Chất thải rắn trong khai thác và chế biến quặng apatit

apatit

HiƯn nay ngµnh khai thác khống sản hố chất, phân bón ở nước ta chđ u tËp trung ë mỏ Apatit Lao Cai, đây là mỏ có quy mơ trữ lượng lớn và là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất phân lân phục vụ sản xuất nông nghiệp. Mỏ Apatit Lào Cai có trữ lượng đà được thăm dị 908 triệu tấn và trữ lượng dự báo 2,1 tỷ tấn, phân chia thành nhiều khai trường trên tuyến dài khoảng 40 km, rộng 1,5 km. Quặng Apatit ở Lao Cai được chia thành 3 loại: loại I, loại II và loại III có thành phần chủ yếu như được trình bày trong bảng 3.

Sau nhiều năm hoạt động, khoảng 40 - 50 km2 diện tích đồi rừng và ruộng lúa được sử dụng vào khai thác và làm bÃi chứa chất thải với trên 50 triệu m3 qng loại III và đất đá thải ®­ỵc ®ỉ ra ë s­ên ®åi, thung lịng.

Bảng 3. Thành phần hóa học và khống vật của các loại quặng (%)

Thành phần khoáng vật: Quặng loại I Quặng loại II Quặng loại III Apatit Th¹ch anh Muscovit Hyđroxyt Sắt và mangan Canxit Đơlơmit Vật chất hữu cơ Hyđrơxit của nhơm oxit 90 - 98 1 - 7 1 - 2 2 - 3 - - - - 60 - 80 2 - 7 1,5 - 2 1 - 3 12 - 15 25 - 30 - - 30 - 50 25 - 30 5-7 - 25 3 - 5,5 1 - 5 5 - 7 8

Đánh giá khả năng sư dơng chÊt th¶i:

Cã thĨ thấy rằng lượng quặng loại III có hàm lượng quặng P2O5 thấp đang được đổ tập trung tại các bÃi thải, khối lượng lên đến trªn 50 triƯu m3. Do đó cần có các nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ tuyển loại quặng nghèo để tránh tổn thất tài nguyên [62].

Qu¸ trình khai thác khối lượng chất thải rắn thải ra hàng năm khoảng 45.000m3/năm thành phần đất đá thải chủ yếu gồm đá tảng sót và phi quặng [6]. Có thể sử dụng các chất thải rắn này để làm đường, duy tu đường nội mỏ, san lấp cải tạo mặt bằng làm đất nông nghiệp, cơng nghiệp hoặc sử dụng trong cơng tác hồn thỉ phơc håi m«i tr­êng.

II.8. Chất thải rắn trong quá trình khai thác và chế biến quặng pyrit

Quặng Pyrit được khai th¸c ë Gi¸p Lai tõ năm 1975, và hoạt động ®­ỵc më réng sau ®ã vào năm 1986 với sự giúp đỡ của Liên Xô. Pyrit được khai thác tại các khai trường lộ thiên, dùng làm ngun liệu thơ để sản xuất axit sunfuric. Sau đó, axit được sử dụng cùng với quặng apatit từ mỏ Lào Cai đưa về chế biến supephotphat tại Nhà máy Supephơtphat và Hố chất Lâm Thao. Mỏ pyrit Giáp Lai đà ngừng sản xuất từ năm 1999 vì quặng đà hết. Ngay sau khi đóng cửa, mỏ cũng chưa hồn thổ theo hướng thích hợp nào.

Hiện nay, các chất thải rắn của mỏ tồn tại ở 3 khu vực chính: (i) Trong các bÃi đất đá thải ở phía bắc các khai trường lộ thiên, (ii) Trong hồ thải quặng đuôi mới, (iii) Trong bÃi thải quặng đuôi cũ.

Đánh giá khả năng sử dụng chÊt th¶i:

Theo kinh nghiƯm cđa các nước và theo thành phần hoá học của các chất thải rắn đang tồn tại ở cả 3 khu vực trên thì khơng thể sử dụng các chất thải rắn này cho bất kỳ mục đích nào, ngược lại chúng cần được quản lý một cách thích hợp hoặc phải được xử lý để hạn chế tác động mơi trường do dịng axit mỏ gây ra.

II.9. Chất thải rắn trong khai thác và chế biến quặngvàng vàng

Khống sản vàng ở nước ta có nguồn gốc sa khống, vàng gốc và vàng đi kèm các loại khoáng sản khác như đồng, pyrit, antimon, thiếc, v.v. và phân bổ rải rác trên nhiều địa phương trong cả nước. Tuy nhiên vùng tập trung khống sản này là ë c¸c tØnh miỊn nói phÝa bắc, miền trung, Tây Nguyên và các tỉnh miền núi đông nam bộ.

Trong khai thác và tuyển quặng vàng phải dùng đến thuốc tuyển chứa Hg, CN- ...; Ngoµi ra, các nguyên tố kim loại nỈng céng sinh nh­ asen, antimoan, các loại quặng sunfua Vì vậy, ơ nhiễm hố học do khai thác và tuyển quặng vàng là nguy cơ đáng lo ngại đối với các nguồn nước. Tại những khu vực này, nước th­êng bÞ nhiƠm bÈn bởi bùn sét và một số kim loại nặng và hợp chất độc như CN-, Hg, As, Pb v.v... mà nguyên nhân chính là do nước thải, chất thải rắn không được xử lý đổ bừa b·i ra khai tr­êng vµ khu vùc tun.

Cã thĨ thÊy r»ng l­ỵng chất thải rắn thải ra trong khai thác và tuyển quặng vàng cần có các biện pháp quản lý lưu giữ không cho thải ra môi trường để tránh những tác động xấu đến môi trường.

- Đối với đất đá thải cần được đổ thải riêng vào những bÃi thải được bố trí sao cho có thĨ c¸ch ly tèt nhÊt víi n­íc mưa chảy tràn và thẩm thấu xuống nước ngầm.

- Đối với quặng thải cần phẩn được lưu giữ vĩnh viễn trong các khu đập chứa thải hoặc chôn lấp.

II.10. Chất thải rắn trong khai thác và chế biến thanNgành công nghiệp khai thác than của nước ta đà có truyền thống hơn 100 năm Ngành công nghiệp khai thác than của nước ta đà có truyền thống hơn 100 năm và vùng than Quảng Ninh là khu vực tập trung của ngành công nghiệp này. Sản lượng than khai thác ở Quảng Ninh luôn chiếm hơn 90% sản lượng than cđa c¶ n­íc trong mäi thêi kú.

HiÖn nay, trùc thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam - VINACOMIN (trước đây là Tỉng C«ng ty Than ViƯt Nam - VINACOAL) cã 20 Công ty thành viên đang quản lý, khai thác 52 mỏ than lộ thiên và hầm lò trên phạm vi cả nước, tập trung chủ yếu tại vùng than tỉnh Quảng Ninh.

Hiện nay, tại các mỏ than vùng Quảng Ninh còn tồn tại các bÃi than bà sàng, than vÃi và các đá xít thải ra gây lÃng phí tài nguyên, tác động xấu tới môi trường. Nguyên nhân của sự tồn tại này là do trước khi cung cấp than cho nhà máy tuyển, các mỏ đà tổ chức sàng sơ tuyển than nguyên khai, tách cám hoặc xử lý một phần đá thải. Công nghệ sàng sơ tuyển than tại mỏ cịn lạc hậu, chủ yếu là sàng khơ và nhặt thủ công than cục nên hiệu suất thu hồi rất thấp. Đặc biệt là, trong bà sàng còn lại một lượng than cấp hạt nhỏ đáng kể. Phần thải này nếu chuyển đổ vào bÃi thải thì sẽ gây lÃng phí tài ngun, do đó, các mỏ đà đổ đống riêng, chờ xử lý tận thu trong tương lai hc nghiỊn pha trén víi than tốt để tiêu thụ. Than bà sàng ở các mỏ có chất lượng khơng ổn định về cỡ hạt, độ tro.

Đánh giá khả năng sử dụng chất thải:

- Đất đá bóc

Đất đá thải thường có thành phần như sau: các loại mảnh vụn đá c¸t kÕt, cuéi kÕt, bét kÕt, sét kết, đất phủ Đệ tứ, nên lớp đất đá bãc nµy chØ sư dơng lµm vËt liƯu san lÊp.

- Than vÃi và các đá xít thải ra

Hiện nay đất đá thải ra hàng năm khoảng h¬n 100 triƯu m3, trong đó đá xít thải ra từ các nhà máy tuyển tập trung như Tuyển Than Cửa Ơng, Tuyển Than Hịn Gai và các nhà máy tuyển tại mỏ chiếm khối lượng khoảng 4-5 triệu m3/năm [48]. Trong vài năm trước đây, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ đà tiến hành làm thử được 20.000 viên gạch từ đá xít thải Hịn Gai và Cẩm Phả. Số gạch này được sử dụng xây nhà hai

tầng cho Viện. Tính năng chịu nhiệt, chịu lực nén, lực cắt và hút nước, không thua kém gạch làm từ đất sét nung. Trên cơ sở đó, Viện đà xây dựng Dự án đầu tư xây dựng Nhà máy sản xuất gạch từ đá xÝt th¶i vïng Quảng Ninh (công st 30 triƯu viên/năm), đến năm 2010 sẽ nâng công suất lên 300 triệu viên/năm. Ngồi việc làm gạch cịn thu hồi được 10% than từ các loại đá xít này [48].

- Than cơc trong b· sµng

Trong khâu nghiền sàng cũng đà thải ra một lượng than cục trong bà sàng. Loại chất thải này có thể sử dụng cơng nghệ tuyển huyền phï tù sinh víi manhetit ®Ĩ tËn thu.

Bên cạnh đó, việc sử dụng các phương pháp tuyển thông thường không đủ hiệu quả để thu hồi hết lượng than cám, nên chúng đà đi vào sản phẩm thải, không những gây mất mát than mà cịn làm ơ nhiễm mơi trường. Ví dụ như một nhà máy tuyển than hiện đại ở Alberta (Canada) đà thải ra 900m3/h) b· thải chứa 3%, trong đó khoảng 60% chất rắn mịn thải ra là than. Với một lượng than lớn như vậy cần phải thu hồi và tận dụng l¹i.

HiƯn nay, ë mét sè n­íc tiªn tiÕn nh­ Anh, BØ…thiÕt bÞ tun hun phï tù sinh hình tang trống (Barrel washer) đang được sử dơng réng r·i ®Ĩ tun than chÊt lượng xấu và cho kết quả tốt [8].

Do đó ngành than cần có các dự án hợp tác áp dụng công nghệ tiên tiến trên thế giới để tuyển lại sản phẩm thải của nhiều nhà máy tuyển than ở ViƯt Nam cịng nh­ xư lý than bà sàng hiện đang tồn tại rất nhiều ở các cụm sàng mỏ.

II.11. Chất thải rắn trong khai thác và chế biến vật liệu xây dựng

Khoáng sản vật liệu xây dựng phân bổ hầu hết trên địa bàn lÃnh thổ nước ta, từ các tỉnh miền núi, trung du đến vùng đồng bằng ven biển và các hải đảo. Khoáng sản vật liệu xây dựng chủ yếu là sét gạch ngói, sét xi măng, puzolan, cát sỏi, đá vơi, đá xây dựng và đá ốp lát, đá ong, đá phiến.

Hiện nay, hàng năm chúng ta sản xuất khoảng 25 triệu tấn xi măng, trên 16 tỷ viên gạch ngói, khoảng 120 triệu m2 g¹ch èp lát các loại, khoảng 5 triệu sản phẩm sứ vƯ sinh, kho¶ng 80 triƯu m2 kÝnh xây dựng; khai thác khoảng 45 triệu m3 đá xây dựng và khoảng 50 triệu m3 cát xây dựng; đủ cho thấy ngành cơng nghiệp VLXD có nhu cầu về ngun liệu lớn biết chừng nào và có vị thế quan trọng nh­ thÕ nµo trong lÜnh vùc khai thác khống sản ở nước ta...[61].

Đánh giá khả năng sử dụng chất thải:

Trái lại với các loại hình khai thác khống sản khác, thì khai thác và chế biến vật liệu xây dựng có khối lượng chất thải rắn là rất ít. Hệ số thải bình qn khoảng 5- 10% sản lượng [3]. Thành phần chất thải rắn chủ yếu đất phủ, đá kẹp, đá kÐm phÈm

chÊt… v× vËy chỉ có thể sử dụng để làm đường, sửa chữa đường nội mỏ, san gạt làm các cơng trình phụ trợ

II.12. Một số nhận định:

- Khống sản là tài nguyên thiên nhiên không thể tái tạo, do vậy bên cạnh việc nghiên cứu sử dụng tổng hợp tài nguyên khoáng sản bao gồm các biện pháp nâng cao hiệu st thu håi qng trong khai thác, nâng cao thực thu tun kho¸ng, tËn thu các ngun tố có ích đi kèm cần tiến hành điều tra đánh giá, nghiên cứu sử dụng các chất thải vào các mục đích cơng nghiệp theo hướng khai thác và chế biến khống sản với ít hoặc khơng có chất thải (non- waste mining hoặc zero - waste mining). Đấy cũng là một trong những mục tiêu phát triển bền vững trong khai thác và chế biến khoáng sản mà nhiều quốc gia đang theo đuổi.

- HiƯn nay nhËn thøc vỊ sư dụng tổng hợp tài nguyên khoáng sản của một số đơn vị hoạt động khống sản chưa cao kết hợp với cơng nghệ và thiết bị l¹c hËu dÉn tíi tỉn thÊt tài nguyên khoáng sản lớn; cần có những điều tra đánh giá tổng hợp về công nghệ, thiết bị và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đề xuất các giải pháp sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên không tái tạo.

- Cần xây dựng chương trình khai thác và chế biến khống sản với ít chất thải, trong đó chú trọng đến việc đầu tư khoa học và công nghệ nghiên cứu nâng cao hiệu suất thu hồi các ngun tố có ích đi kèm, nghiên cứu sử dụng các chất thải của các hoạt động khống sản cho các mục đích sử dụng khác.

- HiƯn nay mét sè vïng cđa các mỏ qụăng thiếc đà khai thác xong (như Tĩnh Túc, Sơn Dương, Bắc Lũng, Quỳ Hợp), đang được tiến hành khai thác tận thu thiếc ở các bÃi thải và các khai trường cũ. Việc khai thác lại các bÃi thải cũ ở các vùng khai thác này khơng địi hỏi phải đầu tư nhiều, cơng nghệ lại khá đơn giản các doanh nghiệp có thể tự đáp ứng được, nên cần ưu tiên thực hiƯn tr­íc sau ®ã míi xem xét đến các đối tượng khống sản địi hỏi đầu tư vốn và kỹ thuật cao hơn.

- Song song với việc khuyến khích đầu tư khoa học và cơng nghệ nhằm nâng cao hiệu quả thu hồi các khống sản có ích trong khai thác và chế biến khống sản, cần chó ý: (1) N©ng cao nhËn thức về trách nhiệm sử dụng tài nguyên có hiệu quả cho các đơn vị hoạt động khai thác và chế biến khống sản; (2) Có chính sách hỗ trợ các doanh nghiƯp sư dơng c¸c nguồn thải làm nguyên liệu cho các hoạt động sản xuất khác; (3) Tăng cường hợp tác với các nước có kinh nghiệm trong vấn đề sử dụng triệt để nguồn tài nguyên cũng như hợp tác giữa cơ quan hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản và cơ quan quản lý nhằm thúc đẩy hiệu quả trong việc khai thác, chế biến và sử dụng chÊt th¶i nh»m tiÕn tíi mơc tiêu khai thác và chế biến khơng hoc ớt cht thải.

Chương iii

xut cỏc gii phỏp hon thổ phục hồi mơi trường ở các vùng khai thác khống

sản hoạt động tr­íc khi cã Lt B¶o vƯ mơi trường và đà ngừng hoạt động

III.1. mét sè nhËn xÐt vỊ hoµn thỉ phơc hồi môi trường ở các vùng khai thác khoáng sản đà ngừng hoạt động

Gánh nặng về môi trường của các hoạt động khai thác và chế biến khống sản khơng chỉ đối với các hoạt động đang diễn ra hiện nay mà còn đối với các hoạt động đà xảy ra từ rất lâu trong q khứ.

ë ViƯt Nam ®Õn nay đà có tới 76 cơ sở khai thác, chế biến khoáng sản đà và

sắp ngừng hoạt động. Ngoài ra, hàng trăm điểm khai thác sét, gạch ngói, các khu mỏ, điểm quặng do địa phương quản lý, các điểm đào đÃi tự do trái phép đà ngừng hoạt động với nhiều nguyên nhân khác nhau: Sản xuất kinh doanh khơng có hiệu quả; Do chiến tranh, thiên tai hay chủ trương khai thác khoáng sản thay đổi; Khai thác hết trữ lượng quặng phải đóng cửa mỏ và không đủ thủ tục pháp lý [65].

Do sự phát triển cơng nghiệp khống sản thiếu đồng bộ với biện pháp bảo vệ môi trường trong nhiều năm qua đà để lại những hậu quả suy thối mơi trường của nhiỊu vïng má ®· và sắp ngừng hoạt động. Một diện tích đất nơng, lâm nghiệp bÞ chiÕm dơng cho khai thác, sau khi mỏ ngừng hoạt động tiếp tục để hoang hóa là trên 21000 ha. Mặt đất bị xáo trộn, gây khó khăn cho cải tạo và hồn phục đất. Các bÃi thải đất đá với hàng trăm triệu mét khối, cao từ 50 đến 200 m đang là mối đe däa sù cè sôt lë, båi lấp khi mưa lũ đặc biệt là ở các mỏ than, thiếc, đá quý và vàng. Cân bằng nước khu vực bị phá vỡ, gia tăng các hiện tượng địa chất động lực như trượt lở, båi lÊp, tÝch tơ c¸c vËt chất rắn, làm biến đổi chế độ thủy văn của dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, như ở các khu vực khai thác than Quảng Ninh, quặng crơmit Thanh Hóa, mangan Cao Bằng... Chất lượng nước tiếp tục bị ô nhiễm axit và kim loại nặng do q trình ơxy hóa các khống chất sunfua trong các bÃi thải khơng có biện pháp xử lý, cất giữ hợp lý như ở các mỏ pyrit, các mỏ khai thác quặng gốc sunfua chì kẽm, antimon, thiÕc vµ vµng... HƯ sinh thái và cảnh quan khu vực bị biến đổi sâu s¾c. BiĨu hiƯn râ nÐt nhÊt là suy thối thảm thực vật, suy giảm diện tích rừng, cạn kiệt trữ lượng gỗ, suy giảm về chủng loại và số lượng các loài động vật hoang dÃ, nhất là các loài