Tiểu luận: quản lý chất thải quặng đuôi

Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Khoa Môi trường Môn Kiểm soát cố rủi ro chất thải quặng đuôi khai thác mỏ lộ thiên BÀI TẬP LỚN QUẢN LÝ BÙN ĐỎ TRONG KHAI THÁC BAUXITE Giáo viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện: Đào Trung Thành Vũ Mạnh Đạt Phạm Trung Kiên Bùi Minh Tùng Lê Văn Vượng Lorxoua Vue Hà Nội, tháng 5/2015 MỤC LỤC CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ BAUXITE VÀ BÙN ĐỎ .4 1.1Nguồn gốc hình thành bauxite bùn đỏ bauxite .4 1.2Thành phần đặc tính bauxite 1.3Thành phần đặc tính bùn đỏ bauxite .6 1.4Tác động việc khai thác bauxite 1.5Bùn đỏ Việt Nam .8 CHƯƠNG 2:MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN ĐỎ 10 2.1Phương pháp chôn lấp .10 2.2Phát triển hệ thực vật đệm trước chuyển đất thành đất trồng trọt 13 2.3Trung hòa độc tính bùn đỏ 13 2.4Lọc bỏ thay độc chất bùn đỏ 14 CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỒ CHỨA BÙN ĐỎ 16 3.1Tính toán thông số 16 3.2Thiết kế hồ chứa bùn đỏ 16 CHƯƠNG 4:KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 20 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học bauxite theo khối lượng .5 Bảng 1.2: So sánh dạng bauxite .6 Bảng 1.3: Thành phần hóa học bùn đỏ theo khối lượng Bảng 1.4: Thành phần hóa học bùn đỏ Việt Nam theo khối lượng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bùn đỏ Tây Nguyên Hình 3.2: Mặt cắt đập quây hồ chứa 17 Hình 3.3: Mặt cắt mái đập thượng lưu hồ chứa 17 Hình 3.4: Các lớp hồ chứa 18 Hình 3.5: Mặt cắt mái đập hạ lưu hệ thống tiêu thoát nước 19 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BAUXITE VÀ BÙN ĐỎ 1.1 Nguồn gốc hình thành bauxite bùn đỏ bauxite Bauxite loại quặng nhôm có màu hồng, nâu hình thành từ trình phong hóa đá giàu nhôm tích tụ từ quặng có trước trình xói mòn Quặng bauxite phân bố chủ yếu vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt môi trường nhiệt đới Tên gọi loại quặng nhôm đặt theo tên gọi làng Les Baux-de-Provence miền nam nước Pháp, nhà địa chất học Pierre Berthier phát lần năm 1821 Từ bauxite tách alumina (Al2O3), nguyên liệu để luyện nhôm lò điện phân Khoảng 95% lượng bauxite khai thác giới dùng để luyện thành nhôm Bauxite hình thành loại đá có hàm lượng sắt thấp sắt bị rửa trôi trình phong hóa Quá trình hình thành trải qua giai đoạn: - Phong hóa nước thấm lọc vào đá gốc tạo oxit nhôm sắt - Làm giàu trầm tích hay đá bị phong hóa rửa trôi nước ngầm - Xói mòn tái tích tụ bauxite Bùn thải bauxite (bùn đỏ) loại quặng đuôi sinh trình sơ chế quặng tinh chế alumina tiến trình Bayer, chứa 30% chất thải quặng 70% nước Loại bùn ví bom bẩn, có nguy đe dọa đến sống người Trong trình tuyển quặng, quặng bauxite sau khai thác đưa đến nhà máy sơ chế để loại bỏ thành phần như: sét, silicat chất khác hình thành trình tạo quặng Đầu tiên, quặng nghiền nhỏ để đưa đến sàng rửa Tại đây, hạt quặng rửa đất, thu hồi hạt quặng có kích thước lớn đường kính lưới sàng, hạt quặng nhỏ lọt qua lưới sàng chất cặn đưa đến máy ly tâm để thu hồi hạt bauxite