Báo cáo bài tập lớn môn khoa học trái Đất Đề tài sa khoáng, tiềm năng và thực trạng khai thác sa khoáng tại việt nam 2

Khai thác mỏ sa khoáng là mộtnguồn cung cấp vàng quan trọng, và từng là kỹ thuật được sử dụng trong giai đoạn đầutiên của các cơn sốt vàng, như cơn sốt vàng California năm 1848.. Quá trì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN KHOA HỌC TRÁI ĐẤT

ĐỀ TÀI : SA KHOÁNG, TIỀM NĂNG VÀ THỰC TRẠNG KHAI THÁC SA KHOÁNG TẠI VIỆT NAM

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Trường Ngân

LỜI CẢM ƠN

Lời nói đầu tiên cho nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học BáchKhoa –ĐHQG TPHCM, đã đưa môn Khoa Học Trái Đất vào chương trình giảng dạy.Đặc biệt, chúng em xin gửi lời biết ơn đến giảng viên bộ môn là Thầy Nguyễn TrườngNgân đã truyền thụ lại những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt thời gian vừa qua

Sự nhiệt huyết, tâm huyết và những lời khuyên quý giá của Thầy đã giúp chúng em cócái nhìn sâu sắc hơn về tầm quan trọng của sa khoáng, từ đó định hướng và hoàn thànhbài báo cáo một cách tốt nhất Nhờ những bài giảng của Thầy, chúng em đã có thểtrang bị cho mình những kiến thức nền tảng vững chắc về môn học, từ đó vận dụnghiệu quả vào bài báo cáo của mình Không chỉ có như vậy, chúng em còn được họcthêm về việc học tập nghiêm túc và kỷ luật trong công việc Đây chính là hành trangrất quý giá để chúng em bước vào đời

Bộ môn Khoa Học Trái Đất là một bộ môn vô cùng có giá trị và có tính thực tếcao Tuy nhiên, do lượng kiến thức của chúng em còn nhiều hạn chế nên bài báo cáocủa chúng em không tránh khỏi sai sót Vì thế, qua bài báo cáo này chúng em rất mongnhận được những lời góp ý quý báu từ Thầy và các bạn để bài báo cáo của chúng emđược hoàn thiện hơn

Nhóm 8 xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

I Khái quát 4

1.1 Khái niệm 4

1.2 Sự hình thành 5

1.3 Khai thác sa khoáng 6

1.4 Phân loại sa khoáng 8

II Tiềm năng và thực trạng khai thác sa khoáng tại Việt Nam 9

2.1 Tiềm năng của khai thác sa khoáng tại Việt Nam 9

2.1.1 Vai trò của titan trong công nghiệp 9

2.1.2 Vai trò của titan trong xây dựng 11

2.1.3 Trữ lượng và phân bố titan 12

2.1.4 Kinh tế 14

2.1.5 Ứng dụng 14

2.2 Thực trạng 17

2.2.1 Số lượng: 17

2.2.2 Ảnh hưởng tiêu cực: 19

2.2.3 Giải pháp: 22

III Tài liệu tham khảo 23

I Khái quát

1.1 Khái niệm

Trong địa chất học, sa khoáng là sự tích tụ các khoáng vật có giá trị được hìnhthành từ sự tách biệt trọng lực trong quá trình lắng đọng Khai thác mỏ sa khoáng là mộtnguồn cung cấp vàng quan trọng, và từng là kỹ thuật được sử dụng trong giai đoạn đầutiên của các cơn sốt vàng, như cơn sốt vàng California năm 1848 Các môi trường hìnhthành loại mỏ sa khoáng gồm bồi tích, tàn tích, sa khoáng biển, và sa khoáng cổ

Hình 1.1: Hình ảnh minh họa Nguồn: [1]

Để có thể tích tụ ở dạng sa khoáng, các hạt khoáng vật phải có tỉ trọng đủ nặnghơn thạch anh (tỉ trọng thạch anh là 2,65), vì thạch anh thường có kích thước lớn cỡ cuộchoặc cát Các môi trường sa khoáng đặc biệt chứa cát đen, đó là một hỗn hợp màu đen cóánh dễ nhận biết của các oxide sắt, chủ yếu là magnetit với một ít ilmenit và hematit Cácthành phần khoáng có giá trị thường có mặt trong các đen là monazit, rutin, zircon,cromit, wolframit, và cassiterit

