Đặc điểm quặng apatit phú nhuận, lào cai và định hướng khai thác sử dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT - NGUYỄN TRUNG KIÊN ĐẶC ĐIỂM QUẶNG APATIT PHÚ NHUẬN, LÀO CAI VÀ ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC, SỬ DỤNG Ngành: Mã số: Kỹ thuật địa chất 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHONG HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Trung Kiên MỤC LỤC Nội dung Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÙNG PHÚ NHUẬN, LÀO CAI 13 1.1 KHÁI QUÁT VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÙNG 13 1.1.1 Khái quát vị trí địa lý 13 1.1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất vùng 18 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÙNG 20 1.2.1 Địa tầng 21 1.2.2 Magma 27 1.2.3 Kiến tạo 28 1.2.4 Khoáng sản 32 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM QUẶNG APATIT PHÚ NHUẬN, LÀO CAI 33 2.1 TỔNG QUAN VỀ APATIT VÀ QUẶNG APATIT 33 2.1.1.Khái niệm apatit 33 2.1.2 Quặng apatit Việt Nam 34 2.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÁC THÂN QUẶNG APATIT 37 A 2.2.1 Vỉa 1(V1) vỉa 1A (V1 ) 37 2.2.2 Vỉa (V2) vỉa 2A (V2A) 40 2.2.3 Vỉa (V3) vỉa 3A (V3A) 42 2.2.4 Vỉa (V4) vỉa 4A (V4A) 45 A 2.2.5 Vỉa (V5) vỉa 5A (V5 ) 46 2.2.6 Vỉa (V6) vỉa 6A (V6A) 47 Nội dung Trang 2.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỚI PHONG HÓA HÓA HỌC, PHÂN LOẠI QUẶNG TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHIỆP 49 2.3.1 Đặc điểm đới phong hóa hóa học 49 2.3.2 Phân loại quặng tự nhiên 50 2.3.3 Phân loại quặng công nghiệp 51 2.4 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT TẠO QUẶNG 52 2.4.1 Quặng apatit loại I 52 2.4.2 Quặng apatit loại III 52 2.4.3 Quặng apatit loại II 52 2.4.4 Quặng apatit loại IV 53 2.5 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN HÓA HỌC 53 2.5.1 Quặng apatit loại I 54 2.5.2 Quặng apatit loại III 55 2.5.3 Quặng loại II 56 2.5.4 Quặng loại IV 57 2.6 ĐẶC TÍNH CƠ LÝ QUẶNG APATIT 58 2.6.1 Quặng apatit loại I, loại III 58 2.6.2 Quặng apatit loại II, loại IV 59 CHƯƠNG 3: ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG QUẶNG APATIT 60 3.1 ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC KHAI THÁC 60 3.1.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp khai thác 60 3.1.2 Phương pháp khai thác lộ thiên 65 3.2 ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG 80 3.2.1 Khái quát nhu cầu lĩnh vực sử dụng quặng apatit Thế giới Việt Nam 80 3.2.2 Định hướng sử dụng quặng apatit 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG STT Nội dung Trang Bảng 1.1: Tọa độ điểm khép góc diện tích khu mỏ 13 Bảng số 1.2: Kết tính trữ lượng tài nguyên quặng apatit 32 Bảng số 2.1: Thống kê hàm lượng P2O5 theo mẫu đơn (Quặng I, III) 53 Bảng số 2.2: Thống kê hàm lượng P2O5 theo mẫu đơn (Quặng II, IV) 54 10 11 Bảng số 2.3: Thống kê hàm lượng P2O5 chiều dày theo cơng trình quặng I Bảng số 2.4: Hàm lượng trung bình khối tính trữ lượng quặng I Bảng số 2.5: Thống kê hàm lượng P2O5 chiều dày theo cơng trình quặng III Bảng số 2.6: Hàm lượng trung bình khối tính trữ lượng quặng III Bảng số 2.7: Thống kê hàm lượng P2O5 chiều dày theo cơng trình quặng II Bảng số 2.8: Hàm lượng trung bình khối tính trữ lượng quặng II Bảng số 2.9: Thống kê hàm lượng P2O5 chiều dày theo công trình quặng IV 55 55 56 56 57 57 58 12 Bảng số 2.10: Hàm lượng trung bình khối tính tài nguyên quặng IV 58 13 Bảng số 3.1: Chỉ tiêu lý mẫu đất phịng thí nghiệm 63 14 Bảng số 3.2: Chỉ tiêu lý mẫu đá đới phong hóa 64 15 Bảng số 3.3: Chỉ tiêu lý mẫu đá đới chưa phong hóa 65 16 