ĐẶC điểm THÀNH PHẦN vật CHẤT và đặc TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU vực TỈNH hà NAM và KHẢ NĂNG sử DỤNG TRONG sản XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT Nguyễn Thế Hậu ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà nội - 2014 i ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT Nguyễn Thế Hậu ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Chuyên ngành: Khoáng vật học Mã Số: 60440205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.Phan Lưu Anh Hà nội - 2014 ii ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn này, học viên nhận giúp đỡ tận tâm nhiệt tình từ TS Phan Lưu Anh Thầy khơng hướng dẫn học viên hồn thành luận văn mà gương tinh thần trách nhiệm công việc để học viên noi theo Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Bên cạnh đó, khơng thể khơng nói tới thầy cơ, nhân viên, cán khoa Địa Chất, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội bảo giúp đỡ học viên suốt thời gian theo học chương trình cao học trường Học viên xin gửi tới thầy cô, nhân viên cán khoa Địa chất lời cảm ơn chân thành Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Lãnh đạo Viện địa chất đồng nghiệp Viện Địa Chất-Viện Hàn Lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam, giúp đỡ tạo điều kiện thực nghiên cứu cách tốt Học viên xin gửi lời cảm ơn đến ThS.Nguyễn Ánh Dương tập thể tác giả đề tài: “Nghiên cứu khả sử dụng dolomit chất lượng thấp khu vực Hà Nam Ninh Bình sản xuất vật liệu không nung ” Đã giúp đỡ học viên thực nghiên cứu cung cấp tài liệu số liệu để học viên hoàn thành luận văn Nhân dịp này, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, khuyến khích tạo điều kiện tốt để tơi học tập, làm việc đặc biệt thực luận văn Trong trình thực luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, học viên mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy bạn để học viên hồn thiện luận văn tốt Một lần nữa, học viên xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thế hậu iii ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Chƣơng - KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 1.1.1 Vị trí địa lý Error! Bookmark not defined 1.1.2 Đặc điểm địa hình Error! Bookmark not defined 1.1.3 Khí hậu thủy văn Error! Bookmark not defined 1.1.4 Đặc điểm kinh tế - xã hội Error! Bookmark not defined 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất khoáng sản Error! Bookmark not defined 1.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực Error! Bookmark not defined Chƣơng - TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ HỆ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DOLOMIT Error! Bookmark not defined 2.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Error! Bookmark not defined 2.1.2 Ở Việt Nam Error! Bookmark not defined iv ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 2.2 HỆ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined Chƣơng MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM DOLOMIT KHU VỰC Error! Bookmark not defined TỈNH HÀ NAM Error! Bookmark not defined 3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THẠCH HỌC- KHOÁNG VẬT Error! Bookmark not defined 3.1.1 Đặc điểm địa chất mỏ dolomit Error! Bookmark not defined 3.1.2 Đặc điểm thạch học – khoáng vật Error! Bookmark not defined 3.2 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN HÓA HỌC Error! Bookmark not defined 3.3 ĐỘ HOẠT TÍNH ( ĐỘ HÚT VƠI) Error! Bookmark not defined Chƣơng KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM Error! Bookmark not defined 4.1 NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA Error! Bookmark not defined 4.1.1 Nguyên liệu Error! Bookmark not defined 4.1.2 Các loại phụ gia Error! Bookmark not defined 4.2 THỦ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TỶ LỆ PHỐI LIỆU TỐI ƢU Error! Bookmark not defined 4.3 THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LỰC NÉN VÀ ĐỘ ẨM TẠO HÌNH SẢN PHẨM GẠCH Error! Bookmark not defined 4.3.1 Thử nghiệm lựa chọn độ ẩm phối liệu tạo hình sản phẩm Error! Bookmark not defined 4.3.2 Thử nghiệm lựa chọn lực nén tạo hình Error! Bookmark not defined 4.4 BẢO DƢỠNG SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined v ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 4.5 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA GẠCH KHÔNG NUNG TỪ DOLOMIT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO vi ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 DANH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ địa chất phân bố mỏ dolomit khu vực Hà Nam 10 Hình 2: Cấu trúc tinh thể dolomit 13 Hình 3.1 Dolomit vỡ vụn bở rời mỏ Tây Thung Hồng Khiêm (HN7) 21 Hình 3.2 Dolomit cấu tạo nứt nẻ, vỡ vụn mỏ Dốc Ba Chồm 21 Hình 3.3a Dolomit nứt nẻ, vỡ vụn khu vực Tân Sơn (TS1) 22 Hình 3.3b Dolomit nứt nẻ, vỡ vụn khu vực Tân Sơn (TS1) 22 Hình 3.4 Đặc điểm thạch học mẫu dolomit khu vực Thung Hoàng Khiêm (mẫu HN7) 23 Hình 3.5 Đặc điểm thạch học mẫu dolomit khu vực Thành Bồng 24 Hình 3.6 Đặc điểm thạch học mẫu dolomit khu vực Tượng Lĩnh( Mẫu TL1) 24 Hình 3.7.Đặc điểm thạch học mẫu dolomit khu vực Thung Hồng Khiêm (mẫu HN6/2) 25 Hình 3.8a Giản đồ phân tích nhiễu xạ rơnghen mẫu dolomite khu vực Thành Bồng (mẫu HN9 ) 26 Hình 3.8b Giản đồ phân tích nhiệt vi sai mẫu dolomit Thanh Bồng 26 Hình 4.1 Đồ thị so sánh độ hút nước sản phẩm thử nghiệm với kiểu tỷ lệ phối trộn khác 34 Hình 4.2 Đồ thị so sánh độ cường độ kháng nén sản phẩm thử vii ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 nghiệm với kiểu tỷ lệ phối trộn khác 34 Hình 4.3 Đồ thị so sánh cường độ kháng uốn, kháng nén sản phẩm thử nghiệm với tỷ lệ phối trộn phụ gia khác 35 Hình 4.4 Ảnh hưởng độ ẩm tạo hình đến khối lượng thể tích cường độ sản phẩm (phối liệu theo kiểu GD11) 38 Hình 4.5 Biểu đồ tương quan cường độ kháng nén lực nén tạo hình 40 Hình 4.6 Biểu đồ tương quan khối lượng thể tích lực nén tạo hình 40 Hình 4.7 Biểu đồ tương quan độ hút nước lực nén tạo hình 41 Hình 4.8 Mẫu gạch khơng nung từ dolomit khu vực tỉnh Hà Nam 41 Hình 4.9 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất gạch khơng nung từ dolomit khu vực Hà Nam 44 viii ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 DANH MỤC BẢNG Bảng Đặc điểm thành phần khoáng vật mẫu dolomit khu vực tỉnh Hà Nam………………………………………………………………………… 24 Bảng Kết thành phần hóa học độ hoạt tính dolomit khu vực Hà Nam 26 Bảng 3.Kết phân tích độ hút vơi mẫu dolomit khu vực Hà Nam 27 Bảng Thành phần hố học vơi nung Kiện Khê………………………… 29 Bảng Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vôi………………… 30 Bảng Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vơi+ xi măng……… 31 Bảng Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vơi+ cát 32 Bảng Kết thử nghiệm đặc trưng lý mẫu sản phẩm thử nghiệm 32 Bảng Kết đặc trưng lý sản phẩm gạch không nung tỷ lệ khác nhau……………………………………………………………………… 36 Bảng 10 Kết xác định tiêu lý sản phẩm gạch không nung với lực nén khác nhau………………………………………………………… 38 Bảng 11 Kết thử nghiệm gạch không nung từ dolomit khu vực Hà Nam… 41 ix ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 MỞ ĐẦU Sử dụng vật liệu xây dựng không nung (VLXKN) trở thành xu chung nước giới Ở Trung Quốc, đến năm 2010 vật liệu xây dựng kiểu chiếm tỷ lệ 55%; Anh, VLXKN chiếm 60% tổng số vật liệu xây … Theo quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020, nhu cầu sử dụng vật liệu xây tương ứng khoảng 42 tỷ viên gạch quy chuẩn Nếu đáp ứng nhu cầu gạch đất sét nung tiêu tốn khoảng 57 đến 60 triệu m³ đất sét, tương đương với 2.800 đến 3.000 đất nông nghiệp; tiêu tốn từ 5,3 đến 5,6 triệu than, thải khoảng 17 triệu khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính Điều ảnh hưởng đến an ninh lương thực, an ninh lượng, cân sinh thái, cịn gây nhiễm mơi trường nghiêm trong, ảnh hưởng đến sức khỏe người Đánh giá xu phát triển tất yếu ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, ngày 28/4/2010, Thủ tướng phủ định số 567/QĐTT việc phê duyệt chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung 2010 Và quy ho ạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 đặt mục tiêu đưa tỷ lệ sử dụng vật liệu không nung lên 20- 25% vào năm 2015 30- 40% vào năm 2020, tiến tới xóa bỏ hồn tồn sở sản xuất gạch đất nung lị thủ công Hiện nay, công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung mang lại nhiều kết tích cực như: tận dụng nhiều nguồn nguyên liệu rẻ tiền có vùng miền, tạo nhiều loại vật liệu xây dựng (VLXD) có giá thành thấp Kết đề tài “ Đánh giá tiềm số khoáng sản phi kim loại (phụ gia xi măng, nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, sericit) địa bàn tỉnh Yên Bái đề xuất công nghệ khai thác chế biến” Nguyễn Ánh Dương, Kiều ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 Quý Nam nnk năm 2012-2013 cho thấy dolomit có đặc tính kỹ thuật sử dụng sản xuất vật liệu xây dựng không nung Xuất phát từ thực trạng đó, việc nghiên cứu, đánh giá đặc tính kỹ thuật dolomit Việt Nam nói chung khu vực tỉnh Hà Nam nói riêng nhằm đáp ứng mục đích sản xuất vật liệu xây dựng không nung cần thiết, ý nghĩa khoa học, mà cịn có ý nghĩa thực thực tiễn, đề xuất thêm nguồn nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng khơng nung góp phần phát triển công nghiệp địa phương, phát triển vật liệu xây dựng thân thiện môi trường phù hợp với xu thời đại, tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải Vì lẽ trên, học viên lựa chọn đề tài “Đặc điểm thành phần vật chất đặc tính cơng nghệ dolomit khu vực tỉnh Hà Nam khả sử dụng sản xuất gạch khơng nung” làm luận văn Mục tiêu luận văn Làm rõ đặc điểm thành phần vật chất, đặc tính cơng nghệ khả sử dụng dolomit khu vực Hà Nam cho sản xuất gạch khơng nung Luận văn trình bày với nội dung sau :  Khái quát khu vực nghiên cứu  Tổng quan tình hình nghiên cứu dolomit hệ phương pháp nghiên cứu  Một số đặc điểm dolomit khu vực Hà Nam  Khả sử dụng dolomit khu vực tỉnh Hà Nam sản xuất gạch không nung ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 Cơ sở tài liệu Luận văn xây dựng sở tài liệu thu thập sử dụng số liệu nghiên cứu đề tài « Nghiên cứu khả sử dụng dolomit chất lƣợng thấp khu vực Hà Nam Ninh Bình sản xuất vật liệu không nung » viện Địa chất chủ trì tác giả thành viên đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Anja Diekamp, Jürgen Konzett, and Peter W Mirwald 2011: Dolomitic lime mortar - burning, slaking and setting Geophysical Research Abstracts Vol 13, EGU2011-13379-2 EGU General Assembly 2011 2- Badrul., L.L Chiou M J., Azlina Z., Juliana.Z., 2007: Dolomite as an alternative weighting agent in drilling fluids Journal of Engineering Science and Technology Vol 2, No , pp.164- 176 3- Deelman, J.C (1999): "Low-temperature nucleation of magnesite and dolomite", Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte, pp 289–302 4- Deelman J.C., 2011: Low-temperature formation of dolomit and magnesite E- Book 2011 version 2.3 J.C.Deelman@ demonl.nl 5- Dolomite - British Geological Survey 2006 www.bgs.ac.uk 6- Lê Tiến Dũng nnk 1996: Các thành tạo dolomit nguồn gốc trầm tích địa tầng đá carbonat lấy ví dụ vùng Kim Bảng (Hà Nam) Tân Lâm (Quảng Trị) Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị khoa học lần thứ 12 Đại học MỏĐịa chất 7- Nguyễn Văn Dũng 2008: Nghiên cứu sản xuất frit men frit tráng lên ốp lát ceramic Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 3(26), pp.2531 ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 8- Nguyễn Ánh Dương nnk 2010 : Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng, khả