Như chúng ta đã biết thì Nhôm là một kim loại nhẹ. Việc sử dụng nhôm vượt tất cả các kim loại khác, trừ sắt. Nhôm đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Hiện nay đã có tới hơn 500 000 sản phẩm được sản xuất từ nhôm và các hợp chất của nó và sử dụng rộng rãi trong cách ngành chế tạo máy móc, máy bay, tên lửa, xây dựng, vận tải, điện và đời sống.. Nhôm là một kim loại chiến lược, theo số lượng sản xuất thì nó chỉ đứng sau sắt. Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhò vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện tử của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp. HỢp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải ( ô tô,máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa….). Do vậy, việc nghiên cứu Nhôm là vấn đề cần thiết cho nền kinh tế cũng như các ứng dụng của Nhôm vào đời sống xã hội. Sau đây sẽ đi tìm hiểu kỹ hơn về Nhôm.
Phần II NHÔM (Al) Mở Đầu Như biết Nhơm kim loại nhẹ Việc sử dụng nhôm vượt tất kim loại khác, trừ sắt Nhơm đóng vai trị quan trọng kinh tế giới Hiện có tới 500 000 sản phẩm sản xuất từ nhôm hợp chất sử dụng rộng rãi cách ngành chế tạo máy móc, máy bay, tên lửa, xây dựng, vận tải, điện đời sống Nhôm kim loại chiến lược, theo số lượng sản xuất đứng sau sắt Các loại vỏ phủ nhôm dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhị vào đặc tính hấp thụ xạ điện tử Mặt Trời tốt, mà xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp HỢp kim nhôm, nhẹ bền, dùng để chế tạo chi tiết phương tiện vận tải ( ô tô,máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa….) Do vậy, việc nghiên cứu Nhôm vấn đề cần thiết cho kinh tế ứng dụng Nhôm vào đời sống xã hội Sau tìm hiểu kỹ Nhôm Chương I LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA I Đặc điểm nghiên cứu 1.1 Lịch sử nghiên cứu Người Hi Lạp La Mã cổ đại sử dụng loại muối kim loại nhôm thuốc nhuộm làm se vết thương; phèn chua sử dụng chất làm se Năm 1761, Guyton de Morveau đề xuất cách gọi gốc phèn chua alumine Năm 1808, Humphry Davy xác định gốc kimloaij phèn chua ( alum), mà theo ơng đặt tên cho nhơm Aluminium Tên tuổi Frich VoLơ (Friedrich Wohler) gắn liền với việc phân lập nhôm vào năm 1872 Tuy nhiên, kim loại sản xuất lần dạng không nguyên chất hai năm trước nhà vật lý hóa học Đan Mạch Hán Christian Orsted Dơvil (Henri Saint-Ckaire Deville ) hoàn thiện phương pháp Wohler cải tiến quy trình thay kali thành natri sách năm 1859 Phát minh quy trình Hol Heron (Hall-Héroult) thể sách viết năm 1886 làm cho việc sản xuất nhơm từ khống chất trở thành khơng đắt tiền ngày sử dụng rộng rãi khắp giới Nhà hóa học người Nga Beketov.N tách nhôm cách thành công khỏi dung thể criolit – Na3AlF6 (Năm 1865), mở hướng sử dụng nhôm công nghiệp nước Đức Pháp 1886, Saclơ Holl (Charles Martin Hall), nhận sách chế ( số 400655) quy trình điện phân để sản xuất nhơm Nước Đức trở thành nhà sản xuất nhôm lớn giới sau Adolf Hitler lên nắm quyền 1.2 Tính chất vật lý Nhôm ( Al) kim loại mềm, nhẹ, màu xám bạc ánh kim loại mờ, có lớp mỏng ơxi hóa tạo thành nhanh để trần ngồi khơng khí Nó khơng nhiễm từ khơng cháy để ngồi khơng khí điều kiện thơng thường Nhơm nóng chảy nhiệt độ 659,80C, sôi nhiệt độ 20000, tỷ trọng 2,7 g/cm3 Nhơm có độ dẫn nhiệt dẫn điện tốt, độ bền vững học hóa học cao ( đặc biệt hợp kim với đồng, silic, magiê, mangan, kẽm, niken 1.3 Cơng dụng Tính theo số lượng lẫn giá trị, việc sử dụng nhôm vượt tất kim loại khác, trừ sắt Nhơm đóng vai trị quan trọng kin tế giới HIện có tới 500 000 sản phẩm sản xuất từ nhơm hợp chất