Đặc điểm

 Mật độ: Khoáng vật sa khoáng phải có tỉ trọng lớn hơn thạch anh mới tích tụ được

trong sa khoáng Mật độ này tạo điều kiện cho chúng tích tụ trong quá trình trầm

tích, trong khi các vật liệu nhẹ hơn sẽ bị cuốn trôi Cát đen, bao gồm chủ yếu làcác oxit sắt (như magnetit, ilmenit và hematit), thường xuất hiện trong môi trường

sa khoáng

 Độ cứng: Khoáng sa khoáng cần có khả năng chống lại sự phá hủy cơ học trong

quá trình vận chuyển Lý tưởng nhất là khoáng sa khoáng phải cứng hơn thạchanh

 Tính ổn định: Tính ổn định hóa học giúp khoáng chất sa khoáng chống lại sự biến

đổi do phân hủy hóa học

1.2 Sự hình thành

Sự hình thành sa khoáng là một quá trình phức tạp và đa dạng, thường diễn ratrong môi trường tự nhiên, như dưới đáy biển, trong các hang động, hoặc trong lớp đấtsâu Quá trình này thường bao gồm các bước chính sau:

 Tạo điều kiện: Môi trường ban đầu cần có điều kiện thích hợp cho việc hình thành

sa khoáng, bao gồm sự hiện diện của các chất có khả năng tương tác với dung dịchchứa khoáng chất

 Phản ứng hóa học: Dung dịch giàu khoáng chất tiếp xúc với các tạp chất hoặc vật

liệu có sẵn trong môi trường Các phản ứng hóa học xảy ra khi các ion trong dungdịch tương tác với các ion trong tạp chất để tạo thành các phức chất mới

 Kết tinh: Các phức chất hình thành từ phản ứng hóa học sẽ kết tụ lại để tạo thành

các tinh thể sa khoáng Quá trình này có thể xảy ra do sự cô đặc của dung dịch, do

sự thay đổi về điều kiện môi trường (như nhiệt độ hoặc áp suất), hoặc do sự tácđộng từ các yếu tố khác nhau như vi khuẩn hoặc sinh vật sống

 Phát triển và hình dạng: Các tinh thể sa khoáng tiếp tục phát triển và thay đổi hình

dạng dưới tác động của các yếu tố môi trường Sự phát triển này có thể diễn ratrong thời gian dài, từ hàng triệu đến hàng tỷ năm

 Tạo ra các hình thức độc đáo: Do sự biến đổi của môi trường và điều kiện hình

thành, các loại sa khoáng có thể hình thành các hình thức độc đáo, từ các tinh thểnhỏ đến các cấu trúc lớn và phức tạp

Tóm lại, sự hình thành sa khoáng là kết quả của sự tương tác giữa dung dịch chứakhoáng chất và môi trường xung quanh, thường diễn ra qua một loạt các quá trình hóahọc và vật lý phức tạp

1.3 Khai thác sa khoáng

Quy trình khai thác sa khoáng thường bao gồm các bước sau:

- Đánh dấu và định vị mỏ: Các chuyên gia địa chất sẽ phân tích địa hình và định vị các mỏ đá quý để khai thác

- Khai thác: Sử dụng các công cụ và máy móc phù hợp để khai thác khoáng sản

- Tách khoáng vật từ đá: Sau khi khai thác, khoáng vật sẽ được tách riêng ra từ đá bằng các phương pháp cơ học hoặc hóa học

- Chế biến: Khoáng vật được chế biến để loại bỏ tạp chất và đạt được mức độ sáng

và màu sắc mong muốn

Các chất có giá trị kinh tế thường được khai thác từ sa khoáng bao gồm:

- Vàng

- Kim loại nhóm Platin

- Thiếc từ khoáng vật cassiterit

- Kim cương

- Đất hiếm từ monazite

- Thori từ monazite

- Titan từ ilmenit

- Urani từ sa khoáng cổ Tiền Cambri

Khai thác khoáng sản theo đúng nội dung của Giấy phép khai thác khoáng sản được cấp

và thiết kế mỏ được phê duyệt:

- Tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật

- Áp dụng các quy định và Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn trong khai thác mỏ

- Rà soát quy trình kỹ thuật: Thường xuyên kiểm tra và cập nhật quy trình kỹ thuật

an toàn và quản lý lao động tại mỏ

- Đào tạo và huấn luyện: Tổ chức đào tạo và huấn luyện kỹ thuật an toàn lao động cho người lao động

- Thanh tra và kiểm tra: Thực hiện hoạt động thanh tra, kiểm tra để kịp thời phát hiện và chấn chỉnh các vi phạm

- Bảo vệ môi trường: Không được tự ý thay đổi thiết kế mỏ và các biện pháp bảo vệ môi trường trong hoạt động khai thác khi chưa được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền phê duyệt

Để khai thác sa khoáng một cách hiệu quả, cần có các giải pháp nghiên cứu, thăm dò và

sử dụng nguồn tài nguyên khoáng sản một cách hợp lý và tiết kiệm

Hình 1.2: Hình ảnh minh họa Nguồn: [2]

1.4 Phân loại sa khoáng

Hình 1.3: Hình ảnh minh họa Nguồn: [3]

- Các sa khoáng nội sinh là các khoáng vật được hình thành do nội lực (quá trìnhmacma, khí, các dung dịch khoáng) Ví dụ: Vàng, đồng, chì,

- Các mỏ sa khoáng ngoại sinh là các khoáng vật được hình thành do các quá trìnhngoại lực (kết tủa từ dung dịch, phong hóa, vận chuyển rồi tích tụ lại tại nơi thíchhợp cùng với các loại đá trầm tích) Ví dụ: Than đá, dầu mỏ,

II Tiềm năng và thực trạng khai thác sa khoáng tại Việt Nam

2.1 Tiềm năng của khai thác sa khoáng tại Việt Nam.

Trong giai đoạn gần đây, Việt Nam đã trở thành một trong những quốc gia sản xuất titan quan trọng Tuy nhiên, sản lượng titan của Việt Nam vẫn khá nhỏ so với các quốc gia khác như Trung Quốc, Úc và Nam Phi

2.1.1 Vai trò của titan trong công nghiệp

Ở Việt Nam, titan tồn tại dưới 2 dạng là quặng gốc có ở các tỉnh vùng Tây Bắc và quặng sa khoáng tại các tỉnh vùng duyên hải miền Trung

Nước ta có nguồn tài nguyên quặng titan-zircon khá phong phú, ước đạt 599 triệu tấn, thuộc Top 5 của Thế giới (trước đây là top 3), là tiền đề và điều kiện quan trọng để xâydựng ngành công nghiệp khai thác, chế biến titan hiện đại, phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế-xã hội đất nước theo đường lối công nghiệp hoá-hiện đại hoá và hội nhập quốc tế Vì vậy, phát triển công nghiệp titan phải đồng bộ từ thăm dò, khai thác và chế biến ra sản phẩm, đảm bảo khai thác triệt để và tiết kiệm tài nguyên với công nghệ tiêntiến phù hợp, thân thiện với môi trường; đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa và xuất khẩu; phát triển hài hoà kinh tế-xã hội và văn hoá với bảo vệ môi trường sinh thái khu vực có tài nguyên titan, góp phần củng cố an ninh quốc phòng khu vực; kết hợp hài hoà giữa phát huy nội lực và hợp tác đầu tư; đảm bảo hiệu quả kinh tế và phát triển bềnvững các dự án titan…

Titan là kim loại chuyển tiếp có màu trắng bạc, xuất hiện nhiều trong các tích tụ khoáng sản và hầu hết trong các sinh vật sống, vực nước hay đất đá Chất này rất phù hợp làm dụng cụ vì có khả năng giữ màu sắc cao và không bị hao mòn, không bị cũ theo thời gian

