Chương 1 : TỔNG QUAN
1.2. Tổng quan môi trường, sức khỏe ngành chế biến quặng kẽm
1.2.3. Một số yếu tố mơi trường theo quy trình sản xuất
Kẽm kim loại thường không tồn tại nguyên chất trong tự nhiên mà đi kèm với các kim loại khác thường là chì. Quặng kẽm có hai loại, quặng kẽm ơ xít chứa trung bình khoảng 9,52% n và 2,97% Pb; quặng kẽm sulfua chứa trung bình khoảng 6,6% n và 1,8% Pb.
Trước khi đưa vào công đoạn tinh chế, quặng kẽm sẽ được sơ chế làm
giàu [28]. Công nghệ sơ chế làm giàu quặng thường được sử dụng là tuyển nổi để cho ra tinh quặng kẽm có hàm lượng cao hơn và tách các kim loại khác ra. Tinh quặng thu được sau tuyển nổi thường chứa 50 - 60% kẽm và vẫn có chứa một lượng nhất định các kim loại khác, trong đó nhiều nhất là chì.
Cơng đoạn tinh chế quặng kẽm về cơ bản sử dụng hai phương pháp là thủy luyện và điện phân, tuy nhiên trước khi đi vào một trong hai quy trình
này, tinh quặng kẽm sẽ được đốt để khử sulfua, công đoạn này được xem là hỏa luyện đốt hoặc nung [28].
Các cơng đoạn chính để tinh chế biến quặng kẽm có thể được mơ hình hóa tóm tắt như sơ đồ sau:
Sơ đồ 1.4: Công đoạn chế biến quặng kẽmvà yếu tố MTLĐ liên quan
Công đoạn sàng tuyển:
+Quặng sulfua sau nghiền được chuyển vào các bể khuấy với dung dịch tuyển và sau đó chuyển sang các bể tuyển tinh và tuyển vét. Phần nổi
được chuyển tiếp sang bể lắng, bể tràn và cơ đặc thành tinh quặng chì sulfua
(> 50% Pb). Phần chìm cịn lại được chuyển sang công đoạn tuyển nổi quặng kẽm sulfua; thu phần nổi, chuyển tiếp sang bể cô đặc, qua máy lọc chân khơng
thu được tinh quặng kẽm sulfua có độẩm khoảng 10% (> 50% Zn).
+Các yếu tố môi trường phát sinh ở phân xưởng (PX) sàng tuyển chủ
yếu là bụi quặng, đất đá, độ ẩm trong khơng khí cao, hơi các loại hóa chất tuyển. Nồng độ bụi kẽm chì trong khơng khí khơng cao do đây là cơng đoạn tuyển ướt, bụi phát sinh ít và tỷ lệ kẽm chì trong quặng khơng cao. Công đoạn tuyển quặng thường nằm tại các khu vực khai thác quặng, do vậy NLĐ ngoài việc tiếp xúc với bụi kẽm chì ở nơi làm việc, có thể bị tiếp xúc qua sinh hoạt do nguồn nước, khơng khí nơi ở bị ơ nhiễm.
Cơng đoạn sản xuất bột kẽm ơ xít:
+Đây là cơng đoạn thiêu đốt quặng kẽm ơ xít hoặc kẽm sulfua cho sản phẩm đầu ra là bột kẽm ơ xít. Bụi quặng kẽm, bụi bột kẽm ơ xít có chứa chì thiêu ở nhiệt độ cao (khoảng 1.000oC) sẽ sinh ra nhiều hơi kim loại (bột kẽm ơ xít thành phẩm chứa ≥ 70% kẽm và 4 - 8% chì). Sản phẩm của lò thiêu quặng kẽm ơ xít và kẽm sulfua là bột kẽm ơ xít có hàm lượng trên 90% ZnO
Sàng tuyển
(Tuyển nổi kẽm, chì)
SX Bột kẽm ơ xít
(Lị quay, thiêu)
SX kẽm kim loại
(Hóa tách, điện phân, đúc thỏi) H2SO4 Quặng kẽm sulphua Quặng kẽm ơ xít Bột kẽm ơ xít Kẽm KL (Kẽm thỏi) - Bụi quặng, đất đá; nồng độ kẽm, chì thấp; - Vi khí hậu: độ ẩm cao - Yếu tố MT khác
- Bụi tinh quặng nồng độ
cao; hơi kẽm, chì cao;
- Vi khí hậu: nhiệt độ cao - Hơi axit gây kích ứng
- Bụi hơi kẽm, chì cao; - Vi khí hậu: độ ẩm cao - Hơi a xít gây kích ứng
và dung dịch axit H2SO4. Trung bình khoảng 1 tấn tinh quặng kẽm sulfua qua
công đoạn thiêu sẽ cho 0,8 tấn bột (tùy theo hàm lượng kẽm trong quặng). +Yếu tố môi trường phát sinh ở PX sản xuất bột kẽm ơ xít là đặc thù nhất của quy trình chế biến quặng kẽm. Ở công đoạn này, tinh quặng có nồng
độ kẽm chì cao, được nung ở nhiệt độ khoảng 1.0000C sẽ tạo ra một lượng lớn bụi hơi kẽm chì vào mơi trường. NLĐ ở cơng đoạn này có nguy cơ tiếp xúc cao với kẽm, chì, vi khí hậu nóng và hơi axit gây kích ứng đường hô hấp.
