Cát thải, nƣớc thải
Thuyết minh công nghệ: Quặng thiếc gốc đƣợc khai thác bằng phƣơng pháp
hầm lò khấu quặng trong lị bằng khoan nổ mìn, xúc bốc vận chuyển bằng tời kéo cƣỡng bức đổ lên ô tô vận chuyển về xƣởng tuyển, đất đá đƣợc nghiền qua máy đập hàm, máy đập búa, máy nghiền bi, tuyển rửa bằng hệ thống bàn đãi; quặng tinh có hàm lƣợng Sn 20% đƣợc vận chuyển về Xí nghiệp tuyển tinh luyện thiếc.
Tuyển quặng tinh:
Thuyết minh công nghệ: Theo dây chuyền công nghệ Liên Xơ trƣớc đây có
cải tiến một số cho phù hợp với điều kiện thực tế. Đất đá nguyên khai sau khi đƣợc tuyển rửa tại các Xí nghiệp tuyển thơ, sản phẩm thu đƣợc là Quặng thiếc có hàm lƣợng 20% đƣợc đƣa vào Xí nghiệp tuyển tinh - luyện thiếc gia công để nâng hàm lƣợng Sn 65% chuyển sang lò luyện.
b. Trữ lƣợng các mỏ quặng tại Nghệ An
Nghệ An có nhiều loại khống sản khác nhau, phân bố tập trung, có trên địa bàn nhiều huyện. Các loại khống sản của Nghệ An có chất lƣợng cao, nguyên liệu chính gần nguyên liệu phụ, gần đƣờng giao thông nên rất thuận lợi cho phát triển sản xuất xi măng, gốm sứ, bột đá siêu mịn, gach lát, sản phẩm thủ công mỹ nghệ.... Hiện trên địa bàn tỉnh Nghệ An có 59 mỏ khai thác khoáng sản tập trung chủ yếu là các loại đá xây dựng; đá vôi và sét làm xi măng; cát, sỏi; đá vôi; cao lanh và sét làm gốm; đá mable; đá bazan; than; khoáng sản kim loại chủ yếu là thiếc. Nghệ An có 13 mỏ khai thác quặng thiếc. Đây Là nguồn khoáng sản quan trọng của tỉnh Nghệ An. Các mỏ, điểm tập trung ở 3 vùng chính là Quế Phong, Quỳ Hợp và Tân Kỳ. Đây cùng là nguồn phát sinh lƣợng bùn thải lớn. Tuy nhiên lƣợng bùn thải quặng thiếc này chủ yếu đƣợc đổ trực tiếp về bể thải, lƣợng bùn thƣờng rất lớn và khơng có số liệu chính xác về lƣợng phát sinh. Đập chứa của bể thải chỉ đƣợc đắp bằng đất, khơng đảm bảo an tồn, một số bể chứa bùn thải đã khá đầy, nhƣng các đơn vị vẫn chƣa tiến hành nạo vét theo quy định gây nguy cơ vỡ đập chứa bùn thải.
Bảng 3. 1. Các mỏ thiếc tại Nghệ An
TT Tên mỏ Trữ lƣợng (tấn) Ghi chú
A Vùng Quế Phong Chƣa có số liệu cấp C2
1 Mỏ Na Lịt P1:8:280 P2:5.000 Đã cấp cho cơng ty Khống
sản Nghệ An
2 Na Ca (1) C1 + C2: 2.394 Đã cấp cho công ty Kim loại
màu Nghệ T nh 3 Na Ca (2) B + C1 + C2: 13.362 4 Liên hợp C1 + C2:646 Điểm mỏ 5 Bản Hang Khoảng 100 tấn (casiterit) 6 Nậm Giải 101 tấn (casiterit) B Vùng Quỳ Hợp, Quỳ Châu C1 + C2: 2.761 tấn (casiterit) 1 Bản cô C1 + C2: 6.578 tấn (casiterit) 2 Bản Poòng C1 + C2: 16.360 tấn (casiterit)
3 Bản hạt Đã cấp cho công ty Kim loại
màu Nghệ T nh 4 Sông Con 5 Khe Đỗ 6 PaLom-CaĐoi P1:3.700 C Vùng Tân Kỳ, Quỳ Hợp 1 Làng Đông C2 + P1:2.517 2 Làng Sòng 1.200 tấn (casiterit) 3 Kẻ Tằng 459 tấn Sn, 850 tấn (casiterit)
Nguồn: Sở Tài nguyên Môi trường Nghệ An năm 2016
Cấp C1: Trữ lƣợng tính tốn đƣợc (indicated) Cấp C2: Trữ lƣợng đề xuất đƣợc (inferred)
Cấp P1, P2: Tài nguyên dự báo, kết quả thăm dò
Đối với bùn thải công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản kim loại: Theo điều tra khảo sát, bùn thải loại này chủ yếu đƣợc đổ trực tiếp về bể thải, lƣợng bùn thƣờng rất lớn và khơng có số liệu chính xác về lƣợng phát sinh, hoặc có số liệu phát sinh cũng chỉ là con số ƣớc tính hoặc thống kê chƣa đầy đủ.
3.2. Đánh giá đặc điểm bùn thải tại Huyện Quỳ Hợp, Nghệ An
Bùn thải sau khi đƣợc sấy khơ nghiền nhuyễn thì đƣợc đem đi phân tích thành phần khối lƣợng nguyên tố bằng phƣơng pháp EDX và kết quả đƣợc thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3. 2. Kết quả phân tích thành phần và tính chất mẫu bùn tại Quỳ Hợp, Nghệ An
TT Mẫu Cu (%) Ni (%) Cr (%) Pb (%) Cd (%) Độ ẩm (%) CHC (%) Nhiệt trị (kCal/kg) Thành phần cấp hạt (%) sét limon Cát 1. B1 0,3620 23,5800 14,8300 0,0062 - 37,88 18,15 4392 39,1 32,9 28,0 2. B2 0,0046 0,0262 0,0129 0,0070 0,0711 63,44 1,27 307 30,9 10,0 59,1 3. B3 0,5507 0,3508 0,0229 - 0,0215 80,01 3,81 923 13,1 16,6 70,3 4. B4 0,9948 0,0180 0,0809 - 0,0117 68,69 3,42 828 15,3 42,9 41,8 5. B5 0,0028 0,0199 0,0155 - 0,0331 43,36 7,87 1905 46,1 30,5 23,4 Ghi chú:
B1: Công ty Tân Hồng Khang
B2: Xí nghiệp Bản Cơ (Cơng ty CP Kim Loại Màu Nghệ T nh) B3: Công ty TNHH Hà An
Hình 3. 3. Mẫu bùn thải Cơng ty Tan Hoàng Khang Hình 3. 4. Mẫu bùn thải Xí nghiệp Bản Cơ
0 5 10 15 20 25 Cu (%) Ni (%) Cr (%) Pb (%) Cd (%) % Thành phần kim loại
Hình 3. 7. Mẫu bùn thải Xí nghiệp Suối Bắc
Nhận xét: Kết quả phân tích chỉ tiêu đặc trƣng của bùn thải khai thác và chế biến quặng thiếc tại Quỳ Hợp, Nghệ An: - Chứa nhiều thành phần kim loại trong đó có nhiều thành phần kim loại có giá trị kinh tế cao.
- Chƣa có biện pháp tận thu kim loại trong bùn thải gấy lãng phí, thất thốt.
Nhƣ vậy, với lƣợng bùn thải chứa kim loại nặng phát sinh đƣợc ƣớc tính tƣơng đối lớn này, đồng thời kết quả phân tích mẫu bùn thực tế cho thấy hàm lƣợng cao của các kim loại trong thành phần bùn vấn đề đặt ra là cần thiết phải nghiên cứu thu hồi các thành phần kim loại có giá trị trong bùn thải vì thực tế cho thấy, bùn thải chứa kim loại nặng vẫn đƣợc xem là chất thải nguy hại và định hƣớng xử lý theo cách thức đóng rắn hoặc đổ thải gây lãng phí tài ngun, thất thốt năng lƣợng. Kết quả thu đƣợc cũng cho thấy có thể coi bùn thải giàu kim loại là một dạng tài nguyên, cần định hƣớng xử lý nhằm tận thu tài nguyên và tiết kiệm năng lƣợng.
3.3. Đề xuất phƣơng án công nghệ xử lý
Ngành khai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam tuy ra đời cách đây đã khá lâu, nhƣng nhìn chung chƣa thực sự phát triển, ngành sở hữu công nghệ và thiết bị khá lạc hậu, ngoại trừ những mỏ mới đƣợc xây dựng trong những năm gần đây, vì vậy tổn thất tài nguyên trong khai thác và chế biến khoáng sản là khá lớn. Kết quả điều tra khảo sát tại các khu vực khai thác và chế biến khoáng sản cho thấy sự tổn thất tài nguyên trong q trình khai khống là rất lớn; Báo cáo Chƣơng trình Nghị sự Việt Nam 21 cũng cho biết rằng trong quá trình khai thác khống sản khơng những gây ơ nhiễm mơi trƣờng mà cịn để tổn thất rất nhiều tài nguyên, nhƣ tổn thất trong khai thác quặng kim loại là 16-30%.
Tổn thất tài nguyên trong quá trình khai thác và chế biến khống sản có thể do: - Cơng nghệ khai thác quá cũ, lạc hậu dẫn đến sự mất mát quặng trong quá trình khai thác (chƣa khai thác đƣợc quặng nghèo, hiệu suất khai thác chƣa cao,…) và chế biến (tỷ lệ mất mát các khống vật có ích cịn cao, chƣa thu hồi đƣợc các khống vật có ích đi kèm);
- Cơng tác quản lý chƣa tốt dẫn đến tình trạng khai thác tự do phổ biến tại một số mỏ. Phần lớn việc khai thác tự do diễn ra tại các khu vực quặng giàu, các khu vực quặng nghèo hầu nhƣ đều bỏ lại, vì vậy khai thác tự do làm cho các thân quặng bị nham nhở, tổn thất tài nguyên rất lớn.
- Mặt khác việc quản lý tại các công ty đƣợc cấp mỏ chƣa chặt chẽ, điều này cũng dẫn đến sự mất mát lƣợng tài nguyên đáng kể. Do đó, việc thu hồi các khống
vật có ích bị tổn thất trong đất đá thải và quặng đuôi là một việc làm cần thiết, nhằm nâng cao hiệu quả khai thác và chế biến cũng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho công tác hồn thổ phục hồi mơi trƣờng về sau.
Trong bùn thải quặng đi q trình tuyển khống của nhiều mỏ quặng vẫn cịn có các ngun tố có ích chƣa đƣợc tận thu mà trong tƣơng lai khi điều kiện kinh tế và kỹ thuật cho phép có thể tận thu để sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên không thể tái tạo. Trên cơ sở kết quả điều tra khảo sát tại thực địa, dựa vào các thông tin về thành phần vật chất (chủ yếu là thành phần khoáng vật và thành phần hoá học) của các loại quặng đang đƣợc khai thác và chế biến, kết hợp tham khảo kinh nghiệm của các nƣớc có thể nhận định về khả năng tái sử dụng một số chất thải rắn trong khai thác và chế biến nhƣ sau:
- Khả năng tái sử dụng chất thải trong khai thác và chế biến quặng thiếc: Hiện nay trong bùn thải quặng đuôi từ tuyển quặng thiếc vẫn còn một lƣợng thiếc đáng kể nên khả năng thu hồi quặng thiếc ở các nguồn thải này khá cao. Nhìn chung có thể khai thác tận thu lại tại các bãi thải trƣớc đây ở các mỏ thiếc. Một phần do hàm lƣợng thiếc trong đất đá thải và quặng đuôi trƣớc đây vẫn còn cao, mặt khác để tiến hành tận thu thì các u cầu về đầu tƣ khơng lớn và công nghệ tuyển tƣơng đối đơn giản. Trƣớc đây, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim đã tiến hành lấy mẫu nghiên cứu công nghệ thu hồi thiếc mịn đuôi thải bằng thiết bị tuyển đa trọng lực ở Sơn Dƣơng đạt kết quả khá tốt. Năm 2010 Viện khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim cũng đã thực hiện dự án “Xử lý thu hồi quặng tinh thiếc trong quặng đuôi thải cấp hạt mịn vùng Quỳ Hợp, Nghệ An” và đã thu đƣợc kết quả khá khả quan. Trong thời gian qua các mỏ đã tiến hành khai thác tận thu thiếc ở một số bãi thải đất đá và quặng đuôi tuyển trọng lực trƣớc đây. Tuy nhiên để việc tân thu đƣợc triệt để, cần đánh giá các khu vực có khả năng thu hồi để có kế hoạch thu hồi triệt để, tránh tình trạng cịn quặng dân đào đãi tự do gây xáo trộn đất đá, gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng và vấn đề hồn thổ phục hồi mơi trƣờng.
Hiện nay trong bùn thải quặng đi từ tuyển quặng thiếc vẫn cịn một lƣợng thiếc đáng kể nên khả năng thu hồi quặng thiếc ở các nguồn thải này khá cao. Nhìn
phần do hàm lƣợng thiếc trong đất đá thải và quặng đuôi trƣớc đây vẫn còn cao, mặt khác để tiến hành tận thu thì các u cầu về đầu tƣ khơng lớn và công nghệ tuyển tƣơng đối đơn giản.
Trƣớc đây, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim đã tiến hành lấy mẫu nghiên cứu công nghệ thu hồi thiếc mịn đuôi thải bằng thiết bị tuyển đa trọng lực ở Sơn Dƣơng đạt kết quả khá tốt. Năm 2010 Viện khoa học và Công nghệ Mỏ- Luyện kim cũng đã thực hiện dự án “Xử lý thu hồi quặng tinh thiếc trong quặng đuôi thải cấp hạt mịn vùng Quỳ Hợp, Nghệ An” và đã thu đƣợc kết quả khá khả quan. Trong thời gian qua các mỏ đã tiến hành khai thác tận thu thiếc ở một số bãi thải đất đá và quặng đuôi tuyển trọng lực trƣớc đây. Tuy nhiên để việc tân thu đƣợc triệt để, cần đánh giá các khu vực có khả năng thu hồi để có kế hoạch thu hồi triệt để, tránh tình trạng cịn quặng dân đào đãi tự do gây xáo trộn đất đá, gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng và vấn đề hồn thổ phục hồi mơi trƣờng.
Theo điều tra khảo sát và kết quả phân tích đƣợc:
- Lƣợng bùn thƣờng rất lớn chủ yếu đƣợc đổ trực tiếp về bể chứa bùn thải – bể chứa đắp đất nguy cơ vỡ rất lớn.
- Đặc điểm của bùn thải phát sinh từ khai thác, chế biến quặng thiếc trong khu vực khai thác là chứa nhiều kim loại khác nhau: Cu, Ni, Cr, Pb, Cd … Và đặc biệt hàm lƣợng thiếc trong loại bùn thải này vẫn còn cao.
Nhƣ vậy, Để hạn chế sự ảnh hƣởng của kim loại nặng đến môi trƣờng xung quanh cơ sở cần lƣu ý trong quá trình sản xuất gồm:
+ Công nghệ khai thác cũng nhƣ công nghệ chế biến cần đƣợc nâng cấp, hạn chế tối đa lƣợng quặng thất thoát, phát tán ra bên ngoài.
+ Hạn chế lƣợng nƣớc mƣa chảy tràn, tránh tình trạng rửa trơi kèm theo kim loại nặng xuống nguồn nƣớc.
+ Cải tạo, kiến cố khu vực bể chứa bùn thải. + Áp dụng công nghệ xử lý bùn thải đã phát sinh.
3.3.1. Đối với công tác xử lý ô nhiễm khu vực hồ chứa bùn thải
Thành phần của bùn thải có chứa các kim loại nặng với hàm lƣợng cao. Hàm lƣợng Sunphua trong quặng lớn, do tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nên q trình ơxi hóa chuyển thành sunphat nhanh dẫn đến sự hòa tan các kim loại trong bùn thải, phƣơng án đƣa ra là sử dụng vôi bột để làm tăng pH và kết tủa các kim loại nặng dƣới dạng hiđroxit, lƣợng vôi bộ sử dụng khoảng 10kg/m2 .
b. Cố định và chống thấm lớp bùn thải
+ Lớp dƣới cùng giáp với vôi bột, sử dụng màng chống thấm Bentonite, viết tắt GCLs (Geosythetic Clay Lines) cấu tạo ở dạng thảm, thành phần chính gồm 3 lớp: Lớp phủ bề mặt bằng vải địa kỹ thuật, sử dụng ở dạng vải khơng dệt có khối lƣợng trên đơn vị diện tích lớn hơn 190 g m2 nhằm đảm bảo cho Bentonite khơng bị trơi ra ngồi trong q trình trƣơng nở. Lớp giữa là Sodium Bentonite ở dạng bột, chất lƣợng của Sodium Bentonite sẽ quyết định đến lớp màng chống thấm, hệ số trƣơng nở của lớp Sodium Bentonite sẽ lớn hơn hoặc bằng 24 ml 2g (SI≥24mg 2g). Lớp lót đáy là một lớp vải địa kỹ thuật dạng dệt, có khối lƣợng trên đơn vị diện tích lớn hơn 110g m2 . Hai lớp áo mang bằng vải địa kỹ thuật có khả năng kháng các tác động hóa lý của mơi trƣờng, đƣợc dệt xuyên kim với nhau nhằm tăng khả năng gia cƣờng ổn định nền móng và tăng khả năng kháng bóc tách để bảo vệ lớp bentonite.
c. Thốt nƣớc bề mặt, chống xói mịn và tạo cảnh quan mơi trƣờng
- Rải lớp cát dày khoảng 0,3m trên lớp sét đầm để tăng khả năng thoát nƣớc bề mặt;
- Phủ trên cùng một lớp đất màu dày khoảng 0,5m, tạo độ dốc tối thiểu i=2% từ cos cao độ 47,20 đến có cao độ 46,6m. Các nguồn nƣớc mặt (nƣớc mƣa) từ ngoài khu vực hồ chứa bùn thải đƣợc tập trung vào hệ thống kênh thoát nƣớc bao bọc xung quanh hồ chứa, đƣợc tính tốn với lƣợng mƣa trung bình là 2500 đến 2800 mm năm trong vịng 50 năm. Để hồn phục mơi trƣờng và chống xói mịn cho đất, lớp bề mặt của đất màu đƣợc trồng cây chống xói mịn, loại cây đƣợc sử dụng là keo tai tƣợng với mật độ 20 cây/100m2
d. Giải pháp nâng cao mức độ an toàn cho hồ chứa bùn thải
+ Hệ thống kè tự nhiên khu bùn thải giáp với hồ chứa nƣớc có chiều dài 47m, cao 6m, rộng 3m, khi xảy ra mƣa lớn ngồi dự kiến có khả năng làm rạn nứt, vỡ đập gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm.
+ Mặt khác, khả năng thấm tự nhiên của đập là rất lớn do thành phần cấp hạt của dạng đất tự nhiên đã đƣợc đánh giá ở phần đầu, do vậy nếu khơng có biện pháp chống thấm phù hợp sẽ gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt cho khu hạ lƣu của hồ chứa.
e. Các giải pháp tăng cƣờng phòng ngừa rủi ro
+ Xây dựng kè đá khu bùn thải giáp với hồ chứa nƣớc phía trong lớp kè tiếp giáp với hồ chứa có sử dụng lớp màng chống thấm Bentonite và lớp đất sét dày