Sau số lĩnh vực sử dụng kim loại nhơm hợp chất Nhờ tính chất vật lý – hóa học q, nhơm hợp kim sử dụng rộng rãi cách ngành chế tạo máy móc, máy bay, tên lửa, xây dựng, vận tải, điện đời sống Nhơm có hoạt tính hóa học mạnh với oxy nên người ta dùng nhơm để hồn ngun kim loại khác crom, mangan, niken, canxi, bari kim từ hợp chất oxyt chúng Nhôm kim loại chiến lược, theo số lượng sản xuất đứng sau sắt Khi nhôm bay chân khơng, tạo lớp bao phủ phản xạ ánh sáng xạ nhiệt Các lớp bao phủ tạo thành lớp mỏng oxyt nhôm bảo vệ, khơng bị hư hỏng lớp bạc bao phủ Trên thực tế, gần toàn loại gương đại sản xuất sử dụng phản xạ nhôm mặt sau thủy tinh Các gương kính thiên văn phủ lớp mỏng nhôm, mặt trước để tránh phản xạ bên trog điều làm cho bề mặt nhạy cảm với tổng thương Các loại vỏ phủ nhôm dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhò vào đặc tính hấp thụ xạ điện tử Mặt Trời tốt, mà xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp HỢp kim nhôm, nhẹ bền, dùng để chế tạo chi tiết phương tiện vận tải ( ô tô,máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa….) Sau liệt kê thêm ứng dụng nhôm Xây dựng ( cửa sổ, cửa, ván,…) Các hàng tiêu dùng có độ bền cao( trang thiết bị, đồ nấu bếp…) Các đường dây tải điện ( độ dẫn điện 60% đồng, nhẹ tính theo khối lượng rẻ tiền Mặc dù tự thân khơng nhiễm từ, nhôm sử dụng théo MKM nam châm Alnico Nhơm siêu tính khiết (SPA) chứa 99,980% - 99,999% nhôm sử dụng công nghiệp điện tử sản xuất đĩa CD Nhôm dạng bột thông thường sử dụng để tạo màu bạc sơn Các nhơm cho thêm vào sơn lót, chủ yếu xử lý gỗ - khô đi, nhôm lớp kháng nước tốt Nhơm dương cực hóa ổn định oxy hóa sử dụng lĩnh vực xây dựng khác Phần lớn tản nhiệt cho CPU máy tính đại sản xuất từ nhơm dễ dàng sản xuất độ dẫn nhiệt cao Oxyt nhôm alumina, tìm thấy tự nhiên sử dụng sản xuất thủy tinh Ruby saphia tổng hợp đước dụng ống tia laser để sản xuất ánh sáng có khả giao thoa Sự xi hóa nhơm tỏa nhiều nhiệt, sử dụng để làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, nhiệt nhôm thành phần pháo hoa Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế kim loại có độ nhiệt nóng chảy cao ( Crơm Cr, volfram W…), đóng gói ( can, giấy gói….) Xử lý nước đục ( đánh phèn II TÍnh chất địa hóa , thành phần khống vật 2.1 Tính chất địa hóa Nhơm kim loại phổ biến vỏ Trái Đất xếp vị trí thứ ba sau oxy silic Trị số Clark nhơm 8,05% Hàm lượng trung bình nhơm đá trầm tích 10,45%, đá mafic 0,75%, đá trung t ính 0,85%, đá axit 7,7% đá siêu mafic 1,7% Tên đá Đá siêu Đá mafic Đá trung Đá axit Đá trầm Trị số mafic tính tích Clark Giá trị trung 0,45 8,76 8,55 7,7 10,45 8,05 bình Nhơm hịa tan vận chuyển mơi trường axit dạng ion môi trường kiềm mạnh (pH =9,5) dạng phức ion Hyđroxyt nhôm bắt đầu lắng đọng pH=4,1 Sự có mặt oxyt silic làm cho khả hịa tan oxyt nhơm ( Al2O3) tăng, ngược lại có mặt oxyt carbon (CO2) làm cho khả hịa tan oxyt nhơm giảm Trong dung dịch, keo nhôm bền vững keo silic nên q trình lưu thơng chúng khơng với Khả hoạt động hóa học nhơm so với sắt mangan, nên môi trường nước chúng thể quy luật phân dị hóa học cách rõ ràng Sắt gần bờ bồn trầm tích hợp chất nhơm, tiếp sau hợp chất sắt xa hợp chất mangan 2.2 Thành phần khoáng vật Tuy nhôm tham gia vào thành phần hầu hết khống vật tạo đá, khống vật có giá trị cơng nghiệp lại khơng nhiều Phổ biến có giá trị bơmit AlO.OH chứa 85% Al2O3, diaspo AlHO2 chứa 85% Al2O3, hydraginlit (gipxit) Al(OH)3 chứa 64,7% Al2O3, nefelin NaAlSiO4 chứa 34% Al2O3, silimanit Al2SiO5 chứa 67% Al2O3 , leixit KALSi2O6 chứa 23,5% Al2O3 , caolinit