Đánh giá tác động của dự án đầu tư xây dựng nhà máy luyện antimon đến môi trường không khí xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang

Nhà máy luyện Antimon (Sb) được đặt tại xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang. Khi đi vào hoạt động, Nhà máy sẽ có những tác động đáng kể đến môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường không khí. Bụi và khí thải phát sinh từ hoạt động của các phương tiện vận chuyển nguyên, nhiên liệu và sản phẩm ra vào nhà máy.

Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 118(04): 81 - 88 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DỰ ÁN ĐẦU TƢ XÂY DỰNG NHÀ MÁY LUYỆN ANTIMON ĐẾN MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ XÃ BÌNH AN, HUYỆN LÂM BÌNH, TỈNH TUN QUANG Đỗ Thị Lan*, Nguyễn Chí Hiểu, Dƣơng Thị Minh Hòa, Nguyễn Duy Hải, Hồng Thị Lan Anh Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Nhà máy luyện Antimon (Sb) đƣợc đặt xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang Khi vào hoạt động, Nhà máy có tác động đáng kể đến môi trƣờng xung quanh, đặc biệt mơi trƣờng khơng khí Bụi khí thải phát sinh từ hoạt động phƣơng tiện vận chuyển nguyên, nhiên liệu sản phẩm vào nhà máy; từ lò thiêu, lò chƣng lò luyện gây nhiễm mơi trƣờng khơng khí khu vực nhà máy, khu vực xung quanh nhà máy tuyến đƣờng vận chuyển vào nhà máy, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe cán bộ, công nhân nhà máy, ngƣời dân sống xung quanh khu vực nhà máy Từ khóa: Đánh giá tác động mơi trường, mơi trường khơng khí, biện pháp giảm thiểu, nhà máy luyện antimon, chế biến khoáng sản MỞ ĐẦU* Tuyên Quang tỉnh miền núi mạnh tài ngun khống sản Các loại khống sản quặng Antimon, quặng chì kẽm, quặng vonfram, quặng thiếc… Trong năm gần đây, Đảng cấp lãnh đạo Tỉnh trọng khuyến khích, thu hút nhà đầu tƣ việc đầu tƣ khai thác chế biến sâu loại khống sản nhằm tận thu tài ngun, tạo cơng ăn việc làm cho nhân dân địa phƣơng, đồng thời góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế tỉnh nhà Hiện nay, Cơng ty cổ phần khống sản Bảo Âu tổ chức khai thác thăm dò hầm lò quặng antimon xây dựng thống thiết bị nghiền, tuyển quặng công suất 5.000 quặng/năm Với hệ thống thiết bị này, năm, Công ty sản xuất đƣợc khoảng 2.500 tinh quặng antimon có hàm lƣợng Sb ≥ 40% Mặt khác, huyện Lâm Bình, huyện Chiêm Hóa, huyện Na Hang… có nhiều điểm mỏ quặng antimon chƣa đƣa vào khai thác Đây nguồn cung ứng nguyên liệu dồi cho nhà máy tinh luyện antimon kim loại đƣợc xây dựng xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang Với mục tiêu tận thu giá trị nguồn tài nguyên khoáng sản đóng góp nhiều * Tel: 0983 640 105; Email: lantnmt@gmail.com cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa tỉnh nhà, Cơng ty cổ phần khống sản Bảo Âu định đầu tƣ xây dựng nhà máy luyện antimon kim loại thỏi công suất 800 tấn/năm Sản phẩm nhà máy cung cấp cho ngành sản xuất nƣớc xuất để thu ngoại tệ, góp phần khắc phục nhập siêu kinh tế quốc dân NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu dự án đầu tƣ xây dựng nhà máy luyện Antimon xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang - Đánh giá tác động dự án đến mơi trƣờng khơng khí dự án vào hoạt động - Đề xuất số biện pháp giảm thiểu tác động đến mơi trƣờng khơng khí dự án Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp mơ hình hố: Sử dụng mơ hình tính tốn để dự báo, tải lƣợng, nồng độ chất ô nhiễm mơi trƣờng khơng khí, từ xác định mức độ, phạm vi nhiễm mơi trƣờng khơng khí mơi trƣờng nƣớc hoạt động dự án gây - Phƣơng pháp đánh giá nhanh sở hệ số ô nhiễm: Phƣơng pháp Tổ chức Y 81 Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ tế Thế giới thiết lập đƣợc Ngân hàng Thế giới phát triển thành phần mềm IPC nhằm dự báo tải lƣợng chất ô nhiễm Trên sở hệ số ô nhiễm tuỳ theo ngành sản xuất biện pháp bảo vệ môi trƣờng kèm theo, phƣơng pháp cho phép dự báo tải lƣợng nhiễm khơng khí, nƣớc, chất thải rắn dự án triển khai KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Dự án đầu tư xây dựng nhà máy luyện antimon xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang Dự án đầu tƣ xây dựng nhà máy luyện antimon, Cơng ty Cổ phần Khống sản Bảo Âu chủ đầu tƣ, đƣợc đặt thôn Na Xé, xã Bình An, huyện Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang 118(04): 81 - 88 Tổng diện tích đất xây dựng nhà máy 38.400 m2 Công suất dự án 800 Sb kim loại có thành phẩm đạt Sb ≥ 99,5%./năm Thời gian hoạt động dự án 50 năm, với tổng vốn đầu tƣ: 95.000 triệu đồng Nguyên liệu đầu vào Nhà máy quặng giàu tinh quặng antimon có hàm lƣợng Sb ≥ 40%, S = 16 - 18%, H2O = 8% qua xƣởng thiêu oxy hóa tạo thành cục tinh quặng antimon có đƣờng kính D = 10 50mm loại bỏ lƣu huỳnh Cục tinh quặng antimon tiếp tục đƣợc đƣa qua xƣởng chƣng để tạo thành bột oxit Sb 2O3 có hàm lƣợng antimon lớn 80% Bột oxit Sb2O3 đƣợc luyện lò phản xạ để tạo sản phẩm cuối antimon kim loại thỏi có Sb ≥ 99,5% Quặng giàu ≈≥ 45%, Tinh quặng antimon Sb≥40%; δ= - 0,1 Thiêu oxy hóa (Máy băng xích) Gió Đập Cục tinh quặng dạng oxit: δ =10 – 35% ( Sb=45:60%) Than kok Than cám 4a,b Lọc túi vải Sb2O3 bột Xử lý kiềm loại SO2 Khói Ơng khói Lò chƣng Héc si Làm mát lọc bụi túi vải Bột Sb2O3 có %Sb ≈80% Than kok Trợ dung Na2CO3 Xỉ Khói Bột Sb2O3 Lò phản xạ hoàn nguyên Tinh luyện (Hỏa luyện) Lọc bụi Đúc thỏi Hình Sơ đồ cơng nghệ sản xuất antimon kim loại 82 Khói Thỏi Antimon %Sb≥99, 5% Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 118(04): 81 - 88 Tác động dự án đến mơi trƣờng khơng khí Nguồn phát sinh chất nhiễm - Bụi khí thải phát sinh từ phƣơng tiện giao thông vận chuyển nguyên, nhiên vật liệu, sản phẩm tuyến đƣờng vận chuyển phạm vi nhà máy - Bụi phát sinh trình phối liệu, nạp liệu vào lò thiêu, lò chƣng lò phản xạ - Bụi khí thải phát sinh từ lò thiêu, lò chƣng lò phản xạ Tải lượng, thành phần chất ô nhiễm Tải lƣợng chất nhiễm đƣợc tính tốn dựa sở nhu cầu sử dụng nhiên liệu, khối lƣợng nguyên liệu vận chuyển hệ số ô nhiễm * Bụi khí thải phát sinh q trình vận chuyển Bảng Hệ số ô nhiễm loại xe số chất nhiễm Loại xe Xe tải động Diesel > 3,5 Xe tải động Diesel < 3,5 Bụi (kg/1000km) 4,3 3,5 CO (kg/1000km) 28 SO2 (kg/1000km) 20×S 1,16×S NOx (kg/1000km) 55 0,7 Trong đó: S - hàm lượng lưu huỳnh xăng, dầu (hàm lượng lưu huỳnh 0,5%) + Tổng khối lƣợng vận chuyển nhà máy (nguyên, nhiên vật liệu vào nhà máy sản phẩm khỏi nhà máy) 10.000 tấn/năm Sử dụng xe để vận chuyển Số xe vận chuyển xe Tải lƣợng chất ô nhiễm phƣơng tiện thải tuyến đƣờng vận chuyển là: Ebụi = x 4,3 (kg/1000km.h) = 4,3 (kg/1000km.h) = 0,0012 mg/m.s ECO = x 28 (kg/1000km.h) = 28 (kg/1000km.h) = 0,0078 mg/m.s ESO2 = x 20 x 0,005 (kg/1000km.h) = 0,1 (kg/1000km.h) = 0,000028 mg/m.s ENOx = x 55 (kg/1000km.h) = 550 (kg/1000km.h) = 0,0153 mg/m.s + Tổng khối lƣợng vận chuyển nội nhà máy 50.000 tấn/năm Sử dụng xe để vận chuyển Số xe vận chuyển xe Tải lƣợng chất ô nhiễm phƣơng tiện vận chuyển phát thải tuyến đƣờng nhà máy là: Ebụi = x 4,3 (kg/1000km.h) = 21,5 (kg/1000km.h) = 0,006 mg/m.s ECO = x 28 (kg/1000km.h) = 140 (kg/1000km.h) = 0,039 mg/m.s ESO2 = x 20 x 0,005 (kg/1000km.h) = 0,5 (kg/1000km.h) = 0,00014 mg/m.s ENOx = x 55 (kg/1000km.h) = 275 (kg/1000km.h) = 0,076 mg/m.s * Bụi sinh trình phối liệu, nạp liệu, tháo dỡ sản phẩm Nguyên, nhiên vật liệu nhà máy chủ yếu quặng antimon than Để ƣớc tính lƣợng bụi sinh trình phối nạp liệu, dựa vào hệ số thải lƣợng bụi sinh công đoạn theo WHO là: 0,17 kg bụi/tấn quặng, đất đá công đoạn bốc xúc, vận chuyển Tổng khối lƣợng quặng than nhà máy sử dụng năm 3.590 Lƣợng xỉ quặng lò khoảng 944 xỉ than/năm Lƣợng sản phẩm tháo dỡ lò 3.750 Tổng lƣợng phối trộn, nạp liệu tháo dỡ sản phẩm xƣởng là: 8.284 tấn/năm Vậy tổng lƣợng bụi phát sinh từ công đoạn ƣớc tính khoảng 1.408 tấn/năm * Bụi khí thải phát sinh q trình sản xuất Lƣợng bụi khí thải sinh từ lò thiêu oxy hóa, lò chƣng lò phản xạ nhà máy vào hoạt động sản xuất phụ thuộc nhiều vào thành phần khối lƣợng nguyên, nhiên liệu đƣợc sử dụng GS.TS Trần Ngọc Chấn đƣa cơng thức tính tải lƣợng, nồng độ khí thải bụi phát sinh khu vực lò dựa nguồn nhiên liệu cấp cho lò đƣợc thể bảng 83 Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 118(04): 81 - 88 Bảng Bảng cơng thức tính tốn lượng khí phát thải Đại lƣợng tính TT Lƣợng khơng khí khơ lý thuyết Lƣợng khơng khí khơ lý thuyết cần cho q trình cháy (ở t = 300C, µ = 65%, d = 17g/kg) Lƣợng khơng khí ẩm thực tế với hệ số dƣ khơng khí α = 1,2 - 1,6 Lƣợng khí SO2 SPC Lƣợng khí CO SPC với hệ số cháy khơng hồn tồn hóa học học η (η = 0,01 – 0,05) Lƣợng khí CO2 SPC Lƣợng nƣớc SPC 10 Lƣợng khí N2 SPC Lƣợng khí O2 khơng khí dƣ Lƣợng khí NOx tạo 11 Lƣợng SPC tổng cộng 12 Lƣợng khói (SPC điều kiện chuẩn) Lƣợng khói (ở điều kiện thực tế t = 2000C) Lƣợng khí SO2 với ρSO2 = 2,926 kg/m3 chuẩn Lƣợng khí CO với ρCO = 1,25 kg/m3 chuẩn Lƣợng khí CO2 với ρCO2 = 1,977 kg/m3 chuẩn Lƣợng khí NOx với ρNOx = 2,054 kg/m3 chuẩn Lƣợng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,1 – 0,85 13 14 15 16 17 18 19 Đơn vị chuẩn Cơng thức