cỡ lớn 1mm Cuối cùng, sét chất hòa tan khác hay gọi bùn đỏ dẫn đến hồ lắng để xử lý Quặng sau sơ chế đưa đến nhà máy tinh chế quặng Tại đây, quặng thô xử lý theo quy trình Bayer để tạo thành alumina Quy trình Bayer gồm có bước: hòa trộn, tách bùn, kết tủa, sấy khô - Hòa trộn: Trong bước đầu tiên, quặng bauxite thô hòa trộn với soda (NaOH), bơm vào bồn áp lực lớn Tại đây, quặng phải chịu tác động nhiệt nước (150 –200oC) áp lực, NaOH phản ứng với khoáng chất nhôm bauxite tạo thành hợp chất bão hòa natri aluminate tạp chất không hòa tan (bùn đỏ) Phản ứng mô tả: Al2O3 + 2OH− + 3H2O → 2[Al(OH)4]− - Tách bùn: Sau hòa trộn, hỗn hợp truyền qua loạt thùng giảm áp suất Tại đây, áp suất không khí tràn vào, cát tách khỏi hỗn hợp qua bẫy cát Tiếp theo, cặn mịn chất rắn lại bổ sung hợp chất tổng hợp đưa qua lọc vải Những tồn dư sau rửa loại bỏ - Kết tủa: Hợp chất bão hòa natri aluminate tiếp tục làm mát hệ thống trao đổi nhiệt Vì bị làm lạnh đột ngột, hydroxit nhôm bị kết tủa lại tạo thành hạt tinh thể Các tinh thể kết hợp với tinh thể khác tạo thành hạt lớn lắng xuống đáy Sau đó, hạt hydroxit nhôm lọc rửa để loại bỏ soda Phản ứng mô tả: Na+ + Al(OH)4- → Al(OH)3 + NaOH - Sấy khô: Các hạt hydroxit nhôm sau nung lò nhiệt độ 960°C thành alumina Phản ứng mô tả: Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Như vậy, quy trình Bayer, bùn đỏ sinh trình tách bùn Do bị nhiễm soda nên bùn đỏ có độ pH cao, khoảng 13 1.2 Thành phần đặc tính bauxite Thành phần hóa học chủ yếu bauxite (quy oxit) Al 2O3, SiO2, Fe2O3, CaO, TiO2, MgO đó, hydroxit nhôm thành phần quặng Bảng 1.1: Thành phần hóa học bauxite theo khối lượng Thành phần hóa học % theo khối lượng Al2O3 Fe2O3 CaO SiO2 55,6 4,5 4,4 2,4 TiO2 2,8 MgO 0,3 Mất đốt 30 Bauxite tồn dạng tùy thuộc vào số lượng phân tử nước chứa cấu trúc tinh thể gồm: gibbsit Al(OH)3, boehmit γ-AlO(OH), diaspore αAlO(OH), với khoáng vật oxit sắt goethit hematit, khoáng vật sét kaolinit có mặt anata TiO Gibbsit hydroxit nhôm thực boehmit diaspore tồn dạng hidroxit nhôm oxit Sự khác biệt boehmit diaspore diaspore có cấu trúc tinh thể khác với boehmit, cần nhiệt độ cao để thực trình tách nước nhanh Bảng 1.2: So sánh dạng bauxite Gibbsit Al(OH)3 65,4 Đơn tà 2,42 150 Thành phần Hàm lượng alumina tối đa (%) Hệ tinh thể Mật độ (g.cm-3) Nhiệt độ tách nước (°C) Boehmit AlO(OH) 85,0 Trực thoi 3,01 350 Diaspore AlO(OH) 85,0 Trực thoi 3,44 1.3 Thành phần đặc tính bùn đỏ bauxite Có loại bùn đỏ, thành phần loại bùn đỏ giống Tuy nhiên, bùn đỏ thải trình Bayer để sản xuất alumina có độ pH khoảng 13 cường độ ion cao, bùn đỏ thải trình sơ tuyển quặng có độ pH trung tính cường độ ion thấp Bảng 1.3: Thành phần hóa học bùn đỏ theo khối lượng Thành phần hóa học % theo khối lượng Al2O3 10 - 20 Fe2O3 30 - 60 CaO 2-8 SiO2 - 50 TiO2 - 25 Na2O - 10 Bảng 1.4: Thành phần hóa học bùn đỏ Việt Nam theo khối lượng Thành phần hóa học % theo khối lượng Al2O3 19,76 Fe2O3 47,76 SiO2 4,3 TiO2 7,25 Na2O 2,38 Mất đốt 14,83 1.4 Tác động việc khai thác bauxite 1.4.1 Tác động tích cực Nói cách tổng quát, phương diện phát triển kinh tế xã hội, việc khai thác bauxite mang lại nhiều lợi ích cho người dân, quyền địa phương công ty khai thác Người dân địa phương có thêm công ăn việc làm hưởng lợi tiện ích công cộng công ty hỗ trợ việc khai thác mang lại như: huấn luyện nghề trả lương cao, có thêm nguồn tài trợ cho dự án chương trình xã hội, sở hạ tầng (đường sá, cầu cống, bệnh viện, trường học, ), người dân bồi thường tái định cư Chính quyền địa phương có thêm tiền thuế thu từ công ty khai thác bauxite Còn công ty khai thác thu thêm lợi nhuận hoạt động buôn bán hoạt sử dụng quặng mang lại Một mỏ bauxite cần 200 công nhân để sản xuất triệu bauxite/năm hay 11 công nhân/ha mang lại lợi tức trung bình khoảng 1,4 triệu USD/ha vào năm 1998, so sánh giá bán trung bình bauxite 22,69 USD/tấn (1998) 31,20 USD/tấn (2007), lợi tức trung bình việc khai thác bauxite vào khoảng 1,9 triệu USD/ha 1.4.2 Tác động tiêu cực Việc khai thác quặng có ảnh hưởng xấu đến môi trường đất, nước, không khí sinh vật, đặc biệt môi trường đất Việc khai quang cối phá hủy nơi cư trú động vật, phát tán mầm bệnh thực vật, thay đổi điều kiện thời tiết, gia tăng bụi bặm; đất vùng mỏ bị xói mòn nhanh không che phủ trồng rừng Nguồn nước mặt bị ô nhiễm, tăng độ acid, tăng độ đục Những vùng bị khai quang cảnh quan ảnh hưởng tiêu cực đến thị giác, bụi bặm, tiếng động giới chất nổ làm gián đoạn môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sức khỏe dân cư lân cận Hoạt động khai thác mỏ ảnh hưởng đến kinh tế xã hội, tùy thuộc vào khoảng cách từ mỏ đến khu dân cư mà tầm ảnh hưởng hoạt động khai thác khác Việc khai thác quặng mỏ phá vỡ truyền thống văn hóa, lối sống, ràng buộc tộc, thay đổi hoàn toàn loại hoa màu kỹ thuật canh tác cách thức buôn bán, tập trung dân cư từ nơi khác đến làm nảy sinh nhiều vấn đề an ninh xã hội 1.5 Bùn đỏ Việt Nam Hình 1.1: Bùn đỏ Tây Nguyên Ở tỉnh Tây Nguyên, bật tỉnh: Lâm Đồng tỉnh Đăk Nông, chịu ảnh hưởng loại chất thải đặc biệt “bùn đỏ” Công nghiệp chế biến thải môi trường bùn đỏ/1tấn Alumin (tinh chế từ Bauxite) “Bom bùn” treo lơ lửng đầu tỉnh cực Nam Trung bộ, đe dọa vùi lấp lưu vực sông Đồng Nai dòng chảy đổ vào sông Mê Kông, đến thời điểm này, gàu xúc bổ xuống, mở đầu hàng loạt dự án khai thác quy mô Tây Nguyên chưa có giải pháp chế ngự đưa Nơi có mỏ bô-xit quan trọng Việt Nam tỉnh Dak-Nông, tỉnh nằm phía bắc Bảo Lộc, Đà Lạt Cambôt Hai địa điểm tiến hành việc khai thác xã Nhân Cơ thuộc Đăk-Nông xã Tân Rai Bảo Lộc Toàn tỉnh Đăk Nông có 13 mỏ Bauxite, trải địa bàn huyện nằm thượng nguồn hệ thống sông lớn Srepok (gồm nhánh Krông Bông, Krông Păk, Krông Ana, Krông Nô - đổ vào dòng sông Mê Kông) Đồng Nai (gồm nhánh Đăk Huýt, Đăk Glun, Đăk Rtit, Đăk Nông - đổ vào sông Đồng Nai) Phần diện tích sông Srepok địa bàn Đăk Nông 3.583 km2 (chiếm 50% diện tích toàn tỉnh), sông Đồng Nai 2.934,4 km2 (chiếm 45% diện tích tỉnh) Thượng nguồn hệ thống sông có địa hình thuận lợi, tạo thành hồ chứa bùn Theo nhà khoa học Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, D.A