1.3. Tổng quan về mỏ kẽm chì Làng Hích
1.3.3.3.Đặc điểm thành phần khống vật khu mỏ kẽm chì Làng Hích
a, Tổ hợp khoáng vật quặng
Quặng kẽm chì khu vực Làng Hích có thành phần khống vật chủ yếu là sphalerit, galenit, pyrite và các khoáng vật thứ yếu khác nhƣ arsenopyrit, pyrotin.
Sphalerit chiếm phần lớn, màu nâu sáng, màu nâu sẫm và màu xám sáng có kích thƣớc từ 0,0m đến vài milimet.
Galenit số lƣợng không nhiều tạo thành các tập hợp, hoặc các hạt biệt lập mọc xen với sphalerit và pyrite.
Pyrit ít gặp, thƣờng là các hạt nhỏ, hoặc các hạt trung bình bị vỡ vụn, có dấu hiệu bị gặm mịn.
Pyrotin có dạng tha hình và nhiều trƣờng hợp bị dập vỡ tạo nhiều hạt nhỏ bị gặm mịn xung quanh có dạng hơi trịn cạnh và kéo dài theo chuỗi nhồi theo các khe nứt của đá mẹ.
Arsenopyrit có tinh thể dạng hình bình hành hoặc bán thoi, có độ mài nhẵn tốt.
b, Các khống vật phụ đi kèm
Khoáng vật phi quặng chủ yếu là canxit màu trắng tồn tại dƣới thấu kính khơng đều, dài vài chục mét, dày khoảng 1m.
Trong khu vực này cũng có quặng Pb và Zn deluvi thứ sinh nhƣ smithsonit, calamine, hydrozincit,octavit, cerusit, anglesit, covelit và limonit.
chì Làng Hích, Thái Ngun
Khống vật thứ sinh phổ biến nhất là smithsonit có màu nâu hạt dẻ vàng, dạng khối và thƣờng đi kèm với limonit.
Các khống vật thứ sinh của chì khá hiếm, cerusit phổ biến hơn, tạo thành những tinh thể nhỏ gần 1mm dạng tấm màu nâu vàng nhạt hoặc trắng nằm trong những lỗ hổng và khe nứt của quặng oxy hóa hoặc những tập hợp hạt mịn nâu sẫm gần nhƣ đen, liên quan chặt chẽ với galenit.
Ngoài ra cịn gặp các khống vật của sắt nhƣ siderite và limonit dạng hạt nham nhở màu vàng, màu nâu bẩn.
c, Các giai đoạn tạo quặng - Cấu tạo và kiến trúc quặng
Trong các thân quặng thuộc mỏ Làng Hích thƣờng có cấu tạo khối, mạch, xâm tán, dài, chiều dày dao động từ một vài phần milimet tới vài milimet hay cỡ centimet, hoặc cấu tạo dạng ổ đặc xít hình thành do biến chất trao đổi thay thế đá cũng nhƣ quặng đƣợc hình thành vào các giai đoạn trƣớc. Đó là sự thay thế khoáng vật cacbonat, arsenopyrit, pyrite, pyrotin bằng các khoáng vật quặng nhƣ sphalerit, galenit, chancopyrit.
Kiến trúc quặng phổ biến là hạt tự hình, cà nát, nhũ tƣơng do phá hủy dung dịch cứng và kiến trúc gặm mòn thay thế.
1.3.3.4. Đặc điểm thành phần hóa học của các khống vật quặng
a, Sphalerit
Sphalerit của khu vực Đơng Metis, Tây Metis đặc trƣng có hàm lƣợng kẽm cao và khá ổn định, sphalerit của khu vực lị 1B có mức độ ổn định kém hơn, trong khi sphalerit của lò 1A Mỏ Ba và Bắc Lâu có hàm lƣợng kẽm thấp hơn và dao động trong biên độ lớn hơn. Sphalerit của khu vực Đơng Metis, lị 1B Mỏ Ba có hàm lƣợng sắt thấp (0,049-0,123%) tại Đơng Metis, 1,66% và 0,018-0,104% ở lò 1B Mỏ Ba và ít biến động. Hàm lƣợng sắt của sphalerit lò 1A lớn hơn, biến thiên trong khoảng 0,156-2,96%.