Al4Si4O10(OH)8 chứa 40% Al2O3 Ngồi cịn có khống vật cao nhôm khác alunit, andaluzit, disten kianit Bauxit loại quặng chủ yếu nhôm ( bao gồm khống vật hydroxyt nhơm, hydroxyt oxyt sắt, thạch anh khoáng vật sét) Tỷ lệ oxyt nhơm oxyt silic thường lớn Vì keo nhơm mang điện tích âm nên mỏ quặng bauxit thường có chứa nguyên tố vi lượng quặng vanadi, titan, canxi Tài nguyên – trữ lượng quặng baxit nước tư phát triển khoảng 48 tỷ (90% tập trung nước nhiệt đới, 75% Australia/ Úc Camerun, Brazina, Ấn độ, ghine, Jamaica Việt Nam có t ài nguyên – trữ lượng quặng bauxit lớn, độ gần vài chục tỷ quặng Liên Xơ (cũ) có trữ lượng quặng nhơm lớn, ngồi bauxit cịn tập trung Trung Quốc, hungari, Rumani, Anbani số nước khác Yêu cầu công nghiệp bauxit nước khác mỏ khác khác Ở liên xỗ ( Xô cũ) Liên bang Nga nay, yêu cầu công nghiệp bauxit quy định theo GOST -972-50 Bauxit từ loại B-2 trở lên chế biến theo phương pháp thủy hóa Baier 2250C, loại B-7 loại B-8 nhiệt độ 1050C Bauxit từ B-3 đến B-5 chế biến theo phương pháp thiêu kết Bauxit B-2 không dùng để sản xuất nhôm Bauxit B-7 B-8 loại bauxit giàu gipxit Các loại khác loại bauxit hidrat Để sản xuất nhôm kim loại phải dùng t ới 4,2 – 4,8 bauxit 0,1 muối florua cho dung dịch điện phân cần khoảng 15 000 đến 17 000 KW/ điện Bảng Al-1: Phân loại quặng bauxit Nga theo lĩnh vực sử dụng ( Nguồn: Tiêu chuẩn Nga – TOCT _972-50) Loại bauxit (1) Bv Bo Chất lượng Hàm Tỷ lệ lượng Al2O3/SiO2 bauxit khô (2) (3) 52 12 52 10 B-1 49 B-2 B-3 46 46 B-4 B-5 B-6 B-7 B-8 42 40 27 30 28 3,5 2,6 2,1 5,6 (4) Sản xuất corindon điện Sản xuất alumin, corindon điện xi măng Sản xuất alumin,vật liệu chịu lửa xi măng Sản xuất alumin vật chịu lửa Sản xuất vật liệu chịu lửa chất trợ dung cho lò mactin Sản xuất alumin xi măng Cho đến năm 1950, trữ lượng bauxit giới khoảng 1.605,3 triệu tấn, phân bố 27 quốc gia, 61,9% trữ lượng tập trung quốc gia gồm: Jamaica (20%), Hungary (15,6%), Ghân (14,3%)và Bazil(12%) Năm 2008, trữ lượng sở bauxit giới 38.000.000 triệu tấn, 15 nước đứng đầu ( có Việt Nam) 27.000.000 triệu Hai nawm2007, 2008, Australia đứng đầu danh sách nước khai thác bauxit chiếm phần ba lượng khai thác giới, theo sau Trung QUốc, Brazil, Guine, Jamaica Mặc dù nhu cầu nhôm giới tăng, trữ lượng nhôm với lợi chi phí sản xuất hạ giúp kéo dài thời gian khai thác trữ lượng bauxit Khoảng 80% sản lượng bauxit giới khai thác theo phương pháp lộ thiên Bảng Al-2: Trữ lượng sản lượng khai thác bauxit, dự tính năm 2008, đơn vị: ngàn Quốc gia Guine Úc/Australia Việt Nam Jamaica Brasil/Brazin Guyana Ấn Độ Trung Quốc Hy Lạp Surinam Kazaxtan Vénezuela Nga Hoakỳ(Mỹ/USA) Các nước khác Tồn giới(làm trịn) Sản lượng khai thác 2007 2008 18,000 18,000 62,400 63,000 30 30 14,600 15,000 24,800 25,000 1,600 1,600 19,200 20,000 30,000 32,000 2,220 2,200 4,900 4,500 4,800 4,800 5,900 5,900 6,400 6,400 NA NA 7,100 6,800 202,000 205,000 Trữ lượng 7.400.000 5.800,000 2.100.000 2.000.000 1.900.000 700,000 770,000 700,000 600,000 580,000 360,000 320,000 200,000 20,000 3.200.000 27.000.000 Trữ lượng sở 8.600.000 7.900,000 5.400.000 2.500.000 2.500.000 900,000 1.400.000 2.300.000 650,000 600,000 450,000 350,000 250,000 250,000 3.800.000 38.000.000 Quy trình chế biến a) Chế biến thô: Quặng bauxit sau khai thác đưa đến nhà máy sơ chế để loại bỏ thành phần sét, silic chất khác hình thành trình tạo quặng, gồm bước: *) Nghiền quặng cỡ; *) Đưa qua sàng rửa để lấy quặng hạt lớn, quặng hạt nhỏ qua lưới sàng chất cặn đưa đến máy lắng ly tâm để thu hồi hạt bauxit cỡ lớn 1mm; *) Bùn đỏ (sét