Địa chỉ: Xã Cao Sơn, huyện Đà Bắc. Vị trí điểm mỏ đã được thể hiện trong Hình 1.3.
Trữ lượng mỏ: Khoảng 1,1 triệu tấn. Tuổi thọ mỏ: 17 năm.
Mỏ được cấp phép khai thác 10 năm, bắt đầu từ tháng 3/2007. Tuy nhiên, thời gian đầu tập trung khai trường, xây dựng nhà máy, lắp đặt đường dây dẫn điện vào nhà máy,.... nên đến năm 2009 nhà máy bắt đầu khai thác và tuyển quặng.
18
Phương thức khai thác: Khai thác lộ thiên với hệ số bóc trung bình toàn mỏ là 0,42 m3/m3. Căn cứ vào điều kiện thân quặng nằm phân bố theo địa hình nghiêng sườn núi, chiều rộng kết thúc khai trường nhỏ, mỗi tầng phải làm 1 tuyến đường hào mở vỉa ngoài biên giới mỏ. Vì vậy, hệ số bóc thực tế toàn mỏ sẽ được tính thêm 20% là 0,5m3/m3.
Đặc điểm khoáng sản: Limonit chiếm hầu hết tỷ lệ khoáng vật trong quặng, limonit dạng hạt nhỏ, vi hạt hoặc dạng vết bám. Magnetit chiếm một tỷ lệ ít trong quặng do đã bị phong hóa mạnh, tại một số công trình có magnetit dạng hạt nhỏ đến vừa màu đen, ánh kim yếu, phân bố trong giữa đám limonit.Hematit chiếm một tỷ lệ nhất định trong quặng, chúng có dạng vảy, hạt nhỏ màu đen, phân bố trong giữa đám limonit, một phần đáng kể của khoáng vật này cũng đã bị phong hóa thành limonit.Khoáng vật phi quặng gồm sericit và thạch anh chiếm một lượng nhỏ trong thành phần chung của quặng.
Nhìn chung, qua các kết quả điều tra cho thấy, thành phần khoáng vật phần trên mặt chủ yếu là các khoáng vật có nguồn gốc phong hóa, các khoáng vật nguyên sinh (magnetit, hematit, có thể có xiderit) chỉ còn sót lại chiếm một phần nhỏ trong thành phần chung của quặng.
Báo cáo đánh giá tác động môi trường của dự án đã tiến hành lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học của quặng qua phân tích hóa toàn diện 30 mẫu cho thấy như sau: Các mẫu đơn có hàm lượng SiO2 từ 9,33% đến 25,23%; ∑Fe từ 39,26% đến 48,75%; Mn từ 1,55% đến 6,45%; Pb < 0,15% và Zn < 0,31%.
Kết quả tính hệ số biến thiên hàm lượng toàn khu mỏ cho thấy hàm lượng ∑Fe và Mn có mức độ biến đổi rất đồng đều, hàm lượng SiO2 biến đổi không đồng đều và hàm lượng Pb biến đổi rất không đồng đều.
Từ những số liệu phụ trên, có thể đưa ra một số nhận định về thành phần vật chất của thân quặng sắt trong khu mỏ suối Láo như sau:
19
Khoáng vật quặng nguyên sinh trong thân quặng gồm magnetit, hematit và xiderit. Do phần trên mặt đã bị phong hóa nhiều nên hầu hết các thành phần này đã bị biến đổi thành tập hợp limonit.
Quặng sắt ở đây có hàm lượng Fe ở mức độ trung bình (40 – 50%) và rất đồng đều trong toàn khu mỏ. Các chất có hại gồm Mn, Pb và Zn đều có hàm lượng nhỏ hơn yêu cầu của công nghệ hiện tại.
Về chiều sâu đới phong hóa trên mặt thân quặng qua kết quả đo sâu điện trở cho thấy lớp địa điện có điện trở suất thấp có chiều dày từ 3 – 6m; đây chính là chiều dày của đới phong hóa. Theo chiều sâu khoảng từ 5m trở xuống trong thân quặng sẽ tồn tại các khoáng vật quặng nguyên sinh gồm magnetit, hematit nhưng tỷ lệ giữa chúng hiện tại chưa có số liệu nghiên cứu.
Theo những kết quả khảo sát trên, quặng sắt tại đây có chất lượng trung bình, hàm lượng các chất có hại ở mức thấp, mức độ phong hóa trên mặt thân quặng nhỏ. Quặng có thành phần sắt chủ yếu ở dạng limonit, đây là loại có từ tính rất yếu [1]. 1.4.4. Đặc điểm khoáng sản mỏ Tân Pheo
Địa chỉ: Xã Tân Pheo, huyện Đà Bắc, cách mỏ Suối Láo khoảng 20km. Trữ lượng: Khoảng 500 nghìn tấn.
Tuổi thọ mỏ: 11 năm, được cấp phép khai thác từ ngày 30/06/2011, thời gian ban đầu tiến hành bóc đất đá, đến nay đã bắt đầu khai thác tới vỉa quặng.
Khoáng sản tại mỏ Tân Pheo chưa được công ty TNHH thương mại và dịch vụ và nuôi trồng thủy hải sản Hoàng Nam thực hiện đánh giá tác động môi trường và xác định đặc điểm khoáng sản chi tiết như mỏ Suối Láo. Theo đánh giá sơ bộ, quặng có thành phần sắt chủ yếu ở dạng hematit, đây là loại quặng có từ tính mạnh.
20
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNGVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu:
Hoạt động tuyển quặng tại xưởng tuyển mỏ Suối Láo.
Thành phần và đặc điểm quặng khai thác tại mỏ Suối Láo và Tân Pheo. Phạm vi nghiên cứu:
Do toàn bộ lượng quặng khai thác từ mỏ Suối Láo và mỏ Tân Pheo đều được vận chuyển về xưởng tuyển tại mỏ Suối Láo để chế biến đạt tiêu chuẩn đầu ra nên phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm cả khu mỏ sắt Suối Láo và khu mỏ sắt Tân Pheo.
Mục tiêu nghiên cứu:
Nhận diện sự lãng phí năng lượng, tài nguyên trong quá trình tuyển quặng. Nhận diện nguồn thải và các tác động môi trường từ hoạt động tuyển quặng. Đề xuất các giải pháp SXSH nhằm sử dụng năng lượng, tài nguyên hiệu quả;
phòng ngừa, ngăn chặn và giảm thiểu tác động tiêu cực của tuyển quặng đến môi trường.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu, phân tích, tổng hợp thông tin
Thu thập, phân tích các số liệu liên quan tới quá trình tuyển quặng, quá trình vận chuyển quặng từ khai thác đến khu vực tuyển và dòng thải của tuyển quặng tại mỏ Suối Láo.Số liệu được thu thập bằng cách quan sát, theo dõi và thu thập, đánh giá có kế thừa từ các tài liệu, số liệu đã có.
Các báo cáo liên quan đến dự án khai thác quặng tại mỏ Suối Láo bao gồm: Đề án thiết kế khả thi khai thác lộ thiên mỏ quặng sắt khu suối Láo, xã Cao
21
Thuyết minh dự án đầu tư xây dựng công trình khai thác và chế biến quặng sắt mỏ Suối Láo, xã Cao Sơn, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình.
Báo cáo Đánh giá tác động môi trường dự án Nhà máy chế biến tinh quặng sắt tại xã Cao Sơn, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình.
Dự án cải tạo phục hồi môi trường dự án đầu tư xây dựng công trình khai thác và chế biến quặng sắt mỏ Suối Láo, xã Cao Sơn, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình.
Ngoài ra, tài liệu còn được thu thập từ các bài báo, báo cáo và một số nguồn khác. Toàn bộ tài liệu thu thập được liệt kê đầy đủ trong mục tài liệu tham khảo. 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế
Thông qua hình thức đi thực địa, các thông tin điều tra tập trung vào: Quá trình khai thác và vận chuyển quặng;
Quá trình tuyển quặng;
Hiện trạng quản lí nội vi tại xưởng tuyển;
Mức tiêu thụ nguyên, nhiên liệu của quá trình tuyển; Sự tổn thất nguyên liệu, năng lượng ở từng công đoạn; Quá trình phát thải và đặc điểm chất thải;
Quá trình đổ thải và xử lý chất thải;
Sự ảnh hưởng của hoạt động tuyển quặng tại mỏ Suối Láo tới môi trường. 2.2.3. Phương pháp phỏng vấn
Thu thập thông tin thông qua phỏng vấn trực tiếp từ các đối tượng có liên quan đến các quá trình tuyển quặng và các vấn đề liên quan khác, bao gồm:
Gặp trực tiếp lãnh đạocông ty để tìm hiểu về hệ thống tổ chức của công ty; Tiếp xúc và trao đổi với công nhân ở từng khu vực sản xuất để tìm hiểu về
hiện trạng sản xuất và các vấn đề liên quan khác. 2.2.4. Phương pháp tính toán, cân bằng dòng vật chất
22
Sau khi thu thập các thông tin về đặc điểm, khối lượng đầu vào và đầu ra tại từng công đoạn sản xuất, tiến hành nghiên cứu tính toán, cân bằng vật chất với nguyên tắc:
Khối lượng đầu vào = Khối lượng đầu ra + Khối lượng thất thoát
Cân bằng vật chấtlà công cụ thống kê ghi lại một cách định lượngnguyên nhiên vậtliệusửdụngtạimỗicôngđoạnsảnxuất.Trên cơ sở đó, có thể định lượng các tiêu hao, tổn thất và phát thải trong toàn bộ quy trình. Cân bằng nguyên nhiên vật liệu còn hỗ trợ việc đánh giá lợi ích và chi phí của giải pháp SXSH.
Ngoài ra, nghiên cứu đã tiến hành xác định chi phí tạo ra dòng thải với nguyên tắc:
Đầu vào trong định giá là chi phí của quặng nguyên khai Đầu ra của từng công đoạn được gọi là bán sản phẩm. Tại mỗi công đoạn:
á ủ á ả ℎẩ = á ò ℎả = ổ ℎ ℎí đầ à
ổ ℎố ượ đầ à
ℎ ℎí ạ á ả ℎẩ = á ủ á ả ℎẩ . ℎố ượ ả ℎẩ
ℎ ℎí ò ℎả = á ủ ò ℎả . ℎố ượ ò ℎả
2.2.5. Phương pháp phân tích chi phí lợi ích
Phương pháp phân tích chi phí – lợi ích (Cost benefit analysis - CBA) là một trong những phương pháp đang được sử dụng rộng rãi để làm rõ lợi ích của việc đầu tư cho công tác bảo vệ môi trường.
CBA là một công cụ/phương pháp phân tích chính sách được sử dụng khá phổ biến ở các quốc gia phát triển nhằm đánh giá bằng tiền tất cả lợi ích và chi phí trên quan điểm xã hội của một dự án, một chính sách, hoặc một chương trình phát triển nhằm cung cấp thông tin cho người ra quyết định xem xét, đánh giá và quyết định lựa chọn những phương án sử dụng nguồn lực tốt nhất về khía cạnh đóng góp cho phúc lợi xã hội.
23
Trong nghiên cứu này, phương pháp CBA được sử dụng để đánh giá lợi ích về mặt kinh tế thu được từ giải pháp SXSH khi thực hiện tại xưởng tuyển quặng của Hoàng Nam với những chi phí và tổn thất do việc thực hiện chúng gây ra. Công thức tính lợi ích ròng của từng giải pháp:
Lợi nhuận ròng = Lợi nhuận thuần – chi phí
Trong đó:
Lợi ích thuẩn: Tổng lợi nhuận thu được từ thực hiện giải pháp
Chi phí: Tổng chi phí đầu tư và chi phí vận hành để thực hiện giải pháp 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu về quá trình tuyển quặng và hiện trạng quản lý nội vi tại xưởng tuyển của mỏ Suối Láo.
Nhận diện dòng thải, thực hiện cân bằng vật chất, định giá dòng thải và xác định nguyên nhân phát sinh chất thải.
Thảo luận cùng với cán bộ, công nhân viên trong công ty để đưa ra các giải pháp SXSH và phân tích tính khả thi của các giải pháp khi áp dụng..
24
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA VỀ QUY TRÌNH TUYỂN QUẶNG TẠI MỎ SUỐI LÁO
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của quặng khai thác từ mỏ Tân Pheo Pheo
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của quặng sắt khai thác tại mỏ Tân Pheo
TT Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng TT Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng
1 TFe % 28,58 21 Cr ppm 134,4 2 TFe2O3 % 39,21 22 Cu ppm 115,0 3 SiO2 % 48,24 23 Ga ppm <10 4 S % 0,24 24 Ge ppm <20 5 Al2O3 % 1,77 25 La ppm <5 6 CaO % 1,71 26 Li ppm <5 7 K2O % 0,22 27 Mo ppm <5 8 MgO % 2,57 28 Nb ppm <5 9 MnO % 0,16 29 Ni ppm 56,7 10 P2O5 % 0,14 30 Pb ppm 5,1 11 TiO2 % 0,17 31 Sb ppm 471,2 12 Ag ppm <2 32 Sc ppm <5 13 As ppm <20 33 Sn ppm <10 14 B ppm 37,9 34 Sr ppm 21,4 15 Ba ppm 99,4 35 Ta ppm <10 16 Be ppm <5 36 V ppm 37,2 17 Bi ppm <10 37 W ppm 82,6 18 Cd ppm <2 38 Y ppm 8,5 19 Ce ppm 33,6 39 Zn ppm 60,8 20 Co ppm 16,1
25 3.1.2. Quy trình công nghệ của xí nghiệp
Xí nghiệp chế biến quặng của Hoàng Nam tại mỏ Suối Láo áp dụng quy trình nghiền, rửa và tuyển chọn bằng sàng rung đối với quặng không nhiễm từ khai thác tại mỏ Suối Láo (Hình 3.1) và quy trình tuyển từ nước đối với quặng nhiễm từ khai thác tại mỏ Tân Pheo (Hình 3.2).
Quy trình công nghệ chế biến quặng không nhiễm từ:
Quặng thô khai thác từ mỏ Suối Láo được vận chuyển về bãi tập kết nguyên liệu tại xưởng tuyển. Quặng sau khi được loại bỏ tạp chất bao gồm đất, cát,... sẽ được thiết bị xúc lật chuyển vào bộ phận đập hàm sơ cấp, tại đây quặng sẽ được nghiền thô. Quặng nguyên khai có kích thước <500mm sẽ được nghiền, đập vỡ xuống đường kính <100mm. Quặng tiếp tục được băng tải chuyển tới bộ phận đập hàm thứ cấp. Máy đập hàm thứ cấp có tác dụng nghiền, đập vỡ để thu đươc quặng có đường kính <40mm.
Sau đó quặng được đưa tới bộ phận vít rửa (máy rửa quặng xoắn ốc) có lắp thêm bơm phun nước nhằm nâng cao hiệu quả rửa quặng. Bộ phận vít rửa có khả năng rửa sạch quặng và tách bỏ tạp chất bám dính trên quặng nhờ máy khuấy cónhiều cánh đảo khuấy tuần tự làm khuấy động mọi vật liệu. Các tạp chất thô và mịn bám dính vào quặng bị đẩy ra khỏi quặng và theo dòng nước thải được thu gom vào bể lắng chứa nước thải. Phần quặng đã rửa sạch tạp chất được chuyển tới sàng rung.
Sàng rung có 4 cấp giúp phân thành những loại quặng có kích cỡ khác nhau: Quặng có cỡ hạt >40mm sẽ được đưa quay lại máy đập hàm thứ cấp để tiếp tục đập, nghiền đạt cỡ hạt yêu cầu; Quặng đạt cỡ hạt nằm trong khoảng >5mm và <40mm sẽ được thu gom riêng và vận chuyển tới kho thành phẩm; Tạp chất, các hạt quặng nhỏ (< 5mm) được phân loại từ sàng rung được thu gom và đổ vào một khu vực/góc của xưởng tuyển.
26
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ chế biến quặng không nhiễm từ Quy trình công nghệ chế biến quặng nhiễm từ:
Quặng nguyên khai được thiết bị xúc lật chuyển vào bộ phận đập hàm sơ cấp. Máy đập hàm sơ cấp có nhiệm vụ đập, nghiền quặng đạt cấp hạt < 100mm rồi chuyển tới máy đập hàm thứ cấp.
Máy đập thứ cấp tiếp tục nghiền, đập vỡ quặng kích thước < 100mm thành quặng có kích thước < 40mm. Sau đó quặng được vận chuyển tới máy nghiền búa để nghiền thành quặng có cỡ hạt < 5mm. Tại đây quặng được bổ sung thêm nước để tạo ẩm, quặng sau khi được nghiền qua băng tải chuyển xuống hệ thống vít rửa.
Vít rửa có nhiệm vụ rửa sạch quặng và chuyển quặng đã rửa tới phễu cấp liệu qua băng chuyền. Phễu cấp liệu sẽ cấp nguyên liệu đều đặn cho máy nghiền bi. Nước thải từ vít rửa chứa quặng mịn lẫn cùng đất, cát được dẫn ra bể chứa. Dung dịch từ bể chứa này sẽ được bơm hút chuyển tới hệ thống tuyển từ để thu hồi quặng. Quặng được máy cấp liệu chuyển tới máy nghiền bi được bổ sung thêm nước để nghiền quặng đạt cỡ hạt <0,5mm. Sau khi được nghiền nhỏ theo yêu cầu kỹ thuật sẽ theo băng chuyền kín đưa vào hệ thống xoắn phân cấp.
Quặng nguyên khai Đập hàm sơ cấp Sàng rung Vít rửa Sản phẩm Nước thải chứa bùn đất Nước, Điện Đập hàm thứ cấp Quặng >40mm Quặng cấp hạt Bụi Đất thải Bụi Bụi Công lao động, Điện
Điện Công lao động,
27
Hệ thống xoắn phân cấp bao gồm một bể chứa hình trụ ở giữa có lắp thiết bị xoắn phân cấp. Quặng được trộn với nước theo một tỷ lệ nhất định để tạo thành dung dịch quặng. Máy phân cấp có tác dụng phân cấp hạt trong dung dịch quặng. Những hạt quặng có kích thước >0,5mm được chuyển quay lại máy nghiền bi để tiếp tục nghiền. Những hạt quặng có kích thước đạt yêu cầu được chuyển xuống hệ thống tuyển từ.
Hệ thống tuyển từ bao gồm 5 lô từ, mỗi lô từ là một mâm từ có đường kính 3m, được lắp với thiết bị điều khiển vận tốc quay và đặt trong ngăn kín, ở giữa mâm từ là một ống đường kính 30cm rỗng ở giữa. Ống này được cấu tạo như một nam châm điện. Các hạt quặng nhiễm từ có xu hướng tiếp cận lõi từ theo tính chất từ tính, các hạt quặng sắt không nhiễm từ và vật chất phi quặng sắt có xu hướng chuyển động ly tâm ra phía ngoài. Quá trình tuyển từ như sau:
Toàn bộ dung dịch từ bể chứa sau vít rửa và dung dịch quặng sau máy phân cấp được chuyển tới 3 lô từ đặt phía trên. Qua vận tốc chuyển động của mâm