Galenit thuộc các lò khác nhau đặc trƣng bởi hàm lƣợng chì khá đồng nhất, trong đó cao nhất là hàm lƣợng chì trong galenit ở Tây Metis, Đơng Metis và Bắc Lâu có hàm lƣợng trung bình, thấp nhất ở Mỏ Ba - Lị 1B. Trong galenit, hàm lƣợng bạc của khu vực Đông Metis và Mỏ Ba - Lò 1A khá cao, lên tới 0,09%. Galenit của khu vực Bắc Lâu có hàm lƣợng bạc thấp hơn, cịn galenit của Mỏ Ba - Lò 1B dao động trong khoảng 0-0,07%. Ngoài ra trong galenit ở tất cả các lị khác nhau thuộc khu kẽm chì Làng Hích có hàm lƣợng antimony dao động trong khoảng 0,01-0,5%.
c, Pyrit
Thành phần hóa học đại diện của pyrit là Fe và S tƣơng đồng với pyrite điển hình. Ngồi ra cịn có hàm lƣợng Co 0,04%, Ni 0,2%, Cu 0,04%.
1.4. Hiện trạng khai thác tại mỏ kẽm chì Làng Hích 1.4.1. Quy mô khai thác 1.4.1. Quy mô khai thác
Mỏ kẽm chì Làng Hích đƣợc ngƣời Pháp phát hiện và khai thác từ những năm đầu thế kỷ 20 với quy mô khai thác khá lớn. Song đến nay khơng có tài liệu nào xác nhận khối lƣợng quặng đã bị khai thác ở đây.
Từ năm 1958 đến năm 1962 Đoàn địa chất 5 với sự giúp đỡ của các chuyên gia kỹ thuật Tiệp Khắc đã tiến hành thăm dị tồn vùng mỏ và đã xác định đƣợc trữ lƣợng quặng kẽm chì ở vùng mỏ (gồm 5 khu là: Metis, Mỏ Ba-Bắc Lâu, Sa Lung, Côi Kỳ và Lục Ba) với trữ lƣợng quặng 718.825 tấn quặng kẽm chì sunfua trong cân đối và 83.585 tấn quặng oxit trong cân đối. Tƣơng đƣơng với 82.865 tấn kẽm và 33.170 tấn chì. Ngồi ra cịn khoảng 330.000 tấn quặng ngoài cân đối, chủ yếu là quặng sunfua.
Từ năm 1979 Xí nghiệp kẽm chì Làng Hích đƣợc thành lập với mục đích thăm dị, khai thác, chế biến quặng kẽm chì.
Từ cuối năm 1987, dây chuyền công nghệ khai thác, tuyển khống quặng kẽm chì sunfua chính thức đi vào hoạt động, với nguồn nguyên liệu ban đầu khai thác tại khu Đông Metis. Song song với việc khai thác quặng sunfua, trong thời gian này Xí nghiệp cũng đã tiến hành khai thác tận thu nguồn quặng oxit tại khu Tây
chì Làng Hích, Thái Nguyên
Metis và khu Sa Lung phục vụ xuất khẩu và cung cấp nguyên liệu cho các lò thiêu bột kẽm của Cơng ty ở Lƣu Xá, Xí nghiệp luyện kim màu 2.
Vì nhiều lý do khác nhau mà ngun nhân chính là khơng có thị trƣờng tiêu thụ, nên mặc dù với năng lực xử lý là 21.000 tấn quặng nguyên khai/năm tƣơng đƣơng 2.790 tấn tinh quặng kẽm và 850 tấn tinh quặng chì/năm. Song chƣa năm nào xí nghiệp đạt cơng suất 50% cơng suất thiết kế. Trong những năm 1989, 1990, 1992-1994 Xí nghiệp phải dừng dây chuyền tuyển nổi quặng sunfua.
Từ năm 1995 Cơng ty có thị trƣờng tiêu thụ tinh quặng kẽm tuyển nổi ổn định. Vì vậy từ tháng 7 năm 1995 Cơng ty đã lập dự án cải tạo mở rộng Xí nghiệp kẽm chì Làng Hích và đã đƣợc Bộ cơng nghiệp nặng (nay là Bộ công thƣơng) phê duyệt theo quyết định số 1098/QĐKH ngày 24/10/1995. Trong thời gian chờ đầu tƣ chính thức, Xí nghiệp đã tiến hành sản xuất trở lại với sản lƣợng tinh quặng kẽm năm 1996 là 1.150 tấn và năm 1997 là 900 tấn với nguồn nguyên liệu khai thác tại khu Đông Metis và một phần từ mỏ Chợ Điền. 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 (khi đó chƣa đƣợc giao cho Cơng ty kim loại màu Thái Nguyên quản lý khai thác) dân khai thác tự do đã đào bới và khai thác tất cả các khối quặng trên mức lò bằng. Theo số liệu điều tra, khảo sát của Cơng ty vào cuối năm 1996 thì dân khai thác tự do đã lấy đi (hoặc hủy hoại dẫn tới không thể khai thác đƣợc) một trữ lƣợng quặng là: 135.254 tấn quặng tức là hơn 30% trữ lƣợng quặng của toàn mỏ.
Căn cứ vào dự án đầu tƣ đã đƣợc duyệt ngày 09/4/1996, Cục quản lý Tài nguyên khoảng sản Nhà nƣớc đã cấp giấy phép khai thác mỏ và giao cho Công ty kim loại màu Thái Nguyên quản lý toàn bộ tài nguyên quặng kẽm chì ở các khu Metis, Mỏ Ba, Bắc Lâu, Sa Lung.
1.4.2. Công nghệ khai thác và công nghệ chế biến
1.4.2.1. Công nghệ khai thác
Các khai trƣờng của mỏ kẽm chì Làng Hích đều đƣợc khai thác bằng phƣơng pháp hầm lị với các cơng đoạn cơng nghệ cơ bản sau:
- Gia công đập quặng trong buồng khai thác.
- Tháo quặng vào sô trục tải và vận chuyển ra đáy giếng - Trục tải quặng ra giếng đứng.
- Rỡ tải miệng giếng đứng vận chuyển ra bãi chứa Sơ tuyển quặng bằng tay.
Sử dụng các thiết bị cơ giới để xúc quặng lên ô tô vận chuyển về xƣởng tuyển
chì Làng Hích, Thái Ngun
Sơ đồ cơng nghệ đƣợc thể hiện dƣới hình 1.2
Hình 1.2. Sơ đồ cơng nghệ khai thác
1.4.2.2. Công nghệ tuyển
Khoan nổ mìn phá quặng
(gương khai thác)
Gia công đập quặng trong buồng khai thác
Tháo quặng vào sô trục tải cos +309, vận chuyển ra đáy G5,
L=70m
Trục tải quặng ra giếng đứng G5, H = 20m
Rỡ tải miệng G5 cos +330 vận chuyển ra bãi chứa , L=250m
Sơ tuyển quặng bằng tay
Quặng xúc lên ô tô chở về xƣởng tuyển
Đá đƣa ra bãi thải
Sàng rung
Bun ke Đập 1
Đập 2 Quặng NK
Tuyển vét Zn2
Hình 1.3. Sơ đồ cơng nghệ tuyển quặng
Quặng sau khi khai thác đƣợc chở về xƣởng tuyển bằng ôtô tập trung vào sân ga của xƣởng tuyển. Q trình trung hịa quặng đƣợc xử lý bằng máy xúc lật, kết hợp với công nhân xúc quặng đổ vào sàng song lỗ lƣới 200x200mm. Lƣợng cục
Tuyển vét Pb2 TQ Chì (Pb≥50%) Tuyển chính Zn Tuyển tinh Zn1 Tuyển tinh Zn2 Tuyển vét Zn1 Bể lắng Nƣớc trong Tuyển vét Zn3 Đuôi thải Hồ chứa thải Tuyển tinh Zn3 Bể cô đặc Máy lọc chân không
Tuyển vét Pb3 Tuyển tinh Pb1 Tuyển tinh Pb2 Tuyển vét Pb1 Thùng khuấy Nghiền, PC TQ kẽm Nƣớc tuần hồn
chì Làng Hích, Thái Ngun
quặng +200mm trong quặng nguyên khai chiếm tỷ lệ không nhiều (< 5%) đƣợc đập bằng thủ công.