Bảng số 3.4: Tính góc dốc bờ moong cơng trường khai thác lộ thiên đới chưa phong hóa 67 17 Bảng số 3.5: Sản lượng phosphat toàn cầu - Thực trạng dự báo 81 18 Bảng số 3.6: Các sản phẩm từ phosphat giới 82 19 20 Bảng số 3.7: Sản lượng quặng phosphat khai thác sản xuất xuất giới Bảng số 3.8: Các nước Châu Á- Thái Bình Dương nhập quặng 82 83 STT Nội dung Trang phosphate 21 22 23 Bảng số 3.9: Tổng hợp trữ lượng loại quặng apatit vùng mỏ Lào Cai Bảng số 3.10: Sản lượng khai thác tuyển quặng dự kiến giai đoạn 2008-2020 Bảng 3.11: Các tiêu sản phẩm Dicalcium phosphate (DCP) 85 86 110 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Nội dung Trang Hình 1.1: Sơ đồ vị trí giao thơng 17 Hình 1.2: Bản đồ địa chất khoáng sản mỏ apatit Phú Nhuận 20 Hình 1.3: Cột địa tầng tầng chứa quặng mỏ apatit Phú Nhuận Hình 1.4: Ảnh hưởng uốn nếp mạch lamprophyr phân bố thân quặng Mặt cắt địa chất tuyến 35A Hình 2.1: Tinh thể apatit Hình 2.2: Sự phân bố vỉa quặng cấu trúc địa chất Mặt cắt địa chất tuyến 37 Hình 2.3: Sự hoạt động mạch lamprophyr Mặt cắt địa chất tuyến 19B 23 31 33 39 44 Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất phosphor vàng 90 Hình 3.2: Kho lưu trữ sản phẩm phosphor vàng thành phẩm 93 10 Hình 3.3: Sơ đồ sản phẩm chủ yếu tách từ phospho vàng 94 11 12 Hình 3.4: Những khu vực tồn dạng hydrat CaSO4 trình chế tạo axit H3PO4 trích ly Hình 3.5: Sơ đồ chuyển dạng hydrat CaSO4 dung dịch H3PO4 nhiệt độ khác 96 96 13 Hình 3.6: Mơ hình cấu trúc suppephosphat 99 14 Hình 3.7: Đường hòa tan đẳng nhiệt hệ CaO – P2O5 – H2O 99 15 16 Hình 3.8: Biểu đồ khái quát phụ thuộc nước phân hủy quặng phosphat nồng độ ban đầu axit sulphuric Hình 3.9: Sơ đồ công nghệ sản xuất phụ gia thức ăn gia súc 103 111 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Quặng apatit nguồn cung cấp phospho cần thiết cho trồng, gia súc người, đồng thời nguồn nguyên liệu cho sản xuất phân lân, hóa chất dược phẩm Ở Việt Nam quặng apatit gặp phân bố tỉnh Lào Cai tạo thành bồn chứa quặng apatit Lào Cai, kéo dài 100km, rộng 1- km, dọc theo bờ phải Sông Hồng (từ Bát Xát – Lũng Pô đến Văn Bàn - Bảo Hà) Khu mỏ apatit Phú Nhuận, xã Phú Nhuận, huyện Bảo Thắng phần kéo dài phía đơng nam vùng mỏ apatit Lào Cai Trong năm từ 1966 đến năm 1974 khu mỏ Đoàn Địa chất 24 khảo sát Từ năm 1980 ÷ 1984 Đồn Địa chất 304 – Liên đoàn Địa chất III (nay Liên đoàn Địa chất Tây Bắc) tìm kiếm sơ tìm kiếm tỷ mỷ quặng loại I, loại II; từ năm 1985 ÷ 1987 thăm dị sơ quặng apatit loại I, III khu Phú Nhuận lập báo cáo kết thăm dò sơ Trong báo cáo tổng hợp, phân tích tồn kết điều tra có khu Phú Nhuận đến năm 1987 Trên sở xác định trữ lượng cấp C1, C2 quặng apatit diện tích 2,5 km2 khu Phú Nhuận 9,054 triệu quặng, có cấp C1 2,895 triệu tấn, cấp C2 5,289 triệu tấn; quặng loại I 0,869 triệu tấn, quặng loại III 8,185 triệu Năm 2012 ÷ 2013 Cơng ty Cổ phần Vật tư Nơng sản thuộc Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn tiến hành thăm dò bổ sung lập Báo cáo kết thăm dò quặng apatit mỏ Phú Nhuận, xã Phú Nhuận, huyện Bảo Thắng xã Văn Sơn, Võ Lao, huyện Văn Bàn, tỉnh lào Cai Báo cáo thăm dị bổ sung tính trữ lượng tài nguyên loại quặng apatit: Tổng trữ lượng quặng loại I, loại III tính cấp 121 + cấp 122 8105 nghìn tổng tài nguyên dự tính cấp 333 cho loại quặng 7803 nghìn Nhìn chung khu vực Phú Nhuận, Lào Cai có trữ lượng quặng apatit khơng lớn, song chất lượng quặng tốt, điều kiện kinh tế mỏ tương đối thuận lợi cần đầu tư Để định hướng cho công tác khai thác sử dụng cần phải tiến hành nghiên cứu, làm rõ đặc điểm quặng apatit đây, từ định hướng