So với các loại sản phẩm khác, titan có giá thành thấp hơn nhưng độ bền lại cao hơn, chính vì vậy mà nó được lựa chọn sử dụng để chế tác các sản phẩm Titan có độ cứng và bền hơn rất nhiều so với các kim loại khác nên việc chế tác sản phẩm, đồ dùng cũng như các loại trang sức rất phù hợp và dễ dàng Titan là khoáng sản quý hiếm được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp vì chúng có khả năng chịu nhiệt độ cao, kéo dãn tốt và độ chống ăn mòn cao Titan được sử dụng để chế tác thành trang sức khá bắt mắt, sang trọng, bên cạnh đó lại có độ bền cao, màu sắc thời trang nên được người dùng rất ưa chuộng Titan có thể dùng làm các khớp giả, răng sứ, các dụng cụ y tế và các ống dẫn trong chế biến thực phẩm nhờ đặc tính như trơ về mặt sinh lý Titan còn được dùng để xây dựng các công trình kiến trúc Kim loại này được dùng làm thuốc nhuộm trắng trong sơn, kem đánh răng và nhựa Bên cạnh đó, đây cũng là nguyên liệu để dùng làm gậy đánhgolf, gọng kính cao cấp, xe đạp hay một số dụng cụ thí nghiệm

Titan là một kim loại có tính ứng dụng phổ cập rất đa dạng Titan và các sản phẩm từ titan là những vật liệu quan trọng trong đời sống xã hội

Ngày nay, với nhu cầu ngày càng phát triển, titan và các hợp kim từ titan càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cao cấp khác nhau như: Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, quân sự vì khả năng kéo dãn tốt, chống ăn mòn tốt và khả năng chịu đựng nhiệt độ rất cao Nó được sử dụng trong quân sự như: Xe bọc thép, tàu hải quân, tàu vũ trụ và tên lửa, áo chống đạn, luyện kim, chế tạo máy, hóa chất, xây dựng, chế biến sơn, giấy, nhựa, lớp phủ; phục vụ cho ngành gốm sứ; pin điện thoại, chip điện tử Ngoài ra titan còn được dùng để làm mỹ phẩm, giấy, nhựa cao cấp, chất chống mài mòn…

Một ứng dụng khác của nó là dùng chế tạo các dụng cụ như: gậy đánh golf, gọng kính cao cấp, xe đạp, dụng cụ thí nghiệm, thậm chí là máy tính xách tay Titan là khoáng sản quý hiếm và có rất nhiều ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống Từ titan thô, sau khi được chế biến sâu sẽ phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp, như công nghiệp quốc phòng, sản xuất máy bay, tàu vũ trụ; chế biến sơn, giấy, nhựa, lớp phủ; phục vụ cho ngành gốm sứ; pin điện thoại, chip điện tử Ngoài ra titan còn được dùng để làm mỹ phẩm, giấy, nhựa cao cấp, chất chống mài mòn

2.1.2 Vai trò của titan trong xây dựng.

- Độ bền cao và trọng lượng nhẹ: Titan cso tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, điềunày làm cho nó trở thành một vật liệu lý tưởng cho các cấu trúc cần độ bền caonhưng phải nhẹ Điều này giúp giảm tải trọng lên các cấu trúc khác

- Chống ăn mòn: Titan có khả năng chống ăn mòn rất tốt, đặc biệt là trong môitrường biển hoặc những nơi có điều kiện thời tiết khắc nghiệt Điều này giúp kéodài tuổi thọ của các cấu trúc và giảm chi phí bảo trì

- Khả năng chống nhiệt: Titan có khả năng chống nhiệt tốt, làm cho nó phù hợp chocác ứng dụng cần chịu nhiệt cao như trong các tòa nhà công nghiệp hoặc các khuvực gần lò nhiệt

- Thân thiện với môi trường: Quá trình sản xuất và sử dụng titan ít gây ô nhiễm môitrường hơn so với nhiều vật liệu khác, góp phần vào xu hướng xây dựng bền vững

- Khả năng tái chế: Titan có thể được tái chế một cách hiệu quả, giúp giảm thiểulãng phí và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên

*Nó thay thế titan để làm gì?