khai thác cần đến diện tích đất lớn làm bãi thải bùn Các hồ chứa mong manh trước biến cố thiên tai lụt, lũ quét… nguyên nhân dẫn đến thảm họa môi trường tương lai, thảm họa bùn đỏ san phẳng vùng đồng rộng lớn khủng khiếp nhiều hạ lưu sông Đồng Nai dòng chảy đổ vào sông Mê Kông bị bùn đỏ vùi lấp Bùn đỏ không trữ nhiệt có chứa hóa chất NaOH chất kiềm, tùy theo độ đậm đặc, NaOH có khả làm da, giết chết sinh vật cỏ Tại Tây Nguyên bùn đỏ tồn trữ hồ chứa, tích lũy lại thành khối theo năm tháng Nếu thành hồ bị vỡ, gặp lúc mưa bão, hồ chứa bị tràn nước chứa bùn đỏ chẩy khắp nơi, giết chết cỏ tôm cá dòng nước Tây Nguyên nguồn phát xuất sông Đồng Nai cung cấp nước cho Biên Hoà Sài Gòn CHƯƠNG 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN ĐỎ Khai thác Bauxitee Tây Nguyên biết xử lý vấn đề môi trường nhìn chung lợi nhiều hại, giải vấn đề môi trường lại vấn đề nan giải Những ý kiến phản biện vấn đề môi trường dự án khai thác bauxitee chủ yếu bao gồm hai vấn đề: bùn đỏ ô nhiễm môi trường từ bụi đỏ Trong dự án khai thác bauxitee Tây Nguyên, liệu có cách chuyển hóa bùn đỏ sang đất trồng giảm thiểu ô nhiễm từ bụi đỏ không? Về bản, thành phần bùn đỏ có oxít sắt nên có màu nâu đỏ Trong bùn chất phóng xạ nên không gây hại đặc biệt cho môi trường Tuy nhiên bùn có dung dịch kiềm nên có tính ăn mòn cao, độ pH lớn, lòng hồ phải xử lý đất sét đầm chặt, trải vải địa kỹ thuật, trải cát… để không cho bùn đỏ (có NaOH) tràn môi trường Các phương pháp xử lý bùn đỏ áp dụng bao gồm phương án sau: • Xử lý phần chất lỏng kèm bùn đỏ phát sinh hồ bùn đỏ cách tái sử dụng dây chuyền sản xuất trung hoà nước biển (trường hợp nhà máy đặt cạnh biển) trung hoà CO2 • Chôn lấp bùn đỏ thải, tiến hành hoàn thổ, phục hồi môi trường • Xử lý bùn đỏ từ bãi thải, dùng cho ứng dụng vật liệu xây dựng (gạch, ngói, bê tông ), làm đường, chế biến sơn, chế tạo vật liệu đặc biệt khác Việc lựa chọn phương án xử lý bùn đỏ sau thải thực tùy theo nhà máy alumin cụ thể, nhiên phương án chôn lấp, hoàn thổ chiếm ưu áp dụng rộng rãi, phương án chế biến bùn đỏ nghiên cứu, thử nghiệm chi phí để thực cao, hiệu kinh tế thấp 2.1 Phương pháp chôn lấp Bên cạnh khai thác mỏ bauxite, đơn vị đấu thầu Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin), đề xuất số phương án xử lý bùn đỏ Một phương án khả thi chôn lấp Hồ chứa bùn đỏ phận hệ thống sản xuất alumina từ quặng bauxite, hồ thiết kế kỹ để chống thấm chất lỏng bùn đỏ xuống nước ngầm theo chiều đứng chiều ngang 10 Hiện Vinacomin tính toán cụ thể khối lượng bùn đỏ thải, khu vực thải việc xử lý chất thải theo nhiều phương án khả thi Theo đó, Tổ hợp Bauxite nhôm Lâm Đồng quy hoạch hồ chứa bùn đỏ với tổng diện tích lên đến 318 Hồ nằm thung lũng nên không ảnh hưởng đến việc làm trôi chảy bùn đỏ đến nơi khác, không ảnh hưởng đến mạch nước ngầm khu vực Để chống tràn, chủ đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước mưa hoàn chỉnh xung quanh hồ bảo đảm nước mưa chảy xuống hồ gây tràn hồ Hồ nạo lớp thực bì, bùn cán lót lớp đất sét ( dày 60 cm ) với lớp lót vải địa