đầu tư khai thác sử dụng chúng có hiệu Để hiểu biết đầy đủ đặc điểm quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai định hướng khai thác, chế biến sử dụng chúng phục vụ nông nghiệp lĩnh vực cần thiết (theo Nghị TW khóa VII Ban chấp hành Trung uơng Đảng nông nghiệp, nông thôn nông dân; chủ trương Chính phủ sách hỗ trợ phân bón cho nơng dân đẩy mạnh sản xuất loại phân bón) cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Đề tài: “Đặc điểm quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai định hướng khai thác, sử dụng” đặt giải nhằm đáp ứng yêu cầu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tượng Đối tượng nghiên cứu luận văn loại quặng apatit, bao gồm: quặng apatit loại I, loại III, loại II loại IV 2.2 Phạm vi nghiên cứu Luận văn nghiên cứu đặc điểm địa chất, chất lượng quặng apatit thuộc phạm vi khu mỏ Phú Nhuận, xã Phú Nhuận, huyện Bảo Thắng xã Văn Sơn, xã Võ Lao, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai Mục đích nhiệm vụ luận văn 10 3.1 Mục đích: Nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, chất lượng quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai nhằm định hướng khai thác sử dụng 3.2 Nhiệm vụ 3.2.1 Tổng hợp phân tích kết đo vẽ đồ địa chất khu vực, kết tìm kiếm, thăm dị khống sản cơng trình nghiên cứu địa chất có liên quan đến quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai 3.2.2 Nghiên cứu đặc điểm hình thái thân quặng, thành phần khống vật, thành phần hóa học, cấu tạo kiến trúc tính khả tuyển quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai 3.2.3 Trên sở kết nghiên cứu tiến hành định hướng khai thác sử dụng quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai cách hợp lý hiệu Phương pháp nghiên cứu Để thực tốt nhiệm vụ nêu trên, tác giả dự kiến áp dụng hệ phương pháp sau: 4.1 Áp dụng phương pháp tiệm cận có hệ thống kết hợp với phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống để nhận thức chất địa chất đối tượng nghiên cứu 4.2 Tổng hợp phân tích xử lý tài liệu đo vẽ địa chất, tìm kiếm, thăm dị quặng apatit liên quan đến vùng nghiên cứu 4.3 Sử dụng phương pháp, quy trình quy phạm, tham khảo ý kiến chuyên gia kết hợp phương pháp kinh nghiệm nhu cầu thực tế, dự báo tương lai để định hướng khai thác sử dụng giai doạn Những điểm dự kiến luận văn Kết nghiên cứu luận văn hy vọng rút số điểm sau: 107 Nếu quặng có nhiều hợp chất sắt, nhơm, dễ tan axít, chất lượng supe phosphat giảm Sắt nhôm phosphat tan phần amôn citrát, chúng phản ứng với phần axít phosphoric làm giảm hàm lượng P2O5 tan nước supephosphat Mặt khác sắt nhôm phosphat tạo thành dung dịch bão hoà, mà tốc độ kết tinh chậm Vì vậy, ủ kho supe phosphat điều chế từ loại quặng có nhiều R2O3, hàm lượng P2O5 tan nước giảm dần tăng hàm lượng P2O5 tan amôn citrat Hiện tượng gọi thoái hoá supephosphat Do sắt phốt phát có độ hồ tan nhơm phosphat, nên sắt ơxít gây nên tượng thối hố nhiều nhơm ôxít Nếu hàm lượng sắt ôxít quặng phosphat không q 8% hàm lượng P2O5, thực tế, khơng xảy thoái hoá Khi phân huỷ apatit, HF sinh phản ứng với silic điơxít ngun liệu tạo thành SiF4 thể khí axít H2SiF6 nằm lại supephosphat HF + SiO2 = SiF4 + H2O HF + H2SiO3 = H2SiF6 + H2O H2SiF6 + H2SiO3 = 3SiF4 + 3H2O (3.10) (3.11) (3.12) - Những yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn II trình: Giai đoạn thứ hai q trình thực tế hồ tan apatit H3PO4 xảy trung hồ dần H3PO4 giai đoạn II, dần theo mức tích tụ Ca(H2PO4)2.H2O tăng mức trung hoà H3PO4, đồng thời tạo thành màng đặc khít calci phosphat mà tốc độ phân huỷ apatit dung dịch H3PO4 nước bị