- Kết cấu chịu lực trong xây dựng:

+ Titan có tỷ lệ đồ bền trên trọng lượng cao hơn nhôm, làm cho nó trở thành lựa chọn tốt cho các kết cấu chịu lực chính

+ Độ bền cao và khả năng chống ăn mòn của titan làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng trong các công trình xây dựng

- Vật liệu chịu nhiệt: Titan có khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhôm, nên nó được sửdụng trong các khu vực gần nguồn nhiệt cao như nhà máy điện hoặc các nhà máycông nghiệp

- Ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt:

+ Khả năng chống ăn mòn vượt trội của titan so với nhôm làm cho nó phù hợp hơn trong các môi trường biển, nơi mà nước mặn có thể gây ăn mòn nhanh chóng các vật liệu thôngthường

+ Trong các nhà máy hóa chất, nơi mà các vật liệu xây dựng phải tiếp xúc với các hoá chất ăn mòn, titan có thể thay thế nhôm để tăng độ bền và tuổi thọ của các kết cấu

- Ứng dụng trong vật liệu xây dựng mới: Titan dioxide có thể thay thế nhôm trongsản xuất xi măng trằng và gạch men, mang lại độ trắng sáng và tăng tính thẩm mỹ.2.1.3 Trữ lượng và phân bố titan.

- Việt Nam có nhiều khoáng sản kim loại nhưng trữ lượng không nhiều Rất nhiềukhoáng sản kim loại (vàng, bạc, đồng, v.v ) thế giới rất cần trong khi trữ lượngcủa Việt Nam rất ít, chỉ khai thác mấy chục năm nữa sẽ cạn kiệt, không đảm bảonhu cầu tiêu dùng trong nước Riêng khoáng sản titan, Việt Nam có nhiều thì thếgiới cũng có nhiều, nhu cầu hàng năm không lớn, phải hàng trăm năm nữa mới cạnkiệt Vì vậy đây không phải là khoáng sản “nóng”, khoáng sản cạnh tranh để pháttriển, nên chưa hẳn là điểm tựa để nền kinh tế Việt Nam bật lên

- Theo kết quả đánh giá hiện nay, Việt Nam là quốc gia có tiềm năng lớn về tàinguyên quặng titan, zircon Quặng titan ở Việt Nam gồm các loại hình mỏ: Quặngtitan gốc; quặng titan eluvi, deluvi; quặng sa khoáng titan - zircon.

+ Quặng titan gốc: Trữ lượng đã xác định là 4,8 triệu tấn ilmenit, nhưng có điều kiện khaithác và chế biến khó khăn

+ Quặng titan eluvi, deluvi: Tổng tài nguyên đã đánh giá là hơn 4 triệu tấn ilmenit

+ Quặng sa khoáng titan - zircon ven biển: gồm 2 loại là quặng phân bố trong tầng cát đỏ

và quặng phân bố trong trầm tích cát xám Theo số liệu hiện có, tổng trữ lượng và tàinguyên dự báo quặng titan khoảng 650 triệu tấn quặng tinh Trong đó tài nguyên tậptrung chủ yếu trong tầng cát đỏ vùng Ninh Thuận, Bình Thuận và Bắc Bà Rịa - Vũng Tàukhoảng 599 triệu tấn tinh quặng Bề dày tầng cát đỏ chứa quặng trung bình khoảng 85 m.Hàm lượng trung bình đạt 0,7% Gồm các khu vực chính sau: Tại tỉnh Ninh Thuận - Tàinguyên dự báo 27 triệu tấn; Khu Tuy Phong (Bình Thuận) - Tài nguyên dự báo là 23,9triệu tấn; Khu Bắc Phan Thiết (Bình Thuận) - Tài nguyên dự báo 476 triệu tấn; Khu NamPhan Thiết (Bình Thuận) - Tài nguyên dự báo 56 triệu tấn; Khu Hàm Tân (Bình Thuận) -Tài nguyên dự báo 1,6 triệu tấn

-Tài nguyên quặng sa khoáng titan ở Việt Nam rất lớn, đảm bảo đủ cơ sở để xây dựng cáckhu công nghiệp khai thác, chế biến hiện đại, phát triển ổn định lâu dài Chính phủ đãquy hoạch thăm dò khai thác quặng sa khoáng titan trong tầng cát đỏ tại khu Lương Sơn,tỉnh Bình Thuận với diện tích 150 km2 có tài nguyên đã đánh giá cấp 333 và 334a là 127triệu tấn, trong đó zircon là 17 triệu tấn Vị trí phân bố các khu vực tài nguyên: