Luận án tiến sĩ khoa học môi trường: Nghiên cứu, đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây Nguyên

ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN AN TIEN SĨ KHOA HỌC MOI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1.GS TSKH Đặng Trung Thuận

2 GS TS Hoàng Xuân Cơ

Hà Nội - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện

dưới sự hướng dẫn khoa học của GS TSKH Đặng Trung Thuận và GS TS Hoàng

Xuân Cơ.

Các tài liệu trích dẫn trong luận án là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng Cáckết quả nghiên cứu của nghiên cứu sinh không trùng lặp với bất kỳ công trình nàokhác đã được công bồ.

Nghiên cứu sinh

Trịnh Phương Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới tập thê

hướng dẫn là GS TSKH Đặng Trung Thuận và GS TS Hoàng Xuân Cơ, những

người thầy đã tận tình chỉ bảo, gợi mở kiến thức, hướng dẫn khoa học và giúp đỡ

nghiên cứu sinh trong quá trình thực hiện luận án Tiên sĩ.

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô trong Khoa Môi trường, TrườngĐại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, rất cảm ơn PGS TS.

Nguyễn Mạnh Khải, PGS TS Hoàng Anh Lê và PGS TS Lưu Đức Hải đã nhiệt

tình giảng dạy, tham gia góp ý và giúp đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình

học tập.

Trân trọng cảm ơn Trường Đại học Khoa học Tự nhiên — Đại học Quốc giaHà Nội và Trường Đại học Tân Trào đã tạo những điều kiện tốt nhất dé nghiên

cứu sinh hoàn thành khoá đào tạo.

Xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến các cá nhân, cơ quan, tôchức, doanh nghiệp mà nghiên cứu sinh đã có điều kiện gặp gỡ, khảo sát, các nhàkhoa học trong những lĩnh vực liên quan đã giúp đỡ và cung cấp những tài liệu

hữu ích được sử dụng trong luận án.

Cuối cùng, xin được gửi lời yêu thương và biết ơn tới gia đình, người thân

và bạn bẻ, những người đã luôn ở bên chia sẻ, động viên và ủng hộ nghiên cứu

sinh trong suốt quá trình học tập.

Xin trân trọng cảm ơn!

Nghiên cứu sinh

Trịnh Phương Ngọc

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT ° 5° 5£ s£ss s2 se s£ssess vs sessessese i.9):80/10/909.(e:70 c1 iiDANH MỤC CAC HINH uvscsscssssssssssessesscsssssssessessessssssssssessessssssssssssessesssesssessessees iiiMỞ DAU wiescsssssssssssssssssssesssssssesssssssessssssssssssssesssssnscsssssnssssssssecsssssscssssssesssssssesssssseesesss 1

1 LY do lua chon dé tai 01077 12 Muc tiéu va van dé nghiên cứu của luận áñ o- doc <5 s6 5s S5 99 99 5 965855856986 3

3 Nội dung nghiÊn CỨU co << 5 << 99 5 4 9909.46.00 000960.91040.01009086 3

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án -.sse <sessessssessssesexsessssesssse 3

5 Những đóng góp mới của luận áñ - s55 5 9 9 9 91 001 0000 4

6 Thời gian thực hiện luận á¡ do 56 5 9 5 %9 99 9 9 9 54 00.0 0 00965 4

7 Bố cục của luận áñ - << ° s94 9994 9999 3 99989 99 9 5 9992 4CHƯƠNG 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU - 5° 5° se <<e 51.1 Tổng quan nghiên cứu về sử dung tài nguyên bauxite ở nước ngoài 51.1.1 Khái niệm về quặng bauxite - 2-22 s¿22E+2E22EEt2EE22E222121222122121.crxe+ 5

1.1.2 Phân loại và phân bố bauxife 2-22 +¿+2++2E£2EEt2EE2EEESEEEEESEEerkrrrrrree 5

1.1.3 Trữ lượng và chất lượng bauxite trên thế giới - 2 2+c++c+xezxerxsrxee 6

1.1.4 Công nghệ khai thác và chế biến bauxite - ¿5c 5 s+S++£++EzEezxerxsrxee 71.1.5 Tài nguyên bauxite và tình hình khai thác, sử dụng trên thế giới 101.1.6 Bức tranh thị trường ngành nhôm toàn cầu -¿- 5¿©++cx++zx+zs+z¿ 141.1.7 Van đề môi trường liên quan tới hoạt động khai thác, chế biến bauxite 161.1.8 Một số kinh nghiệm về quan lí môi trường trong khai thác, chế biến bauxite

1.2 Tong quan nghiên cứu về sử dụng tài nguyên bauxite ở Việt Nam 211.2.1 Nghiên cứu địa chất về bauxite Tây Nguyên 22 +¿+zz+cxszxrrzcee 211.2.2 Kết quả nghiên cứu về tài nguyên, trữ lượng bauxite Tây Nguyên 231.2.3 Hoạt động khai thác, chế biến bauxite ở Tây Nguyên 2 sec: 251.2.4 Nghiên cứu về khai thác, sử dụng tài nguyên bauxite Tây Nguyên 261.2.5 Động lực phát triển và những tồn tại trong nghiên cứu bauxite Tây Nguyên 31

1.3 Phan tích chi phí — lợi ích mở rộng trong hoạt động khoáng sản 32

Tiểu kết chương 1 s s<s°s£+s©ss£++©++£ESeE+SeEvErxeErserxserssrrserksrrssrrse 35

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Đối tượng, phạm Vi nghiên cứu -s-s- s2 ss©sssseess=ssessessessecsee 362.1.1 Khái quát về khu vực Tây Nguyên -¿- 2-5 +S+EeEESEE2E2ECEEEEEEEkrrrrrree 362.1.2 Các cơ sở khai thác, chế biến quặng bauxite ở Tây Nguyên 43

2.2 Phương pháp luận và phương pháp nghiên CỨU << << < «<< «+ 472.2.1 Phương pháp luận - cà Tnhh nh nh TH HH Tho nh HH 472.2.2 Phương pháp nghiên cỨU - c2 3211121131151 19111 11111111111 kre 51

Tidus két CHUONG 2 18 69CHUONG 3 KET QUA NGHIÊN CỨU VA BÌNH LUẬN - 703.1 Hiện trang và những van đề môi trường tại các khu vực khai thác, chế biến

QUANG ÐUXÏÉC o5 - << 5s 9 0 004 0001000001004 000400906080 70

3.1.1 Chat lượng không khí khu vực khai thác, chế biến bauxite - 713.1.2 Chất lượng nguồn nước khu vực khai thác, chế biến bauxite 733.1.3 Tài nguyên đất sau khai thác bauXi€ - 2 2s seEeEx‡E2EEEeEEEEkEEkrrerkees 76

3.1.4 Các công trình bảo vỆ môi trường - s + St 3+ ssrrrersreree 76

3.2 Đánh giá tác động và rủi ro môi trường trong hoạt động khai thác, chế biến

bauxite tai Tây NuyÊN d G6 9 9 9.9.0.0 T9 0000486960896 76

3.2.1 Tác động đối với môi trường tự nhiên - - + s+Sz+++E£Ee£EeExzExzrerxees 713.2.2 Tác động đến môi trường xã hội 2-22 +¿+2£+2E22++£E+2EE2EEtrxezrxrrrree 813.2.3 Đánh giá rủi ro trong hoạt động khai thác, chế biến bauxite tại Tây Nguyên 833.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế môi trường hoạt động khai thác, chế biến bauxite

Tay ÏNUYÊN d - GG G6 G9 9 9 9 4 9 l0 0 000.004.0004 08.04.080.040 00 913.3.1 Căn cứ dữ lIỆU - +2 2k1 11911211211 11 111111111 11111 11 11111 T1 11 TT HH 91

3.3.2 Kết quả tinh toán phân tích chi phí — lợi ích -¿ s¿2s+2sz2z+5ssz2 933.3.3 Kết quả phân tích độ nhạy s- 2s se s2 ss©ss£ss££s£+s£+ss£xsexsezsezssvssessesse 99

3.4 Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây Nguyên 108

3.4.1 Nhận xét về kết quả đánh giá hiệu quả kinh tế môi trường và những tôn tại

trong khai thác, sử dung tài nguyên bauxite Tây NguyÊN 5-5 «5s ssss<< se 108

3.4.2 Giải pháp tông thé khai thác, sử dung tai nguyên bauxite ở Tây Nguyén 111

3.4.3 Giải pháp khoa học, kỹ thuật khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây

Tiểu kết chương 3 -s- << 5° s£ s£ s£SsES£Ss£ sEESESSESEseEsEEsEEsesstsersersesssse 131KET 000007777 — 132DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIÁ LIÊN QUAN ĐÉN0/9809 ,Ô 135TÀI LIEU THAM KHẢO - 2-2 5£ s£ S2 ©S££Ss£Ss£Es£EseEssESsExsexsersrrssre 136

PHU LUC 17 ©LL(4Ả433Ä Ỏ

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

Alcoa Aluminium Company Of America - Tập đoàn Alcoa

CBA Cost — Benefit Analysis - Phân tích chi phí — lợi ích

Ex-CBA Extended Cost — Benefit Analysis - Phân tích chi phí — lợi ich mở

CTR Chat thai ran

DN Doanh nghiép

DEM Digital Elevation Model — Mô hình số độ cao

FOB Free On Board - Giao hàng trên tàu

GIS Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lýHĐND Hội đồng nhân dân

IRR Internal rate of return — Ty suất hoàn vốn nội tại

KCN Khu công nghiệp

LME London Metal Exchange — San giao dịch kim loại London

n-CoV Bénh virut Corona (COVID-19)

NPV Net Present Value - Gia tri hién tai rong

NSW New South Wales — Tiéu bang Tan Nam UyPTBV Phát triển bền vững

TNHH Trach nhiệm hữu han

TKV Tập đoàn Than va Khoáng san Việt Nam

UAE United Arab Emirates - Các tiểu vương quốc A Rap thống nhất

UBND Uy ban nhan danXH Xã hội

DANH MỤC CÁC BANG

Bang 1.1 Sản lượng khai thác bauxite, sản xuất alumina và trữ lượng quặng bauxitecủa các quốc gia trên thé giới ¿- + k+Sk+EE+E2EEEEEEEEE12112111111121121111 11111 1e 6Bảng 1.2 Chất lượng quặng một số mỏ bauxite trên thé giới . :-2 5: 7

Bảng 1.3 Khả năng sản xuất và sản lượng nhôm tại các nước trên thế giới 10

Bảng 1.4 Trữ lượng và tài nguyên bauxite laterite của Việt Nam 23

Bảng 1.5 Đặc điểm quặng bauxite tại một số mỏ ở Dak Nông và Lâm Đồng 25

Bang 2.1 Các mo bauxite giá tri công nghiệp ở Tây Nguyên và vùng phụ can 39

Bảng 2.2 Căn cứ ra quyết định từ kết quả phân tích chi phí - lợi ích 59

Bang 2.3 Sự khác nhau giữa dòng tiền phân tích của các phương án 60

Bảng 2.4 Các lợi ich và chi phí từ hoạt động khai thác, chế biến bauxite 61

Bảng 2.5 Các kịch ban phân tích độ nhạy của phương án Ex-CBA - 68

Bang 3.1 Số liệu quan trắc chất lượng nước mặt năm 2018 tại một 36 vi tri thuộc khuvực suôi Đăk Grina va các phụ ÏƯU - c1 2131132113112 xre 73Bảng 3.2 Các tác động môi trường liên quan đến ngành công nghiệp khai thác, chếbiến bauxite, điện 0:80 77

Bang 3.3 Thành phan hoá học của bùn đỏ tại các nhà máy alumina Tây Nguyên 85

Bảng 3.4 Đánh giá các rủi ro và mức độ thiệt hại liên quan đến hoạt động khai thác,chế biến bauxite Tây Nguyên - 2-2 2E 2E22E12E1221711211211211211 7121121121 xe 90Bang 3.5 Các yếu tố đầu vào của phương án tính toán phân tích chi phí — lợi ích tô¡10090880809 - 92

Bang 3.6 Các yêu tố đầu vào của phương án tính toán phân tích chi phí — lợi ích nhàmáy điện phân nhôm Đắk Nông và t6 hợp bauxite-nhôm Tây Nguyên 93

Bảng 3.7 Lợi nhuận thu được từ trồng cây công nghiệp -. :- 5:55: 94Bảng 3.8 Tổng hợp kết qua phân tích chi phí - lợi ích hoạt động khai thác, chế biếnquặng bauxite Tây Nguyên (r =10%) c1 121191 11 TH HH HH Hay 9SBảng 3.9 Kết quả phân tích CBA trường hợp r = 6,8% -¿-c5¿©csccszscei 101Bảng 3.10 Giá trị NPV theo biến động chi phí sản xuất phương án Ex-CBA 101

