Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường trong chế biến nhôm từ quặng bôxit cho tỉnh đắk nông

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ LAN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG CHẾ BIẾN NHÔM TỪ QUẶNG BÔXIT CHO TỈNH ĐĂK NÔNG (Đến năm 2010 định hướng đến 2020) Chuyên ngành : Quản lý Môi trường Mã số ngành : 60.85.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC Cán chấm nhận xét : TS Lê Thị Hồng Trân Cán chấm nhận xét : TS Võ Lê Phú Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm LỜI CẢM ƠN Sau năm đào tạo nâng cao kiến thức chuyên môn ngành Quản lý Môi trường trường Đại học Bách khoa, luận văn kết trình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tận tình Thầy Cô phấn đấu học tập thân Để thực hoàn thành tốt luận văn, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Phước tận tình giúp đỡ, hướng dẫn kiến thức kinh nghiệm suốt thời gian thực luận văn q trình học tập trường Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc, cán - nhân viên Công ty Cổ phần Alumin Nhân Cơ – TKV nhiệt tình ủng hộ, cung cấp nhiều tài liệu quý báu trình thực luận văn Xin trân trọng cảm ơn tất Thầy Cô Khoa Mơi trường trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh Thầy Cô giảng dạy cao học mơi trường khóa 2006 tận tâm truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý giá suốt trình học tập, giúp tơi hồn thành tốt luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp nhiệt tình ủng hộ, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn tất khóa học thực luận văn Vì thời gian có hạn, chắn luận văn không tránh khỏi nhiều sai sót Kính mong dẫn Q Thầy Cơ góp ý chân tình bạn bè để luận văn hồn thiện TP Hồ Chí Minh, tháng 11/2008 Học viên Nguyễn Thị Lan PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đắk Nông tỉnh thành lập sở tách từ huyện phía Nam tỉnh Đắk Lắk, có diện tích tự nhiên 651.000 ha, dân số 420.000 người với nhiều dân tộc anh em sinh sống Đắk Nông có nguồn tài nguyên rừng phong phú với trữ lượng gỗ lớn, nhiều loài cho giá trị kinh tế cao hương, căm xe, muồng đen…; có hệ thống sông suối lớn sông Sêrêpok , suối Đắk Nông, Đắk Rung, Đắk Tik, Đắk Bukso…; nhiều thác nước thác Gia Long, Đray Sáp, Đray Nu, Diệu Thanh…và thắng cảnh đẹp tạo nên hệ thống tài nguyên cho phát triển thuỷ điện du lịch văn hoá sinh thái Đặc biệt, Đắk Nông đánh giá nơi có mỏ quặng bơxit lớn, phân bố chủ yếu địa bàn thị xã Gia Nghĩa huyện Đăk Glong, Đăk R’Lấp, Đăk Song, trữ lượng dự đoán khoảng 3,4 tỉ quặng nguyên khai Việc khai thác nguồn tài nguyên dồi để phục vụ mục đích phát triển kinh tế hướng đắn Tuy nhiên, khai thác bôxit sản xuất nhôm lĩnh vực sản xuất phát sinh nhiều vấn đề gây ô nhiễm môi trường Trên quan điểm phát triển bền vững, để chủ động kiểm soát, hạn chế tác động bất lợi trình sản xuất gây ra, cần thiết phải có nghiên cứu, tìm hiểu lĩnh vực sản xuất điều kiện cụ thể Tỉnh, từ đó, định hướng phương cách giải thích hợp Tính cần thiết đề tài Tính đề tài Là tỉnh miền núi, kinh tế chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp trồng xuất sản phẩm loại công nghiệp cà phê, cao su, tiêu, đậu tương, lạc, bơng vải, mía… Ngồi ra, việc khai thác gỗ lâm sản nguồn thu Đắk Nông Công nghiệp chế biến nông, lâm sản, thực phẩm đồ uống chiếm tới 77,3% giá trị sản xuất công nghiệp Các ngành công nghiệp khác Đắk Nơng cịn chưa phát triển Một số khu cơng nghiệp cụm cơng nghiệp bắt đầu hình thành Khu công nghiệp Tâm Thắng, Cụm công nghiệp Nhân Cơ, Cụm công nghiệpTTCN Đắk Ha Các dự án