chậm lại - Sự phân huỷ tiếp tục supe phosphat sau ủ chín: Supe phosphat tươi từ thiết bị ủ chín cịn 1015% quặng apatit chưa bị phân huỷ (tương ứng với hệ số phân huỷ 90 85%) Sau supe phosphat tiếp tục ủ, trung hoà từ 1520 ngày, phân huỷ tiếp tục xảy với tốc độ ngày giảm Floapatit lại phản ứng với axít phosphoric 108 Ca5F(PO4)3+7H3PO4+5H2O = Ca(H2PO4)2.H2O +HF (3.13) Nhưng khơng phải q trình xảy ủ, mà cịn q trình kết tinh muối Pha lỏng supe phosphat kho ủ khơng phải axít phosphoric ngun chất, axít bão hoà nhiều loại muối, trước hết mơnơ calciphosphat Nói chung, vận tốc phân huỷ tiếp tục supe phosphat phụ thuộc vào hoạt tính axít phosphoric khối vật liệu, có nghĩa nồng độ iôn [H+] pha lỏng Việc nghiên cứu động học phân huỷ ủ cho thấy yếu tố có ảnh hưởng lớn nhiệt độ Vận tốc phân huỷ xảy mạnh 40550C Đó nhiệt độ tăng, độ hồ tan mơnơcalciphosphat axít phosphoric tăng lên, lấn át phân li axít phosphoric có nghĩa hoạt tính axít pha lỏng giảm Cịn nhiệt độ thấp hơn, phản ứng hoá học khác, vận tốc phản ứng chậm lại, đồng thời độ nhớt H3PO4 tăng lên làm cho iôn [H+] khó di động Cùng với yếu tố nhiệt độ yếu tố khác đảo trộn, trung hồ sản phẩm có ảnh hưởng tới vận tốc phân huỷ tiếp tục kho - Độ hút ẩm trung hoà sản phẩm: Ta biết áp suất nước dung dịch bão hồ mơnơcalciphosphat 200C 16,5 mmHg Dung dịch hút ẩm khơng khí khơng khí có độ ẩm tương đối 100% ( áp suất nước bão hồ khơng khí 200C 17,5 mmHg) Do có mặt lượng H3PO4 tự sản phẩm supe phosphat tươi nên sản phẩm có tính hút ẩm từ khơng khí (ngay độ ẩm tương đối khơng khí 5070%), ngun nhân áp suất nước thấp nhiều so với dung dịch mônô calciphosphat ẩm hút vào hồ tan lượng nhỏ mơnơ calciphosphat đồng thời phân huỷ thành dicalci phosphat axít H3PO4 lại thêm lượng axít H3PO4 làm tăng độ hút ẩm sản phẩm Ca(H2PO4)2.H2O + aq = CaHPO4+ H3PO4+ aq (3.14) 109 Sự tồn P2O5 tự khơng có lợi cho đất, cho P2O5 tự làm xấu tính chất vật lý sản phẩm, gây khó khăn cho bao gói, vận chuyển, bảo quản Chính ta phải trung hồ H3PO4 tự Để trung hồ độ axít tự supe phosphat tươi người ta trộn với chất trung phân huỷ sau: + Bột xương, bột phosphat nghiền nhỏ: dùng loại bột tốc độ trung hoà chậm, nâng cao hàm lượng P2O5 sản phẩm Phản ứng trung hồ: Ca5F(PO4)3+7H3PO4+5H2O=5Ca(H2PO4)2.H2O+HF (3.15) + Vơi, đá vơi: ngun liệu dễ tìm, trung hồ nhanh, rẻ lại thêm lượng tạp chất vào supe phosphat làm giảm hàm lượng P2O5 hiệu Phản ứng trung hồ: CaCO3+2H3PO4 = Ca(H2PO4)2.H2O+CO2+ H2O (3.16) + Amơniắc: trung hồ supephosphat amôniắc phương pháp để hồn thiện sản phẩm, gọi q trình amơn hố Sản phẩm amơn hố khơ, khơng hút ẩm, khơng kết khối, lại thêm phần nhỏ đạm d.Qui trình phân hủy quặng apatit axít H3PO4 (sản xuất TSP) Đây qui trình sản xuất phân lân Super Phosphate kép (TSP) với hàm lượng 46% P2O5 hữu hiệu Sự phân huỷ Floapatit axít H3PO4 xảy theo phản ứng sau: Ca5(PO4)3F(R)+7 H3PO4(L)+5 H2O(L)=5Ca(H2PO4)2.H2O(R)+HF(K)+31,6 Kcal (3.17) CaCO3 + 2H3PO4 = Ca(H2PO4)2.H2O + CO2 (3.18) R2O3 + 2H3PO4 + H2O = [RPO4.2H2O] (3.19) Khi axit H3PO4 phản ứng với apatit, dung dịch axit bắt đầu xuất muối mônô calciphosphat Theo thời gian, nồng độ Ca(H2PO4)2 dung dịch axít tăng dần đạt điểm bão hòa, từ pha lỏng bắt đầu kết tinh tinh thể Ca(H2PO4)2 Thành phần pha rắn phụ thuộc vào lượng quặng, 110 lượng H3PO4, nồng độ H3PO4 nhiệt độ trình phân hủy Tùy thuộc vào điều kiện trình phân hủy mà pha rắn có thành phần sau: Ca(H2PO4)2; Ca(H2PO4)2.H2O; CaHPO4 e Qui trình sản xuất phụ gia thức ăn gia súc DCP Đây qui trình sản xuất Dicalcium phosphate (DCP)làm nguyên liệu bổ sung Phospho Calcium cho thức ăn