chất hòa tan khác) dẫn đến hố lắng để xử lý QUặng sau sơ chế đưa đến nhà máy tinh chế quặng b) Chế biến tinh quặng: Bauxit luyện điều kiện nhiệt độ áp suất lớn với dung dịch natri hydroxyt nhiệt độ 150 -2000C, qua nhơm bị hịa tan dạng aluminat Sau tiến hành lọc phân tách phần cặn giàu sắt ( gọi bùn đỏ, phần chất thải tiến trình Bayer quặng bauxit), khống vật quặng gipxit dạng tinh cho lắng đọng ( tách nước) bị làm lạnh đột ngột tọa thành hydroxyt nhôm dạng hạt tinh Gipxit chuyển thành alumina tức oxyt nhơm cách nung nóng lên đến khoảng 10000C Sau tinh quặng alumina bổ xung phụ gia cryolit (Na3AlF6, natri hexa fluo aluminat) chuyển thành nhơm kim loại Trong q trình điện phân đòi hỏi lượng điện tiêu thụ lớn Bùn đỏ tên gọi loại quặng đuôi sinh đồi thời với alumina tiến trình Bayer q trình sơ chế quặng chi phí ngoại sinh nhà kinh doanh mỏ Đây dạng chất thải có khả gây nhiễm mơi trường khó xử lý Chương II PHÂN LOẠI CÁC KIỂU NGUỒN GỐC MỎ NHÔM Ở THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Mỏ phong hóa Mỏ bauxit phong hóa tàn dư thành tạo q trình phong hóa đá giàu nhôm nefelin sienit, đá bậc thang (trap), đá bazan, đá phiến điều kiện khí hậu nhiệt đới nhiệt đới Do rửa lũa lâu dài mạnh mẽ nước mưa ấm thành phần kiềm, silic bị mang đi, oxyt tụ nhơm, sắt, titan giữ lại Thân quặng có dạng lớp phủ, dạng viawr, thấu kính Bauxit thuộc loại hydracgilic, chứa oxyt sắt oxyt silic ( Fe2O3 thường cao 7%), chất lượng quặng thuộc trung bình tốt, quy mơ lớn Các mỏ phát triển rộng rãi có ý nghĩa cơng nghiệp, tuổi thành tạo trẻ, phân bố Brazil, Australia, Ấn độ, Congo, Camerun, Liên bang Nga số nước Cộng đồng quốc gia độc lập ( thuộc Liên Xô cũ).v.v.vv Riêng vùng lục địa ổn định có hoạt hóa kiến tạo, người ta cịn tìm thấy thấu kính vỉa quặng có chứa số kết hạch sắt nhôm, thành phần quặng không đồng Bauxit thuộc loại hydroxyt, hydragilit lẫn sắt, silic khoáng vật sắt Các mỏ bauxit vùng thường có quy mơ trung bình, phát triển Mỹ, Australia, Indonexia, Malaizia.v.vv Ở Việt Nam, quặng bauxit kiểu laterit tìm thấy vùng tây Nguyên, Thái Hòa ( Nghệ An) Quặng bauxit thành tạo q trình phong hóa đá bazan Khu vực Tây Nguyên Nam Bộ: Bauxit có nguồn gốc ngoại sinh, sản phẩm phong hóa đá magma phun trào thành phần mafic phân bố Bảo Lộc, Lâm Đồng, Đak Nông, Gia Lai, Kon Tum, Đức Trọng, ĐỒng Nai Sông Bé QUặng bauxit nằm vỏ phong hóa laterit đá magma phun trào mafic có tuổi Đệ Tứ (Q) Thân quặng có dạng lớp phủ, giả tầng hay giả lớp với chiều dày thay đổi tùy thuộc vào độ dốc địa hình t hay đổi từ 0,3 đến vài ba mét, có chục mét Hiện bauxit kiểu laterit vùng Tây Nguyên nghiên cứu, điều tra, thăm dò bắt đầu khai thác ( mỏ Tân Rai, mỏ Nhân Cơ) Theo tài liệu lưu trữ Liên Xô ( cũ) để lại, vùng Tây Nguyên có trữ lượng bauxit khoảng tỷ Theo tài liệu Liên đoàn địa chất Trung Trung Bộ - Cục Địa Chất Khoáng sản Việt Nam ( Nay Tổng cục Địa Chất Khoáng sản), tài nguyên trữ lượng bauxit thăm dò khu vực Tây Nguyên khoảng 2.258 triệu tấn, dự báo 6,75 tỷ Ngày 1/11/2007, Thủ tướng Chính phủ ký định 167 phê duyệt quy hoạch phân vùng, thăm dò, khai thác, chế biến, sử dụng quặng bauxit từ giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025 Trong bòng gần chục năm qua nay, Tập đồn Than – Khống sản Việt Nam thăm dị, đầu tư số cơng trình khai thác bauxit, luyện alumina Tây Nguyên mỏ bauxit Tân Rai, huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng ( tài nguyên – trữ lượng quặng bauxit 975 triệu tấn) mỏ Nhân cơ, huyện Đăk R’Lấp, tỉnh Đắc Nông ( tài nguyên – trữ lượng bauxit 3,4 tỷ tấn, chiếm 63% tổng tài nguyên – trữ lượng khu vực Tây Nguyên) Mỏ trầm tích a) Mỏ trầm tích lục địa Mỏ trầm tích bauxit phân bố phần rìa hố sụt, lòng chảo thung lũng nằm trầm tích lục địa, tướng đầm hồ liên quan với thành tạo chứa than, Kiểu mỏ trầm tích bauxit phát triển số nước vùng Đông Âu, Liên xô cũ ( Mỏ Nam Timan), Trung Quốc, Bắc Mĩ,.v.vv Mỏ Nam Timan bao gồm thành tạo đá phiến carbonat bị biến chất, tuổi Devon Nằm bất chỉnh hợp góc lên thành tạo trầm tích carbonat, sét kết – cát kết tuổi Devon, Carbon Thế nằm đá thoải, gần nằm ngang QUặng bauxit thuộc loại bơmit-gipxit bơ mit –gipxitcaolinit, hàm lượng SiO2 dao động 12-18% Fe2O3 từ đến 13%, lưu huỳnh 0,4 đến 3%, modun silic dao động từ 2,6-3,2% b) Mỏ trầm tích biển Bauxit thành tạo điều kiện nước nông, có gián đoạn trầm tích thường nằm bề mặt bào mịn đá vơi Đá vơi quặng thường có màu xám tới hồng, dạng khối chứa nhiều san hơ Đá vơi quặng thường có màu xám đen, phân lớp, chứa vật chất hữu Bauxit thành tạo chứa bauxit thường bị ô nhiễm, uốn nếp biến chất phức tạp Nguồn cung cấp vật chất để tạo bauxit từ vỏ phong hóa đá phun trào mafic trung tính, đá phiến cá loại đá khác Hoạt động phun trào biển nguồn cung cấp vật chất bổ sung để thành tạo bauxit Thân quặng có dạng vỉa kéo dài nằm bề mặt bào mòn đá vơi chiều dầy khơng ổn định Bauxit có màu đỏ, đơi màu xanh, cấu tạo lỗ hổng, hạt đậu, đặc sít phân lớp Thành phần bauxit tương đối ổn định, thuộc loại hydragilip - bơ mit – diaspo đơn có diaspo Chất lượng quặng tốt Al2O3 từ 48 đến 70% SiO2 từ đến 15%, Fe2O3 -30% Quy mô mỏ thường lớn Các mỏ thành tạo phương thức trầm tích hóa học phân bố rộng rãi ( Liên Xô (cũ), Ấn Độ, Trung Quốc, Pháp, Serbia ( Nam tư cũ)… số mỏ điểm quặng Miền Bắc Việt Nam,vvv) Về địa tầng, nói chung bauxit Miền bắc Việt Nam phân bố bề mặt bào mịn đá vơi tuổi Carbon – Pecmi dạng khối, màu xám sáng; nằm bề mawawtjj bào mịn đá vơi Devon Ở Việt Nam Thuộc loại hình biết khoảng 75 mỏ điểm quặng lớn nhỏ khác nhau, chủ yếu tập trung Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang, Nghệ An Có thể chia thành số vùng quặng: a) Vùng quặng bauxit Hà Giang bao gồm khu Khao Lộc, Mèo Vạc, Đồng Văn b) Vùng quặng bauxit Lạng Sơn gồm khu Lạng Sơn (Mima Mèo, Đồng Đăng, Tam Lung, Khuôn Pich, Bản Lóng,) khu Bằng Mạc ( Nơ Nám Lân, Y Tịnh, Nam mèo, Vạn Linh, Gia Lộc), khu Bắc Sơn (Paceng, ĐÔng Y, Lân Bạt, Na Pán, Vũ Sơn, Hướng Cốc) mỏ Đông Nam tỉnh Bắc Kạn ( Na Đông, LA Chế) c) Vùng quặng bauxit Cao bao gồm khu Táp Ná ( Phu Luông, Bô Rách, Táp Ná, Lũng Giang, Pác Thảy, Tĩnh túc) khu Hà Qng ( Sóc Giang), Tơng Cang, Nà Giàng, Chăm Che, Nà Thang, Lũng Luông, Tông Pô, Ma lip,) khu Quảng Hịa ( phục Hịa, Quảng Un) Ngồi gặp điểm quặng bauxit Nậm Dim, Kim Chú Chải Nậm Vôi ( vùng sông) điểm quặng bauxit có quy mơ nhỏ nhiều, gồm Châu Tiến, Đò Han, Khe Bân, Bản cò, Bản Hang ( nghệ An) Bauxit thuộc loại diaspo, có hàm lượng Al2O3: 49%; SiO2: 9,2%; modun silic 5,3%; Fe2O3:22,2%; TiO2: 3%; CaO: 0,73%; S: 0,03%; P2O5:0,02% Tài nguyên – trữ lượng quặng bauxit thăm dò phần lớn tập trung vùng mỏ Lạng Sơn Hà giang khoảng 30,4 triệu ( theo tài liệu 1969) Bauxit nước ta dùng để sản xuất alumin theo phương pháp thiêu kết, Baier, chất hủy cho lò Martin sản xuất đá mài Thành phần bauxit (%) trầm tích MBVN nêu bảng đây: Bảng Al-3: Thành phần bauxit trầm tích (%) MBVN ( Nguồn: Gauzenko N.V Xebatarinop, 1964) Điểm mẫu phân tích Đồng Đăng Tam Lung Khơn Bích Vạn Linh Lỗ Sơn Anh Sơn Kiểu bauxit Dăm kết màu đỏ Hạt mịn màu lục Hạt nâu màu lục Hạt kết màu nâu Hạt kết màu nâu Dăm