Đánh giá hiện trạng và đề xuất phương án phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản thân quặng f3, f7 mỏ đất hiếm đông pao, tỉnh lai châu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ THẢO NGUYÊN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
PHƯƠNG ÁN PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG
SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN THÂN QUẶNG F3,
F7
MỎ ĐẤT HIẾM ĐÔNG PAO, TỈNH LAI
CHÂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG


THÁI NGUYÊN - 2014


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được xuất phát
từ yêu cầu thực tế để từ đó hình thành nên hướng nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ
dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Xuân Tặng .
Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng, tuân thủ đúng quy định và kết quả trình
bày trong luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình!
Thái Nguyên, tháng 11 năm 2014
Học viên

Nguyễn Thị Thảo Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


ii

LỜI CẢM ƠN
Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, luận văn của tôi đã được hoàn
thành. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ
nhiệt tình của Ban giám hiệu Trường Đại học nông lâm Thái Nguyên, Ban chủ
nhiệm khoa sau Đại học cùng sự tận tình giảng dạy của các thầy cô trong khoa đã
giúp chúng tôi hoàn thành khoá học của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Xuân Tặng
đã rất tận lòng hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn
này.
Nhân dịp này tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và các đồng
nghiệp đã luôn ở bên và động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Cuối cùng, xin chúc các thầy cô mạnh khoẻ , hạnh phúc và thành công trong
sự nghiệp trồng người, trong nghiên cứu khoa học./.
Thái Nguyên, tháng 11 năm 2014
Học Viên

Nguyễn Thị Thảo Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu

tnu.edu.vn/


3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
LỜI
CẢM
ƠN
............................................................................................................ii MỤC LỤC
................................................................................................................ iii DANH
MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................vi DANH
MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................vii MỞ
ĐẦU ……………………………………………………………..……………. 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa của đề tài................................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa của đề tài................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................... 3
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm về đất hiếm ...................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm địa chất, khoáng vật .......................................................................... 3
1.1.3. Mục đích sử dụng .............................................................................................. 4
1.1.4. Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm ..................................................... 6
1.1.5. Nhu cầu và thị trường quặng đất hiếm ..............................................................
7

1.2. Cơ sở pháp lý ..................................................................................................... 12
1.3. Hiện trạng khai thác và sử dụng đất hiếm.......................................................... 12
1.3.1. Khai thác và sử dụng đất hiếm trên thế giới ................................................... 12
1.3.2. Khai thác và sử dụng đất hiếm ở Việt Nam .................................................... 14
1.3.3. Khoáng sản đất hiếm ở Việt Nam ...................................................................
16
1.3.3.1. Đặc điểm phân bố......................................................................................... 16
1.3.3.2. Các kiểu mỏ công nghiệp ............................................................................. 17
1.3.3.3. Trữ lượng và tài nguyên ............................................................................... 19
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 21
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...................................................................... 21
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 21
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu......................................................................................... 21
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu...................................................................... 21
2.2.1. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................... 21
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................................... 21
Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

/>

4

2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 21
2.4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 22

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/

5

2.4.1. Các phương pháp chung.................................................................................. 22
2.4.2. Các phương pháp cụ thể .................................................................................. 23
2.4.2.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .......................................................... 23
2.4.2.2. Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu có liên quan ......................... 24
2.4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu............................................................................ 24
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................. 24
3.1. Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội của mỏ đất hiếm Đông Pao, huyện
Tam Đường, tỉnh Lai Châu ....................................................................................... 25
3.1.1 Điều kiện tự nhiên của mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu ....................... 25
3.1.1.1. Địa hình, địa mạo khu vực ........................................................................... 25
3.1.1.2. Khí tượng thủy văn ...................................................................................... 25
3.1.1.3. Gió và các yếu tố thời tiết bất lợi ................................................................. 28
3.1.1.4. Đặc điểm địa tầng, địa chất .......................................................................... 28
3.1.1.5. Tài nguyên khoáng sản................................................................................. 30
3.1.1.6. Đặc điểm địa chất thủy văn và địa chất công trình ...................................... 31
3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội của mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu.............. 34
3.1.2.1. Dân cư và lao động ...................................................................................... 34
3.1.2.2. Điều kiện kinh tế .......................................................................................... 35
3.1.2.3. Đặc điểm xã hội ........................................................................................... 37
3.2. Thực trạng môi trường khu vực nghiên cứu ...................................................... 38
3.2.1. Môi trường đất ................................................................................................ 38
3.2.2. Môi trường nước ............................................................................................. 40
3.2.2.1. Nước mặt ...................................................................................................... 40
3.2.2.2. Nước dưới đất............................................................................................... 41
3.2.3. Môi trường không khí ..................................................................................... 43
3.2.4. Hiện trạng về môi trường phóng xạ ................................................................ 45

3.2.4.1. Dự báo sự thay đổi suất liều chiếu ngoài hiệu dụng .................................... 45
3.2.4.2. Dự báo nồng độ các khí phóng xạ................................................................ 46
3.2.4.3. Tác động của chất thải phóng xạ đến môi trường ........................................ 47
3.3. Đề xuất và lựa chọn phương án phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản
thân quặng F3, F7...................................................................................................... 52

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


6

3.3.1. Đề xuất phương án phục hồi môi trường ........................................................ 52
3.3.1.1. Cơ sở để lựa chọn phương án....................................................................... 52
3.3.1.2. Các phương án cải tạo phục hồi môi trường ................................................ 52
3.3.1.3. Phân tích đánh giá các phương án đề xuất ................................................... 54
3.3.2. Lựa chọn phương án cải tạo phục hồi môi trường .......................................... 56
3.3.2.1. Tính chỉ số phục hồi đất ..................................................................................... 57
3.3.2.2. Nội dung phương án cải tạo, phục hồi môi trường ...................................... 63
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 74

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/

7

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các nguyên tố đất hiếm và các đặc tính cơ bản…………………………..3
Bảng 1.2: Phân nhóm các nguyên tố đất hiếm ………………………………………4
Bảng 1.3: Lĩnh vực sử dụng chính của các nguyên tố đất hiếm và hỗn hợp ………..5
Bảng 1.4: Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm………………………………6
Bảng 1.5: Dự báo giá của một số oxyt kim loại đất hiếm đến năm 2015 …………...9
Bảng 1.6: Dự kiến tăng trưởng của các ứng dụng liên quan với đất hiếm đến năm
2014…………………………………………………………………………...11
Bảng 1.7: Tổng hợp trữ lượng và tài nguyên đất hiếm ở Việt Nam………………..19
Bảng 3.1: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm………………………………26
Bảng 3.2: Số giờ nắng trung bình nhiều năm tại trạm Lai Châu …………………..26
Bảng 3.3: Lượng mưa trung bình tại trạm Lai Châu……………………………….27
Bảng 3.4: Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm tại Lai Châu …………………..27
Bảng 3.5: Các thông số cơ bản của các thân quặng đất hiếm ……………………...31
Bảng 3.6: Các thông số cơ bản của các thân quặng đất hiếm ……………………...31
Bảng 3.7: Tính chất cơ lý của lớp quặng đất hiếm ………………………………...33
Bảng 3.8: Thống kê dân cư và lao động 2 xã Bản Hon và Bản Giang …………….34
Bảng 3.9: Một số chỉ tiêu kinh tế của xã Bản Hon và Bản Giang năm 2010 ……..36
Bảng 3.10: Vị trí lấy mẫu đất vùng dự án …………………………………………39
Bảng 3.11: Thành phần hóa lý và dinh dưỡng của đất……………………………..40
Bảng 3.12: Tọa độ vị trí lấy mẫu nước mặt ………………………………………..40
Bảng 3.13: Kết quả phân tích mẫu nước mặt mùa khô …………………………….40
Bảng 3.14: Vị trí lấy mẫu nước ngầm……………………………………………...42
Bảng 3.15: Chất lượng nước ngầm dùng cho sinh hoạt……………...…………….42
Bảng 3.16: Kết quả đo nồng độ bụi, khí thải và mức ồn giao thông……………….43
Bảng 3.17: Vị trí lấy mẫu không khí……………………………………………….44
Bảng 3.18: Hàm lượng và hoạt độ phóng xạ của thân quặng ……………………...45
Bảng 3.19: Suất liều hiệu dụng khu khai trường thân quặng F3, F7 ………………44

Bảng 3.20: Hàm lượng và cường độ phóng xạ trong lớp đất mỏ Đông Pao……….47
Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


vi
i

Bảng 3.21: Hàm lượng các nhân phóng xạ trong nước…………………………….49
Bảng 3.22: Chi phí trồng và chăm sóc cây ………………………………………...59
Bảng 3.23: Tóm lược kinh phí quỹ để thực hiện phục hồi môi trường…………….69

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Dự báo nhu cầu thị trường đất hiếm của thế giới đến năm 2015 ………...8
Hình 1.2: Sản lượng đất hiếm sản xuất từ năm 1985 – 2009 ……………………….9
Hình 1.3: Biểu đồ thống kê giá đất hiếm từ năm 1970 đến năm 2010 …………….10
Hình 1.4: Sơ đồ phân bố các mỏ đất hiếm ở Việt Nam…………………………….17
Hình 3.1: Sơ đồ địa chất các thân quặng mỏ đất hiếm Đông Pao………………….30
Hình 3.2: Sơ đồ phân vùng hoạt độ phóng xạ lớp đất trên mặt ……………………48
Hình 3.3: Sơ đồ đẳng trị nồng độ khí phóng xạ mỏ đất hiếm Đông Pao …………..51

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


1

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


2

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Tài nguyên thiên nhiên gồm các dạng năng lượng vật chất, thông tin tồn tại khách
quan với ý muốn con người mà con người có thể sử dụng trong hiện tại và tương lai,
phục vụ cho sự tồn tại và phát triển của loài người. Ngày nay, việc sử dụng hiệu quả và
bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên trong đó có tài nguyên đất hiếm là một mục
tiêu rất quan trọng trong chiến lược phát triển của nước ta.
Như chúng ta đã biết, đất hiếm là nhóm 17 loại khoáng sản chiến lược, trong đó
có nhiều khoáng chất như: dysprosium, terbium, thulium được sử dụng trong các ngành
công nghiệp mũi nhọn hiện nay, đặc biệt là trong công nghiệp điện tử và xe hơi. Ngoài
ra nó còn có rất nhiều tác dụng khác như: dùng chế tạo nam châm vĩnh cửu cho các nhà
máy phát điện, hay được ứng dụng trong công nghệ laze, vv… Tại Việt Nam từ những
năm 1960, các nhà địa chất đã đánh giá trữ lượng đất hiếm là khoảng 10 triệu tấn, nằm
rải rác ở các mỏ quặng vùng Tây Bắc, đặc biệt xuất hiện nhiều ở Yên Bái, Lai Châu.
Cụ thể là mỏ đất hiếm Đông Pao, nằm trên địa phận xã Bản Hon, huyện Phong Thổ,
tỉnh Lai Châu. Nhằm khai thác có hiệu quả nguồn tài nguyên đất hiếm phục vụ phát
triển kinh tế xã hội của đất nước, góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế của tỉnh Lai
Châu, giải quyết việc làm cho lao động địa phương. Lâu nay nước ta cũng có khai thác
đất hiếm nhưng công nghệ còn lạc hậu, chủ yếu sử dụng phương pháp thủ công và dẫn
đến tổn thất tài nguyên lớn (có những mỏ tổn thất tới 60%), công suất thấp, không tách
được hết thành phần nguyên tố hiếm. Trong đất hiếm chứa nhiều nguyên tố độc hại, có

tính phóng xạ, việc khai thác có nhiều yếu tố rủi ro cao và khả năng gây tổn hại môi
trường. Vì vậy việc đưa ra các giải pháp để hồi phục môi trường hiện nay là rất cần
thiết.
Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Nhà trường, dưới sự hướng dẫn của
thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Xuân Tặng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
"Đánh

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


giá hiện trạng và đề xuất phương án phục hồi môi trường sau khai thác khoáng
sản thân quặng F3, F7 mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu".
2. Mục tiêu của đề tài
Nhằm hạn chế, khắc phục ô nhiễm và cải tạo phục hồi môi trường sau giai đoạn
khai thác khoáng sản. Với mục đích đưa môi trường theo hướng “bằng” hoặc “hơn” so
với trước thời điểm khai thác trên địa bàn mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu. Đề tài
được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu cụ thể như sau:
- Đánh giá chung về hiện trạng môi trường sau khai thác khoáng sản, làm căn cứ

đề
xuất các biện pháp phục hồi môi trường.
- Đề xuất các biện pháp cải tạo, phục hồi môi trường và hệ sinh thái, đảm bảo

yêu cầu bảo vệ môi trường và phục vụ các mục đích có lợi cho con người;
- Chuyển đổi mục đích sử dụng đất đối với diện tích mỏ sẽ ngừng khai thác, xây

dựng chương trình quản lý, giám sát môi trường.

3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học

- Việc nghiên cứu đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về việc lựa chọn ra
các biện pháp cải tạo phục hồi môi trường phù hợp nhất. Áp dụng với các vùng có điều
kiện tương tự.

- Vận dụng được những kiến thức về môi trường, lập ký quỹ, hay cải tạo phục hồi
môi trường đã học và được áp dụng vào trong thực tế.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc nghiên cứu đề tài sẽ giúp ta đánh giá được các ảnh hưởng của việc khai thác
và chế biến khoáng sản đến môi trường, làm cơ sở cho việc đánh giá đối với các mỏ lân
cận và từ đó đưa ra các biện pháp cải tạo, phục hồi môi trường thích hợp.


3

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Khái niệm về đất hiếm
Theo định nghĩa của Bách khoa toàn thư [1], thì các nguyên tố đất hiếm (rare
earth elements) và các kim loại đất hiếm (rare earth metals) là tập hợp của 17
nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn hóa học của Mendeleev, có tên gọi là
Scandi, Yttri và 14 trong 15 nguyên tố của của nhóm Lantan (ngoại trừ Promethi),
có hàm lượng rất nhỏ chứa trong vỏ trái đất. Người ta có thể tìm thấy các nguyên tố
đất hiếm ở trong các lớp trầm tích, các mỏ quặng và cát đen. Đất hiếm được sắp xếp
vào dạng hợp kim và các hợp chất khác, chính xác là nam châm đất hiếm từ các
dạng khác nhau của nam châm.
1.1.2. Đặc điểm địa hóa - khoáng vật

Đất hiếm là nhóm gồm 15 nguyên tố giống nhau về mặt hóa học trong
bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev và được gọi chung là lantan, gồm các
nguyên tố có số thứ tự từ 57 (lantan) đến số thứ tự 71 (lutexi). Thông thường
ytri (số thứ tự 39) và scandi (số thứ tự 21) cũng được xếp vào nhóm đất hiếm vì
trong tự nhiên nó luôn đi cùng các nguyên tố này. Các nguyên tố đất hiếm và
đặc tính cơ bản của đất hiếm được thống kê ở bảng sau.
Bảng 1.1: Các nguyên tố đất hiếm và các đặc tính cơ bản
TT