nhằm phát triển công nghiệp, đặc biệt dự án khai thác chế biến nhôm tỉnh cịn giai đoạn bắt đầu hình thành, khởi động nên nghiên cứu cụ thể bảo vệ mơi trường cho lĩnh vực sản xuất chưa có Đề tài thực nhằm xây dựng giải pháp để bảo vệ mơi trường q trình sản xuất alumin (nhôm oxit – Giai đoạn đầu hai giai đoạn q trình sản xuất nhơm) từ quặng bô-xit tỉnh Đăk Nông cách phù hợp với định hướng phát triển kinh tế- xã hội tỉnh đặc điểm tự nhiên định hướng phát triển kinh tế – xã hội đặc thù vùng Tây Ngun Tính cần thiết đề tài Nhơm kim loại có tầm quan trọng sống người Ngày nay, nhôm hợp chất sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống chế tạo máy bay, ô tô, kỹ thuật điện, xây dựng, sản xuất gạch chịu lửa, sản xuất sơn, phèn, dụng cụ gia đình … Về khối lượng sử dụng, nhôm đứng sau thép Nhơm cịn sử dụng nhiều cơng nghiệp quốc phòng nên coi kim loại chiến lược Nếu tính riêng ngoại tệ để nhập nhôm kim loại, năm nước ta lượng lớn sau: Năm 2000 : khoảng 160 triệu USD Năm 2005 : khoảng 250 triệu USD Năm 2010 : khoảng 390 triệu USD Năm 2015 : khoảng 480 triệu USD Về số lượng, năm nước ta nhập khoảng 70.000 nhôm kim loại Dự báo nhu cầu nhôm năm tới sau: Bảng : Dự báo nhu cầu nhôm (tấn) Chủng loại 2005 2010 2015 Nhơm thỏi 60.000 80.000 100.000 Nhơm hình 39.000 65.000 80.000 Nhôm 29.500 35.000 40.000 Các loại khác 10.050 15.000 20.000 138.550 195.000 240.000 Tổng cộng (Nguồn: Tạp chí Cơng nghiệp hóa chất số 5/2002) Để sản xuất nhôm kim loại từ quặng bôxit, trước hết người ta phải làm giàu quặng nhằm tách lượng nhôm ôxit (Al2O3- alumin) quặng bô-xit khỏi tạp chất khác (các oxit …) Sau đó, điện phân nhơm oxit bể muối cryolit nóng chảy (Na3AlF6) Đây trình sản xuất làm phát sinh nhiều vấn đề làm ô nhiễm môi trường Đắk Nông tỉnh miền núi, kinh tế chưa phát triển, việc hợp tác với tập đoàn đầu tư nước để thực dự án khai thác, sản xuất nhôm xem triển vọng đẩy nhanh tốc độ phát triển ngành công nghiệp kinh tế tỉnh khu vực Tây Nguyên Tuy nhiên, theo quan điểm phát triển bền vững mục tiêu định hướng phát triển khoa học công nghệ tỉnh, việc phát triển phải đảm bảo hiệu suất sử dụng tài nguyên, hiệu kinh tế – xã hội, đồng thời bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên cảnh quan Với tỉnh có nhiều tiềm du lịch văn hóa – sinh thái, vấn đề bảo vệ môi trường tự nhiên u cầu khơng thể xem nhẹ Thêm vào đó, quặng bô-xit lại phân bố địa bàn thị xã Gia Nghĩa trung tâm tỉnh vùng phụ cận Do đó, dự án khai thác-chế biến bơxit vào hoạt động q trình khai thác, sản xuất vận tải với khối lượng lớn ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái khu dân cư đông đúc Do đó, vấn đề bảo vệ mơi trường q trình sản xuất yêu cầu cấp thiết đặt Với lợi ích thiết thực cho phát triển kinh tế tỉnh Đắk Nông nước, dự án khai thác quặng bô-xit sản xuất alumin địa bàn tỉnh chuẩn bị khởi động Đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường chế biến nhôm từ quặng bôxit cho tỉnh Đắk Nông (Đến năm 2010 định hướng đến 2020)” tiến hành nhằm chủ động kiểm soát, giảm thiểu ảnh hưởng bất lợi q trình sản xuất gây cho mơi trường sinh thái, phù hợp với mục tiêu, định hướng phát triển bền vững tỉnh Đắk Nơng nói riêng vùng Tây nguyên Việt Nam nói chung Đối tượng phạm vi nghiên cứu Tuy đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường chế biến nhôm từ quặng bôxit cho tỉnh Đăk Nông (Đến năm 2010 định hướng đến 2020), theo Quy hoạch phát triển ngành sản xuất nhôm Việt Nam, giai đoạn từ năm 2007 đến 2025, Đăk Nông, chủ yếu triển khai hoạt động dự án chế biến