Bảng 3.11 Biến động NPV theo thời gian trợ giá điện của phương án Ex-CBA 101

Bang 3.12 Giá tri NPV theo biến động giá điện của phương án Ex-CBA 102

Bảng 3.13 Kết quả phân tích biến động NPV và IRR theo kịch bản Ex-CBA 104

Bang 3.14 Kết quả tính toán hiệu quả tô hợp Tan Rai và Nhân Cơ của TKYV 106

Bang 3.15 Một số chỉ tiêu phát triển bền vững ngành công nghiệp nhôm 115

il

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hiện trạng sử dụng tài nguyên bauxite trên thế giới -5 5+ 8Hình 1.2 Biéu đồ mức tiêu thụ năng lượng cho một tấn nhôm :-ss=s¿ 13Hình 1.3 Biéu đồ ty trọng sản lượng alumina và nhôm của thế giới 14Hình 1.4 Biéu đồ sản xuất, tiêu thụ và giá nhôm thế giới 2-2 25+ 15Hình 1.5 Mặt cắt tổng hợp vỏ phong hóa trên đá bazan ở Tây Nguyên 22Hình 2.1 Ban đồ vị trí địa lý và mô hình số độ cao (DEM) lãnh thé Tây Nguyén 37Hình 2.2 Bản đồ vị trí phân bố quặng bauxite khu vực Tây Nguyên và vùng phụ

Hình 2.3 Khung logic nghiên cứu của luận án - 52c +2 ++ssesseresersrrs 51

Hình 2.4 Quy trình phân tích chi phí - lợi ich mở rộng 55+ 5< +++s+ +2 56

Hình 3.1 So đồ công nghệ khai thác, tuyên quặng bauxite và các dòng thải 70Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ và nguồn thai phat sinh trong sản xuất alumina 71Hình 3.3 Biểu đồ diễn biến nông độ bụi, CO, NOx và SO> tại tô hợp Nhân Cơ 72Hình 3.4 Biểu đồ diễn biến nồng độ bụi, CO, NOx và SO> trung bình theo năm tại

một sô vi trí thuộc tô hợp Tân RaI - - c 2c 2221121111111 15111 11151115 11.1 xEe 72

Hình 3.5 Biéu đồ diễn biến độ pH, nồng độ TSS, Fe, BODs trung bình theo năm tại

một sô vi trí nước mặt khu vực tô hợp Nhân Cơ - ¿+5 2c + +2 ++sssersserssxrs 74

Hình 3.6 Biểu đồ pH va hàm lượng sắt trong nước ngầm tại khu vực tô hợp Tân Rai

80/9111 75

Hình 3.7 Các nguồn gây ô nhiễm không khí từ điện phân nhôm - 79Hình 3.8 Đồ thị giá nhôm kim loại quá khứ và dự báo xu hướng biến động trong

tong lai (N=60) oo - 91

Hình 3.9 Biểu đồ biến động NPV của phương án Ex-CBA các tô hợp theo nam 94Hình 3.10 Biểu đồ kết quả phân tích độ nhạy của NPV theo r phương án Ex-CBA

Hình 3.11 Biéu đồ biến động giá trị NPV theo giá alumina phương án Ex-CBA 103Hình 3.12 Biéu đồ biến động giá trị NPV theo giá nhôm phương án Ex-CBA 104Hình 3.13 Biểu đồ so sánh NPV và IRR của các phương án tính toán khác nhaunhưng cùng tỷ lệ chiết khấu 6,Ñ% - ¿22 2 2E+2E2E22E122127171211211221 2212 re 107Hình 3.14 Mô hình sản xuất khép kín ngành công nghiệp nhôm 122

11

MỞ ĐẦU1 Lý do lựa chọn đề tài

Bauxite là quặng dùng dé sản xuất alumina, rồi từ đó điện phân ra nhôm kimloại Ở nước ta, quặng bauxite tập trung chủ yếu ở khu vực Tây Nguyên Tổ hợpbauxite-alumina Tân Rai ở Lâm Đồng và Nhân Cơ ở Đắk Nông là hai tô hợp thí điểmđầu tiên ở Tây Nguyên theo chỉ đạo của Bộ Chính Trị do Tập đoàn Than - Khoángsản Việt Nam (TKV) làm Chủ đầu tư Tổ hợp Tân Rai được khởi công năm 2008, sảnxuất alumina từ năm 2013 và sau 10 năm triển khai, nhà máy đã hoạt động 100%công suất thiết kế vào năm 2018 Tổ hợp Nhân Cơ được khởi công năm 2010, sảnxuất alumina từ năm 2017 và hoạt động 100% công suất từ năm 2018 Cũng tại khuvực Tây Nguyên, nhà máy điện phân nhôm Đắk Nông đã được xây dựng gần nhà

máy alumina Nhân Cơ và sắp đi vào hoạt động.

Tiềm năng tài nguyên bauxite ở Tây Nguyên có thê được khai thác, chế biếndé sử dụng trong nước và xuất khẩu Hoạt động khai thác, chế biến bauxite mang lại

nguồn lợi đáng ké từ việc tạo ra nguyên liệu dé sản xuất nhôm, xuất khẩu sản phẩm,

phát triển cơ sở hạ tầng và tạo công ăn việc làm cho người dân địa phương Tuy nhiên,những vấn đề nảy sinh trong quá trình triển khai thực tế như chậm tiễn độ thực hiện,tăng tổng mức đầu tư, giá thành sản xuất cao, những tồn tại trong di dân và đền bù

sinh kế, rủi ro hồ bùn đỏ và phục hồi môi trường sau khai thác đã làm cho hiệu quảcủa các tổ hợp bauxite-alumina Tây Nguyên không được như kỳ vọng và trở thànhmột thách thức lớn đối với các cơ quan quản lý nhà nước nói chung và các nhà quản

ly môi trường nói riêng.

Bên cạnh đó, Tây Nguyên là "nóc nhà của Đông Dương”, đầu nguồn của cáchệ thống sông lớn, là vùng dat có vị trí chiến lược quan trọng trong phát triển kinh tế- xã hội của Việt Nam Tây Nguyên cũng là vùng đất đa dân tộc với những nét vănhóa hết sức độc đáo, nhưng người dân còn nghèo, đời sống còn nhiều khó khăn Trongnhững năm gần đây Tây Nguyên còn là vùng da tôn giáo, tiềm ẩn nguy cơ xung độtxã hội, nhạy cảm đối với an ninh quốc phòng, các thế lực thù địch đang âm mưu lợidụng thực tế này dé chống phá Việt Nam Do vậy, những tác động tới môi trường,kinh tế, xã hội từ hoạt động khai thác, chế biến bauxite nếu xảy ra sẽ có phạm vi ảnhhưởng lớn và quy mô rộng đối với không chỉ vùng Tây Nguyên mà còn anh hưởng

tới các khu vực lân cận.

Trong hơn 10 năm qua, hoạt động khoáng sản trên vùng đất Tây Nguyên đãphat sinh những bat cập về tính kinh tế, an sinh xã hội và bảo vệ môi trường Các tácđộng và giải pháp quản lý môi trường được xây dựng trước đây cho thấy nhiều tồntại cần có sự điều chỉnh Kết quả tính toán hiệu quả của các tô hợp sản xuất theo côngbố của doanh nghiệp được thực hiện trước khi các tô hợp này đi vào vận hành, do vậytoàn bộ đầu vào là sử dụng các số liệu dự báo Thực tế triển khai cho thấy sự khácbiệt lớn của một số chỉ phí và giá thành trên thị trường Đến nay, cũng đã có nhiềuthay đổi trong luật và chính sách của nhà nước về các nội dung thuế va phí liên quanđến tài nguyên bauxite so với trước đây như thuế suất xuất khẩu tăng từ 0% lên 2%,thuế tài nguyên tăng từ 140.000d/tan lên 390.000đ/tấn quặng nguyên khai, các quyđịnh về tiền thuê đất, tiền cấp quyền khai thác khoáng sản

Bên cạnh đó, các tính toán của doanh nghiệp chỉ mang tính chất nội bộ, cáckhoản chi phí và lợi ích được tính theo đầu vào và đầu ra của doanh nghiệp Vì mụcđích của doanh nghiệp là tối đa hoá lợi nhuận nên các chỉ phí liên quan đến xã hội vàmôi trường như chi phí cơ hội, chi phí môi trường, trách nhiệm xã hội của doanh

nghiệp đã không được đưa vào tính toán hiệu quả của các tổ hợp sản xuất Trongkhi đó, thực tế hoạt động khai thác khoáng sản đem lại rất nhiều lợi ích cho doanhnghiệp, nhưng những thiệt hại về môi trường và xã hội thường chưa được tính toáncụ thê và đầy đủ Điều này cho thấy kết quả công bố của doanh nghiệp không phảnánh được hiệu quả tong thé cho toàn xã hội.

Từ năm 2009 việc khai thác quặng bauxite ở Tây Nguyên đã trở thành vấn đềnóng, được toàn xã hội quan tâm, cho đến nay đã hơn 10 năm trôi qua, hiệu quả kinhtế xã hội và môi trường trong hoạt động của 2 tổ hợp thí điểm Tân Rai và Nhân Cơcần được làm sáng tỏ để có cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc phát triển ngành côngnghiệp bauxite - nhôm ở Tây Nguyên Như vậy, việc đánh giá hiệu quả kinh tế môitrường của hoạt động khai thác, chế biến quặng bauxite Tây Nguyên trong giai đoạncác tô hợp sản xuất đã đi vào vận hành là cần thiết và có ý nghĩa cả trên phương diệnpháp lý, khía cạnh khoa học và cơ sở dữ liệu thực tế của các dự án Trên cơ sở đó, đềxuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây Nguyên, nhằm góp phần pháttriển bền vững ngành công nghiệp nhôm của Việt Nam Việc nghiên cứu theo hướngnày vừa có ý nghĩa thực tiễn và vừa mang tính chất lâu dài Trong bối cảnh đó, luậnán với tên dé tài “Nghiên cứu, đề xuất định hướng sử dụng hợp ly tài nguyên bauxiteTây Nguyên” đã được lựa chọn dé thực hiện.

2

2 Mục tiêu và vân đề nghiên cứu của luận án

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tàinguyên bauxite tại Tây Nguyên theo hướng phát triển bền vững.

Những vấn đề nghiên cứu đặt ra trong luận án:

+ Có nên khai thác quặng bauxite ở Tây Nguyên không, và nếu có thì nên khai

thác đên mức độ nào?

+ Những vấn đề môi trường phát sinh và các rủi ro xảy ra trong 10 năm hoạtđộng khoáng sản bauxite Tây Nguyên là gì? Hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường củahoạt động khoáng sản bauxite tại Tây Nguyên là như thế nào?

+ Những tồn tại và bat cập trong hoạt động khoáng sản bauxite ở Tây Nguyênhiện nay là gì? Những giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite ở Tây Nguyên cầnđược định hướng như thế nào?

3 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng, tác động và rủi ro môi trường của hoạt động khai thác,

chế biến quặng bauxite Tây Nguyên.

Đánh giá hiệu quả kinh tế môi trường của hoạt động khai thác, chế biến quặngbauxite Tây Nguyên thông qua các t6 hợp sản xuất Tân Rai, Nhân Cơ và nhà máyđiện phân nhôm Đắk Nông.

Những tồn tại trong khai thác, chế biến quặng bauxite tại Tây Nguyên và đềxuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây Nguyên.

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Vận dụng các phương pháp luận và phương pháp liên ngành, nghiên cứu làm

sáng tỏ được các vấn đề kinh tế môi trường của hoạt động khai thác, chế biến quặngbauxite Tây Nguyên, thống kê được các nguồn thải và xác định các vấn đề môi trườngcần đặc biệt quan tâm; xác định và lượng hoá được các chỉ phí sản xuất và môi trườngbang công cụ phân tích chi phí — lợi ích; đánh giá và lượng giá rủi ro; phục hồi môitrường và quản lý đất và chất thải sau khai thác quặng bauxite; xác định mô hình khaithác, sử dụng quặng bauxite dem lại lợi ích tối ưu và xây dựng được một số tiêu chíđa chỉ tiêu phục vụ đề xuất một số giải pháp định hướng sử dụng hợp lý tài nguyênbauxite khu vực Tây Nguyên theo hướng phát triển bền vững.

Về ý nghĩa thực tiễn, đề tài luận án có tính cấp thiết và tính thời sự cao liênquan đến hướng đánh giá tài nguyên, kinh tế và môi trường cho định hướng phát triểnngành công nghiệp nhôm Việt Nam Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo chocác cơ quan quản lý về môi trường, các nhà hoạch định chính sách, các nhà khoa họcmôi trường trong việc điều chỉnh quy hoạch phát triển ngành, mở rộng hoạt độngkhai thác khoáng sản nói chung và khai thác quặng bauxite nói riêng; đánh giá hiệu

quả kinh tế môi trường trong giai đoạn vận hành của các tô hợp khai thác, chế biếnquặng bauxite làm cơ sở góp phần phát triển ngành công nghiệp bauxite — nhôm trênvùng đất Tây Nguyên.

5 Những đóng góp mới của luận án

Luận án làm sáng tỏ các vấn đề kinh tế môi trường của hoạt động khai thác,chế biến bauxite tại 02 tổ hợp bauxite — alumina thí điểm Tân Rai (Lâm Đồng) vàNhân Co (Đắk Nông) băng phương pháp phân tích chi phí — lợi ích mở rộng, ở giaiđoạn khi các tổ hợp đã đi vào sản xuất, cung cấp cơ sở khoa học đề so sánh với nhữngdự báo trước khi triển khai các dự án, từ đó đề xuất các điều chỉnh phù hợp cho hoạtđộng khai thác, chế biến quặng bauxite tại Tây Nguyên trong tương lai.

Luận án lần đầu tiên phân tích và lượng giá các rủi ro trong hoạt động khaithác, chế biến quặng bauxite; xác định được vấn đề khác biệt giữa quản lý tài nguyênđất sau khai thác quặng bauxite với quản lý đất sau khai thác các loại tài nguyênkhoáng sản khác trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm tài nguyên bauxite Tây Nguyên; xácđịnh được mô hình khai thác, sử dụng quặng bauxite dem lại lợi ich tối ưu; xây dựngđược một số tiêu chí phát triển bền vững ngành công nghiệp nhôm va dé xuất địnhhướng sử dụng hợp lý tài nguyên bauxite Tây Nguyên theo hướng tiếp cận kinh tế

môi trường.

6 Thời gian thực hiện luận án

Luận án được tiễn hành từ tháng 11 năm 2016 đến tháng 06 năm 2020.

7 BO cục của luận án

Nội dung của luận án gồm 147 trang, 25 bảng, 23 hình, được trình bày theoquy định của Dai học Quốc gia Hà Nội, gồm 3 chương: Chương 1 Tổng quan vấn dénghiên cứu; Chương 2 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu; Chương 3 Kết

quả nghiên cứu và bình luận.

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan nghiên cứu về sử dụng tài nguyên bauxite ở nước ngoài1.1.1 Khái niệm về quặng bauxite

Quang bauxite có thành phan hóa học chủ yếu gồm AlaOa, FeaOa, SiOa, TiO›và các nguyên tổ vi lượng như Ni, Co, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Mg, Sn, Pb, Mo, B, P.

Theo Sam H Patterson, bauxite thô có khoảng 36,5-39% AlaOa va 5-9% SiOz,

25-29% Fer03; 4-4,6% TiO» [119] SiOz là một tạp chat trong quặng bauxite dưới dangthạch anh, hoặc trong thành phần của khoáng chất sét và leptochlorite Bauxite là

quặng có các modun silic (Al203/SiO2) lớn hơn hoặc bang 2,6.1.1.2 Phân loại va phân bố bauxite

Bauxite được tìm thấy trên Trái Đất chủ yếu nằm giữa các vĩ độ 30° Bắc và30° Nam của đường xích đạo, không bao gồm các loại bauxite kiểu Tikhvin của Nga,Trung Quốc và Địa Trung Hải Quặng bauxite thường bao gồm khoáng chất gibbsite,boehmit, và/hoặc diaspore cùng với các oxit sắt goethite và hematite, kaolinite,

khoáng vật sét và một sô kim loại, bao gôm cadmium và titan ở mức hàm lượng vết.

Các nhà địa chất đã phát triển nhiều phương pháp phân loại bauxite khác nhau.Theo nguồn gốc thành tạo, quặng bauxite được chia thành ba loại: laterite (85%),karst (14%), và Tikhvin (1%) Sự khác biệt quan trọng nhất giữa các loại bauxite là

vật liệu cơ bản của quặng Theo Franz Meyer (2004), các bauxite laterite được hình

thành dưới dạng các lớp phong hóa laterite, nằm trên các đá alumino-silicat, thườngliên quan đến các khu vực cao nguyên có khí hậu nhiệt đới gió mùa [1 13] MatthewGore (2015) cho rằng bauxite karst được hình thành như các lớp trầm tích che phủ đácacbonat thông qua việc làm đầy các bề mặt karst, còn bauxite Tikhvin được hìnhthành trên nền dolomite và đá vôi, hoặc có một số mỏ phủ tràn lên cát, đá phiến silicvà đá vôi [110] Trên thế giới, các mỏ bauxite nguồn gốc phong hoá phân bố chủ yếuở vùng nhiệt đới 4m của các lục địa Các mỏ bauxite nguồn gốc trầm tích có ở châu

Âu: Hy Lạp, Y ; châu Á: Indonesia, Australia, An Độ, Trung Quốc; châu Phi:

Maroc, Đông Phi, Siera Lion [122] Các mỏ bauxite có nguồn gốc tram tích trải qua

giai đoạn biến chat thường có chứa nguyên tố đất hiếm (REEs) và phóng xa.

Theo thành phần khoáng vật chứa nhôm trong quặng, bauxite được phân thành

3 loại chính: gibbsite, diaspore và boehmite Theo Sam H Patterso (1967), quặng

5

bauxite diaspore hiện điện ở An Độ, Hoa Ky, Trung Quốc và Thổ Nhĩ Kỳ [119] Cácmỏ bauxite gibbsite lớn nhất phân bố ở vùng Caribê và ở các vùng nhiệt đới hoặc cậnnhiệt đới ở Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và Australia Bauxite Boehmite (hay còn gọi

là bauxite Châu Âu) phân bố ở Hungary, Hy Lạp, Ý, Pháp, Rumamia.1.1.3 Trữ lượng và chất lượng bauxite trên thé giới

Theo khảo sát địa chất Hoa Kỳ năm 2019, nguồn tài nguyên bauxite toàn cầuước tính khoảng 55 đến 75 tỷ tấn, chủ yêu ở Châu Phi (32%), Châu Đại Dương (23%),Nam Mỹ và Caribê (21%), Châu Á (18%) và các nơi khác (6%) Theo đó, Việt Nam

là nước có tài nguyên bauxite trong top dau thế giới (bang 1.1) [84] Hiện nay, cácnước nhập khẩu bauxite, alumina chính là: Mỹ, Trung Quốc Canada, Đức, Ireland

Các nước xuất khâu quặng bauxite: Jamaica, Brazil, Guinea, Guyana, Malaysia Các

nước xuât khâu alumina: Australia, Suriname, Brazil, Jamaica, Việt Nam

Bang 1.1 Sản lượng khai thác bauxite, sản xuất alumina và trữ lượng quặng bauxite

của các quôc gia trên thê giới (Don vi: nghìn tan)

Quốc gia Sản xuất alumina Khai thác bauxite Trữ lượng | Ty lệ

Trung Quéc 69.000 | 72.000 70.000 | 70.000} 1.000.000 | 3,3An D6 6.060 6.500 22.900 | 24.000 660.000 | 2,2

Chat lượng quặng bauxite được đánh giá bởi 2 yếu tố chính đó là hàm lượng

oxit nhôm (AlaOa) trong quặng và tỉ lệ Al2O3/SiO2 (Modun silic Msi), tỉ lệ này càng

cao cho thấy tạp chat SiO› kèm theo quặng càng ít, quá trình chế biến sẽ thuận lợi vàkinh tế hơn Theo Smith P (2009), các mỏ bauxite có modun silic < 6,25 và hàmlượng SiO» lớn hơn 8% được đánh giá là mỏ có chất lượng thấp và không đem lại

hiệu quả kinh tế cho quy trình Bayer [118] Quang bauxite chất lượng cao có ham

lượng AlaOs>45% và modun silic >7 Vi dụ như quặng bauxite tại mỏ Boke 6 Guinea,

mỏ Arkansas ở Bắc Mỹ, mỏ Damanjodi của Ấn Độ (bảng 1.2).

Bang 1.2 Chất lượng quặng một số mỏ bauxite trên thế giới

ft, AbO3 | FeOa | SiOz | TiO» Nguôn

TT Quoc gia Msi

Brazil (mo Para, Juruti, va

6 51,8] 13,9 5,1 1,2} 10,2) /1177Trombetas)

7 | Mỹ (mo Arkansas) 51,3} 11,3 5,1 2,2) 10,1) /807

8 | Hungary (bauxite bomite) 50,9 | 22,0 6,1 2,7) 83] [80]

9 | Trung Quốc (Quang Tây) 5348| 18,9 6,4 -| 8,6| [94]1.1.4 Công nghệ khai thác và chế bién bauxite

Quang bauxite được khai thác dé tao ra các san pham như alumina, hydroxitnhôm, chất mai mòn, xi măng, hóa chất, chất chống cháy, chất liệu chịu lửa, thiết bịxỉ trong các nhà máy thép [84, 97] Alumina có thé sử dụng cho luyện kim, hoặcsản xuất hóa chất xử lý nước (phèn, clorua polyaluminium và aluminat natri), zeolit,alumina hoạt tính, hay trong nhiều sản phẩm khác như gạch chiu lửa, gốm sứ, vật liệu

mài mòn và kính [87].

Theo thống kê của Viện Nhôm thế giới, 95% quặng bauxite trên thé giới đượcdùng dé sản xuất alumina, tạo ra sản phẩm nhôm kim loại có giá tri, day được xem làhướng sử dụng tôi ưu nhất đối với tài nguyên này Tuy vào chất lượng quặng, tỉ lệ

sản phẩm bauxite : alumina : nhôm hiện nay ở mức trung bình 4-6 : 2 : 1 [97].

Quang bauxite

10%Nha may

san xuat alumina

Nha may nung

Nha may Vật liệu chiu lửa Công nghiệp

Hình 1.1 Hiện trạng sử dụng tài nguyên bauxite trên thế giới [97].1.1.4.1 Khai thác và tuyén quặng

Do đặc điểm quặng công nghiệp năm gan mặt đất nên phương thức phô biếnđược sử dụng đề khai thác bauxite là phương pháp lộ thiên Tuỳ vào chất lượng quặngthu được mà quyết định có áp dụng quy trình tuyển rửa hay không Quang chất lượngcao (hàm lượng >45%) có thé được dùng trực tiếp dé chế biến sâu Quang chưa đạtyêu cầu sản xuất công nghiệp thì phải qua quá trình tuyên rửa trọng lực dé thu hồiquặng tinh Quá trình này dùng nước dé rửa quặng và phan bùn tách ra từ quặng saurửa được gọi là bùn thải quặng đuôi Quặng đuôi là bauxite nghèo, chứa nhiều sét.

1.1.4.2 Sản xuất alumina

Quang bauxite có chat luong du tiéu chuẩn được sử dụng dé sản xuất alumina

băng quy trình Bayer Quá trình sản xuất alumina thực chat là tách lượng AlaOs trongquặng bauxite ra khỏi các tạp chất khác Trong quy trình Bayer, bauxite bị chuyểnhóa bởi một luồng dung dịch natri hydroxit (NaOH) nóng ở nhiệt độ cao đề trở thành

hydroxit nhôm theo phản ứng: AlzOa + 2 OH ~ + 3 HO —› 2 [Al(OH)a] Các thành

phần hóa học khác trong bauxite không hòa tan theo phan ứng trên được lọc và loạibỏ dưới dang bùn đỏ Tiếp theo, dung dịch hydroxit được làm lạnh và hydroxit nhômở dạng hòa tan lắng đọng tạo thành một dạng chất rắn, bông, có màu trắng Khi được

nung nóng lên tới 1.050°C (quá trình canxit hóa), hydroxit nhôm phân rã vì nhiệt trởthành alumina và giải phóng hơi nước: 2 Al(OH)3 > AlaOs + 3 H20.

Có thé thay, bản chất của công nghệ Bayer là hoà tách quặng ở nhiệt độ thíchhợp trong dung dịch Tuỳ thuộc thành phần hoá học và khoáng vật của quặng bauxite

8

mà công nghệ Bayer được sử dụng là khác nhau Bauxite ở dang gibbsite có thé đượchoa tách dé dàng ở nhiệt độ 140-145°C trong dung dịch hoa tách có nồng độ kiềmthấp (120-170g NaaO/I nước) Công nghệ này còn được gọi là Bayer châu Mỹ, được

áp dụng trong các nhà máy của Tập đoàn ALCOA ở Tây Australia và các nha máy

alumina ở Jamaica, Guinea, Brazil [97, 101, 123] Đối với quặng bauxite ở dangdiaspore và bomite, quá trình hoà tách yêu cầu nhiệt độ cao (khoảng 240-250°C) vàdung dịch hoà tách có nồng độ kiềm cao hơn (180-250g NazO/1 nước) Công nghệnày còn gọi la Bayer châu Âu, được áp dụng cho các nhà máy alumina của Nga, Iran,Trung Quốc để xử lý quặng bauxite diaspore; trong các nhà máy alumina ởHungary, Nam Tư và một vài nhà máy ở Australia để xử lý quặng bauxite bơmite[22 82, 97, 98] Công nghệ Bayer châu Âu tiêu tốn nhiều năng lượng hon và dungdịch hoà tách yêu cầu nồng độ kiềm cao hơn so với công nghệ Bayer châu Mỹ.

1.1.4.3 Điện phân nhôm

Nhôm là kim loại hoạt động và rất khó đề phân lập ra từ quặng hoặc oxit nhôm(AlaO›) Việc khử trực tiếp với cacbon là không kinh tế vì oxit nhôm có điểm nóngchảy cao (khoảng 2.000°C) Do đó, hiện nay trên thé giới sử dụng công nghệ Hall-Haroult, theo đó hoa tan alumina trong bé muối Cryolite (NasAIFs) nóng chảy và sauđó khử bởi dòng điện dé thu hồi nhôm kim loại Theo công nghệ này, nhiệt độ nóng

chảy của hỗn hợp chỉ còn khoảng 950-980°C Các điện cực trong điện phân nhôm

làm từ cacbon Khi quặng bị nóng chảy, các ion của nó chuyên động tự do Phản ứngtại cực âm là: AI” + 3e —> AI Nhôm kim loại sau đó chìm xuống và được đưa ra

khỏi lò điện phân Tại cực dương, oxy dạng khí được tạo thành: 207 —› QO + 4e.

Cực dương cacbon bị oxi hóa bởi oxy theo phan ứng: O2 + C > COa, bị hao mòn danvà phải được thay thế thường xuyên.

Hiện nay, trên thé giới công nghệ Hall-Haroult được sử dụng phổ biến theohai hướng: (1) Công nghệ Soderberg: các cực dương trong các bê điện phân được tạothành từ một hỗn hợp than cốc, dầu mỏ và than đá Quá trình này diễn ra ở nhiệt độtrên 900°C, tạo ra nhiều chất bay hơi nhựa than đá Những khói này rất giàu

hydrocarbon thơm đa vòng gây ung thư (PAHs - Polycyclic Aromatic Hydrocacbons)

và phát tán trực tiếp tại nơi làm việc; (2) Công nghệ Prebake: cực dương là loại được

chế biến sẵn (thường trong một nhà máy riêng biệt trong lò nung cực dương và có

quạt thông gid) Do đó, các chất bay hơi từ nhựa than đá đã bị loại bỏ trước khi cực

dương được đưa vào bề điện phân Một số công nhân bị phơi nhiễm bởi PAHs vẫnxảy ra trong những hoạt động nhất định nhưkhởi động bề điện phân, hoạt động liênquan đến cực âm, nhưng nói chung ở nồng độ thấp hơn nhiều so với các bê điện phân

Nhôm được sử dụng trong các lĩnh vực vận tải (28%), xây dựng (23%), điện (13%),

bao bì (12%), cơ khí (10%), tiêu dùng bền vững (7%) và các lĩnh vực khác [82, 84].Bảng 1.3 Khả năng sản xuất và sản lượng nhôm tại các nước trên thế giới.

(Đơn vị: Nghin tan)

Quốc gia Khả năng sản xuất Sản lượng

2017 2018 2017 2018

Trung Quốc 45.200 47.800 32.300 33.300Án Độ 4.060 4.060 3.270 3.700

Quang bauxite ở châu Mỹ phân bố chủ yếu ở khu vực Nam Mỹ, với tong trữ

lượng khoảng 5 tỷ tan, trong đó:

Nước Mỹ: Mỏ bauxite chất lượng cao tại nước Mỹ là mỏ Arkansas có điệntích hàng trăm hecta Quặng bauxite thương mại chứa ít silic và có chất lượng cao:

56-59% AlsOa; 2-6% Fe203; <5% SiO Chiều dày trung bình các thân quặng là 4m,

10

lớn nhất là 12m [75] Năm 2018, nước Mỹ tiêu thụ 3,9 triệu tan bauxite, với giá trịước tính khoảng 120 triệu USD [84] Về cơ bản, tài nguyên bauxite trong nước khôngđủ đề đáp ứng nhu cầu lâu dài nên nước Mỹ hàng năm phải nhập khẩu quặng bauxitetừ các nước: Jamaica, Brazil, Guinea, Guyana và các nguồn khác; nhập khẩu aluminatừ: Australia, Brazil, Suriname, Jamaica và các nguồn khác Giá trung bình nhập khẩualumina năm 2018 là 560USD/tan; nhập khâu bauxite thô là 31 USD/tan Ngành nhômđóng góp cho tông sản phẩm quốc nội của Mỹ trung bình 100 tỉ USD/năm [84].

Jamaica: Jamaica ở vùng Caribe là nước được xếp trong nhóm đầu về trữlượng và sản lượng khai thác bauxite Mỏ bauxite ở Jamaica đã được phát hiện va

nghiên cứu từ lâu, được xem là mỏ điển hình của kiểu nguồn gốc phong hoá namtrong trầm tích đá vôi Ngành công nghiệp khai thác bauxite và sản xuất alumina đãphát triển tại Jamaica từ những năm 70 của thế kỉ trước với sản lượng bình quân ởmức 10 triệu tấn bauxite/năm và 2,5 triệu tấn alumina/năm Khoảng 50% quặngbauxite khai thác được sử dụng dé sản xuất alumina, phần còn lại dé xuất khâu Giaiđoạn 2017-2019, Jamaica đã xuất khâu khoảng 20,8 triệu tấn quặng bauxite, tươngđương mức trung bình khoảng 6,9 triệu tắn quặng bauxite/năm [101] Quốc gia này

hiện có ba nhà máy alumina với tông công suât là 3,6 triệu tân/năm.

Brazil: Các mỏ bauxite phân bố rộng rãi khắp vùng Amazon có nguồn gốcphong hoá nhiệt đới am Hiện nay, Brazil khai thác trung bình khoảng 30 triệu tấnbauxite và sản xuất 9 triệu tấn alumina hàng năm Brazil là quốc gia có sản lượngxuất khẩu bauxite đứng thứ 3 trên thế giới và có nhà máy alumina công suất lớn nhấtthé giới hiện nay (6,3 triệu tan/nam) Tháng 02/2018, Chính phủ Brazil đã ra lệnhđóng cửa nhà máy này và một mỏ khai thác bauxite 10 triệu tan gần đó Nguyên nhânlà do sự cố rò rỉ từ các khu vực hỗ bùn đỏ xảy ra sau những trận mưa lớn liên tiếp trútxuống khu vực này Cuối năm 2019, sau khi đảm bảo các nội dung về an toàn sảnxuất và bảo vệ môi trường, nhà máy này đã được cho phép hoạt động trở lại và tiễntới vận hành 100% công suất thiết kế vào năm 2020 [97].

1.1.5.3 Châu Phi

Guinea: Quặng bauxite ở châu Phi tập trung chủ yếu ở Guinea, đây cũng lànước có trữ lượng quặng bauxite lớn nhất thé giới [122] Nếu tính các mỏ bauxite đãđược xác định cả về trữ lượng và cấp độ, triển vọng và vị trí địa lý của nó thì Guinealà nước có tiêm năng quặng bauxite sô một trên thê giới Khả năng tiêp cận quặng

11

tương đối dé dang, hàm lượng quặng cao, nhiều thân quặng chứa trên 100 triệu tanbauxite Guinea có tiềm năng bauxite hơn 40,14 tỷ tấn, trong đó 10,6 tỷ tấn trữ lượngđã được xác minh; 18,7 tỷ tấn tài nguyên được dự đoán; hơn 10,8 tỷ tan được dự báo[123] Tiềm năng bauxite lớn là cơ sở dé Guinea trở thành một nước có ngành bauxite- nhôm phát triển Năm 2018, Guinea khai thác 50 triệu tan bauxite [84] Khoảng13% sản lượng bauxite của nước này được chế biến thành alumina, phan con lai duocxuất khẩu Ngành bauxite va alumina đóng góp trực tiếp gan 20% cho GDP ở Guinea,nhưng ngành này chưa đem lại sự hài lòng cho Chính phủ và người dân bởi các vanđề liên quan đến môi trường và việc làm cho các cộng đồng địa phương.

1.1.5.4 Châu Âu

Tài nguyên bauxite ở các nước châu Âu đã được khai thác từ rất lâu, hiện naytrữ lượng quặng bauxite ở khu vực này chỉ còn tương đối ít ở một số nước như HyLap, Italia, Montenegro, Thổ Nhĩ Kỳ v.v , trong đó Hy Lạp là nước đang khai thácquặng bauxite với sản lượng khoảng 1,8 triệu tan/nam Ngành công nghiệp nhôm ởcác nước châu Âu phát triển khá sớm Toàn châu Âu có 11 nhà máy alumina với tổngcông suất 7,44 triệu tan, 39 nhà máy điện phân nhôm với tổng công suất 5,1 triệu tan[87] Các nước Châu Âu đều nhập khẩu quặng bauxite và alumina dé sản xuất nhôm,trong đó Nga nhập khẩu quặng bauxite và alumina từ Châu Phi Nga có 3 mỏ quặngbauxite, 6 nhà may alumina, 11 nhà máy điện phân nhôm vala nước sản xuất nhôm

chủ yếu dé xuất khẩu vi lợi thế nguồn điện giá rẻ [81].1.1.5.5 Châu Á và Thái Bình Dương

Tài nguyên bauxite ở khu vực này chiếm 41% tổng trữ lượng quặng bauxite

trên thé giới, phân bô chủ yêu ở các nước Trung Quốc, Australia, An Độ, Việt Nam

Australia: Australia có trữ lượng bauxite lớn gồm các mỏ đang hoạt động vanhiều mỏ chưa khai thác Các mỏ bauxite của Australia có tỷ lệ bóc bỏ - tỷ lệ khốilượng của lớp phủ thấp, dao động trong khoảng 0,13:1 - 0,3:1; ở các quốc gia khácnhư Án Độ và Nam Mỹ, thường ở mức 1,2:1 [83] Ngành công nghiệp nhôm sơ cấp

của Australia bao gồm: Năm mo bauxite dài hạn; Bay nha máy san xuat alumina;

Năm nhà máy luyện nhôm chính với hơn 80% sản lượng xuất khâu ra thế giới và giátrị xuất khâu cao nhất là 16 tỷ đô la năm 2018-2019 Sản lượng hàng năm của quốcgia này duy trì 6n định ở mức 1,6 triệu tan nhôm và 20 triệu tấn alumina [82] Tất canhà máy điện phân nhôm của Australia đều sử dụng công nghệ Pre-bake.

12

Trung Quốc: Bauxite ở Trung Quốc chủ yếu thuộc loại karst, phân bố ở cáctỉnh Sơn Tây, Sơn Đông, Hà Nam, Quý Châu, Quảng Tây và Vân Nam [90, 92, 94,

106, 107] Vành đai Tu Văn là một khu vực sản xuất bauxite với sản lượng hàng năm

hơn hai triệu tan, thân quặng có chiều dài 1km, rộng 0.7km và có độ dày trung bình

3-5m Thành phần khoáng vật gồm diaspore, boehmit, kaolinit, và một lượng nhỏ các

khoáng vật phụ như zircon, rutil, fenspat, canxit, và hematit, kaolinit, illite v v

[107] Thanh phần hóa học chính của quặng bauxite ở huyện Tu Văn là AlO3 (55,7đến 73,5%) và SiO›, Fe203, TiOa, CaO, MgO, S, P khá giàu các nguyên tô đất hiém

(REEs) và các nguyên t6 vi lượng khác như Ti, Nb, Zr, Hf, Ta, va Th [107].

Hién nay, Trung Quéc là nha sản xuất nhôm lớn, nhập khâu bauxite từ cácnước Guinea, Malaysia và Indonesia [82] Ở Trung Quốc, 90% năng lượng điện sửdụng cho sản xuất nhôm sơ cấp là từ than đá, do vậy gây ra tác động lớn đến môitrường xung quanh dưới dạng khói, bụi, khí nhà kính và tro xỉ Theo dữ liệu mới nhấtcủa Viện Nhôm quốc tế (IAI), Trung Quốc là quốc gia tiêu thụ ít năng lượng dé sảnxuất nhôm (13,596 kWh/tan) [91, 97].

Công nghiệp khai thác quặng bauxite, sản xuất alumina và điện phân nhôm ởTrung Quốc từng xảy ra những sự cố gây ảnh hưởng nghiêm trong tới môi trường vàxã hội như: (1) Mau thuẫn xã hội và sự cố hồ bùn đỏ từ nhà máy luyện nhôm tạiQuảng Tây; (2) Ngập lụt tại nhà máy luyện nhômở tỉnh Sơn Đông, chất thải các loạiđã tràn ra môi trường khu vực xung quanh; (3) Cháy né tại nhà máy luyện nhôm ởTân Cương [82] Do vậy, gần đây Trung Quốc đã đưa ra các quy định khắt khe

hơn về môi trường đôi với ngành công nghiệp bauxite — nhôm.

kWh Mức tiêu thụ năng lượng cho 1 tấn nhôm (kWh)

1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013

——— Châu Phi —— Bic Mỹ ——— Chau A (trừ TQ)

——— Nam Mỹ —— Châu Âu =——— Châu đại dương

—GCC ———= Trung Quốc —= Thế giới

Hình 1.2 Biểu đồ mức tiêu thụ năng lượng cho một tan nhôm (kWh) [99].

13

An Độ: Ngoài các mỏ bauxite được thành tạo trong vỏ phong hoá đá bazan,còn có các mỏ bauxite được thành tạo do phong hoá hoá học đá phiến kết tinh Khiđá phiến giàu nhôm bị phong hoá, thì hàm lượng AlaO: tăng lên 5-6 lần, TiOa tănggần 2 lần Ngược lại, hàm lượng silic và các yếu tố kiềm thổ giảm đi hàng chục lần,kết quả dẫn đến hình thành quặng bauxite có chất lượng cao tại nhiều khu vực.Bauxite Ấn Độ có chất lượng cao với 46,8% AlaOa, 2,4% SiO›, 22,5% FezOa và 1,5%

TiO» [111, 122] Hiện nay, An Độ là nhà sản xuất nhôm đứng thứ hai trên thế giới.1.1.6 Bức tranh thị trường ngành nhôm toàn cau

Các quốc gia khai thác bauxite lớn trên thế giới là Trung Quốc (23%),Australia (25%), Guinea (17%) và Brazil (9%) với thị phần tổng cộng là trên 70%.Bồn nước sản xuất alumina lớn là Trung Quốc (55%), Australia (15%), Brazil (16%),Ấn Độ (5%) với tông cộng 81% sản lượng toàn cầu Trong những năm qua, các trungtâm sản xuất nhôm đã chuyên sang các nước có khả năng tiếp cận với nhiều nguồnbauxite giá rẻ Chi phí bauxite vẫn là hợp phan quan trong trong sản xuất alumina.

Theo Carmine Nappi (2013), chi phi bauxite, alumina và điện chiếm tỉ lệ gần bangnhau của tổng chi phi sản xuất nhôm, nhưng chi phí điện van là yếu tố quan trọngnhất, quyết định sự khác biệt trong chi phí sản xuất nhôm trên thế giới [81] TrungQuốc hiện có sản lượng nhôm lớn nhất trên thé giới (56%), không chỉ vì lợi thế vềnăng lượng, mà còn do trợ cấp của nhà nước, tỷ giá hối đoái và chính sách thươngmại (hình 1.3) Các quốc gia khác chỉ chiếm tỷ lệ thấp: An Độ (6%), Nga (6%),

Canada (5%), UAE (4%), Australia (3%).

My SAN XUAT ALUMINA THE GIGI 2018 Brazi SAN XUẤT NHÔM THE GIỚI 2018

1% Indonesia Việt ite

Hình 1.3 Biểu đồ ty trọng sản lượng alumina (trái) và nhôm (phải) của thé giới [84].

14

1.1.6.1 Giá mua - bán alumina, nhôm trên thé giới

Giá nhôm trên thị trường London Metal Exchange (LME) tăng dan theo thờigian (hình 1.4), nhưng đã giảm vào cuối năm 2019 do tăng trưởng kinh tế thế giớichậm lại đã làm giảm nhu cầu nhôm trên thị trường Sự suy giảm là do nhu cầu thấpcủa ngành công nghiệp ô tô và suy thoái kinh tế toàn cầu do dịch n-CoV.

0 0

2011 2013 2015 2017 2019 2021

mums Sảnxuât === Tiêu thu

— Giá trung bình LME

Hình 1.4 Biểu đồ sản xuất, tiêu thụ và giá nhôm thé giới [1 12].

Hiện nay trên thế giới khoảng 90% khối lượng alumina tiêu thụ hàng nămđược thực hiện theo các hợp đồng dài hạn, dao động từ 12% đến 18% giá nhôm kimtrên thị trường London (LME) Phần alumina còn lại được mua bán theo các hợpđồng giao hàng chuyến với biên độ dao động giá lớn, phụ thuộc nhiều vào tình hìnhcung cầu của thị trường Chi phí đầu vào giá alumina giảm khoảng 29% trong năm2019 (ở mức trung bình 335USD/tan với giá Australia FOB) — đã góp phan làm giảm

giá nhôm và nguyên nhân chính là do nguồn cung tăng và nhu cầu tiêu dùng nhôm

thấp hon Giá nhôm giao ngay LME trung bình 1.790USD/tan trong năm 2019, giảm15% so với mức trung bình năm 2018 là 2.1 10USD/tấn.

Nhôm là một nguyên liệu với sản lượng tiêu thụ lớn, khoảng 65 triệu tấn năm2019 [82] Trữ lượng bauxite trên thế giới đủ dé đáp ứng cho nhu cau trong khoảng230 năm nữa [111] Các nền kinh tế mới nổi hiện chiếm hơn 40% sản lượng bauxitevà mức độ cạnh tranh đã tăng lên Tiêu thụ alumina thế giới được dự báo sẽ tăng vàonăm 2020 và đạt 121 triệu tan vào năm 2021 do sản xuất nhôm sơ cấp sẽ tăng tronggiai đoạn 2020-2021 Mặc dù tăng trưởng kinh tế chậm lại, Trung Quốc là nguồncung alumina lớn nhất, chiếm 55% nhu cầu alumina thế giới Nga, An Độ và UAE sẽvẫn là những nước có nhu cầu alumina lớn Tiêu thụ bauxite thế giới được dự báo sẽtăng với tốc độ 5,7% /năm, lên gần 340 triệu tan vào năm 2021 [82, 84, 127].

15

1.1.6.2 Xu hướng phát triển công nghiệp bauxite — nhôm trên thế giới

Trong lịch sử phát triển hơn 100 năm, các cơ sở sản xuất alumina thường đượcdi chuyển đến các vùng có mỏ bauxite nhằm giảm chỉ phí vận tải Các nhà máy mớicó công suất lớn và sử dụng tự động hoá cao Theo S.N.Fedorov (2019), việc luyệnnhôm yêu cầu một lượng điện rất lớn, khoảng từ 13.000-17.000kWh/tan nhôm [89].Như vậy, chỉ có những nước có tiềm năng đồi dào về thủy điện hoặc có nguồn điệngiá rẻ khác mới có thể triển khai điện phân nhôm có hiệu quả Bên cạnh chi phí điệnthấp, các nước sản xuất nhôm lớn đều là những nước có chính sách công và trợ cấpngành cao Thị phần sản xuất nhôm có sự tham gia của các doanh nghiệp nhà nướcnhằm điều tiết các vẫn đề như cơ cấu thị trường không cạnh tranh, tạo việc làm, phânphối thu nhập và bình dang vùng và chủ quyên quốc gia về tài nguyên thiên nhiên.

Ngành nhôm thế giới đang đối mặt với thách thức từ các vật liệu thay thế như

thép cường độ cao, composite cạnh tranh trong ngành ô tô và hàng không vũ trụ

Tuy nhiên, vật liệu nhôm vẫn có lợi thế trong xu hướng phát triển hiện nay Các đặctính của sản phẩm nhôm như nhẹ, bền, điểm nóng chảy vừa phải, tính dẻo dai, tính

dẫn điện và chống ăn mòn sẽ tiếp tục được sử dụng trong tương lai.

1.1.7 Van đề môi trường liên quan hoạt động khoáng sản bauxite trên thé giới

Hoạt động khai thác, chế biến quặng bauxite đem lại nhiều lợi ích cho kinh tếthế giới, nhưng cũng gây ra những van đề môi trường bức xúc như: ô nhiễm môi

trường và xung đột xã hội; Thảm hoạ môi trường do bùn đỏ; Suy thoái tài nguyên sau

khai thác bauxite; Phát tán chất độc hại và những vấn đề khác.1.1.7.1 Ô nhiễm môi trường và xung đột xã hội

Các vấn đề môi trường liên quan đến khai thác quặng bauxite bao gồm ô nhiễmbụi, không khí, sa mạc hoá, ô nhiễm nước, ô nhiễm đất, ô nhiễm do bùn thải quặngđuôi, bùn đỏ và mâu thuẫn xã hội Các van dé này đã xuất hiện ở nhiều nơi trên thégiới, ví dụ điển hình là tại Tĩnh Tây, Quảng Tây, Trung Quốc, nơi nỗi tiếng có nhiềumo bauxite với trữ lượng đến 600 triệu tan, với dự án đầu tư khai thác bauxite, sảnxuất alumina và điện phân nhôm sử dụng nguồn điện từ nhà máy nhiệt điện than Mâuthuẫn phát sinh từ vấn đề thoát nước và ô nhiễm nguồn nước uống: hồ chứa bùn thảiquặng đuôi rò rỉ gây ô nhiễm nước ngầm; đất nông nghiệp của dân bị ngập lụt donhiều lần rò rỉ bùn đỏ từ nhà máy; hàm lượng kim loại nặng trong đất vượt quá tiêu

chuẩn cho phép, gây độc và không thé dùng dé canh tác [86].

16

1.1.7.2 Tham hoa môi trường do bùn đỏ

Bùn đỏ là chất thải tất yếu trong quá trình sản xuất alumina từ quặng bauxitetheo quy trình công nghệ Bayer Thành phần hóa học của bùn đỏ chủ yếu gồm: FezOa(nhiều nhất), AlaOa, SiO2, TiO» và các nguyên tổ vi lượng như Ni, Co, V, Cr, Mn, Cu,Zn, Mg, Bun đỏ từ bauxite do phong hóa các đá bazan ở nhiều nước (Brazil,Guinea, Việt Nam ) không chứa chất phóng xạ; nhưng bauxite có nguồn gốc khácthì có chứa phóng xa, vi dụ như ở Trung Quốc Về cơ bản bùn đỏ có lượng oxalatevà xút dư thừa quá nhiều làm cho độ pH lớn hơn 10, gây hại đến môi trường rat lớn.Bùn đỏ có thể được thải ra ở dang dung dịch ướt hoặc dưới dạng khô sau khi đã thuhồi xút dư từ quá trình sản xuất Hiện nay một số nước sản xuất alumina trên thế giớixây dựng nhà máy ở gần bờ biên dé thải bùn đỏ trực tiếp ra biển và nước biên sẽ pha

loãng nồng độ xút Tuy nhiên, phần lớn các nước tích trữ bùn đỏ trong các hồ chứa

cạnh nhà may, dẫn đến nguy cơ xảy ra sự cô môi trường do bùn đỏ Điền hình là thảmhoạ vỡ hồ chứa bùn đỏ tại Công ty nhôm Hungary tháng 10 năm 2010 Theo đó, đập

số 10 bị sụp đồ làm hơn 1 triệu m° bùn đỏ tràn ra môi trường, phủ kín 40km”, gây hưhại nhiều nhà dân, làm chết nhiều động vật, gây ô nhiễm và đe dọa ba con sông lớn,trong đó có sông Danube liên quốc gia Đây là thảm họa môi trường lớn nhất ở

Hungary và trong lịch sử ngành công nghiệp nhôm Công ty nhôm phải chi trả 647

triệu USD dé đền bù do thiệt hại này Sau sự có trên, Công ty này đã chuyền sangcông nghệ thải bùn đỏ ở dang khô và dựng lên nhiều lớp dé khan cấp.

1.1.7.3 Suy thoái tài nguyên sau khai thác bauxite

Suy thoái tài nguyên sau quá trình khai thác bauxite gồm có các vấn đề về chấtlượng đất sau khai thác, tài nguyên nước và hệ sinh thái trên bề mặt Trong hoạt độngkhai thác quặng bauxite, việc hoàn thé, phục hồi môi trường sau khai thác là nhiệmvụ bắt buộc đối với các công ty khai mỏ Hầu hết các quốc gia khai thác bauxite quymô lớn như: Australia, Jamaica, Trung Quốc đều có luật về khoáng sản và yêu cầuphục hồi các hệ sinh thái rừng trồng trên đất mỏ, cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡngN và P cho đất, thậm chí thi hành đóng cửa mỏ nếu không thực hiện yêu cầu này Cómột số nơi việc hoàn thé, phục hồi môi trường sau khai thác bauxite đạt hiệu qua tốt

như Tập đoàn Alcoa đã thực hiện tại mỏ Jarrahdale ở Australia hoặc ở mỏ Porto

Trombetas, Brazil Tuy nhiên, phần lớn các công ty khai mỏ vì tối đa hoá lợi nhuận

thường né tránh nhiệm vụ quan trọng trên.

17

Các vùng đất vốn có thảm thực vật xanh tốt với giá trị kinh tế cao, sau khaithác bauxite hệ sinh thái bề mặt bị thay đổi, trở thành gò đồi trống trọc, các tang đất

bị đảo lộn, khi có mưa lớn kéo dài, dòng chảy mặt gây xói mòn, rửa trôi dinh dưỡng,

hoặc thời tiết khô hạn khiến đất đai bị thoái hóa theo xu thế hoang mạc hóa, mất khảnăng giữ nước Tommy Johansson (2003) cho rang lớp thé nhưỡng tự nhiên trên bềmặt phải mat hang trăm năm mới được hình thành và rất khó đề thiết lập lại hệ sinhthái đa dạng ban đầu [101] Theo João Carlos Costa Guimaraes và các cộng sự (2013),đất ở các khu vực sau khai thác bauxite có mức độ dinh dưỡng và đặc tính hóa lý thấphơn nhiều với đất ban đầu [93] Các vấn đề về môi trường, suy thoái tài nguyên, tácđộng tiêu cực đến môi trường xã hội do hoạt động khai thác bauxite ở một số khu mỏbauxite tại Ấn Độ, Malaysia, Nam Phi cũng được tổng quan trong nghiên cứu của

Prahant Hindurao Kamble và cộng sự (2019) [103].

1.1.7.4 Phát thai khí nhà kính từ quá trình sản xuất nhôm

Theo thống kê của Meenu Gautam và các cộng sự (2018), khoảng 21% khíthải nhà kính toàn cầu (GHG) là do phát thải công nghiệp, trong đó ngành nhômchiếm 1% [91] Các khí thải ngành nhôm chủ yếu gồm carbon dioxide, metan, oxit

nito, hydrofluorocarbons, perfluorocarbons và lưu huỳnh hexafluoride, trong đó, hai

hợp chat perfluorocarbon là CF4 va C›Fs, đóng góp khoảng 48% Trung bình 1 tannhôm được sản xuất, sẽ thải ra 0,55 tan CO> [99] Phát thai flo đưới dang khí hydroflorua và natri, nhôm florua và cryolite là thành phần không mong muốn từ quá trìnhđiện phân nhôm Theo M Gautam và các cộng sự, đã có nhiều nghiên cứu về ô nhiễmđất, nước và hệ sinh thái do khí flo trong bán kính 3-5km tại khu vực nhà máy điệnphân nhôm ở các nước Australia, Na Uy [91].

1.1.7.5 Tai nan trong ngành công nghiệp nhôm tại nơi làm việc

Hiện nay, các tai nạn liên quan đến sự cé trong ngành công nghiệp nhôm đượcthống kê theo mức ảnh hưởng lên người lao động và phân chia thành hai nhóm: (i)Tai nạn làm mắt thời gian làm việc là tai nạn làm cho người bị thương phải vắng mặttrong một hoặc nhiều ngày làm việc sau khi xảy ra tai nạn và (ii) Tai nạn làm hạn chế

công việc hoặc phải điều trị y té 1a loai tai nan khién cho người bi thương được giaomột công việc khác, thường có yêu cầu chuyên môn và mức thu nhập thấp hơn so vớicông việc ban đầu, hoặc phải điều trị chan thương cho đến khi phục hồi và cho phéptrở lại hoạt động bình thường Theo thống kê của Viện Nhôm thế giới, tỉ lệ tai nạn

18

trong ngành công nghiệp nhôm có xu hướng giảm dan trong giai đoạn 1999 đến 2019.Nguyên nhân là do tiến bộ khoa học kỹ thuật và tự động hoá trong sản xuất nhiều hơnnên số lượng người lao động bị ảnh hưởng khi các sự cỗ xảy ra đã giảm dan Trong

giai đoạn 2014-2019, tỉ lệ tai nạn làm mất thời gian làm việc ở mức trung bình 5%

tính trên 1 triệu giờ làm việc, tỉ lệ tai nạn làm han chế công việc hoặc phải điều trị ytế ở mức trung bình 4% tính trên 1 triệu giờ làm việc Tổng tỉ lệ các tai nạn ghi nhận

ở mức trung bình 4,5% tính trên l1 triệu giờ làm việc [96].

1.1.8 Một số kinh nghiệm về quản lí môi trường trong khai thác, chế biến bauxitetrên thế giới

1.1.8.1 Hoàn thổ, phục hồi môi trường

Các nước đang khai thác bauxite trên thế giới rất chú trọng và có trách nhiệmvề phục hoàn môi trường sau khai thác bauxite Brazil đã trồng lại rừng trên diện tích

1.500ha tại mỏ Porto Trombetas; Dự án khai thác bauxite của tập đoàn Alcoa đã tao

ra các hiệu ứng kinh tế và xã hội tích cực trong cộng đồng địa phương và được côngnhận là một chuẩn mực về bền vững [78] Các công ty khai thác bauxite ở Venezuelatriển khai phục hồi môi trường gắn với hỗ trợ phát triển kinh tế cho người dân, trồngcỏ Vetiver đề bảo vệ đất, chống xói mòn [35, 108] Australia đã nghiên cứu khả năngtự duy trì của hệ sinh thái rừng trồng trên đất mỏ sau khai thác bauxite bằng cáchcung cap day đủ các chất dinh dưỡng N và P [97] Hoàn thé, phục hồi môi trường là

trách nhiệm của doanh nghiệp, các nhà quản lý và các bên liên quan với mục tiêu tạo

ra sinh kế bền vững cho người dân địa phương.

1.1.8.2 Xứ lý bùn do

Trong bùn đỏ thải ra từ các nhà máy alumina là hỗn hợp của hóa chất (xút) dưthừa từ khâu sản xuất và các kim loại nặng từ quặng bauxite Phương pháp thải ướtyêu cầu phải bơm phân pha lỏng từ hồ để tái sử dụng, vì pha này gây nguy hiểm đốivới môi trường nhưng lại chứa nguyên liệu (xút) đắt tiền đối với công nghệ sản xuấtalumina Tuy nhiên, trước khi được bơm về nhà máy, bùn đỏ sẽ phân pha theo thờigian, các thành phần cỡ hạt nhỏ và siêu mịn chứa các kim loại nặng của pha rắn bịphân ly trong nước và nguy cơ gây 6 nhiễm môi trường từ kim loại nặng là rất dé xảyra trong trường hop mưa lớn hoặc sự cô môi trường Hiện nay, các nhà sản xuấtalumina trên thế giới thường áp dụng phương pháp thải khô băng cách thu hồi xút để

19

tái sử dụng, phân còn lại của bùn đỏ được làm khô và đưa ra bãi chôn nén theo tâng.

Đây cũng là giải pháp khá an toàn về mặt môi trường so với phương pháp thải ướt.

Theo Sedef Dikmen và các cộng sự, khối lượng bùn đỏ được thải ra hàng năm

từ các nhà máy alumina trên thé giới là rất lớn, ước tính khoảng trên 120 triệu tan[85] PE Tsakiridis và các cộng sự cho rằng bùn đỏ có chi phi xử lý cao, chiếmkhoảng 2% giá alumina [125] Trên toàn thế giới đã có những nghiên cứu về sử dụngbùn đỏ cho các mục đích khác nhau như: làm chất hấp phụ dé loại bỏ kim loại nặng,thuốc nhuộm, phốt phát, nitrat và florua [100]; thu hồi sắt, nhôm, titan và các kimloại vi lượng khác [104]; làm vật liệu ồn định cho việc phân lớp lót [102]; sản xuấtvật liệu phóng xạ [79]; làm phụ gia gốm sứ, phụ gia xi măng, gạch xây dựng [121];

làm bột màu và sơn [120] v.v Nhìn chung, ứng dụng các kết quả nghiên cứu còn

nhiều hạn chế, khối lượng tái sử dụng bùn đỏ còn tương đối nhỏ, trong khi nhu cầu

xử lý an toàn bùn đỏ là rất lớn, do vậy phương pháp chôn lắp vẫn được sử dụng kháphô biến hiện nay.

1.1.8.3 Khả năng vận dụng kinh ngiệm thế giới vào thực tiễn Việt Nam

Có thể thấy các vấn đề về môi trường và quản lý của ngành công nghiệpbauxite — nhôm trên thé giới đã được tổng quan tương đối đầy đủ và da dang Cácvan đề môi trường liên quan đến ngành công nghiệp bauxite — nhôm vừa có nhữngnét tương đồng với các hoạt động khai khoáng khác lại vừa có những nét đặc thiriêng cần được quan tâm Bên cạnh những vấn đề chung như ô nhiễm nước, khôngkhí, đất, các nội dung liên quan đến phục hồi môi trường sau khai thác quặng bauxite,

ô nhiễm và quản lý bùn đỏ và kiêm soát phát thải khí chứa Flo là những nội dung cầnđặc biệt lưu ý trong quá trình quản lý hoạt động khai thác, chế biến quặng bauxite.

Việt Nam có thê học hỏi kinh nghiệm quản lý của những quốc gia có nét tươngđồng về đặc điểm tài nguyên quặng bauxite và điều kiện kinh tế xã hội, trên cơ sở đórút kinh nghiệm và xây dựng các dự án phát triển một cách toàn điện hơn Do đặc thùngành công nghiệp nhôm đem lại lợi ích kinh tế cao và đóng góp đáng ké vào ngânsách của quốc gia, nhưng lại gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và xã hội,

nên xu hướng quản lý chung trên thế giới hiện nay là xây dựng quy hoạch phát triển

ngành, ban hành các quy định về quản lý chung, hướng dẫn quy trình công nghệ sảnxuất, quy trình hoàn thổ, phục hồi môi trường, kết hợp với việc xây dựng các chínhsách hỗ trợ phù hợp với đặc thù phát triển của ngành Việc ưu tiên lựa chọn doanh

20

nghiệp quôc doanh thực hiện các dự án khai thác, chê biên quặng bauxite cân đượcxem xét trong bôi cảnh phân phôi lợi ích trong xã hội và bảo vệ chủ quyên về tải

nguyên thiên nhiên, an ninh quốc phòng khu vực Tây Nguyên.

1.2 Tổng quan nghiên cứu về sử dụng tài nguyên bauxite ở Việt Nam1.2.1 Nghiên cứu địa chất về bauxite Tây Nguyên

Hiện nay, hệ thống văn bản pháp luật Việt Nam đã có những quy định cụ thévề phân cấp đánh giá tài nguyên, trữ lượng khoáng sản trong điều tra cơ bản địa chatvề khoáng sản và hoạt động khoáng sản tại thông tư số 60/2017/TT-BTNMT ngày8/12/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Theo đó, Tài nguyên khoáng sản ranxác định là tai nguyên đã được đánh giá, thăm dò xác định được vi trí, diện phân bố,

số lượng, chất lượng với mức độ tin cậy về địa chất; Trữ lượng khoáng sản ran là một

phần của tải nguyên khoảng sản ran xác định đã được thăm dò, dự kiến khai thác, chếbiến có hiệu quả kinh tế trong những điều kiện thực tiễn tại thời điểm tính trữ lượng.

Các khái niệm trên được sử dụng xuyên suốt trong luận án này Việc phân cấp trữlượng và tài nguyên khoáng sản rắn thực hiện trên cơ sở kết hợp 3 tiêu chí là mức độhiệu quả kinh tế, mức độ đánh giá khả thi về kỹ thuật công nghệ, mức độ tin cậy địachất và được đánh số theo quy định Trong luận án sử dụng số liệu về trữ lượng vatài nguyên dự báo bauxite theo hệ thống phân cấp A, B, C và P.

Các công trình nghiên cứu của ngành Địa chất chỉ ra rằng, ở Việt Nam cácthành tạo bauxite phân bố rải rác ở nhiều nơi từ miền Bắc đến miền Nam, nhưng tậptrung chủ yếu trên địa phận Tây Nguyên trong vỏ phong hoá nhiệt đới âm các đábazan [17, 44, 62, 75] Dai quặng bauxite ở Tây Nguyên kéo dai theo phương BắcNam, nam doc theo dai Trường Son Nam, từ Măng Den (Kon Tum) qua Kon HàNừng (Gia Lai), Gia Nghĩa (Đắk Nông) đến Bảo Lộc (Lâm Đồng) và kết thúc ở BìnhLong (Binh Phước) Quang bauxite Tây Nguyên nam trong hơn 20.000 km? vỏ phonghoá của đá phun trào bazan, tuôi Neogen — Dé tứ, cách ngày nay hơn 5 triệu năm Daiquặng bauxite ở Tây Nguyên phân bố trên diện rộng, tạo nên một vùng giàu tàinguyên khoáng sản bauxite và có giá trị công nghiệp lớn, cần được quy hoạch khaithác, chế biến tập trung dé phuc vu phat triển kinh tế xã hội của đất nước [44, 46, 75].

Theo nghiên cứu của Đặng Trung Thuận, Mai Trọng Nhuận và các cộng sự

(1981, 1983), quá trình thành tạo, thành phan vật chất, đặc điểm phân bồ của vỏ phong

hoá và khoáng san bauxite laterite liên quan được quyét định bởi các điêu kiện can

21

và đủ, bao gồm: loại đá mẹ, điều kiện khí hậu, đặc điểm địa hình, địa mạo, mực nướcngầm, lớp phủ thực vật, thời gian phong hoá [44, 46, 62, 75] Yếu tố địa hình chi phốivà đóng vai trò rất quan trọng đối với sự hình thành vỏ phong hoá chứa bauxite.

Không phải ngẫu nhiên trên sơ đồ phân bố quặng bauxite Tây Nguyên các mỏ bauxite

có chat lượng cao và quy mô lớn tập trung nhiều tại tinh Dak Nông Tại đây hiện diệnmột cao nguyên rộng lớn tên gọi là Mơ Nông, bao trùm diện tích tỉnh Đắk Nông vàmột phần lấn sang đất nước Campuchia, cau thành từ đá bazan, với bề mặt địa hìnhnhiều bậc, cao độ từ 500 đến 1.500m, là nơi đầu nguồn của nhiều nhánh sông suốichảy về tứ phương, thuận lợi cho quá trình phong hóa nhiệt đới 4m và tạo quặngbauxite với trữ lượng lớn Cùng với điều kiện khai thác mỏ thuận tiện, vùng này làtiền đề dé phát triển ngành công nghiệp bauxite - nhôm day triển vọng của Việt Nam.

Chiều dày của lớp bauxite laterite phụ thuộc rất nhiều vào địa hình dạng đồi, phầnđỉnh đôi lớp quặng dày hơn ở phần sườn đồi Ở chân đôi, nơi mực xâm thực cơ sở thìkhông có lớp quặng bauxite [44, 62] Lớp quặng bauxite có bề dày trung bình 4-óm,nằm gần mặt đất nên dé dàng khai thác bằng công nghệ lộ thiên (hình 1.5).

Lớp Tên lớp Mô tả sơ bộ

1 | Lớp thé nhưỡng, đất đỏ Màu xám, vàng, có rễ cây

San, sỏi, cuội, các kêt von trong

sét nâu do, nâu vàng, xám

Cấu trúc sọc ngang, khung xương

màu đỏ nâu đen, rắn chắc

Sét trắng vàng, vàng bở tơiCó kết hạch SIO,

Gắn kết yếu khung xương đỏ nâu.

Đá bazan bán phong hoá(saprolit)

6 | Đá bazan tươi Đá bazan ran chặc, màu xám xanh

Hình 1.5 Mặt cắt tổng hợp vỏ phong hóa trên đá bazan ở Tây Nguyên [75].

22

1.2.2 Kết quả nghiên cứu về tài nguyên, trữ lượng bauxite Tây Nguyên

Quang bauxite phân bố ở các tinh Tây Nguyên, nhưng tập trung nhiều nhất ở2 tinh Lâm Đồng và Dak Nông [57, 65, 74, 75] Các lớp phủ vỏ phong hoa đá bazanchủ yếu gặp trên các cao nguyên ở Tây Nguyên như ở Pleiku, Krông Búc, Đắk Nông

- Bù Đăng, Kon Hà Nừng - Kon Plông, Bảo Lộc, Di Linh Tại tỉnh Lâm Đồng, lớp

phủ bazan ở các cao nguyên Bảo Lộc, DI Linh và diện lộ bazan vùng Đức Trọng với

diện tích ước tính khoảng 3.500km” [17, 64, 75] Các vùng khác như Măng Den, Kon

Hà Nừng cũng có những điểm quặng bauxite laterite nhưng thuộc loại quy mô nhỏ,chất lượng thấp hơn quặng bauxite tại Đắk Nông và Lâm Đồng.

Theo quy hoạch 167 về bauxite năm 2007, tại điều 1, khoản 5, mục a) trữlượng quặng đã xác định và tài nguyên dự báo bauxite ở Việt Nam theo các cấpA+B+C và +P1 khoảng 5,5 tỷ tan, trong đó trữ lượng quặng và tài nguyên dự báo ởmiền Nam Việt Nam khoảng 5,4 tỷ tấn, riêng ở Tây Nguyên là 5,205 tỷ tấn [57] Đâylà lợi thế quan trọng và là nguồn lực dé nước ta hình thành ngành công nghiệp nhôm.

Bang 1.4 Trữ lượng va tài nguyên bauxite laterite của Việt Nam

STT Tên mỏ Lượng quặng tinh Lượng quặng nguyên(nhóm mỏ) (tân) khai (tân)

Dak Tik 25.318.000 86.008.000Bac Gia Nghia 152.755.000 309.756.000

Tong khu vực Tây Nguyên 2.183.909.817 5.205.450.000Tong cả nước 2.298.382.502 5.432.424.000

Nguồn: [57]1.2.2.1 Tài nguyên bauxite ở tỉnh Đắk Nông

Trên địa phận tỉnh Dak Nông có nhiều mỏ bauxite, trong đó có mỏ 1/5, mỏGia Nghĩa, mỏ Đắk Song Mỏ bauxite 1/5 thuộc các xã Quảng Sơn, Đắk Hà huyệnĐắk Glong và các xã Trường Xuân, Nậm N.Jang huyện Đắk Song, tỉnh Đắk Nông đã

được thăm đò tỉ mỉ và tính trữ lượng Độ thu hồi quặng có cỡ hạt >2mm trên 41%.

Quặng nằm trong vỏ phong hoá dày 50-60m Mặt cắt gồm 4 đới từ trên xuống: Đớithé nhưỡng; Đới chứa bauxite laterite dày 10-13m; Đới sét cấu trúc litoma dày 10-20m và đới bazan phong hoá (saprolit) dày >6-8m Thành phần khoáng vật trong tinh

quặng (%): gibbsite (59,7-79,9); alumogotit (7,7-29); caolinit (1-3,4); thạch anh (0,3);

ilmenit (0,2-0,8) [17, 64, 75].

Mỏ Gia Nghia ở Dak Nông đã được tìm kiếm thăm do so bộ, trước đây xácđịnh trữ lượng cấp C, quặng nguyên khai là 333,68 triệu tấn; trữ lượng quặng tinh là164,06 triệu tan [57] Đến năm 2008, Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng san(TKV) đã hoàn thành thăm dò địa chất bố sung mỏ này, cho thấy trữ lượng quặngtăng lên 5-10% Theo tài liệu thăm đò quặng bauxite ở Dak Nông của TKV, lớp quặngở đây nằm gan mặt dat, có nơi quặng lộ ngay trên đỉnh đồi Cau tạo mặt cắt đơn giản,quặng bauxite năm kẹp giữa hai lớp đất: bên trên là lớp thé nhưỡng dat đỏ bazan vớilớp phủ thực vật, bên dưới là lớp sét loang 16 chứa caolinit khá day Thân quặng cóchiều dày thay đổi, từ 1-2m đến 7-8m, trung bình 5-6m Chiều dày lớp quặng lớn nhấtthường nằm ở các đỉnh đồi va mỏng dan về phía sườn đến chân đôi Theo chỉ tiêu

công nghiệp, quặng được chia làm hai loại: quặng giau đạt giá tri công nghiệp vaquặng nghèo không đạt chỉ tiêu công nghiệp Quặng bauxite nguyên khai ở Gia Nghĩa

có hàm lượng Al2O3 thấp (35-39%), các oxit khác cao (bảng 1.5).

24

Bảng 1.5 Đặc điểm quặng bauxite tại một số mỏ ở Đắk Nông và Lâm Đồng

Hàm lượng | Hàm lượng | Hàm lượng Modun

Mỏ bauxite TB ALO; TB SiOz TB Fe203 Silic

(%) (%) (%)

1/5 — Dak Nông 37 2,78 19,76 13,3Gia Nghia — Dak Nông 37 5,9 27 6,27

Dak Song — Dak Nông 48,60 3,57 17,32 13,6Tân Rai — Lam Đông 38,98 5,66 27,48 6,9

Nguồn: [65, 75].1.2.2.2 Tài nguyên bauxite ở tỉnh Lâm Dong

Vùng Bảo Lộc, Lâm Đồng gồm nhiều điểm quặng: Tân Rai, Bảo Lộc, GiaBạc đã được điều tra, đánh giá sơ bộ, đạt quy mô mỏ lớn và trung bình Mỏ Tân

Rai thuộc địa phận huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng, nằm ở khu vực thượng nguồnsông La Ngà, địa hình đồi thấp, mực nước ngầm nằm ở độ sâu trung bình 10-15m,

dao động trong khoảng 3-5m Mỏ đã được thăm dò sơ bộ và kết quả cho thấy các thânquặng rất khác nhau, dao động trong khoảng: diện tích 0,2-7km”, dày 2,6-4,1m.Thành phần khoáng vật (%): gibbsite là 59,2; kaolinite 8,8; gotit 17,4; hematite 8,6;ilmenite 3,0; anatas 1,4 Mỏ có trữ lượng quặng nguyên khai là 835.383.700 tan, tylệ trung bình quặng trên diện tích là 72.662 tan/ha; tỷ lệ quặng trên đất phủ là 5tan/(m?) [17, 64, 75] Theo tiêu chuẩn về chất lượng quặng bauxite công nghiệp trênthé giới, quặng bauxite ở Tan Rai (Lâm Đồng) và Nhân Cơ (Đắk Nông) có hàm lượngAlO3< 40%, modun silic lớn hơn 6,25 nhưng nhỏ hơn 7 (bảng 1.5), do vay chấtlượng quặng ở mức trung bình, phải qua quá trình tuyển rửa trước khi đi vào chế biến.1.2.3 Hoạt động khai thác, chế biến bauxite ở Tây Nguyên

Tại Lâm Đồng, quặng bauxite đã được khai thác quy mô nhỏ ở mỏ Bảo Lộcđể cung cấp cho nhà máy hoá chất Tân Bình (Tập đoàn Hoá chất Việt nam) từ năm1976 [1, 75] Năm 1996, Chính phủ Việt Nam cho phép Tổng công ty Khoáng sản

Việt Nam (VIMICO) khởi động chương trình khai thác quặng bauxite VIMICO đã

chọn mỏ Tân Rai ở Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng để nghiên cứu dự án đầu tư và cùng đốitac là Công ty nhôm Pechiney (Pháp) dé lập báo cáo nghiên cứu khả thi đối với Tổhợp bauxite — alumina — nhôm Lâm Đồng với công suất 300.000 tan alumina/năm và72.600 tân nhôm kim loại/năm cho sử dụng trong nước và xuất khẩu Đây là dự ánmở đường cho việc xây dựng một trung tâm công nghiệp nhôm đầu tiên ở Việt Nam.Năm 2001, Chính phủ quyết định chưa đầu tư nhà máy điện phân nhôm do thiếu

25

nguồn cung cấp điện Dự án phải dừng lại nhưng dù sao đây cũng là bước đi tạo ratiền đề cho Tổ hợp Tân Rai ngày nay.

Năm 2007, Chính phủ đã xác định khai thác, chế biến quặng bauxite là mộttrong những ngành công nghiệp ưu tiên giai đoạn 2007-2010 và tầm nhìn đến 2020và xúc tiễn tô chức triển khai thực hiện theo quyết định 167/2007/QD-TTg về quyhoạch phân vùng thăm dò khai thác chế biến quặng bauxite giai đoạn 2007-2015, cóxét đến 2025 Theo đó đến năm 2025 trên khu vực Tây Nguyên — noi tập trung hơn

90% trữ lượng quặng bauxite cả nước — được xác định là vùng khai thác theo quy mô

công nghiệp với 12 cơ sở khai thác, chế biến bauxite với tổng công suất năm là: 18 triệu tấn alumina; 0,65 triệu tấn hydroxit; 0,4-0,8 triệu tấn nhôm kim loại [57].Đây là quy hoạch khoáng sản có quy mô rat lớn và có tác động trên diện rộng Năm

12,8-2009, Bộ Chính trị đã có kết luận tại Thông báo số 245-TB/TW về chủ trương thực

hiện thí điểm 2 tổ hợp là Tân Rai (Lâm Đồng) và Nhân Cơ (Đắk Nông) Thông báochỉ rõ: “Trén cơ sở kết quả của 2 tổ hợp, tô chức rút kinh nghiệm dé bổ sung, hoànchỉnh quy hoạch và kế hoạch cho giai đoạn tiếp theo” [4].

Hiện nay, trên địa bàn Tây Nguyên có 3 đơn vị khai thác, chế biến quặngbauxite là: nhà máy sản xuất hydroxit nhôm Tân Bình (Tập đoàn Hoá chất Việt Nam)công suất khoảng 20.000 tan/nam; tô hợp Tan Rai (Lâm Đồng) và tổ hợp Nhân Cơ(Đắk Nông) do Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam làm chủ đầu tư với công suấtthiết kế là 650.000 tan/nam/nha máy, sản phẩm chính là alumina phục vụ xuất khẩu.1.2.4 Nghiên cứu trong nước về khai thác, sử dụng tài nguyên bauxite Tây Nguyên1.2.4.1 Về hiệu quả tổng thể và phát triển ngành công nghiệp bauxite-nhôm

Khai thác, chế biến quặng bauxite là một hoạt động có ý nghĩa lớn đối vớivùng đất Tây Nguyên, được giới khoa học và các tầng lớp nhân dân thực sự quantâm Năm 2008, Hội thảo khoa học đầu tiên về bauxite với chủ đề “Tìm kiếm giảipháp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và xã hội do khai thác bauxite TâyNguyên” đã được tổ chức tại Gia Nghĩa tỉnh Đắk Nông Trong đó, có các nghiên cứucủa các tác giả Đặng Trung Thuận, Nguyễn Dinh Hoè, đều đã chỉ ra các tác độngtới môi trường của hoạt động khai thác, chế biến bauxite đến khu vực Tây Nguyênvà các vùng lân cận, đặc biệt nhắn mạnh đến vấn đề nguồn cung cấp nước, tác độngô nhiễm nguồn nước trên diện rộng, thay đôi địa hình và xói lở trong mùa mưa, vandé hoàn thé, phục hồi môi trường dat sau khai thác và quản lý, xử lý bùn đỏ [29, 59].

26

Nguyễn Khắc Vinh (2013) cho rằng Việt Nam có tài nguyên và trữ lượngbauxite lớn so với thế giới, tuy nhiên không có lợi thế và các điều kiện về cơ sở hạtầng, điều kiện kinh tế xa hội chưa đảm bảo cho sản xuất và chế biến bauxite ở quy

mô lớn Tác giả này nhận định hoạt động khai thác và phát triển bauxite trong thời

gian tới sẽ không đạt hiệu quả kinh tế và không hiện thực [77].