tính V0 = 0,089 × Cp + 0,26 × Hp – 0,333 × (Op – Sp) m3 chuẩn/kg NL Va = (1 + 0,0016 × d) × V0 m3 chuẩn/kg NL Vt = α × V a m3 chuẩn/kg NL VSO2 = 0,683 × Sp/100 m3 chuẩn/kg NL VCO = 1,865 × η × Cp/100 m3 chuẩn/kg NL VCO2 = 1,853 × (1 -η) × Cp/100 VH2O = 0,111 × Hp + 0,012 × Wp + 0,0016 × d × Vt VN2 = 0,8 × Np/100 + 0,79 × Vt VO2 = 0,0021 × (α-1) × Va VNOx = MNOx/B × ρNOx VSPC = VSO2 + VCO + VCO2 + VH20 + VN2 + VO2 - VNOx Lc = VSPC × B/3600 m3 chuẩn/kg NL Lt = Lc × (273 + tkhói)/273 m3/s m3 chuẩn/kg NL m3 chuẩn/kg NL m3 chuẩn/kg NL m3 chuẩn/kg NL m3 chuẩn/kg NL m3/s MSO2 = VSO2× B × ρSO2× 1000/3600 MCO = VCO × B × ρCO ×1000/3600 MCO2 = VCO2 × B× ρCO2 × 1000/3600 g/s g/s g/s MNOx = 1,723× B1,18/100 g/s Mbụi = 10 × a × Ap × B/3600 g/s CSO2 = MSO2/Lt CCO = MCO/Lt CCO2 = MCO2/Lt CNOx = MNOx/Lt Cbụi = Mbụi/Lt g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 Nồng độ phát thải chất nhiễm khói - Bụi khí thải phát sinh từ lò thiêu oxy hóa: Áp dụng mơ hình tính tốn GS.TS Trần Ngọc Chấn, ta có số liệu đầu vào nhƣ sau: Lƣợng nhiên liệu tiêu thụ B (than cám), kg/h: B = 37 kg/h; Hệ số cháy khơng hồn tồn: η = 0,05; Hệ số dƣ khơng khí: α = 1,2; Hệ số mang tro bụi theo khói: a= 0,2; Nhiệt độ khói miệng ống khói: tkhói = 1600C Bảng Thành phần nhiên liệu than cám Quảng Ninh Độ ẩm toàn phần (Wp) 7,5 84 % Độ tro (Ap) 23 % Lƣu huỳnh (Sp) 0,5 % Cacbon (Cp) 70 % Hydro (Hp) % Nito (Np) % Oxy (Op) % Photpho (Pp) 1,2 3,8 0,009 Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải phát sinh từ lò thiêu oxy hóa nhƣ sau: Bảng Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải lò thiêu TT Chất ô nhiễm SO2 CO CO2 NOx Bụi Nồng độ (mg/m3) 860 703.392 21.001 1.024 3.967 QCVN 19:2009 Cột B 500 1000 850 200 Qua bảng ta thấy khu vực lò thiêu, lƣợng bụi khí thải phát sinh lớn Tất bụi khí thải thải vƣợt quy chuẩn Việt Nam - Bụi khí thải phát sinh từ lò chưng Hecsi: Xƣởng chƣng nhận quặng antimon qua thiêu oxy hóa cung cấp, sản phẩm xƣởng chƣng bột oxit antimon có hàm lƣợng Sb khoảng 80% Bột cung cấp cho xƣởng luyện để tạo oxit antimon kim loại Nhiên liệu cung cấp cho lò chƣng than kok Tải lƣợng, nồng độ bụi khí thải phát thải từ ống khói lò chƣng đƣợc tính tốn giống nhƣ lò thiêu oxy hóa, với thông số đầu vào nhƣ sau: Lƣợng nhiên liệu tiêu thụ B (than kok), kg/h: B = 158 kg/h; Hệ số cháy khơng hồn tồn: η = 0,05; Hệ số dƣ khơng 118(04): 81 - 88 khí: α = 1,2; Hệ số mang tro bụi theo khói: a= 0,2; Nhiệt độ khói miệng ống khói: tkhói = 1600C Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải phát sinh từ lò chƣng nhƣ bảng Qua bảng ta thấy khu vực lò chƣng, lƣợng bụi khí thải phát sinh lớn Hầu hết bụi khí thải thải vƣợt QCVN 19:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp - Bụi khí phát sinh từ lò luyện: Xƣởng luyện nhận antimon kim loại nhận bột oxit antimon Sb2O3 từ xƣởng chƣng, luyện antimon kim loại thỏi có hàm lƣợng Sb ≥ 99,5% Nhiên liệu sử dụng lò luyện than kok Các thơng số đầu vào nhƣ sau: Lƣợng nhiên liệu tiêu thụ B (than kok), kg/h: B = 200 kg/h; Hệ số cháy khơng hồn tồn: η = 0,05; Hệ số dƣ khơng khí: α = 1,2; Hệ số mang tro bụi theo khói: a= 0,2; Nhiệt độ khói miệng ống khói: tkhói = 1600C Thành phần than kok đƣa vào tính tốn sử dụng bảng Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải phát sinh từ lò luyện nhƣ bảng Bảng Thành phần nhiên liệu than kok Độ ẩm toàn phần (Wp) % Độ tro (Ap) % Lƣu huỳnh (Sp) 0,5 % Cacbon (Cp) 83 Bảng Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải lò chưng Chất Nồng độ QCVN 19:2009 TT nhiễm (mg/m3) Cột B SO2 730 500 % Hydro (Hp) % Nito (Np) 1,0 % Oxy (Op) 2,5 % Photpho (Pp) 0,007 Bảng Kết tính tốn nồng độ bụi khí thải lò luyện Chất Nồng độ QCVN 19:2009 TT nhiễm (mg/m3) Cột B SO2 73 500 CO 705.823 1000 CO 705.830 1000 CO2 21.074 - CO2 21.074 - NOx 1.126 850 NOx 1.174 850 Bụi 1.313 200 Bụi 1.313 200 85 Đỗ Thị Lan Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Các biện pháp giảm thiểu tác động tới mơi trường khơng khí Giảm thiểu nhiễm nguồn đường vận chuyển - Tƣới nƣớc tuyến đƣờng vận chuyển nguyên, nhiên vật liệu sản xuất sản phẩm nhà máy Tần suất tƣới nƣớc hạn chế bụi đƣờng lần/ngày vào mùa mƣa lần ngày mùa khô - Sử dụng loại xe vận tải có động đốt có hiệu suất cao, tải lƣợng khí thải nhỏ độ ồn thấp Thƣờng xuyên nâng cấp, bảo dƣỡng loại phƣơng tiện vận chuyển, từ làm tăng hệ số sử dụng nhiên liệu phƣơng tiện này, gián tiếp hạn chế lƣợng bụi, khí thải phát sinh từ q trình đốt cháy nhiên liệu - Khi vận chuyển, xe phải có bạt che phủ nhằm hạn chế tối đa tác động bụi rơi vãi khuếch tán vào mơi trƣờng khơng khí tác dụng gió - Bố trí hệ thống xanh khn viên nhà máy Cây xanh nhà máy lựa chọn trồng keo Khoảng cách 60cm x 60cm Giảm thiểu nhiễm khơng khí nguồn mặt Khu vực tập kết nguyên, nhiên liệu, phối liệu nạp liệu có diện tích rộng, việc lắp đặt hệ thống xử lý khí, bụi điều khó thực hiện, tốn khơng khả thi Chính vậy, nhà máy thực giải pháp ngăn ngừa phát sinh ô nhiễm từ nguồn: - Thực biện pháp tiết kiệm, tránh rơi vãi nguyên vật liệu trƣờng - Thu gom, vệ sinh thƣờng xuyên đất đá, quặng, than rơi vãi khu chứa nguyên liệu sản xuất, phối liệu, nạp liệu - Dùng nƣớc phun ẩm tuyến đƣờng vận chuyển nhà máy khu chứa nguyên liệu phun ẩm - Trang bị bảo hộ lao động cho cơng nhân Giảm thiểu nhiễm khơng khí nguồn điểm Khí thải phát sinh từ hệ thống lò thiêu, lò chƣng lò luyện đƣợc nhà máy dùng quạt hút khí thu xử lý chung nhà xử lý khói bụi 86 118(04): 81 - 88 Nhà xử lý khói bụi đƣợc bố trí vng góc với nhà xƣởng thiêu Nhà có mái che, tầng, kết cấu khung thép định hình, mái lợp tơn màu xanh, diện tích xây dựng 300m2 Ống khói: Bố trí phía Tây khu đất, cốt cao độ đặt ống khói +179m Do đặc điểm khí thải có nhiệt độ cao, có chứa bụi khí thải độc hại, đồng thời, đặc trƣng cơng nghệ chƣng lò hecsi, bột oxit antimon đƣợc thu hồi dƣới dạng bụi nên nhà máy lựa chọn cơng nghệ xử lý khí bụi vừa thu đƣợc lƣợng bụi antimon vừa xử lý đƣợc khí nhƣ hình * Ngun lý làm việc hệ thống Nhờ tác dụng quạt đẩy quạt hút, khí lò có nhiệt độ t