Luận văn Nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và làm giàu quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An

ối tượng nghiên cứu chủ yếu của đề tài là các kim loại nặng có mặt trong nguồn thải ra môi trường, xem xét mức độ tồn dư trong đất và lan truyền trong nước của kim loại nặng. Nội dung nghiên cứu của đề tài Khảo sát hiện trạng khai thác và làm giàu tại các xí nghiệp khai thác và chế biến quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An. Xác định nguồn thải, tải lượng và đặc tính của nước thải cũng như mức độ gây ô nhiễm của nguồn thải. Quan trắc, lấy mẫu phân tích và đánh giá hàm lượng các kim loại nặng dọc theo tuyến thải, từ đó xác định nguyên nhân và con đường gây lắng đọng, ô nhiễm kim loại nặng. Đề xuất các giải pháp quản lý và xử lý ô nhiễm kim loại nặng cho khu vực khảo sát. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ tuyến thải của cơ sở khai thác và chế biến quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An từ khu khai thác, làm giàu và dòng thải lỏng – rắn đến cửa sông Con. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 2.2.1. Phương pháp thu thập thông tin Đây là một trong những phương pháp cơ bản được thực hiện trong quá trình nghiên cứu. Các số liệu về ô nhiễm và chất lượng môi trường sau qua trình khai khoáng và quy trình hoạt động khai khoáng, làm giàu của cơ sở khai khoáng đều đã được tiến hành khảo sát và nghiên cứu rất nhiều lần trong các năm qua. Việc thu thập các thông tin này sẽ giảm bớt thời gian cũng như kinh phí thực hiện đề tài. Mặt khác, việc tổng quan tài liệu cũng cung cấp thêm những hiểu biết về từng KLN trong quá trình nghiên cứu; Hiểu tốt hơn biện pháp xử lý, giảm thiểu, các phương pháp phân tích để từ đó có thể chọn được chương trình quan trắc và giảm thiểu phù hợp nhất. 2.2.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa Điều tra, khảo sát hiện trạng khai thác và chế biến tại địa phương nghiên cứu là yêu cầu tiên quyết để có thể xây dựng được một chương trình quan trắc phù hợp. Nội dung chính trong phần này bao gồm: Khảo sát toàn bộ hoạt động khai khoáng, làm giàu, xử lý nước, khí và chất rắn của cơ sở khai khoáng. Khảo sát toàn bộ tuyến thải để chọn vị trí thu mẫu hợp lý. Chụp ảnh tư liệu, phỏng vấn và điều tra nhanh đối với người dân và cán bộ cơ sở sản xuất cũng như địa phương. Các phương pháp quan trắc và phân tích KLN [15] Có rất nhiều phương pháp phân tích kim loại nặng có thể dùng để xác định hàm lượng KLN trong đất và nước, 2 nhóm phương pháp thường được dùng nhất là phương pháp hóa học (PP cổ điển) và phương pháp hóa lý (PP công cụ). Phương pháp hóa học Các phương pháp hóa học được sử dụng nhiều nhất là phương pháp thể tích và phương pháp trọng lượng. Phương pháp thể tích Là phương pháp cổ điển phân tích định lượng dựa trên việc đo thể tích dung dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với kim loại nặng có mặt trong mẫu. Phương pháp trọng lượng Là phương pháp phân tích trọng lượng dựa vào việc cân khối lượng sản phẩm được tách bằng phản ứng kết tủa để từ đó xác định được hàm lượng kim loại nặng có mặt trong mẫu. Nói chung, phương pháp phân tích trọng lượng là phương pháp có phạm