Nguyên cứu của Nguyễn Quang Thái (2013) đã phân tích một số thành phầnchi phí của các tô hợp khai thác, chế biến bauxite Tan Rai và Nhân Cơ Các chi phínày gồm có: chi phí đền bù giải phóng mặt bằng, chi phí khai thác nguyên liệu

bauxite, chi phí xử lý bùn đỏ, chi phí xây dựng và chạy thử nghiệm, chi phí năng

lượng, chỉ phí lao động và chỉ phí giao thông vận tải Tác giả này cho rằng mức chỉphí hỗ trợ đền bù là chưa thoả đáng dé ổn định sinh kế cho người dân [55].

Nguyễn Thanh Son (2013) đã chỉ ra những tổn tại trong quá trình thực hiệncác tô hợp bauxite — alumina tại Tây Nguyên liên quan đến quy hoạch, lựa chọn côngnghệ, hiệu quả kinh tế - tài chính, hiệu quả kinh tế - xã hội, cơ sở hạ tầng và các vẫnđề môi trường Theo nghiên cứu này, kết quả phân tích hiệu quả kinh tế - tài chínhcho thấy hoạt động của t6 hợp Tân Rai không đem lại hiệu quả và không có khả năngthu hồi vốn Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội cho thấy người dân tộc tạichỗ đang có nguy cơ bị gạt ra ngoài cuộc, không gian sinh tồn của đồng bào đang bịphá huỷ bởi hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tác giả này cho rằng cần coi trọngnhư nhau hiệu quả kinh tế - tài chính, hiệu quả kinh tế - xã hội và hiệu quả kinh tế -

môi trường của các dự án trên khu vực Tây Nguyên [49].

Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Ban (2013), tổ hợp Nhân Co sẽ không cóhiệu quả kinh tế khi có một trong số các trường hợp sau thay đối: thuế xuất khâu lớnhơn 5%, phí môi trường lớn hơn 15.000VND/tan quặng nguyên khai, giá aluminabình quân ở mức thấp hơn 310USD/tan [2] Kết quả nghiên cứu của các tác giả trênđều chỉ ra hiệu quả của tổ hợp Tân Rai và Nhân Cơ theo công bố của TKV đã chưa

tính đúng, tinh đủ các chi phí trong và ngoài nhà máy, TKV đã có sự lẫn lộn giữa

hiệu quả tài chính của doanh nghiệp với hiệu quả kinh tế đối với toàn xã hội.

Về phát triển hợp lý tải nguyên bauxite Tây Nguyên, Đặng Trung Thuận, LêVăn Khoa, Phạm Quang Tú và các cộng sự nhận định để phát triển bền vững ngànhcông nghiệp bauxite — nhôm cần tính toán hiệu quả tông thé trên quan điểm xã hội,hài hoà với phát triển kinh tế cả nước [75] Nguyễn Đức Quý (2013) cho rằng quy

27

hoạch phát triển ngành công nghiệp nhôm cần được nghiên cứu phù hợp với nhu cầuthị trường trong và ngoài nước, phù hợp với đặc điểm tài nguyên và công nghệ khaithác bauxite, hài hoà lợi ích doanh nghiệp và cộng đồng [48].

Các tác giả Lê Văn Khoa, Phạm Quang Tú (2014) cho rằng khai thác tàinguyên bauxite tại Tây Nguyên sẽ có tác động bắt lợi rất lớn đến môi trường sinh tháivà kinh kế của người dân, chỉ nên khai thác khoáng sản ở Tây Nguyên khi thực sựcần thiết và khi hội đủ điều kiện về tiếp cận công nghệ, trình độ kĩ thuật, trình độquản lý và kiểm soát được các vấn đề về môi trường [76] Kết quả nghiên cứu củaNguyễn Cảnh Nam (2019) nêu ra các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu và tìm cách giảiquyết, đó là hoàn thiện công nghệ và nội địa hóa vật tư, thiết bị chế biến alumina, xửlý và tái chế bùn đỏ, kiểm soát nước thải, khí thải, hoàn thổ, hoàn nguyên môi trườngkhu vực khai thác bauxite nhăm nâng cao hơn nữa hiệu quả kinh tế - xã hội, an toànmôi trường và hiệu quả sử dụng đất khu vực các tô hợp khai thác, chế biến bauxite[39] Các tác giả Trương Mạnh Tiến, Lưu Đức Hải, Nguyễn Mạnh Khải và các cộngsự (2019) cho rang dé phát triển bền vững ngành công nghiệp nhôm cần có các kịchbản và đánh giá môi trường chiến lược quy hoạch khai thác và chế biến bauxite TâyNguyên dựa trên các van đề cốt lõi về môi trường, kết hợp với điều chỉnh công nghệkhai thác, tuyển quặng bauxite dé giảm chi phí và tận dụng tài nguyên [69].

1.2.4.2 Nghiên cứu về xử lý bùn đỏ

Từ khi Tổ hợp Tân Rai ra đời, nhiều công trình nghiên cứu về tận dụng bùn

đỏ của nhà may alumina dé sản xuất chat lọc HaS chứa trong khí biogas, gạch khôngnung, gang xốp và thép, vật liệu xây dựng, thu hồi sắt đã được thực hiện Trong đó,kết quả nghiên cứu của Lưu Đức Hải cho thấy nếu xây dựng nhà máy sản xuất gạch

gốm nung từ bùn đỏ có công suất 15 triệu viên/năm, có thé đem lại lợi nhuận trên 43

tỉ VNĐ/năm [22] Ngoài ra, hướng nghiên cứu sử dụng bã thải sinh học và than bùn

để trung hoà bùn đỏ thành đất trồng cây của nhóm các nhà khoa học thuộc trườngĐại học Đà Lạt và Sở Khoa học Công nghệ Lâm Đồng đã được tiến hành Hướngnghiên cứu thử nghiệm sử dụng bùn đỏ dé chế tạo chất hấp thụ kim loại nặng như Pb,As, Zn, Cu trong nước thải, chế tạo bùn đỏ hoạt tính để xử lý một số khí độc hạivô cơ và hữu cơ cũng đã được triển khai trong nhiều đề tài nghiên cứu ở các cấp Tỉnhvà cấp Bộ [21, 23, 28, 31, 32, 36-38, 43, 45, 47, 63] Tuy nhiên các nghiên cứu nảy

mới chỉ dừng lại ở mức thử nghiệm quy mô nhỏ.

28

Năm 2015, đề tài nghiên cứu công nghệ sản xuất thép và vật liệu xây dựngkhông nung từ bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumina tại Tây Nguyên của Vũ ĐứcLợi đã đăng ký 02 bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp: (i) Quy trình sản xuất sắt xốptừ bùn đỏ và (ii) Quy trình sản xuất tinh quặng sắt và sắt xốp từ bùn đỏ [34] Đây làcông trình nghiên cứu duy nhất ở nước ta về tái sử dụng bùn đỏ được triển khai ở quy

mô pilot, tuy nhiên các quy trình này chưa được áp dụng vào thực tiễn.

Đến nay, đã có hai công ty nghiên cứu, lập dự án đầu tư tạo sản phẩm từ chấtthải bùn đỏ là (1) Công ty CP Thương mại Thái Hưng với đề tài “Nghiên cứu côngnghệ sản xuất thép và vật liệu xây dựng không nung từ nguồn thải bùn đỏ trong quátrình sản xuất alumina tại Tây Nguyên” và (2) Công ty CP Lộc Châu đề xuất “Dự ánđầu tư xây dựng Nhà máy sản xuất gạch không nung từ nguồn thải bùn đỏ và tro xỉ

Nhà máy nhiệt điện của Công ty TNHH Nhôm Lâm Đồng” với công suất thiết kế 01

tỷ viên gạch không nung/năm, sử dụng toàn bộ khối lượng bùn đỏ thải ra từ nhà máyalumina Tân Rai Tuy nhiên, đến nay các công ty trên vẫn chưa hoàn thiện dự án theoyêu cầu của Bộ Khoa học và Công nghệ.

Năm 2019, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ đã nghiên cứu quy trình xử lý

bùn đỏ của nhà máy Tân Rai qua máy lọc ép trước khi thải ra hồ Theo đó, xút thuđược sẽ theo đường ống tuần hoàn về nhà máy dé tái sử dung, còn bã bùn đỏ sau khiép được đồ xuống các hồ chứa thành từng lớp Bùn đỏ lúc này có độ ẩm tương đốithấp, có thé chờ 1-2 ngày cho khô han rồi tiến hành đầm chặt bang xe lu Quá trìnhnày đòi hỏi tiêu tốn nhiều năng lượng và phát sinh thêm chi phí trong quá trình vậnhành Tuy nhiên nếu so sánh giữa hai phương án thì phương pháp thải bùn đỏ 6 dangkhô vẫn có hiệu quả kinh tế và hiệu quả môi trường cao hơn so với phương pháp thảiở dạng ướt Theo nghiên cứu nay, tong chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý650.000 tan bùn đỏ ở dang khô là 420.149 triệu tan, băng 1/10 so với chi phí xử lýbăng phương pháp thải ở đạng ướt như hiện nay [30].

1.2.4.3 Nghiên cứu phục hồi môi trường sau khai thác quặng

Nguyễn Đình Hoè (2009) cho rằng vùng đất sau khai thác bauxite là vùng đấtnghèo, dé có thé phục hồi sẽ rat tốn kém va mat nhiều thời gian [29] Phạm TrọngNhân (2015) đã nghiên cứu 3 mô hình hoàn thổ sau khai thác bauxite tại Tân Rai làhoàn thé bằng lớp đất mặt, hoàn thổ bằng bùn thải và hoàn thé kết hợp bùn thải vàlớp đất mặt Kết quả nghiên cứu cho thấy đất tại các mô hình này có thành phần cơ

29

giới từ trung bình đến nhẹ, độ pH từ 4,8-6,5, hàm lượng các chất hữu cơ, đạm, lân,kali tổng số ở mức thấp từ trung bình đến nghèo, trong đó đất có yếu tố bùn thải rấtnghèo dinh đưỡng so với đất được hoàn thé theo mô hình sử dụng lớp đất mặt [42].

Theo Nguyễn Thành Mến (2016), để phục hoàn môi trường đất, phục hồi thảmthực vật trên những vùng đất mỏ sau khai thác và tuyên quặng bauxite, việc ứng dụngcác biện pháp kỹ thuật lâm sinh được xem là giải pháp hữu hiệu và chỉ phí thấp.Nghiên cứu thực hiện tại hiện trường các khu khai thác mỏ bauxite ở 3 địa điểm: xãLộc Phát - Thành phố Bảo Lộc, xã Lộc Ngãi - huyện Bảo Lâm, Lâm Đồng và xãNhân Cơ - huyện Đắk R'Lap, Đắk Nông Các mô hình thử nghiệm, phục hoàn môitrường đất, thảm thực vật trên đất thải sau khai thác mỏ bauxite đã có ảnh hưởng tíchcực và cải thiện tinh chất lý hoá của dat, vi sinh vật đất, độ âm và dinh dưỡng trongđất ké cả tác dụng cải thiện chất lượng môi trường không khí đất và nước [35] Tuynhiên, nghiên cứu này còn nhiều hạn chế như chưa đi sâu về chiều dày thích hợp củalớp đất hoàn thé, thời gian lưu trữ lớp đất mặt tốt nhất, các thông tin về khả năng hapthụ kim loại nặng của một sỐ cây trồng chỉ là ghi nhận ban đầu.

Trong dự án thí điểm trồng cây năng lượng tại các mỏ sau khai thác ở ViệtNam trong hợp tác với Chính phủ Đức thực hiện từ năm 2015 đến năm 2018,19.000m? đất trồng thử nghiệm được chia làm 5 lô trồng các loại cây năng lượng khácnhau đã được trồng thử nghiệm tại khu vực mỏ bauxite Tân Rai, huyện Bảo Lâm,tỉnh Lâm Đồng Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có cây keo là phát triển bình thường.Hướng dương, cọc rao, sẵn và cao lương ngọt cho năng suất thấp, không phù hợp vớiđiều kiện độ phì đất thấp và khả năng giữ nước kém của đất Co VA06 dé trồng vàcó lợi thế vì nó giữ đất và ngăn ngừa xói mòn hiệu quả, nhưng loài cây này bị chếtkhô trong mùa khô và làm tăng nguy cơ xảy ra cháy Dâm bụt cho tỉ lệ nảy mầm thấpnhưng có tính ứng dụng trong sản xuất đầu diesel sinh học và sợi li-be nên báo cáonay đề xuất việc tiếp tục nghiên cứu dé loài cây này trở thành một lựa chọn hiệu quả

trong hoàn thé, phục hồi môi trường ngoài cây keo [95].

Theo hướng quản lí môi trường, nghiên cứu của Nguyễn Quốc Khánh và cáccộng sự (2015) đã xây dựng được quy trình theo dõi sự biến động của một số thànhphần môi trường bằng phương pháp tư liệu ảnh viễn thám và GIS nhằm phục vụ xâydựng báo cáo định kỳ cho Quốc hội và các cơ quan của Chính phủ về sự biến độngmôi trường do hoạt động khai thác khoáng sản bauxite tại Tan Rai Theo đó, nếu tích

30