Nguyên tố Ký hiệu
hoá học

Thứ tự

Hoá trị Nguyên tử lượng

Các oxyt

nguyên tử

1

Lantan

La

57

3

138,92

La 2 O 3

2

Ceri

Ce

58

3,4

140,13

CeO 2

3

Prazeodim

Pr

59

3,4

140,92

Pr 4 O 11

4

Neodim

Nd

60

3

144,27

Nd 2 O 3

5

Prometi

Pm

61

3

145,00

Không

6

Samari

Sm

62

2,3

150,43

Sm 2 O 3

7

Europi

Eu

63

2,3

152,00

Eu 2 O 3

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu

tnu.edu.vn/


4

8

Gadoloni

Gd

64

3

156,90

Gd 2 O 3

9

Tecbi

Tb

65

3,4

159,20

Tb 4 O 7

10

Dysprosi

Dy

66

3

162,46

Dy 2 O 3

11

Honmi

Ho

67

3

164,94

Ho 2 O 3

12

Erbi

Er

68

3

167,20

Er 2 O 3

13

Tuli

Tm

69

3

169,40

Tm 2 O 3

14
15

Ytecbi
Lutexi

Yb
Lu

70
71

2,3
3

173,04
174,99

Yb 2 O 3
Lu2O3

16

Ytri

Y

39

3

88,92

Y2 O3

17

Scandi

Sc

21

3

59,72

Sc2O3
Nguồn: [24]

Trong công nghệ tuyển khoáng, các nguyên tố đất hiếm được phân
thành hai nhóm: nhóm nhẹ và nhóm nặng hay còn gọi là nhóm lantan - ceri và
nhóm ytri. Trong một số trường hợp, đặc biệt là kỹ thuật tách triết, các nguyên
tố đất hiếm được chia ra ba nhóm: nhóm nhẹ, nhóm trung gian và nhóm nặng.
Bảng 1.2: Phân nhóm các nguyên tố đất hiếm
La

Ce

Pr

Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho

Nhóm nhẹ (nhóm lantan ceri)
Nhóm nhẹ

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

Er

Tm

Yb Lu

Nhóm nặng (nhóm ytri)
Nhóm trung

Nhóm nặng

tnu.edu.vn/

Y


5

Nguồn: [24]
1.1.3. Mục đích sử dụng

Đất hiếm có rất nhiều mục đích sử dụng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho
các máy phát điện, đưa vào các chế phẩm phân bón vi lượng nhằm tăng năng suất
và chống chịu sâu bệnh cho cây trồng, để chế tạo các nam châm trong máy tuyển từ
trong công nghệ tuyển khoáng. Cụ thể đất hiếm được sử dụng trong các ngành sau :

- Dùng để diệt mối mọt, các cây mục nhằm bảo tồn các di tích lịch sử
- Dùng làm xúc tác trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường.
- Dùng làm vật liệu siêu dẫn.
- Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện

Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/


- Dùng để đưa vào các chế phẩm phân bón vì lượng nhằm tăng năng suất và
chống chịu sâu bệnh cho cây trồng

- Dùng để chế tạo các nam châm trong các máy tuyển từ trông công nghệ
tuyển khoáng

- Dùng chế tạo các đèn catot trong các máy vô tuyến truyền hình
- Các ion đất hiếm cũng được sử dụng như các vật liệu phát quang trong các
ứng dụng quang điện

- Được ứng dụng trong công nghệ laser
Suốt 4 thập kỷ qua, các tính năng vật lý và hóa học đặc biệt của các nguyên liệu
đất hiếm là trung tâm của các nghiên cứu, sáng tạo, phát minh với rất nhiều ứng
dụng kỹ thuật từ macro đến micro và nano cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau:

xúc tác hóa học trong ngành lọc dầu, kiểm tra ô nhiễm trong ngành xe hơi, gốm lót
cho các động cơ phản lực, nam châm vĩnh cửu cho các ứng dụng từ tính… và dĩ
nhiên trong các ngành chiếu sáng, luyện kim, điện tử, trong các kỹ thuật quân sự từ
màn hình radar đến tia laser và hệ thống điều khiển tên lửa. Thật hiếm có loại
nguyên liệu nào như đất hiếm, vừa có tính ứng dụng phổ quát, vừa có tính kỹ thuật
cao, lại vừa có nhiều triển vọng áp dụng cho tương lai, ví như sản xuất các thùng
chứa và ống dẫn hydrogen nhiên liệu cho thời kỳ thế giới cạn kiệt dầu mỏ [3].
Bảng 1.3: Lĩnh vực sử dụng chính của các nguyên tố đất hiếm và hỗn hợp

TT

NGUYÊN TỐ

KÝ HIỆU HH

LĨNH VỰC SỬ DỤNG

1

Lantan

La

Chất xúc tác; gốm, sứ, kính một hợp kim của
kim loại đất hiếm được sử dụng không chỉ
cho đá đánh lửa trong bật lửa mà còn được
sử dụng, có lẽ quan trọng hơn, trong thép
thanh lọc bởi sự loại bỏ oxy và sulfur; chất
huỳnh quang và bột đánh bóng.

2

Ceri

Ce

Gốm, sứ; chất huỳnh quang và ứng dụng hạt
nhân; nam chân vĩnh cửu
Gốm, sứ; thuốc nhuộm kính; sợi quang học;


3

Prazeodim

Pr

4

Neodim

Nd

5

Prometi

Pm

Gốm, sứ; kính; sự dò tìm và trực quan hoá

ảnh y học quang học và từ tính.

6

Samari

Sm

Gốm, sứ; ứng dụng hạt nhân và laze

7

Europi

Eu

Chất xúc tác tự động; gốm, sứ; kính; chất
huỳnh quang và chất nhuộm.

8

Gadoloni

Gd

9

Tecbi

Tb

Tinh thể đơn chất phát sáng, chất xúc tác, sản
xuất huỳ
nh quang tia X đặc biệt.
Chất xúc tác; máy lọc IR, laze; chất nhuộm
và nam châm vĩnh cửu.

10

Dysprosi

Dy

Gốm, sứ; kính và chất nhuộm; nam châm vĩnh
cửa.

11

Honmi

Ho

Chất huỳnh quang, pin hạt nhân và dụng cụ
đo lường thu nhỏ.

12

Erbi

Er

Bộ lọc vi ba; ứng dụng hạt nhân và nam châm
vĩnh cửu.

13

Tuli

Tm

Không gian vũ trụ; gậy bóng chày; ứng
dụng hạt nhân; chất bán dẫn và chiếu sáng.

Yb

Chất huỳnh quang; nam chân vĩnh cửu; pin
nhiên liệu.

14 Ytecbi

ứng dụng hạt nhân và laze.
Chất huỳnh quang.

15

Lutexi

Lu

Trực quan hoá ảnh y học và ống chùm điện tử.

16

Ytri

Y

Công nghiệp hoá học và nghề luyện kim.

17

Scandi

Sc

Tụ điện; chất huỳnh quang (ống dẫn tia
catiot - CRT và đèn), công nghệ rada và chất
siêu dẫn.


Nguồn: [24]
1.1.4. Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm
Bảng 1.4: Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm
1

Tìm ra nguồn tài nguyên/trữ lượng

2

Xác định quy trình: Tuyển quặng; Chiết xuất; Tách đất hiếm

3

Nghiên cứu tiền khả thi


4

Tuyển quặng

Từ bước 4 đến bước 6 : chứng tỏ quy trình được
lựa chọn là hợp lý, tin cậy về mặt kỹ thuật và

5

Chiết xuất đất hiếm

thương mại thông qua các nhà máy sản xuất thử
để sản xuất các sản phẩm mẫu cho thuyết minh

6

Tách đất hiếm

khách hàng; để thu thập dữ liệu cho nghiên cứu
khả thi và đánh giá tác động môi trường.

7

Đạt được sự thông qua về đánh giá tác động môi trường của dự án

8

Đàm phán các hợp đồng bán

9

Hoàn thiện nghiên cứu khả thi

10

Xây dựng và tiến hành sản xuất
Nguồn: [22]
Hiện nay, các nhà khoa học Việt Nam đã tách được các nguyên tố đất hiếm

đạt độ sạch đến 98 - 99% và ứng dụng cho nhiều ngành khác nhau trong công
nghiệp.
1.1.5. Nhu cầu và thị trường quặng đất hiếm

Năm 1794: Sản xuất thương mại đất hiếm đầu tiên tại Áo.
Năm 1953: Nhu cầu đất hiếm khoảng 1.000 tấn (tương đương 25.000.000
USD).
Năm 1965: Mỏ khai thác mỏ đất hiếm độc lập đầu tiên là Mountain Pass
(Mỹ).
Năm 2003: Nhu cầu đất hiếm khoảng 85.000 tấn (tương đương 500.000.000
USD).
Năm 2008: Nhu cầu đất hiếm khoảng 124.000 tấn (tương đương 1,25 tỷ
USD).
Năm 2015: Dự kiến nhu cầu đất hiếm trên toàn thế giới khoảng 200.000
tấn (tương đương 2,0 ÷ 3,0 tỷ USD)[25].

Dự báo nhu cầu thị trường đất hiếm đến năm 2015 (± 15%) thể hiện ở hình sau :


Nguồn : [17]
Hình 1. 1 : Dự báo nhu cầu thị trường đất hiếm của thế giới đến năm 2015
Hiện nay, Trung Quốc sản xuất hơn 95% các nguyên tố đất hiếm trên thế
giới, một số nước đang phát triển như Canada, Mỹ và Australia. Dự báo trong
thời gian tới nhu cầu cung và cầu sẽ được cân đối. Tuy nhiên, các nguyên tố đất
hiếm nhóm nhóm nhẹ (LREE) được dự báo là cung vượt quá cầu, trong khi các
nguyên tố đất hiếm nhóm nặng (HREE) nhu cầu sẽ ngày càng tăng, lượng cung
sẽ không đủ lượng cầu. Lượng sản xuất đất hiếm trên thế giới từ năm 1985 đến
năm 2009 được thể hiện ở hình 3. Các nước tiêu thụ đất hiếm lớn nhất là Mỹ
(26,95%), Nhật Bản (22,69%), Trung Quốc (21,27%). Các nước xuất khẩu các
sản phẩm đất hiếm lớn nhất là Trung Quốc, Mỹ, Nhật, Thái Lan. Các nước
nhập khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất là Nhật Bản, Pháp, Đức, Anh,
Australia [26].
Dự báo giá của một số kim loại đất hiếm đến năm 2015 như hình dưới đây :


Nguồn : [17]
Hình 1.2 : Sản lượng đất hiếm sản xuất từ năm 1985 – 2009
Bảng 1.5 :Dự báo giá của một số oxyt kim loại đất hiếm đến năm 2015
Giá (USD)
Ôxyt đất hiếm

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Dysprosium oxide (Dy)

305

375

454

504

580

672

Dysprosium Fe (Dy)

300

369

446

496

570

661

70

73

71

78

65

55

Lutetium Oxide (Lu 2 O 3 )

412

461

517

579

648

726

Terbium oxide (Tb 4 O 7 )

610

778

968

1.172

1.373

1.029

Yttrium Oxide (Y 2 O 3 )

78

99

121

135

163

186

Neodymium (Nd 2 O 3 )

90

113

125

151

176

238

Gadolinium oxide (Gd 2 O 3 )


Europium Oxide (Eu 2 O 3 )
Yttrium Oxide (Y 2 O 3 )

454

499

549

604

665

731

8

8

3

10

11

12

Nguồn: [19]

Theo thống kê giá của USGS giá đất hiếm trên thế giới từ năm 1970 đến
năm 2010 có sự biến động theo từng năm, từng giai đoạn và nhu cầu sử dụng. Từ
năm 1970 đến năm 1988 do nhu cầu sử dụng đất hiếm chưa cao và chỉ áp dụng
trong một số lĩnh vực nhất định, do vậy giá đất hiếm chưa cao. Từ năm 1988 đến
năm 1993 giá đất hiếm tăng mạnh từ 2.050 USD/tấn tăng đỉnh điểm trên 10.000
USD/tấn, sau đó từ năm 1993 đến năm 2006 giá đất hiếm nhìn chung giảm dần và
thấp nhất là năm 2006, giá đất hiếm sấp xỉ 4.000 USD/tấn. Tuy nhiên, vào năm
2010 giá đất hiếm tăng mạnh mẽ, vượt ngưỡng 12.000 USD/tấn.

Nguồn : [17]
Hình 1.3: Biểu đồ thống kê giá đất hiếm từ năm 1970 đến năm 2010
Dự báo từ nay đến năm 2014 tốc độ tăng trưởng của các ngành nghề công
nghiệp phổ thông tăng mạnh dẫn đến việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm cũng
tăng lên với mức độ tăng trưởng trung bình từ 12,5% đến trên 122,9% tùy theo lĩnh

vực công nghiệp [3].

Bảng 1.6: Dự kiến tăng trưởng của các ứng dụng liên quan với đất hiếm đến
năm 2014
Đơn vị tính (000s)
Lĩnh vực sử dụng

Năm 2008

Năm 2014

Tăng trưởng
hàng năm

Nguyên tố sử dụng

Máy tính

293.000

529.000

12,5

Nd, Pr, Sm, Tb, Dy

Xe đạp, xe máy điện

23.000

100.000

34,2

Nd, Pr, Sm, Tb, Dy

Bình ác quy xe điện

527

2.717

38,8

La, Ce, Pr, Nd

Xe máy điện

527

2.717

38,8

Nd, Pr, Sm, Tb, Dy

Màn hình LCD

102.200

375.000

29,7

Eu, Y, Tb, La, Ce

1.222.245

2.250.000

13,0

Nd, Pr, Sm, Tb, Dy

239

24,1

Nd, Pr, Sm, Tb, Dy

Điện thoại
Tua bin gió

81

Nguồn: [18]


12

1.2. Cơ sở pháp lý

- Thông tư số 34/2009/TT-BTNMT, ngày 31/12/2009 của Bộ Tài nguyên và Môi
trường Quy định về lập, phê duyệt, kiểm tra, xác nhận Dự án cải tạo, phục hồi
môi trường và ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với hoạt động khoáng
sản.

- Văn bản số 1012/UBND-NN ngày 03/11/2008 của UBND tỉnh Lai Châu đồng ý
chủ trương cấp phép khai thác, chế biến đất hiếm barit tại thân quặng F3, F7 mỏ
đất hiếm Đông Pao, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu.

- Thỏa thuận giữa Chính phủ Nhật và Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam về
hợp tác phát triển ngành Công nghiệp Đất hiếm ở nước CHXHCN Việt Nam ký
tại TOKYO ngày 31/10/2011.

- Văn bản số 11692/BCT-CNNg ngày 19/12/2011 của Bộ Công thương về việc
triển khai hợp tác khai thác, chế biến đất hiếm giữa Nhật Bản - Việt Nam.

- Quyết định số 18/2013/QĐ - TTg ngày 29/03/2013 của Thủ tướng Chính phủ
về Cải tạo, phục hồi môi trường và ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với
hoạt động khai thác khoáng sản.
1.3. Hiện trạng khai thác và sử dụng đất hiếm
1.3.1. Khai thác và sử dụng đất hiếm trên Thế giới
Việc khai thác đất hiếm trên thế giới bắt đầu từ thập niên 50 của thế kỷ trước,
thoạt tiên là những sa khoáng monazit trên các bãi biển do chúng có chứa nhiều
thorium (Th) có tính phóng xạ ảnh hưởng đến môi trường nên việc khai thác bị hạn
chế. Từ năm 1965, việc khai thác đất hiếm chủ yếu diễn ra ở vùng núi Pass, California
- Hoa Kỳ. Đến năm 1983, Hoa Kỳ mất vị trí độc tôn khai thác đất hiếm vì nhiều nước
đã phát hiện mỏ đất hiếm, trong đó có Trung Quốc. Đến năm 2004, vùng mỏ Bayan

Obo của Trung Quốc đã sản xuất đến 95.000 tấn tổng số 102.000 tấn đất hiếm của thế
giới [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học
liệu

tnu.edu.vn/