vi ứng dụng rộng rãi, xác định được nhiều chất khác nhau tuy nhiên việc phân tích kim loại nặng bằng phương pháp này tốn rất nhiều thời gian, hơn nữa đối với các kim loại nặng có nồng độ thấp thì phương pháp này cho kết quả kém chính xác. Các phương pháp hóa lý Các phương pháp hóa lý hiện đang được sử dụng nhiều là: phương pháp quang, phương pháp điện hóa và phương pháp tách/ sắc ký Phương pháp quang Các phương pháp quang được sử dụng để phân tích kim loại nặng thường là trắc quang, AAS, AES, AES – MS, AAS – MS. Đặc điểm chung của các phương pháp quang là thực hiện nhanh, thuận lợi, độ nhạy, độ chính xác cao có thể phát hiện các nguyên tố vết từ 10-6 mol/L đến 10-12 mol/L; tuy nhiên việc sử dụng các máy móc trong phân tích quang đòi hỏi người thực hiện có chuyên môn cao, hơn nữa giá thành cao cũng là một hạn chế trong việc sử dụng rộng rãi các phương pháp quang. Phương pháp điện hóa Các phương pháp điện hóa được sử dụng để phân tích kim loại nặng bao gồm: phương pháp cực phổ dòng một chiều, phương pháp von – ampe hòa tan, ngoài ra còn phương pháp von – ampe hòa tan xung vi phân (DP – ASV). Tương tự như phương pháp quang, phương pháp điện hóa có thể xác định được nhiều kim loại nặng, độ chính xác lên đến 10-9 mol/L. Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp này cũng gặp nhiều hạn chế do giá thành phân tích cao, quy trình phân tích đỏi hỏi nhiều kinh nghiệm để tránh sai số trong quá trình phân tích. Phương pháp tách / sắc ký Các phương pháp trao đổi, chiết (phức cơ – kim), sắc ký trao đổi ion đều là những phương pháp thuộc dòng phương pháp tách / sắc ký. Phương pháp này có giá thành dụng cụ thấp hơn tuy nhiên độ chính xác không bằng 2 phương pháp trên (tầm 0,01 mmol/L), hơn nữa, quy trình phân tích cũng đòi hỏi nhiều công đoạn. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu Đây là phương pháp bắt buộc phải có và phải thực hiện một cách nghiêm túc trong quá trình làm đề tài, việc lấy mẫu và phân tích mẫu sẽ cho ra các kết quả trực quan phản ánh chất lượng môi trường ở khu vực nghiên cứu. Hạn chế việc xảy ra sai sót trong quá trình này nếu không sẽ ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.  Quy trình lấy mẫu Mẫu sẽ được lấy dọc theo tuyến thải của cơ sở khai thác quặng thiếc. Do toàn bộ tuyến thải dài khoảng 5km và có các đoạn uốn lượn, gấp khúc nên các vị trí lấy mẫu được chọn theo hình 1 và bảng 3 trên cơ sở các đặc điểm của dòng thải. Mẫu được lấy bắt đầu từ điểm xả thải đầu tiên (sau hệ thống xử lý) cho đên chân cầu Nậm Tôn khi nước thải từ suối chảy vào sông Con. Mực nước tại các vị trí lấy mẫu khá nông (43 cm – 66 cm) nên việc lấy mẫu chỉ cần thực hiện trực tiếp ở độ sâu ~ 20cm. Sử dụng chai nhựa PE để thu mẫu nước. Để thu mẫu trầm tích nghiên cứu thì sử dung bộ dụng cụ lấy mẫu trầm tích nhãn hiệu “Wildconsin hand corer” tiến hành lấy mẫu bùn ở tầng mặt ngay tại các vị trí lấy mẫu nước. Đặt dụng cụ vào đáy trầm tích và móc giữ phần đầu vào máy. Sau đó cuộn và kéo tự do để thu hồi mẫu. Ngay khi ống được kéo lên, van rung sẽ bịt kín đáy của ống lấy mẫu. Ống này nằm dọc theo đáy và dài từ 50-75 cm dưới nước. ‚ Vị trí lấy mẫu 2 loại mẫu nước và trầm tích được thu ở các