kỹ thuật Bảo đảm chống thấm tuyệt đối Mỗi hồ ngăn thành nhiều block nhỏ ( từ 10 – 15 ) lượng bùn đỏ thải theo ô Khi đầy ô dùng công nghệ xử lý hút nước ( chủ yếu nước thải chứa xút ) để đưa nước xút trở lại nhà máy Alumin sử dụng cho công nghệ chế biến Alumin qua làm khô bùn đỏ Sau lấp đất đảm bảo chôn vĩnh viễn không sử dụng chất thải Chủ đầu tư lắp đặt trạm quan trắc quanh hồ để theo dõi thường xuyên biến động hóa chất bùn đỏ - đặc biệt độ pH để xử lý kịp thời Đồng thời nhắm nâng cao độ an tòan, khu vực hồ bùn đỏ bảo vệ nghiêm ngặt không cho người hay loại gia súc, gia cầm đến gần hồ việc xây dựng bờ tường rào kín quanh hồ, trồng vành đai rừng bao bọc hồ với chiều rộng 10 m Còn dự án sản xuất alumin Nhân Cơ dự án sản xuất đạt 650 ngàn alumin/năm tổng lượng bùn đỏ gần triệu 400 ngàn tấn/năm( tương đương khoảng 945 ngàn m3) Dự án Nhà máy sản xuất alumin Nhân tiến hành xử lý bùn đỏ phương pháp chôn lấp, sau tiến hành hoàn thổ, phục hồi môi trường Bùn đỏ trước thải bãi rửa ngược dòng bước nhằm tận thu kiềm alumin kèm theo bùn đỏ Hồ chứa bùn đỏ (rộng 200ha) có lớp chống thấm tốt để kiềm bám bùn đỏ không bị thẩm thấu vào nước ngầm, nước chứa bãi chứa bùn đỏ thu gom bơm hoàn toàn nhà máy Các thành phần bùn đỏ có hại cho môi trường cách ly hoàn toàn, không để rò rỉ hay thẩm thấu gây ảnh hưởng tới môi trường; thành phần chất lỏng theo bùn đỏ 11 sinh trình lưu trữ (như nước mưa hòa với bùn đỏ) thu hồi, tái sử dụng Nhà máy alumin Hồ chứa bùn đỏ xây dựng phải đảm bảo tiêu chí như: không gây tượng thẩm thấu chất ô nhiễm môi trường; lòng hồ phải xử lý thi công lót vải địa kỹ thuật vải nhựa có độ thấm đạt yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam bãi chôn lấp rác thải nguy hại; tượng phát sinh phát tán bụi môi trường; đảm bảo khả hoàn thổ trả lại đất cho canh tác thời gian ngắn với chi phí nhỏ nhất; không tiềm ẩn khả gây thảm họa đặc biệt khả vỡ đập gây ô nhiễm môi trường nguy hiểm diện rộng Hồ thải bùn đỏ lựa chọn thung lũng phía Nam khu vực Nhà máy alumin Các đập ngăn xây dựng để tạo hồ thải theo giai đoạn hoạt động nhà máy Tổng thể tích hồ theo tính toán đảm bảo 30 năm vận hành cho nhà máy Xung quanh hồ xây dựng hệ thống kênh thu nước mặt, nước mưa từ lưu vực xung quanh để dẫn thoát khỏi phạm vi lòng hồ, đảm bảo lượng mưa xuống hồ lượng mưa thu trực tiếp từ diện tích mặt thoáng hồ Theo thiết kế, phía lớp cát, vải địa kỹ thuật ống hút nước (bùn lắng đọng lòng hồ) từ bùn để tái sử dụng Hồ bùn đỏ chia thành nhiều ngăn để bùn thải đầy (đã hút tái sử dụng), ngăn làm khô phủ đất phía trên, trồng Hồ thải bùn đỏ lựa chọn thung lũng gần Nhà máy alumin.Các đập ngăn xây dựng để tạo hồ thải theo giai đoạn hoạt động nhà máy Tổng thể tích hồ theo tính toán đảm bảo 30 năm vận hành cho nhà máy Xung quanh hồ xây dựng hệ thống kênh thu nước mặt, nước mưa từ lưu vực xung quanh để dẫn thoát khỏi phạm vi lòng hồ, đảm bảo lượng mưa xuống hồ lượng mưa thu trực tiếp từ diện tích mặt thoáng hồ Để bảo đảm mục tiêu này, đáy vách hồ bùn đỏ lót sét nén chặt, sau lớp HDPE chống thấm