3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2.3.5. Phương pháp chuyên gia
Tham khảo ý kiến một số chuyên gia trong lĩnh vực môi trường như các cán bộ làm công tác quản lý môi trường ở sở Tài Nguyên và Môi Trường tỉnh Thái Nguyên, cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật tại các mỏ khai thác, chế biến khoáng sản khoáng sản, cụ thể:
- Tham khảo ý kiến của các chuyên viên công tác tại phòng khoáng sản và Chi cục bảo vệ môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên; chuyên viên công tác tại phòng Kỹ thuật an toàn môi trường thuộc Sở Công thươgn tỉnh Thái Nguyên về công tác quản lý nhà nước và các đề xuất quản lý bùn thải, an toàn hồ chứa bùn thải.
- Tham khảo ý kiến của cán bộ quản lý kỹ thuật tại các mỏ nghiên cứu về quy trình kỹ thuật, công tác quản lý chất thải tại mỏ.
- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các giáo viên trong trường về các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác xử lý bùn sau tuyển khoáng.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Khái quát về hoạt động khai thác, chế biên khoáng sản tại một số mỏ
trên địa bàn Thái Nguyên
3.1.1. Khái quát về hoạt động của mỏ chì kẽm Làng Hích
3.1.1.1 Quá trình hình thành và hoạt động của mỏ chì kẽm Làng Hích
Mỏ chì kẽm Làng Hích được người Pháp phát hiện và khai thác từ những năm đầu của thế kỷ với quy mô khai thác khá lớn. Song đến nay không có tài liệu nào xác nhận khối lượng quặng đã bị khai thác ở đây. Đến năm 1979 Mỏ kẽm chì Làng Hích (thuộc Xí nghiệp kẽm chì Làng Hích) thuộc Công ty Kim loại màu Thái Nguyên được thành lập nhằm mục đích thăm dò, khai thác, chế biến quặng kẽm chì.
Từ cuối năm 1987 dây chuyền công nghệ khai thác, tuyển khoáng quặng kẽm chì sunfua chính thức đi vào hoạt động, với nguồn nguyên liệu ban đầu khai thác tại khu Đông Mêtis. Song song với việc khai thác quặng sunfua, trong thời gian này xí nghiệp cũng đã tiến hành khai thác tận thu nguồn quặng ôxít tại khu Tây Mêtis và khu Sa Lung phục vụ xuất khẩu và cung cấp nguyên liệu cho các các nhà máy của Công ty.
Từ năm 1995 Công ty có thị trường tiêu thụ tinh quặng kẽm tuyển nổi ổn định, vì vậy từ tháng 7 năm 1995 Công ty đã lập dự án cải tạo mở rộng Xí nghiệp kẽm chì Làng Hích và đã được Bộ Công nghiệp nặng (nay là Bộ công Thương) phê duyệt. Xí nghiệp tiến hành sản xuất trở lại với sản lượng tinh quặng kẽm năm 1996 là 1.150 tấn và năm 1997 là 900 tấn với nguồn nguyên liệu khai thác tại khu Đông Mêtis. Cũng trong thời gian từ năm 1994 đến 1996 tại các khu mỏ Ba - Bắc Lâu, Sa Lung thuộc quy hoạch nguyên liệu cho mỏ Làng Hích được cục quản lý tài nguyên khoáng sản cấp giấy phép khai thác mỏ và giao cho Công ty Kim loại màu Thái Nguyên quản lý toàn bộ tài nguyên
tư được duyệt và nhận được giấy phép khai thác ở các khu Mêtis, mỏ Ba, Bắc Lâu, Sa Lung, Công ty Kim loại màu Thái Nguyên (nay là Công ty Cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên) đã tiến hành lập thiết kế kỹ thuật và các thủ tục cần thiết để đầu tư mở rộng cải tạo mỏ ngay từ năm 1996.
Năm 2002 xưởng tuyển nổi Xí nghiệp chì kẽm Làng Hích được cải tạo và đi vào hoạt động cho tới thời điểm năm 2011 các thiết bị trong xưởng tuyển hầu hết ở trong tình trạng xuống cấp cần phải cải tạo, thay thế. Đồng thời một số thiết bị máy móc trong xưởng chưa đồng bộ với dây chuyền hiện có nên có ảnh hưởng ít nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của dây truyền công nghệ. Đến năm 2011 Công ty TNHH Một thành viên Kim loại màu Thái Nguyên đã tiến hành cải tạo nâng cao công suất xưởng tuyển kẽm chì Xí nghiệp kẽm chì Làng Hích lên 50.000 tấn quặng nguyên khai/năm để đáp ứng tình hình thực tế.
Việc cải tạo và nâng cao công suất của xưởng tuyển kẽm chì xí nghiệp kẽm chì Làng Hích phù hợp Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng chì, kẽm trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên nhằm: Đánh giá được trữ lượng tài nguyên quặng chì kẽm, tổ chức lại khâu khai thác chế biến đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho ngành luyện kim trên địa bàn tỉnh; Quản lý hoạt động khoáng sản liên quan đến chì, kẽm nhằm sử dụng hợp lý, hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản của tỉnh và giảm thiểu ô nhiễm môi trường; Xác định cụ thể các vùng: thăm dò, khai thác, chế biến, các vùng cấm, hạn chế đối với hoạt động khoáng sản chì, kẽm để đảm bảo cho hoạt động khoáng sản chì, kẽm thực hiện đúng quy định của pháp luật.
3.1.1.2. Hoạt động chế biến quặng chì kẽm tại mỏ
* Thuyết minh dây chuyền công nghệ
Quặng sau khi khai thác được chở về xưởng tuyển bằng ôtô tập trung vào sân ga của xưởng tuyển. Quá trình trung hòa quặng được xử lý bằng máy gạt, sau khi quặng được trung hòa đạt yêu cầu kỹ thuật được máy gạt, kết hợp với
công nhân xúc quặng đổ vào sàng song lỗ lưới 200x200mm. Lượng cục quặng +200mm trong quặng nguyên khai chiếm tỷ lệ không nhiều (< 5%) được đập bằng thủ công.
Quặng qua máy đập 1, sản phẩm sau đập 2 đưa vào máy đập 2 để đập. Sàng của máy đập 2 thiết kế với lỗ lưới 25mm.
Sản phẩm -25 mm tập trung vào bunke sau đó qua cấp liệu lắc xuống băng tải cấp liệu cho máy nghiền bi 1500 x 3000 (Loại >25mm quay lại đập tiếp để đạt KT -25).
Khâu nghiền theo sơ đồ vòng kín một giai đoạn kết hợp với máy phân cấp ruột xoắn. Bùn tràn của máy phân cấp ruột xoắn đạt trên 85% cỡ hạt -0,074mm cho vào thùng khuấy để vào vòng tuyển chì. Vòng tuyển chì bao gồm các khâu: 1 khâu tuyển chính, 3 khâu tuyển tinh, 3 khâu tuyển vét. Tinh quặng các khâu tuyển vét, đuôi của các khâu tuyển tinh được quay lại các khâu kề trước nó. Tinh quặng chì cuối cùng được tập trung vào bể lắng.
Đuôi quặng cuối cùng của tuyển vét chì được đưa vào thùng khuấy 2 để đưa vào tuyển kẽm. Vòng tuyển kẽm bao gồm: 1 khâu tuyển chính, 3 khâu tuyển tinh, 3 khâu tuyển vét. Tinh quặng của các khâu tuyển vét, đuôi của tuyển tinh kẽm quay lại các khâu trước nó, tinh quặng cuối cùng được đưa vào bể cô đặc. Sản phẩm cô đặc được đưa vào máy lọc chân không. Tinh quặng máy lọc chân không được vận chuyển bằng băng tải đi vào hệ thống bun ke chứa và có độ ẩm ≤10%.
Dựa vào thực tế sản xuất của xưởng trong một số năm qua và thực tế tuyển nổi chì kẽm trong cả nước, tại xưởng tuyển hiện nay vẫn sử dụng sơ đồ công nghệ tuyển nổi chọn riêng (tuyển tách) gồm 2 vòng tuyển là vòng tuyển chì và vòng tuyển kẽm.
Với mục đích thu hồi tối đa các kim loại có trong quặng, đồng thời do hàm lượng kim loại thấp nên phải tuyển tinh nhiều lần để nâng cao hàm lượng kim loại trong sản phẩm tinh quặng.
Tại vòng tuyển chì gồm các khâu: 01 khâu tuyển chính; 03 khâu tuyển tinh và 03 khâu tuyển vét.
Tại vòng tuyển kẽm chọn 01 khâu tuyển chính, 03 khâu tuyển tinh và 03 khâu tuyển vét.
Trên cơ sở nguồn tài nguyên còn lại của mỏ và sản lượng khai thác quặng kẽm chì sunfua hàng năm của xí nghiệp cho xưởng tuyển nổi.
Chọn các chỉ tiêu công nghệ tuyển như sau:
- Hàm lượng quặng đầu vào: Pb ≈ 2,15 %; Zn ≈ 6,0 %, Độ ẩm w ≈ 3%. Yêu cầu:
+ Tinh quặng chì:Pb ≥ 53%; Zn < 7 %; + Thực thu chì: 80%.
+ Tinh quặng kẽm: Zn ≥ 50%; Pb < 2,5; + Thực thu kẽm: 90%.
* Mô tả sơđồ công nghệ TQ kẽm Tuyển tinh Pb3 Tuyển vét Pb2 TQ Chì (Pb≥50%) Tuyển chính Zn Tuyển tinh Zn1 Tuyển tinh Zn2 Tuyển vét Zn1 Tuyển vét Zn2 Bể lắng Nước trong Tuyển vét Zn3 Đuôi thải Hồ chứa thải Tuyển tinh Zn3 Bể cô đặc Máy lọc chân không Tuyển vét Pb3 Tuyển chính Pb Tuyển tinh Pb1 Tuyển tinh Pb2 Tuyển vét Pb1
Quặng NK Đập 1 Đập 2 Bun ke Nghiền, PC Thùng khuấy
Nước tuần hoàn
* Năng suất theo quặng nguyên khai và tinh quặng
Năng suất xưởng tuyển sau khi cải tạo là 50.000 tấn/năm tính theo quặng nguyên khai và tinh quặng được tính như sau:
Bảng 3.1. Năng suất xưởng tính theo quặng nguyên khai
T T Hạng mục Đvt Theo quặng nguyên Theo tinh quặng Đập Nghiền - Tuyển TQ chì TQ kẽm
1 Năng suất theo giờ T/h 10,417 6,944 0,23 0,75 2 Năng suất theo ca T/ka 83,333 55,556 1,80 6,00 3
Năng suất theo ngày
T/ngà
y 166,667 166,667 5,41 18,00 4 Năng suất theo năm
T/Nă
m 50.000 50.000 1.623
5.400
(Nguồn: Đề án bảo vệ môi trường xưởng tuyển kẽm chì – Xí nghiệp chì kẽm Làng HÍch)
3.1.2. Khái quát về hoạt động của mỏ Thiếc - Bismust Đại Từ
3.1.2.1 Quá trình hình thành và hoạt động của mỏ
Ngày 14/10/2009 Thường trực Tỉnh ủy đồng ý chủ trương cho công ty Cổ phần Kim Sơn được thăm dò, khai thác phần còn lại điểm quặng thiếc-bismut Tây Núi Pháo tại Thông báo số 841-TB/TU. Nắm bắt được chủ trương trên và thực hiện Luật Bảo vệ môi trường cũng như các quy định pháp lý khác về bảo vệ môi trường, Công ty Cổ phần Kim Sơn đã đầu tư dự án xây dựng công trình khai thác chế biến quặng thiếc - bismut Tây Núi Pháo, xã Hùng Sơn – Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên với trữ lượng khai thác là 112.887
của dự án là 31,11 ha; Tuổi thọ của mỏ là 20 năm.
Dự án đầu tư xây dựng công trình khai thác chế biến mỏ thiếc - Bismuts Tây Núi Pháo thuộc xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên do Công ty cổ phần Kim Sơn làm chủ đầu tư được triển khai từ năm 2011
3.1.2.2 Công nghệ tuyển quặng Sàng rửa Bãi chứa bớt nước Băng tải Lò sấy quay Băng tải Không khí sạch HT lọc bụi Bụi thu hồi Tiêu thụ Tuyển từ Đóng bao Quặng gốc Băng tải Nghiền hàm Nghiền búa Băng tải Nghiền bi Sàng rung Băng tải Băng tải Quặng sa khoáng Hố chứa DD quặng Vít rửa nghiêng Băng ra liệu Băng cấp liệu Nghiền bi Vít rửa nghiêng Băng tải Bơm nước Bơm nước Vít tuyển đứng Bơm nước <1mm Thải + Hạt mịn SnO2 mịn Đuôi thải (Bùn thải) Bụi, ồn, nước thải Bụi, ồn Bụi, chất thải rắn Bụi, ồn, nước thải Bụi, chất thải rắn Bụi, ồn
Công nghệ tuyển quặng
Theo số liệu tính toán công nghệ khai thác thì độ hạt quặng nguyên khai lớn nhất Dmax = 700 mm và mục đích của khâu nghiền sàng là giảm kích cỡ hạt quặng xuống nhỏ hơn 250 mm. Phân cấp thủy lực 4 cấp hạt riêng biệt, đưa vào bàn đãi cho từng cấp hạt, phân cấp ruột xoắn thu được tinh quặng tổng hợp (Sn+Bi) = 25%.
Đất đá lẫn quặng được tuyển rửa sơ bộ, loại bỏ đất cát, bùn bằng vít rửa nghiêng. Sau đó đưa sang công đoạn nghiền bi trong môi trường nước nhằm giảm kích thước quặng. Việc cấp liệu vào máy nghiền bi được diễn ra lên tục. Kích thước hạt được điều khiển bằng lưới sàng nằm trong máy nghiền bi, nhằm giảm thiểu tỷ lệ hạt quá mịn, nguyên liệu được đi qua hai khoang nghiền. Sản phẩm sau nghiền là hỗn hợp thiếc – bismut và tạp chất tiếp tục đưa sang vít rửa nghiêng để tách bùn và hỗn hợp quặng SnO2. Bùn được đưa sang thiết bị vít tuyển đứng để thu hồi lượng quặng lẫn trong bùn đưa trở lại dây chuyền sản xuất, còn bùn đất được thải vào hồ chứa bùn thải. Hỗn hợp quặng sau tách bùn được sấy khô tại lò sấy quay rồi sang máy tuyển từ con lăn nam châm đất hiếm NdFeB cường độ cao. Các khoáng vật là thiếc và bismut, vonfram, vàng do có các giá trị độ từ cảm khác nhau nên sẽ rời khỏi băng ở các vị trí khác nhau. Nguyên lý này được áp dụng để tách các khoáng vật không từ và tách các khoáng vật từ tính khác nhau. Như vậy SnO2 có thể tách được một cách dễ dàng với độ sạch cao.
3.1.2.3. Danh mục thiết bị, nguyên nhiên liệu phục vụ cho mỏ
Bảng 3.2. Thiết bị chính phục vụ cho khai thác Stt Tên thiết bị l Số
ượng Đặc tính kỹ thuật sảNn xuước ất
I Dây chuyền nghiền thô
1 Máy xúc Dung tích gàu 0,7 m3 Nhật Bản 2 Máy nghi250 - 400 ền hàm 2 cái P =30kW, năng suất 40 tấn/h Trung Quốc 3 Máy nghiền búa 12 cái P =30kW, năng suất 40 tấn/h Trung Quốc 4 Vít rửa nghiêng 8 cái Φ300; L = 8000; P =7,5kW Việt Nam 5 Hệ thống băng tải 3 cái B = 500; L = 10m Việt Nam 6 Xe vận tải 1 cái 15 tấn Hàn Quốc 7 Hệ thống bơm bùn lắng 1 HT P =30kW, Công suất 120 m3/h Việt Nam 8 Vít tuyển đứng 3 P = 10kW Việt Nam 9 Hệ thống bơm nước 2 HT P =30kW, Công suất 120 m3/h Việt Nam
II Dây chuyền tuyển tinh
10 Máy xúc lật 1 cái Dung tích gàu 0,7 m3 Nhật bản 11 Bun ke cấp liệu 1 cái Dung tích 1 m3 Việt Nam 12 Băng tải cấp liệu 1 cái B = 500; L = 10m; P = 2,2kW, Công suất 5tấn/h;
v=1,2m/s Việt Nam
13 Máy nghiền bi 2 cái Φ10 t1200; P =40kW; Công suấn/h ất Nga 14 Vít rửa nghiêng 2 cái Φ300; L = 8000; P =7,5kW Việt Nam 15 Vít tuyển đứng 2 cái P= 10kW Việt Nam 16 nHướệ thc ống cấp 1 HT P =15kW, Công suất 60 m3/h Việt Nam 18 Blò săng tấy ải cấp liệu 2 cái
B = 500; L = 10m; P = 2,2kW, Công suất 5tấn/h;
v=1,2m/s Việt Nam
19 Lò sấy quay 2 cái Φ1000; L = 8000; P =7,5kW Nga 20 Thisàng rung ết bị 2 cái 500x3000; P=2,2kW Việt Nam 21 Hệ thống
gầu nâng 2 HT
Kiểu truyền động trực tiếp;
Động cơ giảm tốc 2,2kW Việt Nam 22 Máy tuyển từ 4 cái Công sutải PU:840x1130 ất 1,5-2,5 t/h; Băng Việt Nam 23 Tủđiều khiển 1 cái 380V/50Hz Việt Nam 24 Máy đóng bao 1 máy P=7,5kW; cân 100kg Trung Quốc
Các máy móc, thiết bị trên đều được mua mới 100% hoặc còn mới 90%, trạng thái hoạt động tốt. Đây đều là những máy móc với công nghệ tiên tiến hiện nay, phù hợp với điều kiện đầu tư thực tế của Công ty.
3.1.3. Khái quát về hoạt động của mỏ sắt Trại Cau
3.1.3.1. Thực trạng khai thác của mỏ sắt Trại Cau
Mỏ sắt Trại Cau có trữ lượng quặng sắt khoảng 3,17 triệu tấn, công suất khai thác theo thiết kế là 350.000 tấn/năm. Sản phẩm là quặng Limonit. Qua mấy chục năm khai thác, sản lượng quặng khu vực này còn có thể khai thác được gần 2,7 triệu tấn. Hiện nay, mỏ đang triển khai sản xuất trên các công trường như: Mỏ Núi Đê, mỏ Thác Lạc, mỏ Đông Chỏm Vung, mỏ Núi Quặng, ...
Như vậy, cùng với sức tăng về sản lượng quặng trên thế giới, sản lượng khai thác quặng sắt tại mỏ Trại Cau cũng đang ngày một tăng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trên thị trường, mà phần chính là cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất thép của Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Tuy nhiên, đồng nghĩa với việc tăng sản lượng thì các nguồn chất thải cũng tăng nhanh. Chỉ tính khối lượng đất đá đổ thải đã thấy rõ, năm 1998 tính là 222.234.500m3/năm, đến năm 2009 là 997.011.000 m3/năm (423.000 tấn x 2.357 m3/tấn). Cùng với những vấn đề đó thì công tác quản lý chất lượng và bảo vệ môi trường cũng cần chặt chẽ hơn.
Bảng 3.3 Tổng sản lượng khai thác quặng sắt Trại Cau
Năm 2016 2017 2018
Sản lượng khai thác (Tấn)
191.262 191.000 146.880
(Nguồn: Báo cáo định kỳ khai thác khoáng sản của mỏ sắt Trại Cau năm 2016, 2017, 2018)
Mô hình tổ chức sản xuất của mỏ bao gồm 04 phân xưởng, 7 phòng ban với 304 cán bộ, công nhân.
Mỏ sắt Trại Cau chia thành 9 khu vực khai thác bao gồm: Khu vực Núi Quặng; Khu vực Núi Đ; Khu vực Thác Lạc I; Khu vực Thác Lạc II; Khu vực