vị trí như sau Điểm xả thải đầu tiên sau quá trình khai thác, chế biến và xử lý của cơ sở sản xuất. Các mẫu tiếp theo được lấy dọc theo Suối Bắc ra đến cửa sông Con để xác định mức độ lan truyền và lắng đọng KLN. Bảng 4 : Địa điểm các vị trí lấy mẫu TT Địa điểm lấy mẫu Ký hiệu T1 Điểm xả thải đầu tiên ra môi trường N1, Đ1 T2 Cách điểm xả 100m N2, Đ2 T3 Cách điểm xả 500m N3, Đ3 T4 Cách điểm xả 1000m N4, Đ4 T5 Cách điểm xả 2000m N5, Đ5 T6 Cách điểm xả 3000m N6, Đ6 T7 Chân cầu Nậm Tôn, cửa ra sông Con N7, Đ7 ƒ Bảo quản mẫu Mẫu nước sau khi lấy được tiến hành lọc ngay tại nơi thu mẫu và tiến hành bảo quản mẫu theo TCVN 6663 – 3 :2008 Cụ thể là thêm 2ml HNO3 đặc/L(đưa pH < 2) đối với các kim loại Cu, Pb, Zn, Fe, Mn và As. Thêm 1ml HNO3 và 1mg K2Cr2O7 trên 1L nước đối với Hg. Riêng Sn sẽ được bảo quản bằng cách thêm 2ml HCl (đưa pH < 2) để tiến hành phân tích thiếc tổng số. Các mẫu nước sau khi được lọc và bảo quản thì cho vào hộp có chứa đá lạnh để hạn chế sai số trong quá trình phân tích. Giữa các bình chứa mẫu có một lớp xốp mỏng để ngăn cản sự va đập gây vỡ bình trong quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm. Tại phòng thí nghiệm trước khi phân tích thì tiến hành bảo quản mẫu ở t0 ≤ 40C. Thời gian tồn lưu mẫu tối đa là 1 tháng. Mẫu đất/trầm tích được cho vào các túi nhựa PE và được phân tích tại Phòng phân tích chất lượng môi trường, Trung tâm y tế dự phòng tỉnh Nghệ An. Vị trí lấy mẫu được thể hiện trong sơ đồ dưới đây : Hình 1 : Bản đồ các vị trí lấy mẫu Suèi B¾c Khu nhµ ë Khu V¨n phßng X­ëng tuyÓn §­êng vµo XN Hồ lắng 1 T2 §iÓm lÊy mÉu T1 Hồ lắng 2 Tr¹m b¬m n­íc mÆt T3 Cầu Nậm Tôn T7 T5 T4 T6 Hình 2 : Sơ đồ các vị trí lấy mẫu Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm [20] Vì mục tiêu nghiên cứu của luận văn là sự lan truyền của kim loại nặng trong nước và sự lắng đọng trong đất /trầm tích nên các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tập trung chủ yếu vào quá trình tiền xử lý mẫu và quy trình phân tích. Để có được mẫu cho quá trình phân tích bằng AAS, các mẫu phải được chuyển sang trạng thái hòa tan. Đối với kim loại nặng trong mẫu nước: Sau khi bảo quản thì tiến hành phân tích trực tiếp. Đối với kim loại nặng trong mẫu trầm tích cần phải tiến hành phá mẫu trước khi phân tích. Trong nghiên cứu này lựa chọn phương pháp phân tích AAS để tiến hành phân tích hàm lượng kim loại nặng do phương pháp này có độ chính xác cao, có khả năng phân tích được nhiều kim loại nặng khác nhau và giá cả tương đối phù hợp cho phân tích hàng loạt. Đối với quy trình phá mẫu đã sử dụng phương pháp của USEPA 3015 (SMEWW 3030 K) với lò vi sóng UNI 8300 – Analytical. Đây là phương pháp xử lý mẫu hiện đại, làm giảm đáng kể thời gian xử lý mẫu, không bị mất mẫu và phá đươc triệt để. Có thể cùng một lúc xử lý được nhiều mẫu. 2.2.5.1. Danh mục thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu Để phục vụ cho công tác nghiên cứu và phân tích trong phòng thí nghiệm thì các thiết bị, dụng cụ và hóa chất sau cần được chuẩn bị. Bảng 5. Danh mục các thiết bị cần thiết cho nghiên cứu TT Tên dụng cụ, thiết bị 1 Lò vi sóng UNI 8300 2 Máy cất nước Aquatron A4000D, Đức 3 Tủ sấy Model 1430D, Đức 