vùng Pia Oắc thuộc tỉnh Cao Bằng nổi bật với nguồn tài nguyên quặng thiếc phong phú.
Vùng Pia Oắc nổi bật với 9 mỏ sa khoáng lớn nhỏ, trong đó mỏ T nh Túc là một trong những mỏ lớn nhất, đã được khai thác từ thời kỳ thực dân Pháp Từ năm 1956 đến 1993, mỏ này hoạt động với quy mô lớn theo công nghệ của Liên Xô, sản xuất tổng cộng 11.000 tấn thiếc thỏi Dự kiến, tổng trữ lượng thiếc còn lại sau năm 2004 của mỏ khoảng trên 1.000 tấn, cùng với khoảng 2.000 tấn thiếc còn sót lại trong các bãi thải cũ.
Mỏ hiện đang trong giai đoạn nạo vét, với phương pháp khai thác chủ yếu là sử dụng ô tô và máy xúc quy mô nhỏ, kết hợp với các phương pháp thủ công Công ty hiện có khả năng tuyển tinh và luyện thiếc đạt trên 300 tấn thiếc thỏi mỗi năm Bên cạnh đó, vùng Tam Đảo cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động khai thác này.
Vùng Tam Đảo sở hữu trữ lượng thiếc đáng kể, với việc khai thác thiếc sa khoáng bắt đầu từ những năm 1960 tại mỏ Sơn Dương và mở rộng ra các mỏ Bắc Lũng, Phục Linh vào những năm 1980 Sản lượng thiếc thỏi quy đổi hàng năm đạt trung bình từ 300 đến 500 tấn Tuy nhiên, đến nay, nguồn thiếc sa khoáng trong khu vực đã gần như được khai thác hết, chỉ còn lại một lượng nhỏ tại các khu Khuôn Thê, Kỳ Lâm, Phục Linh, nhưng chúng nằm dưới ruộng lúa và không được cấp phép khai thác tiếp.
Hiện trạng quản lý và các công nghệ xử lý bùn thải khai khoáng
1.3.1 Các hình thức khai thác, chế biến khoáng sản
- Khai thác chế biến, khoáng sản quy mô công nghiệp:
Khai thác và chế biến khoáng sản quy mô công nghiệp đang dần nâng cao năng lực về công nghệ, thiết bị và quản lý Sự kết hợp giữa mục tiêu lợi nhuận và trách nhiệm bảo vệ môi trường ngày càng chặt chẽ hơn Tuy nhiên, do hạn chế về khả năng đầu tư, hiệu quả kinh tế của các mỏ khai thác khoáng sản ở nước ta vẫn chưa đồng đều, dẫn đến việc chấp hành các quy định pháp luật về khoáng sản và bảo vệ môi trường chưa được thực hiện một cách đồng bộ.
- Khai thác, chế biến khoáng sản quy mô nhỏ, tận thu:
Hình thức khai thác khoáng sản làm vật liệu xây dựng đang trở nên phổ biến trên toàn quốc, với nhiều tỉnh còn khai thác than, quặng sắt, antimon, thiếc, chì, kẽm và boxit để xuất khẩu dọc bờ biển Phương pháp khai thác chủ yếu là thủ công hoặc bán cơ giới do vốn đầu tư thấp, dẫn đến những tác động tiêu cực đến môi trường và cảnh quan.
- Khai thác trái phép tài nguyên khoáng sản
Khai thác trái phép tài nguyên khoáng sản gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng, bao gồm tàn phá môi trường và lãng phí tài nguyên Tình trạng khai thác vàng bằng cyanua và hóa chất độc hại diễn ra tại Quảng Nam, Lâm Đồng và Đà Nẵng, trong khi các tỉnh miền núi phía Bắc và Nghệ An bị ảnh hưởng bởi việc khai thác chì, kẽm, thiếc và than Những hoạt động này không chỉ dẫn đến mất rừng phòng hộ mà còn gây xói mòn, lở bờ đê và ô nhiễm nguồn nước Hệ quả là cảnh quan bị phá hoại và ô nhiễm không khí gia tăng, ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống con người và hệ sinh thái.
1.3.2 Công nghệ khai thác và tuyển khoáng
Hầu hết các mỏ kim loại hiện nay chưa chú trọng vào thông số kỹ thuật, chủ yếu áp dụng công nghệ khai thác lộ thiên bằng ô tô và máy xúc, đây là công nghệ cổ điển với chi phí cao Khi có chủ trương khai thác các mỏ và khai thác tạm, nhiều công trường khai thác thủ công đã xuất hiện, đặc biệt trong ngành khai thác vàng, thiếc, mangan và sắt Một số xí nghiệp khai thác cơ giới cũng đã chuyển sang phương pháp thủ công do tài nguyên cạn kiệt, quy mô khai thác giảm và chi phí cơ giới quá cao Tuy nhiên, phương pháp khai thác thủ công và bán cơ giới này đã gây tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái và lãng phí tài nguyên.
