1.4.1. Khai thác quặng bauxite và quá trình hình thành bãi thải
Qua khảo sát hiện trường và thu thập thông tin từ các tài liệu của đơn vị khai thác mỏ bauxite Tân Rai cho thấy quy trình khai thác quặng đã tuân thủ đúng theo các tiêu chuẩn.
Do đặc điểm cấu tạo và phân bố quặng bauxite ở khu vực này nên công nghệ áp dụng là khai thác quặng bằng cách bóc lớp đất phủ. Quặng bauxite thô được khai thác ở các khai trường trên khu mỏ đã được quy hoạch.
- Trước tiên tiến hành mở vỉa, sau đó phát quang bề mặt, thu hoạch cây gỗ rừng (sau khi được cấp thẩm quyền phê duyệt, cho phép) và gom dọn mặt bằng.
- Kế đến tiến hành việc bóc gạt lớp đất phủ trên thân quặng có chiều dày khoảng 0.2 - 2m sang hai bên bằng máy ủi. Ở các hiện trường không có thảm
thực vật (cây gỗ) hoặc đất trồng cà phê dùng máy ủi tiến hành ngay việc bóc gạt.
- Thực hiện cào xúc lớp quặng thô bằng máy xúc (gồm khoảng 40-50%
bauxite + 50-60% tạp vật) dày khoảng 5 - 7m (nơi quặng kết tảng cứng phải dùng mìn để phá tơi).
- Quặng thô được chuyển đi bằng ô tô tải hoặc băng chuyền tải về các nhà máy tuyển quặng [4].
Hình 1.4. Các công đoạn khai thác quặng bauxite
(Nguồn: [4]) Đất mỏ sau khi khai thác quặng bauxite xong sẽ được hoàn thổ bằng cách chuyển đất đến và san lấp lại bằng lớp đất mặt đã bóc tại chỗ và đất chuyển từ
các khu khai thác bauxite khác đến hoặc sử dụng bùn thải sau công đoạn tuyển quặng để làm vật liệu hoàn thổ. Chiều dày lớp đất hoàn thổ tại các hiện trường sau khai mỏ bauxite biến động từ 0,6 -1,0m.
Sau công đoạn khai thác quặng bauxite thô (quặng nguyên khai), trên các khu vực mỏ sau khai thác quặng sẽ hình thành các bãi thải (chưa hoàn thổ và đã được hoàn thổ).
Các bãi thải chưa hoàn thổ là các bãi thải đã hoàn thành việc khai thác và giữ nguyên hiện trạng. Những bãi thải này đều được khai thác hết quặng đến tận lớp sét litoma nên nếu không thực hiện hoàn thổ lớp đất mặt sẽ rất khó để thực vật phát triển trở lại và gây ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái trong khu vực.
Các bãi thải đã được hoàn thổ là các bãi thải sau khai thác được hoàn trả lớp đất mặt bị bóc tách trước khi khai thác. Lớp đất mặt hoàn thổ theo tiêu chuẩn phải >1m và được duy trì tính chất như ban đầu. Tuy nhiên với điều kiện hiện tại đơn vị khai thác chỉ thực hiện được quy trình hoàn thổ một cách tương đối.
Hình 1.5. Bãi thải chưa hoàn thổ Hình 1.6. Bãi thải đã hoàn thổ và trồng Keo
1.4.2. Chế biến quặng bauxite và quá trình hình thành hồ bùn thải
Quặng thô sau khi khai thác được chuyển về các nhà máy tuyển quặng. Do quặng bauxite nguyên khai thường chứa nhiều loại oxit kim loại và các tạp chất, thường hàm lượng oxit nhôm khoảng 40%, oxit sắt 27%, oxit silic từ 6-8%, không thể sử dụng trực tiếp được phải qua khâu tuyển, làm giàu quặng bằng phương pháp tuyển rửa.
Hình 1.7. Quy trình tuyển quặng hình thành bùn thải và hồ bùn thải
(Nguồn: [4])
Quy trình tuyển quặng bauxite tại Xưởng tuyển quặng ở Tân Rai được thực hiện như sau:
Quặng nguyên khai từ mỏ vận chuyển bằng ô tô hoặc băng chuyền về nhà máy tuyển quặng được đổ vào bunke cấp liệu, dùng hệ thống bơm nước cao áp phun xịt, ngâm rã quặng.
Quặng được chuyển qua các sàng có khe hở 300mm. Cấp hạt lớn hơn 300mm (rất ít) được dùng búa nghiền vỡ xuống kích thước <300mm. Quặng được xùy rửa xuống sàng quay đánh tơi I có lỗ sàng 40mm.
Cấp hạt trên 40mm được đập xuống dưới 40mm, rồi nhập với sản phẩm dưới 40mm đã lọt sàng quay I vào sàng quay đánh tơi II có lỗ sàng 20mm.
Sản phẩm trên sàng cỡ hạt >20mm được cấp vào sàng rung róc nước. Sản phẩm trên sàng rung róc nước cấp vào máy đập búa đập xuống cỡ hạt –20mm. Sản phẩm dưới sàng quay đánh tơi và đưa các hạt <20mm vào sàng rung rửa có lỗ lưới 1mm để tách cấp hạt <1mm và khử nước.
Sản phẩm trên sàng rung là các hạt có kích thước 1–20mm cùng sản phẩm sau đập búa được đưa vào băng tải thu quặng tinh chuyển đến kho quặng tinh. Tại kho quặng tinh, quặng tinh được tiếp tục róc nước và sau đó cấp sang nhà máy sản xuất alumin [4].
Như vậy sau quá trình tuyển quặng bauxite, quặng thô được xục rửa trở nên tinh sạch hơn và đã hình thành loại bùn thải sau tuyển quặng còn được gọi là bùn thải quặng đuôi và được chứa trong các hồ chứa bùn thải thường được bố trí gần các nhà máy tuyển quặng.
Bùn thải quặng đuôi (bùn thải sau tuyển quặng bauxite): là hỗn hợp gồm đất, bùn, các mẫu quặng có kích thước nhỏ bị loại ra trong quá trình tuyển rửa quặng bauxite, không chứa hóa chất độc hại với môi trường và con người. Bùn thải quặng đuôi được chứa trong các hồ chứa hình thành hồ bùn thải. Sau một thời gian sử dụng, lượng bùn trong hồ sẽ đầy lên tạo thành một bãi đất phẳng và rộng, có thể thực hiện trồng cây để hoàn phục môi trường.
Hình 1.8. Hồ bùn thải quặng đuôi ở Tân Rai
Ngoài ra, bùn thải tại đây có thể được sử dụng làm vật liệu để san lấp, hoàn thổ cho các khu mỏ sau khai thác quặng bauxite, hình thành bãi thải đất mỏ được hoàn thổ bằng bùn thải.