hàn mối với kỹ Một lớp cát dày bố trí HDPE lớp cát bố trí hệ thống ồng đục lỗ (perforated pipes) để thu gom nước thấm xuống từ bùn đỏ để bơm ngược công đoạn nung bauxite để thu hồi chất kiềm (xút, pH =12) đưa vào tái sử dụng 12 Khi lượng bùn đỏ cao dần lên hồ, lớp chất lỏng mặt bùn đỏ thu theo hệ thống ống đặt đứng theo vách hồ chứa bùn đỏ Chất lỏng hồ bùn đỏ thu hồi triệt để (vì giá trị kinh tế cao) Chất đặc lại hồ tích lũy cao dần lên đến độ cao quy định phủ lên lớp vật liệu chống thấm sau đổ lên 3-6 m đất để trồng Sau cùng, mặt hồ chứa bùn đỏ trở thành vùng rừng xanh tốt Bên cạnh hồ chứa bùn đỏ hoạt động, luôn có hồ chứa trống bên cạnh để chứa nước trường hợp mưa lớn tràn khỏi mặt hồ chứa bùn đỏ (trên sở thống kê lượng mưa cực đại 100 năm) Với nguyên tắc thiết kế này, nước tràn từ mặt hồ bùn đỏ môi trường 2.2 Phát triển hệ thực vật đệm trước chuyển đất thành đất trồng trọt Cách áp dụng chủng lấy gỗ công nghiệp hệ mao mạch rễ bị phá hỏng tiếp xúc với môi trường kiềm mạnh bùn đỏ áp dụng cho hệ khả cho thu hoạch, có khả sinh trưởng môi trường độc hại, hút dần độc tính đất phương pháp học, hủy diệt hệ thực vật để tạo môi trường cho hệ thực vật có ích cho môi trường thu hoạch Quá trình phải từ 20 đến 30 năm tái tạo phần khả đất Phương pháp sử dụng Brazil Dự án tái trồng Brazil triển khai rừng nhiệt đới, cắt xuống khoảng 300 năm từ năm 1979 dành triệu USD để tái trồng rừng Với vùng khai thác Queensland hay Westland Australia, phương thức áp dụng hầu hết mỏ bauxitee nằm sâu vùng rừng nhiệt đới, cách xa khu dân cư Tuy nhiên vùng Tây nguyên, đất đai vùng dự án gần kề với khu dân cư, trồng trọt chí khu nông trang bà nên việc chờ đợi lâu cho rừng tái tạo hoàn toàn không hợp lý Hoặc muốn áp dụng phương pháp cần phải có kế hoạch di dân hợp lý 2.3 Trung hòa độc tính bùn đỏ Cách thực sử dụng nước biển Những nghiên cứu đăng tạp chí môi sinh phương pháp rằng, khối bùn đỏ cần khối nước biển để trung hòa Độ kiềm bùn giảm từ 12 xuống khoảng 8.5; độ pH vừa 13 phải để lớp rễ chịu đựng Theo lí giải nghiên cứu, tồn lượng lớn Ca2+ Mg2+ nước biển tạo thành hidroxit dạng kết tủa, làm giảm pH bùn Phương pháp coi tối ưu dự án gần biển sau đó, lớp bùn sa lắng không gây nguy hiểm cho hệ sinh thái ven biển Có lẽ lí mà từ đầu, dự án Bauxitee Tây Nguyên có ý định tạo đường dẫn đưa bùn đỏ bờ biển Việt Nam Sự vận chuyển đất bỏ khiến tỉnh Tây Nguyên đất trồng trọt Sau khai thác, vùng thành vũng lầy diện rộng khả làm nông nghiệp Đồng thời, với mật độ mưa lớn, tạo xói mòn đất, làm lộ lớp đá cứng không phù hợp với việc canh tác nông nghiệp hay trồng rừng Áp dụng phương pháp chỗ việc trút xuống lớp muối khô CaCl2 hay MgCl2 (canxi clorua hay magie clorua) giảm độ pH, thay gốc hydroxyl (OH-) gốc muối clorua khiến đất nhiễm mặn, khả trồng trọt Điều không khả thi với vùng đất Tây Nguyên chi phí cho loại muối khả tẩy mặn không tưởng 2.4 Lọc bỏ thay độc chất bùn đỏ Có thể sử dụng phương pháp trao đổi ion để thay natri hidroxite NaOH kali photphat Phương pháp cho thấy số kết phòng thí nghiệm, chưa thể triển khai đại trà chi phí màng lọc khó khăn thời gian trao đổi Những kết nghiên cứu để việc trao đổi ion hoàn tất cho khối bùn đỏ, phải 10 ngày Rõ ràng chưa thể áp dụng với dự án bauxitee Tây Nguyên Ngoài phương pháp người ta đề số phương pháp xử lý khác là: • Tìm kiếm nguồn phối trộn để trung hòa bùn đỏ: cần tập trung khai thác nguồn hữu có tính acid: than bùn chua (pH < 4), đặc biệt than bùn vùng Di Linh, Lâm Hà, Đam Rông dồi dào, tăng cường sử dụng than bùn ủ phân chuồng bón phủ lên bùn đỏ • Trên bùn đỏ xử lý trung hòa, khảo nghiệm nhóm thực vật trồng thích hợp có khả đem lại hiệu kinh tế đồng thời cải tạo - tái tạo đất trồng Nhờ giải triệt để có tính bền vững vấn nạn ô nhiễm nêu Dự kiến nhóm thực vật chọn lọc đưa vào thử nghiệm gồm: chuối, dứa, sắn, sen, súng, 14 lúa, củ niễng, rau muống, dầu mè Jatropha curcas; nhóm thực vật chọn lọc cho khảo nghiệm; từ nhóm hoang dại, cảnh, rừng Thử nghiệm trồng chậu để xác định khả sử dụng chế phẩm thu làm phân bón sinh học, giá thể trồng cho số loại • Dùng phế liệu số công ty khác để xử lý trung hòa cho bùn đỏ, chẳng hạn phế thải Công ty men Mauri La Ngà Công ty Vedan Về chất phế thải công ty cặn rỉ môi trường sau lên men vi sinh, giàu hữu cơ, song chua (pH < 2,5), thời gian qua việc giải xử lý chưa triệt để, gây hậu môi trường Như giải lúc toán ô nhiễm hai lĩnh vực, nghĩa dùng phế liệu gây ô nhiễm nặng xử lý lẫn nhau, đưa môi trường có khả cho thực vật phát triển 15 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỒ CHỨA BÙN ĐỎ 3.1 Tính toán thông số Sản lượng: 325.000 alumin/năm Tuổi thọ mỏ: 12 năm  Tổng lượng alumin: 325.00012 = 3,9 triệu Sản xuất alumin thải 1,5 bùn đỏ (khô)  Tổng lượng bùn đỏ (khô): 3,91,5 = 5,85 triệu Sử dụng công nghệ thải ướt (bùn có thành phần khối lượng chất rắn < 50%)  Chọn bùn có thành phần khối lượng chất rắn = 47,7% sản xuất theo công nghệ Bayer: tỉ trọng 2,7 g/cm3 (= 2,7 tấn/m3)  Tổng thể tích bùn đỏ (huyền phù): 5,852,7 = 2,17 triệu m3 Không tính toán thay đổi thể tích bay hơi, thấm, lượng mưa nên thể tích coi thể tích cần thiết sử dụng Hình thức hồ quây đập bờ cao Chọn mực nước tính toán hồ chứa 20m  Diện tích lòng hồ chứa: 2,1720 = 0,1085 triệu m2 = 10,85  Bán kính lòng hồ chứa: 186m Bỏ qua tác động gió, sóng  Cao trình đỉnh đập: 20 + = 23 m 3.2 Thiết kế hồ chứa bùn đỏ Phương án lưu giữ bùn đỏ sử dụng hồ quây đập đá bờ cao Hồ chứa có bán kính lòng hồ 186m, diện tích lòng hồ 10,85 3.2.1 Kết cấu mặt cắt ngang đập 16 Hình 3.2: Mặt cắt đập quây hồ chứa Đập chắn hồ bùn đỏ có kích thước cao trình đỉnh đập 23 m, chiều ngang theo mặt cắt 102 m Ðập xây dựng loại vật liệu đồng nhất, hệ số mái dốc đập m = Đỉnh đập có bề rộng 10 m, không kết hợp làm đường giao thông, mặt đập làm dốc hai phía thượng lưu hạ lưu để thoát nước mặt với độ dốc 3% Mặt đỉnh đập bảo vệ bê tông Trên mặt bố trí hệ thống đèn cao áp chiếu sáng để phục vụ công tác khai thác quản lý Tường lõi sử dụng để chống thấm thân đập Đất sét sử dụng làm lõi, kích thước tính toán thông qua độ thấm (không tính toán này) Mặt tiếp xúc