Trong ngành tuyển khoáng, công nghệ tuyển cơ giới tập trung đang dần được thay thế bằng các xưởng tuyển nhỏ thủ công hoặc bán cơ giới Hình thức tuyển này hiện đang phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực khai thác như thiếc, vàng, cromit và mangan.
Nhiều cơ sở hiện nay đang áp dụng phương pháp tuyển nổi như đồng Sinh Quyền để tuyển quặng sunphua kẽm chì, apatit, graphit Tuy nhiên, quy trình này thường sử dụng thiết bị đơn giản, dẫn đến hệ số thu hồi thấp và giá thành cao, đồng thời chưa thể thu hồi hiệu quả các khoáng sản có ích đi kèm.
Công nghệ tuyển quặng thiếc sa khoáng ở nước ta hiện đang áp dụng gồm:
Công nghệ tuyển bán cơ khí sử dụng sức nước áp lực để đánh tơi đất quặng trong bun ke, trong đó loại đá lớn hơn 16mm được tách ra bằng sang t nh Sản phẩm được thu dưới sang tuyển qua máng cạn, với tinh quặng có kích thước dưới 8mm, giúp loại bỏ đá lớn hơn 8mm trước khi đưa vào bàn đãi Tinh quặng thu được có hàm lượng dưới 35% Sn, với tỷ lệ thực thu tuyển đạt 70%.
Công nghệ tuyển thủ công di động sử dụng sức nước áp lực để đánh tơi đất quặng trên bun ke, đồng thời loại bỏ đá có kích thước lớn hơn 16mm bằng sàng t nh Sản phẩm thu được từ quá trình tuyển được chuyển qua máng cạn, với tinh quặng có hàm lượng Sn khoảng dưới 35% và thực thu tuyển đạt 65%.
Công nghệ tuyển sa khoáng của Thái Lan sử dụng súng bắn nước để đánh tơi đất quặng ngay tại công trường Vữa quặng sau đó được bơm lên và đổ vào sàng quay để loại bỏ đá Sản phẩm dưới sàng trải qua hai cấp máy lắng nhằm thu được quặng có hàm lượng khoảng 15% Sn Tiếp theo, tinh quặng 15% được tuyển trên thùng phân loại kiểu “Wlought” và máng thu hẹp để đạt được tinh quặng có hàm lượng từ 35-45% Sn, với thực thu tuyển đạt trên 70%.
Công nghệ luyện chung và chế biến sâu hiện vẫn chưa phát triển, với thiết bị lạc hậu dẫn đến năng suất và hệ số thu hồi thấp Chất lượng sản phẩm chưa đạt yêu cầu cao, phần lớn chỉ đạt tiêu chuẩn xuất khẩu trung bình, ngoại trừ thiếc điện phân loại 1 (99,95% Sn).
Ngành khai thác và chế biến khoáng sản kim loại đã chưa phát huy đúng tiềm năng của mình trong nhiều thập kỷ qua, điều này ảnh hưởng đến vị trí và vai trò của ngành trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
1.3.3 Hiện trạng quản lý khai thác và chế biến khoáng sản
Ngành khai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam đã tồn tại từ lâu nhưng vẫn chưa phát triển mạnh mẽ, với công nghệ và thiết bị lạc hậu, ngoại trừ một số mỏ mới Kết quả khảo sát cho thấy tổn thất tài nguyên trong quá trình khai thác là rất lớn, đặc biệt là trong khai thác quặng kim loại, với tỷ lệ tổn thất từ 16-30% Báo cáo Chương trình Nghị sự Việt Nam 21 chỉ ra rằng hoạt động khai thác khoáng sản không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn dẫn đến sự lãng phí tài nguyên đáng kể.
Tổn thất tài nguyên trong quá trình khai thác và chế biến khoáng sản có thể do:
Công nghệ khai thác khoáng sản hiện tại đang lạc hậu, dẫn đến việc mất mát quặng trong quá trình khai thác và chế biến Hiệu suất khai thác chưa cao, đặc biệt là quặng nghèo vẫn chưa được khai thác triệt để Hơn nữa, tỷ lệ mất mát các khoáng vật có ích trong chế biến vẫn còn cao, cho thấy sự cần thiết phải cải tiến công nghệ để thu hồi hiệu quả hơn các khoáng vật có ích đi kèm.
Công tác quản lý khoáng sản chưa hiệu quả đã dẫn đến tình trạng khai thác tự do tại nhiều mỏ, chủ yếu tập trung ở các khu vực quặng giàu trong khi quặng nghèo bị bỏ lại Hệ quả của việc khai thác tự do này là làm cho các thân quặng bị nham nhở và gây tổn thất lớn về tài nguyên.
Việc quản lý tại các công ty được cấp mỏ hiện chưa chặt chẽ, dẫn đến mất mát tài nguyên đáng kể Do đó, thu hồi khoáng vật có ích từ đất đá thải và quặng đuôi là cần thiết để nâng cao hiệu quả khai thác và chế biến, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho công tác hoàn thổ và phục hồi môi trường sau này.