4 Máy hấp thụ nguyên tử (AAS) AA7000 của hãng Shimadzu 5 Bình khí Acetylen (độ tinh khiết >98%) 6 Máy nén không khí 7 Quạt hút 8 Các dụng cụ thủy tinh trong PTN như micro pipette, pipette thủy tinh, bình định mức Bảng 6 . Danh mục các hóa chất cần cho nghiên cứu TT Tên hóa chất 1 Nước cất deion 2 HNO3 2% thể tích : Cho 20ml HNO3 vào 1000ml nước cất, lắc đều rồi định mức đến vạch 3 Dung dịch KMnO4 50g/L dùng để phân tích Hg 4 H2O2 30% 5 Dung dịch canxi : Hòa tan 630 g CaCO3 vào 50ml HCl rồi để nguội, định mức đến 1000 ml 6 Dung dịch chuẩn gốc của các nguyên tố có nồng độ 1000 mg/L 7 Các axit đặc HNO3 , H2SO4 và HCl Các axit và hóa chất dùng cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm có độ tinh khiết PA hoặc tinh khiết hóa học của Việt Nam, Trung Quốc và Merk. Các hóa chất sử dụng để phân tích AAS đều là hóa chất chuyên dụng. Các công đoạn phá mẫu và phân tích được tiến hành tại phòng phân tích chất lượng môi trường, trung tâm y tế dự phòng Nghệ An. 2.2.5.2. Phương pháp phá mẫu và phân tích [20] Nhằm đạt được độ chính xác cao nhất với vùng nồng độ xác định của KLN nằm trong khoảng ppm – ppb và phù hợp với điều kiện kinh tế của học viên cao học cũng như trang thiết bị hiện có, luận văn đã lựa chọn phương pháp phá mẫu ướt trên thiết bị USEPA 3015 (SMEWW 3030 K) với lò vi sóng UNI 8300 – Analytical và kỹ thuật phân tích phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định hàm lượng kim loại nặng. Phương pháp phá mẫu Các mẫu trầm tích ngay sau khi thu thập tại các vị trí đã lựa chọn, được sàng qua lưới có kích thước lỗ 2mm để loại bỏ đá, rễ cây và các tạp chất. Phần sau sàng được bảo quản lạnh và đưa về phòng thí nghiệm, rồi tiến hành hong khô tự nhiên ở nhiệt độ xung quanh 30oC trong không khí thoáng sạch, không có các khí như H2S, NH3, HClvà nghiền nhỏ mẫu. Sau đó trộn thật đều, vun thành đống hình nón dùng thước hình chữ thập làm bằng giấy nhôm để chia thành 4 phần; lấy 2 phần đối diện lại trộn đều và lặp lại quá trình trên cho đến khi thu được lượng cân mong muốn để tiến hành phá mẫu và phân tích. Phần đất của hai đường chéo còn lại được bảo quản trong các túi nilon, hộp nhựa có ghi nhãn mác cẩn thận và bảo quản ở nơi thoáng, sạch, hoặc tốt nhất cho vào bình hút ẩm để dùng khi cần kiểm tra QA/QC. Các mẫu trầm tích/đất và nước sau khi thu thập theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chương trình quan trắc đã xây dựng được axit hóa bằng 5ml HNO3 đặc (hàm lượng kim loại nặng < 0,000001%), 1ml H2SO4 đặc. Nếu mẫu có chứa chất hữu cơ thì thêm H2O2 cho đến khi hòa tan hết. Riêng Hg sẽ thêm 8ml HNO3 đặc và 24 ml HCl. Sau khi axit hóa mẫu phải được lắc đều và để yên ít nhất trong 5 phút. Đóng chặt nút bình và đặt chai vào lò vi sóng UNI 8300 – Analytical để phá mẫu theo điều kiện sau: Nhiệt độ 160-170oC. Giới hạn áp suất là 350psi. Thời gian nâng nhiệt là 10 phút. Thời gian lưu nhiệt là 0 phút. Công suất máy 800W. Phương pháp phân tích Sau khi phân hủy xong, mẫu được lọc nếu chứa cặn và lưu giữ trong các ống phân hủy có dung tích 50ml để đưa phân tích trên máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. Các nguyên tố được phân tích là: As, Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn. Trước khi tiến hành phân tích thì ta phải chuẩn bị mẫu trắng và mẫu chuẩn theo từng nguyên tố để xây dựng đường chuẩn cho quá trình phân tích. + Mẫu trắng: Sử dụng một lượng nước cất tương ứng với từng nguyên tố và tiến hành axit hóa mẫu trắng như với mẫu phân tích. + Mẫu chuẩn: Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn làm việc theo từng nguyên tố bằng cách pha loãng dung dịch chuẩn gốc theo khoảng làm việc như sau. Bảng 7. Danh mục các mẫu chuẩn làm việc theo từng nguyên tố TT Nguyên tố Bước sóng (nm) Khí Nồng độ cần dựng (mg/L) 1 As 193,7 A – Ac 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1# 2 Hg 253,7 A – Ac 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1# 3 Cu 324,7 A – Ac 0; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8# 4 Pb 283,3 A – Ac 0; 1; 2; 4; 8;16;20# 5 Zn 213,9 A – Ac 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2 # 6 Fe 248,3 A – Ac 0; 0,5; 1; 2; 4; 8;10# 7 Sn 224,6 A – Ac 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1# 8 Mn 279,5 A – Ac 0; 0,5; 1; 2; 4; 6 A – Ac: Không khí – Acetylen #: Nồng độ có thể dựng thêm (nếu cần) Để xác định kim loại nặng bằng phương pháp AAS, luận văn đã sử dụng: + Nguyên tử hoá bằng ngọn lửa tạo bởi hỗn hợp Acetylen và không khí cho việc xác định As, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn. Riêng xác định As bằng cách chuyển sang dạng AsH3 rồi đưa vào ống phân hủy trên ngọn lửa Acetylen và không khí. Khi phân tích Fe và Mn thì thêm 25 ml dung dịch canxi vào 100 ml mẫu (bao gồm cả mẫu trắng và mẫu chuẩn). Tiến hành phân tích mẫu theo đúng thứ tự Mẫu trắng. Mẫu chuẩn để xây dựng đường chuẩn. Mẫu phân tích. Sau khi cho mẫu phân tích vào máy thì tiến hành điều chỉnh máy theo thông số tùy thuộc từng loại nguyên tố để tiến hành phân tích. Bảng 8. Thông số điều chỉnh máy theo từng nguyên tố TT Nguyên tố Bước sóng (nm) Độ rộng khe sáng (nm) Chế độ đèn Cường độ dòng đèn (mA) Chiều cao burner (mm) Khí Tốc độ bơm khí nén (L/phút) Tốc độ bơm C2H2 (L/phút) 1 As 193,7 0,6 BCG D2 12 7 A-Ac 15 1,6 2 Cu 324,7 0,7 10 7 15 1,8 3 Pb 283,3 0,7 10 7 15 2 4 Zn 213,9 0,7 7 7 15 2 5 Fe 248,3 0,2 10 7 15 2,2 6 Sn 224,6 0,2 10 7 15 2 7 Mn 279,5 0,2 10 7 15 2 + Xác định Hg bằng hệ thống tạo hơi Hg. Nguyên tắc của phương pháp này là thủy ngân trong dung dịch mẫu bị khử bằng khí hydro về thủy ngân kim loại. Thủy ngân kim loại dễ bay hơi nên bị cuốn theo dòng khí và được bơm vào hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử. Tại đây hơi thủy ngân và được xác định theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không dùng ngọn lửa. Sau khi tiến hành xử lý mẫu, điều chỉnh thông số máy về thông số tối ưu để cho kết quả tốt nhất về nồng độ thủy ngân. Bảng 9. Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân Thông số Các điều kiện lựa chọn Nguồn sáng Đèn catốt rỗng Hg (HCL) Bước sóng 253,7nm Độ rộng khe đo 0,7nm Cường độ dòng đèn catốt rỗng 6 mA (80% Imax) Thời gian đo 60 giây Thể tích mẫu đo (ml) 20 ml Tốc độ hút mẫu 8 – 10 mL/ phút Phương pháp xử lý số liệu Sau khi tiến hành phân tích và thu kết quả. Xử lý số liệu phân tích bằng phần mềm Excel và Word. Hiệu chỉnh số liệu một cách hợp lý, trình bày số liệu dưới dạng bảng biểu để dễ dàng theo dõi. CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả điều tra, khảo sát hoạt động khai khoảng của mỏ thiếc Quỳ Hợp. 3.1.1. Hiện trạng khai thác quặng Sn tại khu vực mỏ[2] Lịch sử khai thác Mỏ thiếc gốc suối Bắc xã Châu Thành, Huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An được phát hiện từ những năm 70 của thế kỷ trước. Năm 1991, công ty cổ phần kim loại màu Nghệ Tĩnh đã tiến hành điều tra và khai thác quặng thiếc tại khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên, trong những năm đó chính phủ đã cho người dân tiến hành khai thác quặng thiếc ở những khu vực mà công ty chưa khai thác hết dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường tràn lan do không kiểm soát. Trong những năm gần đây, việc mở rộng vốn đầu tư cũng nhưng sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế nên đã có rất nhiều đơn vị khai thác cùng tiến hành khai thác quặng thiếc trong khu vực mỏ cùng với công ty cổ phần kim loại màu Nghệ Tĩnh. Cụ thể, sau năm 1999, công ty cổ phần kim loại màu Nghê tĩnh ngừng khai thác thì công ty TNHH Tuấn Hùng và công ty CP khai thác khoáng sản Lạng Sơn đã tiến hành khai thác tiếp mỏ thiếc này. Năm 2012, công ty Công ty Cổ phần Khoáng sản Hà An cũng đã tiến hành điều tra, lập báo cáo đánh giá tác động môi trường để tiến hành khai thác cho đến nay. Công nghệ khai thác, tuyển quặng thiếc Dây chuyền công nghệ tuyển quặng thiếc gốc Suối Bắc thể hiện ở hình 2, công nghệ tuyển quặng thiếc gốc Suối Bắc gồm các công đoạn chính như sau : + Công đoạn đập Quặng nguyên khai có hàm lượng trung bình Sn=0,289% từ khai trường khai thác được tập kết về kho quặng nguyên khai (QNK) của xưởng tuyển bằng ô tô. Quặng từ kho quặng nguyên khai được cấp vào máy đập hàm bằng máy xúc lật, những hòn có kích thước > 200mm được đập bằng thủ công trước khi cấp vào máy đập. Máy đập hàm đập QNK cỡ hạt 30mm cấp cho máy nghiền nhỏ đạt kích cỡ 10-20 mm sau đó đưa lên máy sàng để sàng. + Công đoạn sàng Quặng nguyên khai sau máy đập nghiền nhỏ được đưa vào sàng rung có lỗ lưới a =10mm để phân ra hai cấp hạt: 10mm. Sản phẩm dưới sàng 10mm được cấp vào máy nghiền côn. + Công đoạn nghiền thô bằng máy nghiền côn Công đoạn nghiền thô được thực hiện bằng máy nghiền côn đối với sản phẩm trên sàng > 10mm. Quặng có cỡ hạt > 10mm được vận chuyển tới máy nghiền côn bằng băng tải để nghiền cỡ hạt d <10mm sản phẩm sau nghiền thô được cho vào bunke. + Công đoạn nghiền mịn và phân cấp Công đoạn nghiền mịn được thực hiện bằng máy nghiền bi. Quặng từ bunke trung gian qua máy cấp liệu vào băng tải đưa lên máy nghiền bi, sản phẩm sau máy nghiền bi có cỡ hạt 0,3mm được cho qua hệ thống phân cấp ruột xoắn. Công đoạn phân cấp thô được thực hiện bằng máy phân cấp ruột xoắn. Nếu cỡ hạt của máy phân cấp lớn hơn 0,3mm thì được tuần hoàn trở lại máy nghiền bi để nghiền lại, bùn tràn của hệ thống phân cấp tiếp tục đưa qua thiết bị phân cấp thủy lực. - Công đoạn phân cấp thuỷ lực được thực hiện bằng xoáy lốc thuỷ lực. Nếu cỡ hạt của xoáy lốc thuỷ lực vẫn có phần lớn hơn 0,3mm thì được tiếp tục quay lại vào máy nghiền bi. - Thiết bị của công đoạn nghiền mịn và phân cấp gồm có 01 máy nghiền bi, 01 máy phân cấp xoắn, 01 thiết bị phân cấp thuỷ lực (xoáy lốc). Các thiết bị kèm theo là máy bơm và băng tải. + Công đoạn tuyển nổi - Thiết bị tuyển gồm 2 hệ thống loại ngăn lớn, mỗi hệ thống 4 máy có 8 ngăn cho tuyển chính và tuyển vét, 1 hệ thống bể lắng và đường ống. Bụi, khí thải, tiếng ồn phát sinh do vận chuyển quặng từ khai trường về kho nguyên liệu nguyên liệu nguyên khai Quặng thiếc nguyên khai Đập thô D £ 30mm Sàng D = 10mm Máy đập nghiền côn Boong ke Nghiền bi Phân cấp xoắn Máy khuấy Tuyển trọng lực Tuyển trung gian Quặng thiếc (Sn= 32,58%) Thải đuôi Nước thải Hình 3 : Sơ đồ công nghệ khai thác của cơ sở khai khoáng - Bùn tràn từ xoáy lốc tự chảy vào thùng khuấy, tại đây bùn quặng được khuấy tiếp xúc với thuốc tuyển. Bùn quặng từ thùng khuấy được cấp cho máy tuyển chính tại đây thu được hai sản phẩm là tinh quặng (TQ) và quặng đuôi (QĐ). Nước tràn có tinh quặng thiếc được đưa vào bể lắng để thu hồi quặng thiếc. Nước tràn của bể lắng sau khi đã lắng hết tinh quặng thiếc được đưa ra hồ lắng để bơm tuần hoàn cấp lại cho khâu tuyển. + Công đoạn tách quặng manhetit Công đoạn tách quặng manhetit được thực hiện bằng máy tuyển từ. 3.1.2. Hiện trạng ô nhiễm và biện pháp xử lý của cơ sở khai khoáng [2] Nguồn phát sinh nước thải Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt sinh ra chủ yếu từ các khu phụ trợ mỏ. Đặc tính của lượng nước thải này là chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform Trong giai đoạn khai thác, số lượng cán bộ, công nhân làm việc tại khu mỏ 116 người (100 công nhân và 16 cán bộ). Lượng nước cấp cho sinh hoạt của lực lượng lao động này vào khoảng 13,92m3/ngày (trung bình mỗi công nhân được cấp 120 lít/ngày). Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh chiếm 80% tương ứng với 11,14 m3/ngày . Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt hàng ngày thải vào môi trường được trình bày như bảng sau: Bảng 10: Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt STT Chất ô nhiễm Đơn vị Giá trị trung bình QCVN 14:2008/BTNMT B 1 BOD5 mg/l 605,15 50 2 COD mg/l 1025,2 - 3 TSS mg/l 1334,24 100 4 Tổng N mg/l 105,8 50 5 Amoni mg/l 36,33 10 Nước thải vệ sinh công nghiệp Nước thải vệ sinh công nghiệp phát sinh trong giai đoạn khai thác mỏ chủ yếu là từ nguồn nước thải vệ sinh thiết bị, xe tải phục vụ quá trình khai thác trong khu mỏ. Đặc tính của loại nước này là chứa hàm lượng cao các chất rắn lơ lửng. Theo tính toán thì lượng nước dùng cho 1 lần rửa máy móc phương tiện vào khoảng 0,1m3 nước, với số thiết bị ước tính là khoảng 20 phương tiện, mỗi ngày vệ sinh một lần, tổng lượng nước thải vệ sinh công nghiệp phát sinh là khoảng 2,0m3/ngày. Nước thải từ quá trình tuyển quặng Trong sơ đồ công nghệ nước dùng chủ yếu cho 3 khâu chính: Nghiền, khuấy, tuyển trọng lực (bàn đãi). Với lượng nước tiêu thụ 4m3/ tấn quặng nguyên khai, lượng nước sử dụng trong 1 năm sản xuất là: 20.000 tấn/năm x 4m3/tấn = 80.000 m3/năm. Quặng thải và nước sẽ tự chảy vào hồ thải, tại đây nước sau lắng đọng tự nhiên sẽ được sử dụng tuần hoàn và một phần thải ra môi trường. Với khả năng tuần hoàn là 75-80% thì lượng nước có thể tuần hoàn là: 60.000 m3/năm. Vậy lượng nước cần bổ cập trong 1 năm là: 80.000 – 60.000 = 20.000m3/năm = 80m3/ngày (xưởng tuyển làm việc 250 ngày/năm). Nước mưa chảy tràn Nước mưa chảy tràn qua khu vực mỏ khai thác cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường các thủy vực nước tiếp nhận. Đặc tính của loại nước thải này là chứa hàm lượng rắn lơ lửng, độ đục cao do bụi đất đá sa lắng. 3.1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường khu vực mỏ Hiện tại, ở khu vựu dân cư xung quanh khu vực khai thác mỏ thường xuyên xuất hiện bùn thải gây ô nhiễm môi trường, hệ thống suối xung quanh khu vực khai thác thì nước bị đổi màu nâu sẫm, đục ngầu. Quá trình sơ chế thải ra một lượng nước thải rất lớn nên đơn vị này có tiến hành đắp các hồ lắng lọc. Mặc dù nhà máy có 2 hồ lắng lọc để lọc nước thải trước khi xả thải ra môi trường, tuy nhiên công suất hoạt động của 2 hồ lắng này không đảm bảo, hơn nữa, theo người dân phản ánh, dù có hồ lắng lọc nhưng đơn vị này vẫn thường lén xả nước thải trực tiếp ra suối khiến cho môi trường bị ô nhiễm. Hình 4. Bùn thải chảy tràn Hình 5. Bùn thải trong hồ lắng Bản Cà (Quỳ Hợp) có một chiếc hồ rộng 3,5 ha, nhưng gần một năm nay, các đơn vị khai thác đá trắng rồi quặng thiếc, tuồn chất thải xuống hồ khiến nó bị ô nhiễm trầm trọng và lấp mất 80% diện tích. Nước hồ giờ đây đỏ ngầu, ngấm ra đồng ruộng khiến cây trồng không thể phát triển được. Tuy nhiên, một thành phần gây ô nhiễm không thể không nhắc đến là những người dân tiến hành đào quặng trái phép, việc đào quặng trái phép một cách tràn lan đã phá hủy hệ sinh thái, làm mất khu vực sinh sống của một số loài động vật, hơn nữa, không có cơ quan chức năng quản lý nên nước thải xả tràn làn ra môi trường mà không thể kiểm soát. Hình 6+7. Khai thác quặng trái phép khu vực thượng nguồn Tình trạng mót quặng và khai thác quặng trái phép đang diễn ra rất phổ biến và công khai trên địa bàn các xã có nhiều quặng thiếc như Châu Hồng, Châu Quang, Châu Cường, Châu Thành, Châu Tiến...thực trạng trên diễn ra đã hàng chục năm nay nhưng các cơ quan chức năng vẫn chưa có biện pháp nào để đẩy lùi vấn nạn này. Chưa hết, tại khu vực khe Nậm Tôn, Nậm Huống thuộc các xã Châu Thành và Châu Cường, tình trạng "mót" quặng đã và đang diễn ra từ nhiều năm nay. Việc mót quặng diễn ra ngay giữa dòng khe, người dân đào bới và đãi quặng trực tiếp xuống khe khiến cho nguồn nước quanh năm đục ngầu, dòng chảy bị thay đổi, môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy [1] Nước mưa chảy tràn Xây dựng hệ thống thoát nước xung quanh sân công nghiệp, khu nhà xưởng, văn phòng. Kích thước mương thoát nước 450m x 60cm x 50cm, thường xuyên khơi thông tạo độ đốc thích hợp để tạo ra dòng chảy ra ngoài khai trường. Nước thải sản xuất Công nghệ tuyển quặng có nhu cầu sử dụng nước trong việc rửa quặng chiếm khoảng 332,8 m3/ngày, tưới ẩm khu vực nghiền sàng quặng hạn chế bụi. Do đó công ty tiến hành xây hai hố lắng (thể hiện trên bản đồ tổng mặt bằng) hoàn lưu nước sản xuất. Mỗi hố lắng có kích thước như sau: V = A x B x H = 10m x 10 x 5 = 500 m3. A – Chiều rộng hố: 10 m; B – Chiều dài hố: 10 m; H – Chiều sâu hố: 5 m. Nước thải tuyển quặng Hố lắng cặn 1 Bể bơm cao áp