lõi thân đập có lớp chuyển tiếp dạng tầng lọc ngược để bảo vệ tường lõi không bị xói mòn thấm 3.2.2 Kết cấu bảo vệ mái đập thượng lưu Hình 3.3: Mặt cắt mái đập thượng lưu hồ chứa 17 Kết cấu gia cố bảo vệ mái thượng lưu đập gồm phận chính: Kết cấu gia cố bê tông cốt thép, đặt mái, có nhiệm vụ bảo vệ mái dốc chống xói lở Các bê tông cốt thép sau xếp hoàn chỉnh mái dốc liên kết móc nối cốt thép Các khe nối lấp kín bê tông Kết cấu chuyển tiếp tầng đệm kết cấu gia cố, sử dụng lớp đá dăm, giúp liên kết phận gia cố với mái dốc đập, bảo vệ thân đập không bị xói ngầm Kết cấu gối tựa đỡ bô trí chân kết cấu gia cố bê tông để chống trượt (các thông số xây dựng kết cấu bảo vệ mái đập thượng lưu không tính toán liên quan đến ảnh hưởng gió, sóng, trượt lún) 3.2.3 Kết cấu lớp hồ chứa Nước thải hồ chứa bùn đỏ mang đặc tính độ kiềm cao, nên lớp hồ chứa phải đảm bảo dộ bền vững, chịu tác động hóa học chất thải, chống rò rỉ chất thải điều kiện thời tiết suốt trình thi công, vận hành, đóng bãi hậu đóng bãi chôn lấp bùn đỏ Hình 3.4: Các lớp hồ chứa (chiều dày lớp cần tính toán theo đô thấm, số liệu hình mang tính tham khảo) 3.2.4 Kết cấu bảo vệ mái đập hạ lưu 18 Mái đập hạ lưu bảo vệ từ đỉnh đập đến đỉnh lăng trụ đá tiêu thoát nước lớp bê tông cốt thép Trên bề mặt mái đập cần bố trí hệ thống tiêu thoát nước để tránh tượng xói mòn Kích thước độ dốc rãnh thoát nước tính toán theo lưu lượng mưa khu vực Hình 3.5: Mặt cắt mái đập hạ lưu hệ thống tiêu thoát nước 3.2.5 Kết cấu tiêu thoát nước Kết cấu tiêu thoát nước áp dụng kiểu kết hợp gối phẳng gối nghiêng (áp mái) Xung quanh khu vực hồ bùn đỏ tiến hành xây dựng công trình rãnh thu nuớc chảy bề mặt để ngăn nước mặt chảy tràn vào khu hồ bùn đỏ, đặc biệt vào mùa mưa lũ Rãnh có kích thước 2m3m Bên cạnh đó, hành lang bảo hộ trồng nhằm hạn chế tốc độ dòng chảy, hạn chế gây việc sạt lở bờ đập tải rãnh thu nuớc 19 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Như phương án xử lý bùn đỏ Thật không khó để xử lý Tuy nhiên, lựa chọn phương pháp cho phù hợp với điều kiện Tây Nguyên dễ Lúc có phương pháp chôn lấp hữu hiệu chưa thật thuyêt phục 100% đồng tình nhà khoa học bất cập mà chưa thể khắc phục triệt để Vì vậy, chưa tìm biện pháp thích hợp không nên khai thác cách bừa bãi quặng Bauxite Tây Nguyên hậu lường trước Nếu có cố bùn đỏ không Tây Nguyên mà tỉnh Đông Nam Bộ Đồng Nai, Bình Dương TP Hồ Chí Minh tỉnh Miền Tây không nằm ngoại lệ Bài hoc trước mắt cho thấy Tp Thiều Quan Trung Quốc, trình sản xuất quặng Bauxite lâu năm làm cho vùng đất bạc màu nhiễm độc ngày nhiều Hàng năm có khoảng 40% - 50% người chết ung thư thành phố Và không găn chặn kịp thời lại xuật thêm làng ung thư đồ làng ung thư giới Việt Nam gặp nhiều vấn đề môi trường từ thành thị tới nông thôn; vùng đất, khu công nghiệp dự án công nghiệp khai khoáng chưa có giải pháp hợp lí Chúng ta không nên có thêm thảm họa môi trường mới, nơi tập trung nhiều sắc dân thiểu số với văn hóa đặc trưng Những mát dự án bù đắp từ lợi ích kinh tế đem lại 20 PHỤ LỤC BẢN VẼ KỸ THUẬT KÈM THEO 21