Quặng qua máy đập 1, sản phẩm sau đập 2 đƣa vào máy đập 2 để đập. Sàng kiểm tra của máy đập 2 thiết kế với lỗ lƣới 25mm.
Sản phẩm -25 mm tập trung vào bunke sau đó qua cấp liệu lắc xuống băng tải cấp liệu cho máy nghiền bi 1500x3000.
Khâu nghiền theo sơ đồ vịng 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 vịng tuyển chì. Vịng 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 đƣợc quay lại các khâu kề trƣớc nó. Tinh quặng chì cuối cùng đƣợc tập trung vào bể lắng.
Đuôi quặng cuối cùng của tuyển vét chì đƣợc đƣa vào thùng khuấy 2 để đƣa 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 trƣớc nó, tinh quặng cuối cùng đƣợc đƣa vào bể cô đặc. Sản phẩm cô đặc đƣợc đƣa vào máy lọc chân không. Tinh quặng máy lọc chân không đƣợc vận chuyển bằng băng tải đi vào hệ thống bun ke chứa và có độ ẩm 10%.
Trên cơ sở nguồn tài nguyên còn lại của mỏ và sản lƣợng khai thác quặng kẽm chì sunfua hàng năm của Xí nghiệp cho xƣởng tuyển nổi với các chỉ tiêu công nghệ tuyển nhƣ sau:
- Hàm lƣợng 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%.
1.4.3. Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu sử dụng trong quá trình khai thác và chế biến kẽm chì và chế biến kẽm chì
1.4.3.1. Nhu cầu sử dụng hóa chất
Nhu cầu sử dụng hóa chất của mỏ kẽm chì Làng Hích đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Bảng 1.6. Nhu cầu sử dụng hóa chất
TT Tên hoá chất Cơng thức
hố học ĐVT Số UN(mã số LHQ) KL sử dụng/năm 2009 2010 Đến T4/2011 1 Êtyl Kxantat Natri C2H5COSSNa kg 2160 2396.7 265 2 Đồng sunfat CuSO4.5H2O kg 6859 5927.3 1010
3 Amon Acetat NH4CH3COO kg 23 39.5 5
4 Amon Hydroxit NH4OH kg 20 12 38
5 Amon Clorua NH4Cl kg 3 12.5 0
6 Acid Clohydric HCl kg 24 69.7 10
7 Acid Nitoric HNO3 kg 18.1 13.9 10
8 Acid Sunfuaric H2SO4 Lít 30.9 13.6 0 9 Butyl Kxantat Natri C4H9COSSNa kg 3243 3682.1 536 10 Chỉ thị Xylen Orange Gam 0 12.6 5 11 Dầu thông kg 140 12 Dung dịch tiêu chuẩn EDTA kg 42 1.25 13 Hydro peoxit lít 1.5 14 Kẽm sunfat ZnSO4.7H2O kg 30 23.6
15 Natri florua NaF kg 2 2
chì Làng Hích, Thái Ngun
17 Natri hidroxit NaOH kg 2
18 Ôxi già lít 1 4
19
Tinh dầu bạch
đàn P8-201 kg 1190 1440 360
Nguồn: [13] 1.4.3.2. Nhu cầu sử dụng nhiên liệu qua các năm
Nhu cầu sử dụng nhiên liệu của mỏ kẽm chì Làng Hích qua các năm từ 2007- 2010 theo số liệu thống kê đƣợc tổng hợp dƣới bảng sau:
Bảng 1.7 Nhu cầu sử dụng nhiên liệu qua các năm
Năm Dầu Diesel(lít) Giá trị tổng cộng(vnđ)
2007 20.345 318.242.910
2008 17.634 153.653.401
2009 16.760 116.570.848
2010 19.666 234.682.956
Nguồn: [13] 1.4.3.3. Nhu cầu sử dụng điện năng qua các năm
Nhu cầu sử dụng điện năng của mỏ kẽm chì Làng Hích qua các năm từ
2007-2010 theo số liệu thống kê đƣợc tổng hợp dƣới bảng sau:
Bảng 1.8. Nhu cầu sử dụng điện năng qua các năm
Năm Công xuất min KW
Cơng xuất max KW
Cơng xuất trung bình KW Sản lƣợng KW 2007 200 360 260 1.459.810 2008 200 360 260 1.440.888 2009 200 360 260 1.654.634 2010 200 360 260 1.501.708 Nguồn: [13]
1.4.3.4. Danh mục trang thiết bị sử dụng trong quá trình khai thác và chế biến kẽm chì biến kẽm chì
Thiết bị phục vụ khai thác chủ yếu là máy nén khí loại nhỏ, tời trục JK 1,5- 1,6 tấn, quạt gió QLT 4000-100 và QLT 9000-150, phƣơng tiện vận tải Xí nghiệp có ba xe ơ tơ 5 tấn và 01 xe zin 7 tấn cịn lại chủ yếu là th ngồi cả vận tải và xúc bốc:
Bảng 1.9. Danh mục máy móc, thiết bị
TT Tên thiết bị Ký hiệu ĐT kỹ thuật ĐVT S.lƣợng LV D.P I Thiết bị chính 1 Tời trục JK 1,5-1,6 tấn Cái 2 Quạt gió QLT 4000- 100 Cái 3 Quạt gió QLT 9000- 150 Cái 4 Xe zin 7 tấn Cái 01 5 Ơ tơ 5 tấn Cái 03 6 Máy đập hàm PE 250x400 BxL=250x600; N=25Kw Cái 1 0 7 Máy đập phản kích PF 1007 BxL=1000x700 N=40Kw " 1 0
8 Máy nghiền bi MQG ĐK tang 1830
L=3000; N=130Kw " 1 0 9 Máy phân cấp FC-12 ĐK1200; N=7,5kw " 1 0 10 Thùng khuấy XBT-1500 ĐK 1500; N=11Kw " 2 0
chì Làng Hích, Thái Nguyên
12 Máy gạt bọt N=1,5 4 0
13 Bể cô đặc Zn ĐK6000;
N=4,5kw
" 1 0
14 Máy lọc chân không GN-8 Nl=2,2
kw;Nb=30kw " 1 0
II Thiết bị phụ
1 Sàng song a = 200 Lỗ sàng 200x200 Cái 1
2 Sàng rung a = 20 Lỗ sàng 20 " 0
3 Cấp liệu rung DZT N=1.5Kw " 1
4 Băng tải cấp liệu từ
đập 1 đập 2 B500
B=500; L=8m;
N=2,2Kw " 1
5 Băng tải cấp vào
máy nghiền mới B500
B=500; L=8m;
N=2,2Kw " 1
6 Băng tải cấp liệu
đến bunke B500
B=500; L=48m;
N=4,5Kw 1
7 Băng tải cấp liệu
bunke nghiền cũ B500
B=500; L=6m;
N=3Kw cái 1
8 Bể pha thuốc tuyển N = 1,5 “ 3
9 Bể lắng t.quặng chì KT 6m x 2m x 1,4m “ 2
10 Băng tải dỡ tinh
quặng kẽm B500 B=500; L=15m; N=4,5Kw “ 1 11 Máy xúc lật 12 Máy biến áp “ 1 13 Bơm bùn cát LGH 30 -70 bộ 1 1 1.5. Kế hoạch phát triển mỏ
Căn cứ vào đặc điểm địa chất, thực tế khai thác, mỏ kẽm chì Làng Hích đang nghiên cứu lập dự án mở rộng nâng cao công suất xƣởng tuyển với các chỉ tiêu cụ thể là:
- Nâng công suất xƣởng tuyển từ 20.000 tấn/năm lên 50.000 tấn/năm.
- Kế hoạch khai thác kẽm chì từ năm 2012-2020 với công suất hiện tại từ 22.000 tấn/năm lên tới 50.000 tấn/năm vào các năm sau. [14]
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Hiện trạng môi trƣờng và công tác quản lý mơi trƣờng tại Mỏ chì kèm Làng Hích.
chì Làng Hích, Thái Ngun
2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Mỏ kẽm chì Làng Hích và các khu vực phụ cận
2.3. Nội dung nghiên cứu
a. Đánh giá hiện trạng môi trƣờng khu vực mỏ và dự báo các tác động đến môi trƣờng do hoạt động của mỏ đến khi kết thúc mỏ
- Điều tra, khảo sát, thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu