(Nguồn: Công ty Cổ phần Đầu tư Vạn Xuân, Ninh Bình, 2012)
Mẫu N=10 Hàm lƣợng (ppm) As B Ba Ce Co Cr Cu Ga Nb Ni Pb Sc V Zn Max 24 23,9 1209 52 182 699 95,6 22,8 37,2 93,5 112 50 424 67 Min <20 11,4 15,4 6,5 7,3 185 6,9 15,4 7,2 7 8,6 18 135 6,1 TB 22 16,7 53,1 35 21 373 30,4 18,5 17,5 23,5 41,7 29 231 38 Kết quả phân tích mẫu quang phổ ICP cho thấy trong đá dolomit của khu Phú Sơn, huyện Nho Quan hầu nhƣ vắng mặt hoặc có chứa với hàm lƣợng thấp các nguyên tố kim loại nhóm sắt và đa kim. Hàm lƣợng các nguyên tố đất hiếm và phóng xạ nhỏ hơn trị số clark. Các ngun tố đi kèm khơng có ý nghĩa trong q trình khai thác (Bảng 6).
4.2.3. Đặc điểm cơ lý
Bảng 7. Tổng hợp kết quả tính giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản của dolomit khu Phú Sơn, huyện Nho Quan
Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản Giá trị phân tích
Max Min Trung bình
Thể trọng tự nhiên (g/cm3 ) 2,64 2,74 2,69 Tỷ trọng (g/cm3 ) 2,74 2,78 2,77 Cƣờng độ kháng nén khô (KG/cm2 ) 504 1072,6 788,3 Cƣờng độ kháng kéo khô (kG/cm2 ) 39,9 97,6 68,75 Lực dính kết (kG/cm2 ) 55 132 89 Góc ma sát (độ) 36o15' 37o25' 36o52' Tỷ lệ khe hở 0,013 0,040 0,025 Độ khe hở (%) 1,5 3,8 2,6
Các chỉ tiêu cơ lý của dolomit khu Phú Sơn có cƣờng độ kháng nén, kháng cắt cao, lực kết dính khá tốt, tỷ lệ khe hở thấp. Vì vậy với những kết quả tính tốn giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý đá cơ bản (Bảng 7) hoàn toàn đáp ứng đƣợc nhu cầu phục làm phụ gia luyện gang, thép và nhiều lĩnh vực khác.
4.2.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng
Dolomit khu Phú Sơn, huyện Nho Quan có thành phần MgO khá cao, cân đối với hàm lƣợng CaO, các thành phần hóa học ổn định, cấu tạo dạng khối, có thể nghiền các cỡ hạt theo yêu cầu của cơng nghiệp luyện gang nói riêng và luyện kim nói chung. Các thành phần SiO2, Al2O3 thấp thể hiện dolomit của mỏ sạch, có thể sử dụng cho luyện gang, nung chín làm vật liệu chịu lửa đều tốt.
Bảng 8. So sánh các thành phần yêu cầu cho dolomit dùng cho luyện gang với thành phần dolomit khu Phú Sơn
Thành phần
dolomit MKN SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 P2O5 Khác Yêu cầu ≥46 ≤0,8 0,14 ≤0,5 30÷33 18÷22 Tƣơng
đƣơng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Mẫu chung 46,7 0,38 0,14 0,10 31,09 20,32 0,01 0,04 0,92
Theo yêu cầu chất lƣợng dolomit làm phụ gia cho luyện gang (bảng 12) và so sách với kết quả phân tích mẫu chung (bảng 7 và bảng 8) cho thấy dolomit khu Phú Sơn, huyện Nho Quan đều có các chỉ tiêu đáp ứng yêu cầu làm phụ gia cho luyện kim.
Dolomit khu vực này có chất lƣợng tốt, hồn tồn đáp ứng u cầu để làm phụ gia, nguyên liệu tốt cho luyện gang nói riêng và luyện kim nói chung mà cịn sử dụng tốt cho nhiều ngành khác.
Qua các yêu cầu và đánh giá về dolomit làm chất liệu chịu lửa trên, đối sánh với chất lƣợng dolomit trong mỏ cho thấy dolomit trong mỏ (MgO = 20,33%; SiO2= 0,18%; Al2O3 + Fe2O3 + Mn3O4 = 0,67%) có thể sử dụng tốt làm chất liệu chịu lửa và là nguyên liệu loại I.
Yêu cầu quặng dolomit dùng sản xuất magie kim loại bằng phƣơng pháp nhiệt silic phải đáp ứng chứa không dƣới 19,5% MgO; không quá: 2,5%SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + Mn3O4; 0,2% Na2O + K2O; có cỡ cục 20300 mm. Đối chiếu chất lƣợng dolomit trong khu cho thấy dolomit trong khu Phú Sơn (MgO = 20,33%; SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + Mn3O4 = 0,85%; Na2O + K2O = 0,041%) có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất magie kim loại.
Đối với sản xuất chất gắn, đƣa thiêu dolomit (cỡ cục 100150 mm) ở độ nóng vừa phải (700 800o) trong lị giếng có buồng đốt trồi, ngƣời ta thu đƣợc dolomit “ăn da” cơ cấu từ MgO cùng một lƣợng CaCO3. Đƣa chất liệu này nhào với dung dịch clorua hay sunfat magie sẽ thu đƣợc chất gắn magie. Thứ chất gắn này đã dẻo lại gắn tốt, kể cả gắn chất hữu cơ. Từ nó mà sản xuất ra hàng loại chất liệu dùng vào công việc xây dựng, ốp lát, cách nóng và cách ồn (fibrolit, xilolit, bê tông bọt...). Bột dolomit thiêu còn đƣợc trộn vào xi măng xỉ sống (phi clinke) để kích thích sự cứng rắn.
Đối với dolomit dùng để sản xuất dolomit ăn da địi hỏi dolomit chứa khơng dƣới 18% MgO; không quá 5% cặn không tan trong HCl; 4% R2O3 (riêng Fe2O3 và Mn3O4 không quá 0,5%). Đối chiếu chất lƣợng dolomit trong khu Phú Sơn cho thấy dolomit trong khu (MgO = 20,33%; CKT = 0,358%; Fe2O3 + Mn3O4 = 0,047%) có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất dolomit ăn da.
Như vậy các kết quả nêu trên cho thấy dolomit Phú Sơn thuộc loại dolomit có chất lượng tốt. Theo tiêu chuẩn nêu trên, dolomit Phú Sơn đáp ứng yêu cầu các loại dolomit dùng trong các lĩnh vực sản xuất vật liệu chịu lửa dolomi, phụ gia cho luyện gang, luyện kim, gốm sứ, thuỷ tinh và xử lý môi trường nước nuôi tôm, cá...
4.3. Khu Thạch Bình, huyện Nho Quan
4.3.1. Đặc điểm thạch học, khoáng vật
Theo kết quả khảo sát diện tích dolomit thuộc khu Thạch Bình gồm 02 diện tích. Diện tích thứ nhất chủ yếu là tập dolomit, xuất lộ trên mặt địa hình hiện tại với chiều dài 750 m, rộng 40-230 m, trung bình 120 m; diện tích 0,09 km2 (nhỏ hơn rất nhiều so với diện tích chứa dolomit của Lƣơng Quang Khang và nnk khoanh định). Diện tích thứ hai là phần diện tích cịn lại (mà Lƣơng Quang Khang và nnk khoanh dự kiến là khống sản dolomit trên bản đồ) có diện tích 1,4 km2; gồm các lớp dolomit nằm đan xen với các lớp dolomit vôi và vôi dolomit. Việc khai thác dolomit tách riêng khỏi đá dolomit vôi, vôi dolomit là rất khó khăn và hiệu quả kinh tế rất thấp.