chăn nuôi; với tiêu: Bảng 3.11: Các tiêu sản phẩm Dicalcium phosphate (DCP) Chỉ tiêu (5) DCP Loại Loại Phospho (P) ≥ 18 16,5 Calci (Ca) ≥ 23 21 Flo (F) ≤ 0,18 0,18 Pb ≤ 0,003 0,003 As ≤ 0,003 0,003 Cd ≤ 0,001 0,001 Hàm lượng ẩm ≤ 5 Qui trình sản xuất dự phản ứng sau: H2SO4 + CaCO3 + H2O  CaSO4.2H2O + CO2  (3.20) Ca(H2PO4)2 + CaCO3 + H2O CaHPO4.2H2O + CO2 (3.21) 2H3PO4 + Ca(OH)2  Ca(H2PO4)2 + H2O (3.22) Ca(H2PO4)2 + 2H2O + Ca(OH)2  2CaHPO4.2H2O (3.23) Axit photphoric trích ly từ nhà máy sản xuất WPA chứa lượng lớn ion SO42- SiF6 2-, cần phải loại khỏi axit phản ứng (3.20) với đá vôi Axit sau tinh chế tạp chất đưa vào phản ứng với vơi tơi theo phương trình phản ứng (3.22) (3.23) Sau phản ứng lọc kết tủa muối CaHPO4 đem sấy ta sản phẩm DCP Sản 111 phẩm phụ trình sản xuất Ca(H2PO4)2 + CaSO4 gọi phân lân trắng Sơ đồ công nghệ sản xuất hình 3.9 WPA 25% CaCO3 Ca(OH)2 Tinh chế Phản ứng Phân lân trắng Lọc Ống khói Hệ thống xử lý khí thải Khí thải Lị sấy Sấy Đóng gói Hình 3.9: Sơ đồ công nghệ sản xuất phụ gia thức ăn gia súc DCP 3.2.2.3 Định hướng sử dụng quặng apatit mỏ Phú Nhuận Cơ sở định hướng + Kết cơng tác thăm dị xác định khu mỏ Phú Nhuận tồn vỉa quặng apatit với tổng trữ lượng tài nguyên 15.990 nghìn tấn; bao gồm: - Quặng apatit loại I có vỉa (V3, V5) với tổng trữ lượng tài nguyên là: 873 nghìn (trữ lượng cấp 122 578, tài nguyên cấp 333 295 nghìn tấn) - Quặng apatit loại II có vỉa (V3A, V5A) với tổng tài nguyên cấp 333 997 nghìn 112 - Quặng apatit loại III có vỉa (V1, V2, V4 V6) với tổng trữ lượng tài nguyên là: 10.842 nghìn (trữ lượng cấp 121 2.284, cấp 122 5.243 tài nguyên cấp 333 2.955 nghìn tấn) - Quặng apatit loại IV có vỉa (V1A, V2A, V4A V6A) với tổng tài nguyên cấp 333 3.638 nghìn Như vậy, xét quy mô trữ lượng quặng apatit khu mỏ Phú Nhuận so với mỏ khác vùng mỏ apatit Lào Cai; mỏ Phú Nhuận có quy mơ nhỏ (dưới 10 triệu tấn); song mặt chất lượng quặng điều kiện khác như: đặc điểm địa chất, địa hình, địa mạo, đặc điểm địa chất thủy văn – địa chất cơng trình, điều kiện khai thác thác mỏ… mỏ Phú Nhuận lại tương đối thuận lợi + Căn vào nhu cầu sử dụng sản phẩm sản xuất từ quặng apatit Việt Nam giới; quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm thực Công ty, doanh nghiệp nước nay; quặng apatit mỏ Phú Nhuận định hướng sử dụng sau: a Quặng apatit loại I Quặng apatit loại I gồm vỉa (V3, V5) có đặc điểm sau: Vỉa 3: Tầng Kốc San 5, quặng apatit loại I có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 28,15 ÷ 40,19%; theo khối tính trữ lượng từ 31,14 ÷ 33,89% Vỉa 5: Quặng apatit loại I tầng Kốc San có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 28,02 ÷ 40,55%; theo khối tính trữ lượng từ 31,67 ÷ 36,03% Từ kết phân tích nêu trên, đối chiếu với yêu cầu quặng apatit nguyên liệu đầu vào sản xuất suferphosphat sản phẩm khác; quặng apatit loại I mỏ Phú Nhuận dùng làm nguyên liệu trực tiếp sản xuất: + Các sản phẩm phân lân như: Super Phosphate đơn (SSP), Super Phosphate kép (TSP), phân lân nung chảy, loại phân phức hợp nhiều 113 thành phần dinh dưỡng (MAP, DAP, NPK, NP…) theo quy trình sản xuất loại sản phẩm trình bày phần 3.2.2.2 + Sản xuất phospho vàng sản phẩm kỹ thuật: Phospho vàng sản phẩm làm trực tiếp từ phospho vàng phospho đỏ, axit phosphoric nhiệt…; sản phẩm muối phosphat kỹ thuật chất khử nước cứng, chất tẩy rửa, làm bề mặt kim loại sơn, mạ theo quy trình sản xuất loại sản phẩm trình bày phần 3.2.2.2 + Sản xuất Dicalcium phosphate (DCP) làm nguyên liệu bổ sung Phospho Calcium cho thức ăn chăn ni theo quy trình sản xuất loại sản phẩm trình bày phần 