kết màu đỏ SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO TiO CaO MgO Al2O3 9,05 48,56 25,53 - 2,00 1,27 0,92 5,04 12,23 51,68 13,14 - 0,6 1,50 0,20 4,20 4,75 50,24 27,61 2,75 - 0,91 0,53 10,60 16,67 55,47 4,83 0,60 11,35 0,65 0,80 3,30 48,18 48,18 21,78 2,05 - 0,99 0,48 16,50 25,00 4,200 - - - 5,80 8,00 47,00 Chương III ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC MỎ NHƠM ĐIỂN HÌNH Ở VIỆT NAM Các thành tạo bauxit Việt Nam thuộc hai loại hình nguồn gốc Các thành tạo bauxit nguồn gốc trầm tích ( Một số bị biến chất) tập trung miền Bắc Việt Nam có tuổi pecmi muộn nằm mặt bào mịn đá vôi CarbonPermi, phân bố tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng SƠn, Bắc Giang rải rác vài nơi khác Son La, Nghệ An ngồi vài nơi quy mơ nhỏ nên mặt bào mịn đá vơi Đevon Các thành tạo bauxit nguồn gốc phong hóa từ đá bazan có tuổi Neogen – Đệ tứ tập trung chủ yếu tỉnh Kon Tum., Đak Lak, Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Dương, Phú Yên rải rác vài nơi khác Quảng Ngãi Sự phân bố vùng mỏ khoáng bauxit titan Việt Nam thể hình 1) Bauxit nguồn gốc trầm tích Các tụ khống điểm quặng bauxit nguồn gốc trầm tích tập trung miền Bắc Việt Nam có tuổi Permi muộn nằm mặt bào mịn đá vơi Carbon – Permi, mỏ khống nằm mặ bào mịn đá vơi tuổi Đevon Ở nhiều vùng tụ khống hoạt động karrst bào mịn sau quặng bóc hết đá mái Tầng bauxit lộ bị vỡ thành tầng mảnh Chúng tập trung dạng địa hình karrst tạo nên thân quặng eluvi, deluvi phổ biến Thành phần hóa học bauxit thay đổi: Al2O3 = 42-57%; SiO2 = 4- 15%; Fe2O3 = 20 -29%; TiO2= 2-4%; MKN = 11-13% Thành phần khoáng vật : ddiasspor, boemit, chlorit, kaolinit, hemantit vvv Về mặt phân b ố không gian trừ số điểm quặng phân bố rải rác SƠn La, Lai Châu Bauxit trầm tích tập trung thành cụm tụ khống: Hà Giang Cao Bằng, Lạng Sơn, Lỗ Sơn, nghệ An Các nhóm tụ khống có mức độ điều tra địa chất khác từ diều tra đánh giá đến thăm dị +) NHóm tụ khống Hà Giang ( Al -1, Al-2) gồm 27 tụ khoáng điểm quặng, có tụ khống quy mơ trung bình, phân bố huyện Đồng Văn, Mèo Vạc, QUản Bạ phần lớn tìm kiếm sơ Các thân quặng tồn hai dạng: thân quặng gốc ( cịn đá mái khơng cịn đá mai) thân quặng aluvi –deluvi Các thân quặng gốc dạng vỉa đứt đoạn, dạng thấu kính kéo dài từ vài trăm mét đến 2-3km, chiều dày từ 0,1 dến 0,3m đến 10m , phân bố mặt bào mịn đá vơi tuổi carbon – permi Ảnh 3.10 Quặng bauxit lộ thôn 1, xã Đăk D’Rông (Cư Jút, Đắk Nông) Ảnh: Nguyễn Văn Thuấn Các thân quặng eluvi –đeluvi phân bố diện rộng khác Bề dày quặng thường từ đến 5m Bauxit có màu xám xanh, đỏ nâu với thành phần khoáng vật chủ yếu ddiasspor, boemit hydrargilit Hàm lượng quặng bauxit (%) : Al2O3 = 30-45%((Cao 59,56) ; SiO2 = 10- 15%; Fe2O3 = 19 -25%; TiO2=1,3-5,4%; CaO =0,01 – 1,83; S= 0,002 – 0,55 Moddul silic thường khoảng 4-10 Trong quặng bauxit thường có alit Chất lượng quặng bauxit khơng cao Các tụ khống điểm quặng Sình Lùng, Hồng Ngài, Lũng Pù ( Al-1), Hà Quảng, Tà Lèng (Al-2), Lao Va Chải có moddul silic thấp nguyên liệu cao nhơm ( alit) Trừ bauxit trầm tích Tà Lèng nằm mặt bào mịn đá vơi có tuổi Đevon số tác giả xếp vào tuổi ĐeVon ((?), cịn tất tụ khống điểm quặng khác phân bố phần thấp trầm tích Permi muộn Chưa có điểm quặng điều tra đánh giá, tài nguyên dự tính cho nhóm tụ khống Hà Giang khoảng 60 triệu t ấn +) Nhóm tụ khống Cao Bằng gồm 35 mỏ khống điểm quặng có tụ khống quy mơ trung bình, phân bố chủ yếu huyện Hà Quảng, QUảng Hòa, Trùng Khánh, Trà Lĩnh Ngun BÌnh QUặng có dạng tồn dạng gốc eluvi – đeluvi Quặng gốc tồn số tụ khoáng dạng