Công đoạn sản xuất kẽm kim loại:
+Kẽm ơ xít được hịa tan vào dung dịch axit và qua công đoạn làm sạch loại bỏ các loại tạp chất và chuyển sang công đoạn điện phân theo phản
ứng sau: ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4. Sản phẩm thu được là kẽm lá bám ở
âm cực. Kẽm lá sẽ được nóng chảy trong lị điện cảm ứng tần số thấp và đúc
thành thỏi, sản xuất ra kẽm thỏi sản phẩm phù hợp tiêu chuẩn. Sản phẩm cuối cùng có tỷ lệ kẽm đạt từ 99,99% kẽm, còn lại là các tạp chất khác. Bảng 1.2: Thành phần của sản phẩm kẽmthỏi Mác Thành phần hoá học (%) Zn Tạp chất Pb Fe Cd Cu Tổng hoà Zn-0 99,995 0,003 0,001 0,0005 0,0005 0,005 Zn-1 99,99 0,005 0,002 0,0015 0,0015 0,010
Như vậy có thể thấy, chế biến quặng kẽm là quá trình sản xuất bắt đầu từ cơng đoạn từ tuyển để có được tinh quặng kẽm, qua cơng đoạn lị nung để có sản phẩm trung gian là bột kẽm ơ xít và qua cơng đoạn sản xuất kẽm kim loại (điện phân) cho ra sản phẩm cuối cùng là kẽm thỏi. Các yếu tố nguy cơ mơi trường đặc thù chính NLĐphải tiếp xúc là bụi hơi kẽm, chì. Theo nghiên
cứu đánh giá của Ủy ban châu Âu [14], mức độ tiếp xúc qua đường da và hô hấp đối với kẽm ơ xít trong ngành này 6,2 - 11,8mg n/ngày, chi tiết so với một số ngành nghề khác như sau:
Bảng 1.3: Mức độ tiếp xúc với kẽm qua đường da và hô hấp
Ngành nghề Qua da* Qua hô hấp** Mức thấm
nhiễm chung
Sản xuất kẽm ơ xít 3 3,2 - 8,6 6,2 - 11,8
Sản xuất sơn có chứa kẽm ơ xít 0,8 4 4,8
Cao su chứa kẽm ơ xít 0,8 0,6 5 Sử dụng sơn có chứa kẽm ơ xít 10,8 3,2 14 Đúc kẽm 0,3 1,6 1,9 Đúc đồng 0,3 3,2 3,5 Hàn sắt mạ kẽm - 1,2 1,2 * Ư ợng m ộ ấm n i m qu (mg Zn/ngày); ** Ư ợng m ộ ấm n i m qu ng ấ (mg Zn/ngày).
P. M. B. Pillai, S. R., C. G. Maniyan, et al. (2008) [29] đã nghiên cứu ở một nhà máy sản xuất kẽm ở Ấn Độ cho thấy ở công đoạn chế biến quặng kẽm, nồng độ bụi từ 0,3 - 49,08mg/m3. Trung bình nồng độ bụi ở công đoạn nghiền và nung là 8mg/m3
(85% kích thước hạt bụi là khoảng 9μm), công đoạn điện phân là 0,4mg/m3
(kích thước hạt bụi đa số là khoảng 3µm).