sử dụng puzolan từ thành tạo phun trào axit khu vực Mù Căng Chải- Yên Bái” Viện Địa chất, Hà Nội 9- Nguyễn Ánh Dương, 2011: Ngun liệu khống hoạt tính từ số thành tạo đá phun trào axít trung tính Việt Nam ý nghĩa thực tiễn chúng Tạp chí Các Khoa học Trái đất, Số 3ĐB, tr 559-605 10- Nguyễn Ánh Dương nnk 2011: Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất bazan Kainozoi khu vực Nghĩa Đàn - Nghệ An khả sử dụng nguyên liệu công nghệ sản xuất xi măng bê tông đầm lăn” Viện Địa chất, Hà Nội 11- Nguyễn Ánh Dương Kiều Quý Nam 2012: Tiềm năng, chất lượng số khoáng sản phi kim loại khu vực Yên Bái Báo cáo tham dự Hội nghị Tây Bắc, Yên Bái 12- Nguyễn Ánh Dương nnk 2013 Báo cáo đề tài “Đánh giá tiềm số khoáng sản phi kim loại (phụ gia xi măng, nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, sericit) địa bàn tỉnh Yên Bái đề xuất công nghệ khai thác chế biến” Lưu Viện Địa chất 13- Vũ Đình Đấu, 2012: Nghiên cứu khả sử dụng đơlơmít phong hóa làm vật liệu xây dựng Tạp chí KHCN xây dựng Số 11/2 14- Nghiêm Thị Hiển nnk 2000: Nghiên cứu điều chế magie oxit từ dolomit nước ót http://www.vinachem.com.vn 15- Nguyễn Đăng Hùng 1966 : Kỹ thuật sản xuất vật liệu chịu lửa Tập II Nhà xuất Giáo dục Hà Nội 16- Julian R Gold Smith and Donald L Graf.1958: Structural and compositional variation in some natural dolomit Journal of Geology, Vol.66, No6, pp.678-693 ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 17- Lương Quang Khang nnk.2004: Tiềm đá dolomit tỉnh Ninh Bình Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học trường Đại học Mỏ - Địa chất lần thứ 16 Hà Nội, 2004 18- Vũ Tiến Kiệm nnk, 1969, Báo cáo tìm kiếm thăm dị dolomit Hạnh Lâm Bút Sơn Lưu trữ Địa chất, Hà Nội 19- Võ Đình Lương nnk.1982: Nghiên cứu sử dụng Dolomit Việt Nam sản xuất Vật Liệu Xây Dựng 20- Mineral Commodity Report 21 - Limestone, marble and dolomite dolomite uses industries 21- Kiều Quý Nam, Đậu Hiển, Trấn Thị Sáu, 2000: Một số kết nghiên cứu chất lượng, tiềm khả sử dụng puzơlan thành tạo bazan vùng Pleiku Tạp chí Đại chất, Loạt A (259/7-8), tr.27-32 22- Kiều Quý Nam, 2001: Puzơlan Việt Nam - Tiềm khả sử dụng Tạp chí Địa chất, Loạt A (267/11-12), tr.106-110 23- Kiều Quý Nam, 2002: Mối tương quan thành phần hoá học, cấu trúc đá với hoạt tính puzơlan bazan Kainozoi Lâm Đồng Tạp chí Các Khoa học Trái đất (4), tr.341-347 24- Kiều Quý Nam, 2006: Nghiên cứu sử dụng puzơlan sản xuất vật liệu xây dựng khơng nung Tạp chí Địa chất, Loạt A (293/3-4), tr.16-24 25- Kiều Quý Nam, Nguyễn Ánh Dương, 2010: Nguyên liệu công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung - vài kết quả thử nghiệm Tạp chí Địa chất, loạt A số 322/ 12/ 2010, tr.54-65 26- Phan Viết Nhân, Đỗ Đình Tốt, Phan Viết Sơn, Phạm Ngọc Minh 2002: Đặc điểm phân bố thành phần hoá học dolomit Kon Tum Tuyển tập Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 15 - Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, ĐH KHTN- ĐH QGHN 2014 27- Trần Ngọc Thái nnk, 2007 Báo cáo tổng kết đề tài “Quy hoạch khoanh vùng loại khống sản chủ yếu tỉnh Ninh Bình đến năm 2010 định hướng đến năm 2020” Viện Địa chất Khống sản, Hà nội 28- Nguyễn Trọng Tồn 2012: Đặc điểm chất lượng tiềm đolomit tỉnh Ninh Bình Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Trường Đại học Mỏ - Địa chất lần thứ 19, Hà Nội 29- Đỗ Đình Tốt, Phan Viết Nhân, Nguyễn Kim Long, Nguyễn Văn Bình, Trương Anh Quốc, Phạm Trường Sinh, Hà Thành Như, Phan Viết Sơn, Phạm Ngọc Minh, Lê Văn Chinh 2006:Dolomit Kon Gô, phát tỉnh Kon Tum Tuyển tập Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 17 - Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 30- Yoann Glocheux, Stephen Allen, Gavin Walker.2011: Arsenic removal from water using dolomites and modified dolomites School of Chemistry and Chemical Engineering Queen’s University Belfast, UK