3.2.2.2 b Quặng apatit loại II Quặng apatit loại II mỏ Phú Nhuận gồm vỉa ( Vỉa 3A vỉa 5A) nằm đới chưa phong hoá hoá học thuộc tầng Kốc San (V3A) phần tầng Kốc San tiếp giáp tầng Kốc San (V5A) Vỉa 3A: Tầng Kốc San 5, quặng apatit loại II có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 15,14 ÷ 22,81%; theo khối tính tài ngun từ 18,04 ÷ 20,34% Vỉa 5A: Tầng Kốc San 6, quặng apatit loại II có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 15,22 ÷ 22,67%; theo khối tính tài nguyên từ 17,01 ÷ 20,31% Với hàm lượng P2O5 quặng apatit loại II khu mỏ Phú Nhuận dùng trực tiếp sản xuất phân lân nung chảy sản xuất phospho vàng theo quy trình trình sản xuất loại sản phẩm trình bày phần 3.2.2.2 c Quặng apatit loại III Trong khu mỏ Phú Nhuận quặng apatit loại III gồm vỉa (Vỉa 1, vỉa 2, vỉa vỉa 6); cụ thể: 114 + Vỉa 1: Quặng apatit loại III tầng Kốc San có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 9,22 ÷ 22,51%; theo khối tính trữ lượng từ 11,98 ÷14,94% + Vỉa 2: Quặng apatit loại III tầng Kốc San có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 8,52 ÷ 22,7 %; theo khối tính trữ lượng từ 13,11 ÷ 16,01% + Vỉa 4: Quặng apatit loại III tầng Kốc San có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 8,91 ÷ 23,85%; theo khối tính trữ lượng từ 12,37 ÷ 18,41% + Vỉa 6: Quặng apatit loại III tầng Kốc San có hàm lượng P2O5 trung bình theo cơng trình từ 9,1 ÷ 22,68%; theo khối tính trữ lượng từ 14,19 ÷ 16,74% Với hàm lượng P2O5 vỉa quặng apatit loại III trên, đối chiếu với yêu cầu quặng apatit nguyên liệu đầu vào sản xuất suferphosphat, quặng apatit loại III mỏ Phú Nhuận dùng trực tiếp để sản xuất suferphosphat; axit phosphoric; phospho vàng; đỏ mà phải qua trình tuyển làm giàu Trong giai đoạn thăm dị bổ sung lấy mẫu quặng apatit loại III phối trộn từ tầng Kốc San 4, 6, với hàm lượng trung bình đầu vào 13,98% P2O5 để nghiên cứu tính khả tuyển phịng thí nghiệm Kết qui mơ phịng thí nghiệm, loại thuốc đè chìm, điều chỉnh mơi trường, tập hợp có thị trường Việt Nam, tuyển quặng apatit loại III mỏ Phú Nhuận, quặng nguyên khai có hàm lượng 13,98% P2O5 phương pháp tuyển nổi, theo sơ đồ công nghệ truyền thống sơ đồ cho sản phẩm quặng tinh đạt đủ tiêu chuẩn để sản xuất phân bón Quặng apatit loại III mỏ Phú Nhuận thuộc loại quặng có tính khả tuyển vào loại trung bình 115 Tuyển từ quặng đầu vào 13,98% P2O5 theo sơ đồ vịng kín thu quặng tinh có hàm lượng đến 33,87% P2O5, thực thu đến 82,61%, quặng thải hàm lượng P2O5 = 2,48% Tuyển theo sơ đồ đề xuất, kết thu quặng tinh có hàm lượng quặng tinh 34,42% P2O5, thực thu 86,31%, quặng thải hàm lượng P2O5 = 3,18% Các kết nhận đề tài khả quan, tin cậy, xác đủ điều kiện làm sở cho việc đánh giá trữ lượng mỏ, tiến tới lập báo cáo chuẩn bị đầu tư lập dự án khai thác chế biến quặng apatit loại III khu Phú Nhuận, Lào Cai d Quặng apatit loại IV Tại khu mỏ Phú Nhuận có vỉa quặng apatit loại IV (Vỉa 1A, 2A, 4A 6A); vỉa quặng phần kéo dài theo hướng dốc thân quặng loại III tương ứng chúng nằm ranh giới phong hóa học Mặc dù hàm lượng P2O5 theo cơng trình theo khối tài ngun đạt tiêu công nghiệp; song công nghệ tuyển khai thác loại quặng IV chưa có hiệu kinh tế, chúng xếp vào cấp tài nguyên để dự trữ khai thác có cơng nghệ phù hợp 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Vùng mỏ apatit Lào Cai nằm phía bên phải Sơng Hồng làm thành dải 100 Km, rộng 1-4 Km thuộc tỉnh Lào Cai nằm đá carbonat- lục nguyên hệ tầng Cam Đường có tuổi Cambri hạ Vùng mỏ apatit Lào Cai nói chung khu mỏ apatit Phú Nhuận nói riêng có cấu trúc địa chất phức tạp Do ảnh hưởng hoạt động magma, mạch lamprophyr, đứt gãy, nếp uốn làm thân quặng bị biến dạng, biến đổi mạnh làm phức tạp hóa cơng tác tìm kiếm, thăm dò khai thác quặng Thành phần thạch học tầng chứa quặng chủ yếu là: carbonatthạch anh-felspat-apatit; Thạch anh- apatit- mica; carbonat-thạch anh-apatit Trong tỷ lệ % khoáng vật thường là: carbonat 30-60; thạch anh 2040; felspat 5-15; xêrixit10-20; mica 5-20; apatit 15-65 Trong khu mỏ apatit Phú Nhuận có bốn loại quặng có tính chất hàm lượng apatit khác Quặng loại I có vỉa V3, V5; quặng loại II có vỉa: V3A V5A; quặng loại III có vỉa: V1, V2, V4 V6; quặng loại IV có vỉa: V1A, V2A, V4A, V6A Tổng trữ lượng tài nguyên quặng apatit Phú Nhuận 15.990 ngàn tấn, cấp 121 122 8.165 ngàn tấn; tài nguyên cấp 333 7.885 ngàn Căn vào đặc điểm địa chất, cấu trúc thân quặng, đặc điểm địa hình, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất cơng trình, hồn cảnh kinh tế nhân văn, định hướng cho công tác khai thác mỏ phương pháp lộ thiên Để tránh lãng phí tài nguyên nâng cao hiệu kinh tế nguyên liệu, quặng apatit mỏ Phú Nhuận không sử dụng làm phân supephosphat 117 đơn mà cịn sử dụng làm phân supephosphat kép, phân lân nung chảy, sản xuất phpospho vàng, đỏ, sản xuất axit phosphorit, phụ gia thức ăn chăn nuôi phụ phẩm khác Kiến nghị Tăng cường công tác tuyên truyền quản lý Nhà nước sở, ban, ngành, địa phương tỉnh lĩnh vực hoạt động khoáng sản theo Luật Khoáng sản, Luật Môi trường Xây dựng quy hoạch dài hạn hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản nói chung apatit nói riêng với mục tiêu hạn chế ảnh hưởng tiêu cực việc khai thác, chế biến tài nguyên, môi trường, phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Lào Cai năm tới Quặng apatit nguồn tài nguyên quý giá, có Lào Cai nên cơng tác quản lý cấp phép thăm dị khai thác chế biến cần phải có quản lý chặt chẽ để tránh tổn thất tài nguyên, tác động xấu đến môi trường Để đảm bảo khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng sản, bảo vệ môi trường cảnh quan, cần kết hợp chặt chẽ tổ chức, máy quản lý, với quy hoạch chế sách hợp lý, ý ứng dụng công nghệ tiên tiến, thân thiện với môi trường Theo báo cáo kết thăm dò bổ sung apatit mỏ Phú Nhuận, xã Phú Nhuận xã Văn Sơn, xã Võ Lao, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai; diện tích mỏ Phú Nhuận có nhiều khối thiết kế tính trữ lượng theo đề án phê duyệt thuộc loại quặng I, III; song trình thi cơng có nhiều yếu tố khách quan (gặp ao, hồ, nhà dân, nhà thờ…) nên thi công công trình thăm dị được; khối xếp vào cấp tài nguyên Trong trình khai thác cần quan tâm thăm dò nâng cấp khối tài nguyên lên trữ lượng để tiến hành khai thác, tránh lãng phí tài ngun khống sản 118 Hiện loại quặng apatit I, II III dụng hiệu để sản xuất nhiều loại sản phẩm phục vụ phát triển kinh tế, xã hội đất nước Song quặng apatit loại IV chưa sử dụng nhiều, Nhà nước, doanh nghiệp, tổ chức, cá nhân cần có biện pháp lưu giữ, bảo quản trọng vào công tác nghiên cứu công nghệ tuyển, làm giàu tiên tiến, sử dụng hợp lý tránh lãng phí tài nguyên 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Minh Huệ nnk (1984), Báo cáo tìm kiếm sơ quặng apatit tỷ lệ 1:25.000 quặng apatit vùng Ngòi Bo – Bảo Hà mỏ apatit Hoàng Liên Sơn, Lưu trữ Địa chất Hoàng Minh Huệ nnk (1987), Báo cáo địa chất kết thăm dò sơ apatit Phú Nhuận - mỏ apatit Hoàng Liên Sơn, Lưu trữ Địa chất Nguyễn Trung Kiên nnk (2013), Báo cáo thăm dò bổ sung quặng apatit khực Tam Đỉnh - Làng Phúng, xã Sơn Thủy xã Chiềng Ken, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai, Lưu trữ Địa chất