vỉa, nằm mặt bào mồn đá vôi Carbon – permi Thân quặng thường chi thành nhiều đoạn địa hình bị phân cắt có dạng thấu kính, chiều dài từ 200 – 400m đến >2000m, chiều dày từ 2-20 m, biệt đến 30m Quặng eluvi – deluvi tụ khống điểm quặng có diện tích 17,58 olaafn so với quặng gốc, kéo dài từ 700-800m đến >7km, rộng từ vài trăm mét đến 2km, chiều dày từ 4-5m dến 25m Các thân quặng lăn kiểu proluvi –aluvi thường có chiều dày lớn ( Bố Chiềng, Sóc Giang, Bó Ngần…) Các tảng quặng lăn từ vài dm3 đến 3-5 m3 Hàm suất quặng lăn : 0,2 -1,77 / m3 Bauxit có màu nâu đỏ với thành phần khoáng vật chủ yếu boemit hydrargilit Hàm lượng Al2O3 quặng tương đối ổn dịnh mức trung bình đến cao, hàm lượng SiO2 tương đối thấp Hàm lượng quặng bauxit Al2O3 = 30-65%(trung bình >43%) SiO2 = 4,5 -15%; ( thấp 1,2 cao 31,8) Fe2O3 = 19-25%; ( cao 40,16 thấp 2,5)TiO2= 2-4%; CaO= 0,1 – 0,8: Các tạp chất (TiO2, CaO, S) giới hạn cho phép nhiều lĩnh vực sử dụng sản xuất oxyt nhôm, vật liệu chịu lửa, ximang, oxyt nhơm Các tụ khống Sóc Giang (Al-4), Lũng Ri ( Al -6), Táp Ná ( Al -13), Tổng cánh, Bản Chùa, Phục Hòa ( Al – 19) thăm dị tính trữ lượng cấp B C1+C2 khoảng 240 triệu +) Nhóm tụ khống Lạng SƠn gồm 36 tụ khống diểm quặng có mỏ khống quy mơ trung bình, phân bố huyện Cao Lộc, Văn Lãng, Bắc Sơn, Văn Quán, Chi Lăng, Hữu Lũng tỉnh Lạng Sơn Nhiều tụ khống tìm kiếm thăm dị Phần lớn trữ lượng thuộc tụ khoáng eluvi – deluvi Các thân quặng gốc hầu hết có dạng thấu kính, quy mơ lớn, dạng vỉa khơng liên tục Trong tụ khống có 2-7 thân quặng eluvi – deluvi phân bố sườn thung lũng, chiều dài từ 200 -300m đến 2.000 m; rộng 40-800m; chiều dày từ 0,5 – 0,6m đến 14m, biệt đến 30m ( Ma mèo), 48 m(Tam Lung) Hàm suất quặng : 0,3 đến 1.7 /m3 Quặng thường có màu nâu đỏ, xám xanh, xám vàng Thành phần khoáng vật quặng chủ yếu diasor ( 60 -70%), boemit ( 20 -30 %) gibssit Al2O3 = 44,65 -58,84%SiO2 = 6,4 -19,2%; Fe2O3 = 21,32 – 27,35TiO2= 1,2 – 3,26%CaO = 0,18 – 0,42; S< 0,02; P2O5 = 0,01- 0,03 Nói chung modul silic quặng bauxit nhóm tụ khống Lạng Sơn thường không cao thay đổi phạm vi rộng ( 2,8 – 8) Ngay mỏ khống có nơi quặng đạt mức alit Trữ lượng B + C1+C2 tụ khống thăm dị khoảng 33 triệu tấn, tụ khống Tam Lung Ma Mèo 21,4 triệu Tài nguyên dự tính cho nhóm tụ khoảng 50 triệu +) Các thành tạo bauxit bị biến chất vùng Quỳ Hợp – Quỳ Châu Không kể đến Bản Ngọc gpawj thân quặng gốc có quy mơ nhỏ, cịn nơi khác gặp quặng aluvi – deluvi, có điểm quặng Khe Bơn tìm kiếm sơ với diện t ích chứa quặng eluvi –deluvi có quy mơ khác nhau, dài từ vài trăm mét đến 1km, rộng từ 30 -50m đến 300 – 3500m, chiều dày từ 1-3-4m, cá biệt 15m Thành phần khoáng vật quặng : andalusit, corindon Hàm lượng ( %) : Al2O3 = 30 -50 ( trung bình 40); SiO2 = 2,12 – 36,14 ( thường 2mm 41% Hàm lượng Al2O3 quặng nguyên khai >35% Tài ngun tính cho quặng có cỡ hạt >3 mm khoảng 1.570 triệu Tụ khoáng 1/5 ( Al -274) thuộc xã Quảng Đức, huyện Đak Nông, Tỉnh Đak Lak Quặng nằm đá bazan tholeit, bazan olivin hệ tầng Túc Trưng có vỏ phong hóa dày 50 -60m Mặt cắt gồm đới từ xuống: đới bauxit laterit dày 10-13m; đới sét cấu trúc litoma dày 10-12m đới bazan phong hóa ( saprolit) dàu 6-8m Các thân quặng có hình dáng thất thường, ranh giới lồi lõm uốn lượn kéo dài Thân quặng rộng 2,5-5km, dài 8km Hai thân quặng với chiều dày 1-6m, tổng diện tích 14,71 km2 Theo mặt cắt từ xuống gặp loại quặng dạng L kết tảng 21%, dạng xỉ 30 % dạng giả mảnh nhiều bọt cầu 35%, mảnh nhỏ 14%, dạng giun bò san hô Độ thu hồi tinh quặng cỡ > 3mm dạt 20,3 đến 51,6% Thành phần khoáng vật quặng tinh quặng (%) gibsit =59,7-79,9; kaolinit – 3,4; thạch anh = 0,3; alumogoetit = 7,7 -29; ilmenit = 0,2 – 0,8 Hàm lượng (%):Al2O3 = 48-50%; SiO2 = 2- 3,5; Fe2O3 = 17-21%; trữ lượng cấp B +C1+C2 tính cho cỡ hạt >3 mm 97 triệu +) Vùng Bảo Lộc, gồm tụ khoáng BẢo Lộc ( Al -35), Tân Rai ( Al -298) Tây Bảo Lộc ( Al -312) Gia Bạc, Tây Gia Bạc thuộc huyện Bảo Lộc DI Linh tỉnh Lâm ĐỒng Tụ khống Tân Rai thăm dị sơ cịn tụ khoáng bảo lộc mức điều tra đánh giá Tài nguyên chủ yếu tập trung ỏ tụ khoáng Tân Rai Bảo Lộc Tụ khoáng Tân Rai ( Al -298), thuộc huyện Di Linh, Tỉnh lâm ĐỒng thăm dò sơ năm 1989, tụ khống Bảo Lộc tìm kiếm – đánh g ía, lại khảo sát TRữ lượng hai tụ khống trữ lượng vùng Các thân quặng bauxit thành tạo độ cao tuyệt đối 800-1080m đồi hình ngoằn ngo phức tạp Kích thước thân quặng khác từ 0,2 đến 7km, dày 2,6 đến 4,1 m thành phần khoáng vật gibsit = 59,2; kaolinit = 8,8; goetit =17,4; hematit = 8,6; ilmenit =0,3; anatas =1,4 Hàm lượng (%)Al2O3 = 44,69%; SiO2 = 2,61%; Fe2O3 = 23,35%;MKN = 24,30% Trữ lượng quặng tụ khống Tân Rai có cỡ hat > 2-3 mm đath 57 triệu cấp C1 120 triệu cấp C2 trữ lượng cấp C1+C2 quặng nguyên khai tụ khoáng Bảo Lộc 378 triệu tấn, C1 209 triệu với hàm lượng Al2O3 =44,69 SiO2 = 6,7/ +) Vùng Kin Plong có hai tụ khoáng Măng Đen ( 231) Kin Hà Nừng ( Al -234) phân bố huyện Kon Plong An Khê, tỉnh Kon Tum điều tra Các thân quặng có chiều dày 3-4m, dày 7m Hàm lượng trinh bình (%) Al2O3 = 40-41%; SiO2 = 7- 10% Trữ lượng tài nguyên quặng nguyên khai hai tụ khoáng Kon H’ Nừng Mang Đen khoảng 98 triệu +) Vùng Phú Yên, gồm tụ khống tìm kiếm tỉ mỉ năm 1986 Vân Hòa Mỹ Lương thuộc huyện Tuy An ĐỒng Xuân, tỉnh Phú Yên So với vùng khác, chiều dày thân quặng tụ khoáng mỏng hơn, từ 13m, có nơi đạt 5m, lớp phủ dày 0,5 đên 2m, Hàm lượng quặng nguyên khai Al2O3=39-43 SiO2=5-11 % Trữ lượng quặng nguyên khai cấp C1+C2 tụ khoáng triệu , đạt quy mơ trung bình +) Vùng Quảng Ngãi, có tụ khoáng điểm quặng : An Ddieefmf Trường Thị, Thiên Ấn, Thần Thần, Trung Sơn, A Lin ( Al -231) thuộc loại quy mơ nhỏ, tụ khống Thiên Ấn tìm kiếm Quặng bauxit phân bố đỉnh đồi thấp với diện tích nhỏ Thân quặng có chiều dày 1-3m Hàm lượng quặng nguyên khai: Al2O3 + 41-42%; SiO2=10 – 12% Tài nguyên quặng nguyên khai tụ khoáng Thiên Ấn Thần Thần triệu KẾT LUẬN Như Nhôm kim loại quan trọng kinh tế quốc dân, sử dụng vào nhiều lĩnh vực Nhơm tồn loại hình mỏ khác Các thành tạo bauxit Việt Nam nguồn gốc trầm tích ( Một số bị biến chất) tập trung miền Bắc Việt Nam có tuổi pecmi muộn nằm mặt bào mịn đá vơi Carbon-Permi, phân bố tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng SƠn, Bắc Giang rải rác vài nơi khác Sơn La, Nghệ An vài nơi quy mơ nhỏ nên mặt bào mịn đá vơi Đevon Các thành tạo bauxit nguồn gốc phong hóa từ đá bazan có tuổi Neogen – Đệ tứ tập trung chủ yếu tỉnh Kon Tum., Đak Lak, Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Dương, Phú Yên rải rác vài nơi khác Quảng Ngãi ... trọng kin tế giới HIện có tới 500 000 sản phẩm sản xuất từ nhôm hợp chất Sau số lĩnh vực sử dụng kim loại nhôm hợp chất Nhờ tính chất vật lý – hóa học q, nhơm hợp kim sử dụng rộng rãi cách ngành chế... oxy nên người ta dùng nhơm để hồn nguyên kim loại khác crom, mangan, niken, canxi, bari kim từ hợp chất oxyt chúng Nhôm kim loại chiến lược, theo số lượng sản xuất đứng sau sắt Khi nhơm bay chân... kết Bauxit B-2 không dùng để sản xuất nhôm Bauxit B-7 B-8 loại bauxit giàu gipxit Các loại khác loại bauxit hidrat Để sản xuất nhôm kim loại phải dùng t ới 4,2 – 4,8 bauxit 0,1 muối florua cho