đến nhôm oxit (alumin) từ quặng bôxit khai thác địa phương, nên đề tài đề cập đến vấn đề liên quan đến trình sản xuất nhơm oxit từ quặng bơxit Đăk Nơng Vì thế, đối tượng nghiên cứu luận văn môi trường khu vực sản xuất nhôm oxit (alumin) tỉnh Phạm vi nghiên cứu cụ thể khu vực sản xuất Nhà máy alumin Nhân Cơ (Đăk Nông 1) đặt huyện Đăk Rlấp, tỉnh Đăk Nông Trong khuôn khổ luận văn cao học, luận văn cố gắng xây dựng giải pháp áp dụng kết hợp công cụ quản lý mơi trường, nhằm kiểm sốt mức độ nhiễm môi trường hoạt động sản xuất alumin (nhôm oxit) gây nằm giới hạn cho phép Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Hạn chế đến mức thấp ảnh hưởng gây cho môi trường tự nhiên xã hội q trình chế biến nhơm oxit (alumin) từ quặng bơxit tỉnh Đắk Nông Mục tiêu cụ thể: - Xây dựng giải pháp quản lý môi trường tự nhiên gồm : khơng khí, nước, chất thải rắn mơi trường xã hội khu vực sản xuất nhôm oxit (alumin) - Đề xuất xây dựng mơ hình khu vực sản xuất nhôm oxit (alumin) Đăk Nông theo hướng Khu công nghiệp thân thiện môi trường Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu chung ngành sản xuất nhôm tỉnh Đăk Nông - Khảo sát môi trường khu vực sản xuất (Khu vực xây dựng Nhà máy alumin Đăk Nơng 1), đánh giá trạng - Tìm hiểu quy trình sản xuất alumin nhà máy - Phân tích ảnh hưởng đến mơi trường khu vực sở ước tính tải lượng chất gây ô nhiễm - Xác định vấn đề môi trường khu vực sản xuất - Xây dựng giải pháp bảo vệ môi trường - Đề xuất xây dựng mơ hình Khu cơng nghiệp theo hướng thân thiện mơi trường Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp luận Dựa vào quy trình sản xuất, cơng nghệ chế biến alumin từ quặng bô-xit khai thác Đắk Nông mà Nhà máy alumin Nhân Cơ áp dụng, sử dụng phương pháp Đánh giá tác động môi trường để xác định vấn đề mơi trường ưu tiên Từ đó, xây dựng giải pháp bảo vệ môi trường cho hoạt động sản xuất theo định hướng phát triển bền vững b Phương pháp cụ thể - Phương pháp thu thập thông tin: tiếp cận tài liệu có liên quan, thu thập liệu làm sở ban đầu - Phương pháp đo đạc khảo sát môi trường: khảo sát trạng môi trường khu vực sản xuất theo thông số đề - Phương pháp đánh giá nhanh: ước tính tải lượng chất gây nhiễm, từ dự báo khuynh hướng diễn biến môi trường - Phương pháp ma trận: dự báo tác động môi trường hoạt động sản xuất alumin - Phương pháp so sánh: so sánh, đối chiếu để đánh giá kết thu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành sản xuất nhôm Nhôm – Aluminium (Al), Humphrey Davy tìm thấy vào năm 1808 kim loại nhẹ có màu trắng bạc, để lâu khơng khí trở nên xám có màng oxit mỏng tạo bề mặt Nhơm nóng chảy 650oC, sôi nhiệt độ cao 2467oC Ở nhiệt độ thường (20oC), nhôm tinh khiết mềm, dễ dát mỏng dễ kéo sợi Ở khoảng nhiệt độ từ 100 – 150oC, nhôm tương đối dẻo dễ chế hóa học đến khoảng 600oC, nhơm trở nên dịn dễ nghiền thành bột Nhơm kim loại dẫn nhiệt dẫn điện tốt Độ dẫn điện nhôm 0,60 độ dẫn điện đồng nhôm nhẹ (tỉ khối 2,7) nhẹ đồng ba lần nên ngày dùng để thay đồng làm dây dẫn Nhờ dẫn nhiệt tốt, nhơm cịn dùng làm thiết bị trao đổi nhiệt công nghiệp làm dụng cụ nhà bếp Nhôm có khả tạo nên hợp kim với nhiều nguyên tố khác Những hợp kim quan trọng nhôm đuyara, silumin macnhal Những hợp kim này, ưu điểm nhẹ tương đương với nhơm cịn có tính chất lý tốt nhơm Đuyara (1908) chứa 94% Al, 4% Cu, 2% Mg, Mn, Fe Si, cứng bền thép mềm, dùng chủ yếu công nghiệp máy bay ôtô Silumin chứa 85% Al, 10-14% Si 0,1% Na, bền dễ đúc, dùng để sản xuất động máy bay, động tàu thủy… 11 12 COD (mg/l) 24 25 17 16 26 28 12 14