Nguyễn Trung Kiên nnk (2013), Báo cáo thăm dò bổ sung apatit mỏ Phú Nhuận, xã Phú Nhuận, huyện Bảo Thắng xã Văn Sơn, Võ Lao, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai, Lưu trữ Địa chất Các Đề án, Báo cáo thăm dò quặng apatit khu vực tỉnh Lào Cai, Lưu trữ Liên đoàn Địa chất Tây Bắc Các giáo trình, giảng, tài liệu giảng dạy nghiên cứu địa chất khoáng sản, Trường Đại học Mỏ Địa chất Quyết định số 28/2008/QĐ-BCT ngày 18 tháng năm 2008 Bộ trưởng Bộ Công thương việc Phê duyệt Quy hoạch thăm dò, khai thác tuyển quặng apatit giai đoạn 2008 - 2020 có tính đến sau năm 2020 Các tài liệu, văn bản, viết có liên quan đến quặng apatit chuyên gia, tác giả nước, tài liệu tham khảo quy trình sản xuất sản phẩm, Cơng ty Cổ phần Hóa chất Đức Giang Công ty TNHH thành viên apatit Việt Nam CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BÁO CÁO VỀ VIỆC BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN VĂN THEO BIÊN BẢN CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Kính gửi: Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phịng Đào tạo Sau đại học Họ tên học viên: Nguyễn Trung Kiên Tên đề tài luận văn: “Đặc điểm quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai định hướng khai thác, sử dụng” Chuyên ngành: Địa chất khoáng sản thăm dò Mã số: 60520501 Người hướng dẫn: PGS- TS Đặng Xuân Phong Sau bảo vệ luận văn thạc sĩ, học viên sửa chữa bổ sung luận văn theo Biên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Cụ thể sửa chữa bổ sung nội dung sau đây: Đưa kết tính trữ lượng từ sau mục 2.2.6.2 chương lên sau mục 1.2.4 chương theo góp ý phản biện Chỉnh sửa mục 3.1.2.2 chương theo góp ý phản biện Bổ sung kết nghiên cứu mẫu công nghệ quặng apatit loại III mục c thuộc phần 3.2.2.3 chương theo góp ý phản biện Bổ sung mục phần kiến nghị theo góp ý Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Đã rà soát, chỉnh sửa lỗi thuật ngữ, lỗi kỹ thuật theo góp ý phản biện Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Học viên bảo lưu nội dung sau luận văn với lý sau: Về nội dung: Sửa tên luận văn theo góp ý phản biện 2, lý bảo lưu: Tên luận văn Bộ mơn Tìm kiếm – Thăm dị, Khoa Địa chất đồng ý thông qua đề cương Hiệu trưởng Trường Đại học Mỏ - Địa chất định giao đề tài luận văn tốt nghiệp cao học (tại Quyết định số: 79/QĐ-MĐC, ngày 06 tháng năm 2014) Về nội dung: Định hướng sử dụng quặng apatit loại II cho lĩnh vực khác theo góp ý phản biện 2, lý bảo lưu: Trong luận văn Học viên đề xuất chi tiết lĩnh vực sử dụng quặng apatit (trong có quặng apatit loại II) thể giới Việt Nam Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2014 NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN CAO HỌC PGS-TS Đặng Xuân Phong Nguyễn Trung Kiên CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH LUẬN VĂN THẠC SĨ TS Nguyễn Tiến Dũng ... 3: ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG QUẶNG APATIT 60 3.1 ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC KHAI THÁC 60 3.1.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp khai thác 60 3.1.2 Phương pháp khai thác lộ thiên 65 3.2 ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG... tác khai thác sử dụng cần phải tiến hành nghiên cứu, làm rõ đặc điểm quặng apatit đây, từ định hướng đầu tư khai thác sử dụng chúng có hiệu Để hiểu biết đầy đủ đặc điểm quặng apatit Phú Nhuận, Lào. .. tài: ? ?Đặc điểm quặng apatit Phú Nhuận, Lào Cai định hướng khai thác, sử dụng? ?? đặt giải nhằm đáp ứng yêu cầu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tượng Đối tượng nghiên cứu luận văn loại quặng apatit,