Dolomit trong mỏ có màu xám đen, xám tro, cấu tạo nứt nẻ mạnh. Khu có cấu trúc tƣơng đối đơn giản, đƣờng phƣơng của dolomit chủ yếu là đông bắc - tây nam.
Thành phần khoáng vật dolomit khu Thạch Bình, huyện Nho Quan cũng tƣơng tự nhƣ các khu vực Đông Sơn, huyện Tam Điệp và một số vùng của vùng Ninh Bình, gồm khống vật dolomit, calcit và phi carbonat.
4.3.2. Đặc điểm hóa học
Bảng 9. Tổng hợp kết quả xử lý thống kê hàm lượng các thành phần chính của đá dolomit khu Thạch Bình
Hàm lượng thành phần chính (%) CaO MgO MKN HO
Hàm lƣợng trung bình 30,18 20,39 46,67 0,48
Phƣơng sai 3,33 2,83 0,07 0,03
Hệ số biến thiên V (%) 6,05 8,24 0,57 37,88
Tổng số mẫu nghiên cứu 35 35 35 35
Min 28,56 13,94 46,08 0,23
Max 37,94 21,80 46,86 0,89
Từ các kết quả tính tốn trong Bảng 9 rút ra một số nhận xét sau: Hàm lƣợng CaO dao động từ 28,56 % đến 37,94 %, trung bình 30,18 %. Hệ số biến thiên Vc = 6,05%. Hàm lƣợng biến đổi thuộc loại rất đồng đều. Hàm lƣợng MgO dao động từ
13,94 % đến 21,80 %, trung bình 20,39 %. Hệ số biến thiên Vc = 8,24 %. Hàm lƣợng biến đổi thuộc loại rất đồng đều và tập trung chủ yếu trong khoảng từ 18,93 % đến 21,26 %. Hàm lƣợng HO dao động từ 0,23 % đến 0,89 %, trung bình 0,48 %. Hệ số biến thiên Vc = 37,88 %. Hàm lƣợng biến đổi thuộc loại tƣơng đối đồng đều. Hàm lƣợng MKN dao động từ 46,08 % đến 46,86 %, trung bình 46,67 %. Hệ số biến thiên Vc = 0,57 %. Hàm lƣợng biến đổi thuộc loại rất đồng đều.
Phân tích hóa cơ bản: thành phần (%) CaO; 30,57 - 31,65; MgO: 20,62 - 21,44; Al2O3: 0,06 - 0,57; Fe2O3 0,04 - 0,19; P: 0,002 - 0,136; S: 0,005 -0,026; MKN: 43,57 - 44,85.
4.3.3. Đặc điểm cơ lý
Đá vôi dolomit khu vực này có dung trọng tự nhiên 2,647-2,683 g/cm3
; cƣờng độ kháng nén khô 379 - 987 KG/cm2, cƣờng độ kháng kéo khô 65 - 117 KG/cm2, lực dính kết 80 KG/cm2
.
4.3.4. Định hướng lĩnh vực sử dụng
Yêu cầu về dolomit trong công nghiệp thuỷ tinh chứa không dƣới 19% MgO, 29% CaO, ≤ 0,5% Al2O3, 4% cặn không tan. Riêng Fe2O3 thì ≤ 0,05% đối với thuỷ tinh đồ đựng, 0,3% đối với thuỷ tinh dân dụng và thuỷ tinh nửa trắng, không hạn chế với thuỷ tinh chai lọ sẫm màu. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6926:2001, dolomit dùng trong sản xuất thuỷ tinh xây dựng gồm 2 dạng: dolomit cục (ĐC) và dolomit bột (ĐB) mỗi dạng đƣợc phân ra hai loại là ĐC-1, ĐC-2, và ĐB-1, ĐB-2. Các chỉ tiêu kỹ thuật đƣợc nêu trong Bảng 10.