Nghiên cứu về tác động đối với môi trường của việc khai thác và chế biến cao lanh - Luận văn Tốt nghiệp - Nguyễn Nhật Thanh

LVTN ĐH- Tháng 1/2014

LỜI CÁM ƠN
Tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa
TP.HCM, quý thầy cô trong bộ môn Quản lý Công nghệ Môi Trường đã tận tình truyền đạt
những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm học tập ở trường. Đặc biệt gởi
lời cảm ơn sâu sắc đến cô ThS.Phạm Thị Thanh Thúy đã trực tiếp hướng dẫn về phương pháp
cũng như nội dung thực hiện báo cáo này. Và cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô ThS.
Hồ Thị Ngọc Hà đã giúp tác giả hoàn thiện hơn về luận văn này.
Xin gởi lời cám ơn chân thành đến ba mẹ và bạn bè đã luôn ủng hộ và tạo điều kiện tốt nhất về
vật chất lẫn tinh thần cho tác giả học tập và hoàn thành khóa luận của mình.
Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thiện bài báo cáo, trao đổi và tiếp
thu các ý kiến đóng góp của Quý Thầy Cô và bạn bè, tham khảo nhiều tài liệu, song cũng không
thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được những thông tin đóng góp, phản hồi quý báu từ
quý Thầy Cô.
Cuối cùng xin chúc tất cả mọi người sức khỏe và thành công trong cuộc sống.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12, năm 2014.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

i


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Tên đề tài: “ Nghiên cứu về tác động đối với môi trường của việc khai thác và chế
biến cao lanh”


Đề tài đã thực hiện các nội dung sao:
- Tổng quan về khoáng sản cao lanh
- Hiện trạng khai thác và chế biến cao lanh hiện nay
- Tác động đến môi trường của việc khai thác và chế biến cao lanh
- Đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường trong quá trình khai thác và chế biến cao lanh

Đề tài đã thu được một số kết quả như sau:
- Hiểu được về khoáng sản cao lanh, công dụng cũng như việc khai thác và chế biến cao lanh.
- Từ việc tìm hiểu khai thác cao lanh có thể biết được các tác động đến môi trường, đời sống xã
hội và kinh tế của việc khai thác, chế biến khoáng sản cao lanh.
- Trên cơ sở đó có thể đề xuất biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, chế biến cao lanh,
và đặc biệt hơn là bảo vệ môi trường sống
Trên những cơ sở đó, đề tài mong muốn sẽ giúp ích được cho việc khai thác và chế biến khoáng
sản cao lanh ở nước ta. Nhằm phát triển kinh tế bền vững đi đôi với bảo vệ môi trường.

MỤC LỤC
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

ii


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................................I
TÓM TẮT LUẬN VĂN .......................................................................................................... II
MỤC LỤC ................................................................................................................................ II
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................................... VI
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................. VII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................................VIII
PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1

123456-

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................... 1
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU........................................................................................... 1
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 1
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................. 2
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................................... 2
Ý NGHĨA ĐỀ TÀI ......................................................................................................... 2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN CAO LANH ........................................... 4
1.1
TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN CAO LANH Ở VIỆT NAM ............................. 4
1.1.1 Khái niệm và nguồn gốc hình thành cao lanh ....................................................... 4
1.1.2 Thành phần hóa và khoáng vật ............................................................................. 5
1.1.3 Phân loại ............................................................................................................... 6
1.1.4 Công dụng của cao lanh ........................................................................................ 6
1.2
NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG CAO LANH Ở
NƯỚC TA .............................................................................................................................. 8
1.2.1 Nguồn gốc hình thành cao lanh ở nước ta ............................................................ 8
1.2.2 Đặc điểm chất lượng cao lanh ở nước ta ............................................................ 10
CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN CAO LANH HIỆN NAY .. 13
2.1
VỊ TRÍ, TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC HIỆN NAY .................................................. 13
2.1.1 Vị trí các mỏ cao lanh ở nước ta hiện nay .......................................................... 13
2.1.2 Trữ lượng khoáng sản và khai thác hằng năm .................................................... 15
2.2
QUY TRÌNH KHAI THÁC VÀ HỆ THỐNG KHAI THÁC ................................... 16
2.2.1 Mở vỉa ................................................................................................................. 16
2.2.2 Phân chia giai đoạn khai thác ............................................................................. 17

2.2.3 Hệ thống khai thác .............................................................................................. 17
2.2.3.1
Công nghệ xúc bốc và thải đất ................................................................... 20
2.2.3.2
Công tác vận tải ......................................................................................... 21
2.3
CHẾ BIẾN CAO LANH.......................................................................................... 23
2.3.1 Công tác phân loại .............................................................................................. 23
2.3.2 Chế biến cao lanh ................................................................................................ 23
2.3.3 Nhu cầu sử dụng nước và nhiên liệu trong sản xuất ........................................... 29

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

iii


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆC KHAI THÁC
VÀ CHẾ BIẾN CAO LANH ................................................................................................. 30
3.1
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG TỪ GIAI ĐOẠN KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN. ........... 30
3.1.1 Giai đoạn khai thác mỏ ....................................................................................... 30
3.1.1.1
Hoạt động xúc bốc cao lanh làm thay đổi địa hình khu vực ...................... 30
3.1.1.2
Hoạt động của các thiết bị khai thác gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái quanh
khu vực khai trường ..................................................................................................... 30
3.1.1.3
Hoạt động khai thác gây ảnh hưởng đến không khí................................... 30

3.1.1.4
Tác động của nước thải phát sinh trong quá trình khai thác ..................... 32
3.1.1.5
Tác động của đất thải, rác thải sinh hoạt và chất thải rắn sinh hoạt ........ 35
3.1.2 Giai đoạn chế biến và vận chuyển cao lanh ........................................................ 35
3.1.2.1
Tác động của nước thải phát sinh trong quá trình chế biến cao lanh ....... 35
3.1.2.2
Gia tăng tiếng ồn và độ rung từ hoạt động của các phương tiện trong khai
trường
35
3.1.2.3
Việc tập trung các phương tiện vận chuyển tại khu vực sẽ làm ảnh hưởng
đến giao thông trong khu vực ...................................................................................... 35
3.1.2.4
Hoạt động của các phương tiện vận chuyển làm hư hỏng tuyến đường vận
chuyển
35
3.1.2.5
Tác động đến không khí của việc vận chuyển cao lanh ............................. 36
3.1.3 Giai đoạn sau khi khai thác ................................................................................. 36
3.1.3.1
Thay đổi cảnh quan .................................................................................... 36
3.1.3.2
Ảnh hưởng đến thủy văn khu vực ............................................................... 36
3.1.3.3
Tác động đến nước ..................................................................................... 37
3.1.3.4
Tác động đến động, thực vật ...................................................................... 37
3.2.

ĐỐI TƯỢNG QUI MÔ TÁC ĐỘNG ...................................................................... 38
3.2.1.
Môi trường địa chất: ....................................................................................... 39
3.2.2.
Môi trường nước ............................................................................................. 39
3.2.3.
Môi trường không khí ..................................................................................... 40
3.2.4.
Ảnh hưởng đến môi trường đất và sinh vật .................................................... 41
3.2.5.
Ảnh hưởng đến giao thông vận tải ................................................................. 41
3.2.6.
Ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng .............................................................. 41
3.2.7.
Ảnh hưởng đến các điều kiện kinh tế xã hội .................................................. 42
3.3.
HIỆN TRẠNG CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆC KHAI THÁC
VÀ CHẾ BIẾN HIỆN NAY ................................................................................................. 43
3.3.1.
Khai thác cao lanh trái phép tại Lâm Đồng .................................................... 43
3.3.2.
Khai thác cao lanh trái phép ở Quảng Nam.................................................... 44
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH
KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN ................................................................................................ 45
4.1.
BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG TRONG QUÁ
TRÌNH KHAI THÁC ........................................................................................................... 45
4.1.1.
Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ........................................ 45
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

iv


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

4.1.2.
Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do bụi tiếng ồn .................................... 48
4.1.3.
Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do chất thải rắn ................................... 49
4.1.4. Lập hàng rào, biển báo nguy hiểm cho người dân xung quanh ...................... 49
4.2.
BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ
VẬN CHUYỂN .................................................................................................................... 50
4.2.1.
Biện pháp giảm thiểu tác động trong quá trình chế biến ................................ 50
4.2.2.
Biện pháp giảm thiểu tác động trong quá trình vận chuyển ........................... 51
4.3.
BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG SAU KHAI THÁC ................................ 51
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 53
5.1.
KẾT LUẬN: ............................................................................................................ 53
5.2.
KIẾN NGHỊ: ........................................................................................................... 53
5.2.1.
Đối với việc khai thác và chế biến cao lanh ................................................... 53
5.2.2.
Đối với các cơ quan thẩm quyền có liên quan................................................ 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 55

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

v


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Trình tự tiến hành phương pháp nghiên cứu ............................................... 2
Hình 1.1: Một mẫu cao lanh nguyên sinh ................................................................. 5
Hình 1.2: Đất cao lanh làm gốm sứ .......................................................................... 7
Hình 1.3: Cao lanh được dùng làm nguyên liệu trong mỹ phẩm .............................. 8
Hình 1.4: Cao lanh nguồn gốc trầm tích .................................................................. 9
Hình 1.4: Cao lanh ở Đất Cuốc( Bình Dương) ....................................................... 10
Hình2.1: Khai thác cao lanh ở mỏ Bắc Lý, Quảng Bình ........................................ 13
Hình2.2: Cao lanh Minh Long( Bình Phước) ......................................................... 15
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống khai thác[1] ..................................................................... 19
Hình 2.4: Cao lanh loại 1........................................................................................ 24
Hình 2.5: Sơ đồ chế biến cao lanh[1] ..................................................................... 24
Hình 2.6: Máy nghiền cao lanh............................................................................... 25
Hình 2.7: Quy trình lấy lọc cao lanh[1] ................................................................. 26
Hình 2.5: Sơ đồ chế biến cao lanh loại 3[1] ........................................................... 27
Hình 2.6: Hồ xối cao lanh ....................................................................................... 28
Hình 2.7: Sơ đồ mặt cắt ngang bãi chứa cao lanh[1] ............................................ 29
Hình 3.1: Một mỏ cao lanh ở Lâm Đồng ................................................................ 36
Hình 3.2: Khai thác cao lanh làm ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng ........... 39
Hình 3.3: Bụi cao lanh ảnh hưởng đến không khí .................................................. 40
Hình 3.3: Khoảng 50ha chè, cà phê bị nhấn chìm dưới dòng bùn đỏ. Một vùng lớn
của đồi chè bị phá trắng .......................................................................................... 43

Hình 3.4: Khai thác cao lanh trái phép phá trắng một khoảng rừng ..................... 44
Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống hồ lắng ngang và thu cặn cao lanh[1] .............. 46
Hình 4.2:Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt[1] .......................... 46
Hình 4.3: Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại 3 ngăn có ngăn lọc[1]..................................... 47
Hình 4.4: Trồng cây xanh giảm bụi ........................................................................ 49
Hình 4.5: Sơ đồ thiết bị lọc túi vải bụi[1] ............................................................... 50
Hình 4.6: Tưới nước trên đường vận chuyển .......................................................... 51

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

vi


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Tổng hợp các thông số hệ thống khai thác ............................................. 19
Bảng 2.2: Tổng hợp các thông số hệ thống khai thác ............................................. 20
Bảng 2.3: Công suất xe ô tô vận chuyển trong ngày ............................................... 21
Bảng 2.4: Tính toán xe ô tô ..................................................................................... 22
Bảng 2.5: Tỷ lệ cao lanh đưa vào chế biến các loại ................................................ 23
Bảng 3.1: Định mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 năm .............................................. 31
Bảng 3.2: Tải lượng ô nhiễm do đốt nhiên liệu....................................................... 31
Bảng 3.3: Tải lượng các chất ô nhiễm phát sinh do nước thải sinh hoạt của công
nhân thải ra hàng ngày ............................................................................................ 34
Bảng 3.4: Tải lượng các chất ô nhiễm phát sinh do nước thải sinh hoạt của công
nhân thải ra hàng ngày ............................................................................................ 34

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

vii


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT

Bộ Tài Nguyên Môi Trường

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

SX- TM

Sản xuất thương mại

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

viii


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

PHẦN MỞ ĐẦU

1- ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước ta là một nước có nguồn tài nguyên khoáng sản đa dạng và phong phú với trữ lượng rất
lớn. Trong đó không thể không kể đến khoáng sản cao lanh, một trong những loại khoáng sản
có trữ lượng lớn và quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Nhưng hiện nay ngành khai thác
và chế biến cao lanh ở nước ta còn diễn ra một cách bừa bãi không theo quy hoạch và định
hướng của nhà nước. Các cơ sở khai thác và chế biến không tuân thủ nghiêm ngặt qui định của
pháp luật gây tác động xấu tới môi trường, bức xúc trong đời sống người dân
Vì vậy, tác giả đã chọn đề tài : “Nghiên cứu về tác động đến môi trường của việc khai thác
và chế biến cao lanh” với mục tiêu giảm thiểu tác động đến môi trường của ngành khai thác
và chế biến khoáng sản cao lanh. Góp phần đưa nền kinh tế nước ta phát triển gắn liền với bảo
vệ môi trường

2- MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
ta

Hiểu biết về khoáng sản cao lanh, một trong những loại khoáng sản quan trọng của nước

Hiểu được về tình hình, công nghệ khai thác và chế biến hiện nay để có thể đưa ra được
những tác động đối với môi trường trong quá trình khai thác và chế biến cao lanh.
Đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động bảo vệ môi trường để nền kinh tế nước ta phát
triển gắn liền với bảo vệ môi trường.

3- NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đề tài nghiên cứu các nội dung cụ thể như sau:
-

Tổng quan về khoáng sản cao lanh ở nước ta
Hiện trạng khai thác và chế biến hiện nay
Nghiên cứu về tác động đến môi trường của việc khai thác và chế biến cao lanh.
Đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường trong quá trình khai thác và chế biến.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

1


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

4- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
a) Phương pháp luận
Thu thập thông tin
Các báo cáo, giáo trình,
internet về khoáng sản cao
lanh ở nước ta

Các báo cáo đánh giá tác
động trong quá trình khai
thác và chế biến cao lanh

Tham khảo ý kiến giáo
viên hướng dẫn

Tổng hợp thông tin
Tổng quan về khoáng sản cao lanh

Công nghệ khai thác và chế biến cao lanh
hiện nay

Đánh giá tác động môi trường
Tác động đến môi trường trong quá trình
khai thác và chế biến cao lanh

Các đối tượng bị tác động và quy mô tác
động

Hình 1: Trình tự tiến hành phương pháp nghiên cứu
b) Phương pháp đánh giá tác động môi trường
Nghiên cứu và tìm hiểu về hoạt động khai thác và chế biến cao lanh, nhận diện các mối nguy
hại làm ảnh hưởng đến môi trường của việc khai thác và chế biến hiện nay. Từ đó, đề xuất các
biện pháp phù hợp nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường của việc khai thác và chế biến
cao lanh.
c) Phương pháp tổng quan tài liệu:
Tìm kiếm các tài liệu liên quan, thực hiện tổng quan, lựa chọn các thông tin cần thiết để thực
hiện đề tài ( báo cáo đánh giá tác động môi trường, giáo trình, tạp chí, tư liệu từ internet …liên
quan đến việc khai thác và chế biến cao lanh)

5- ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a) Đối tượng nghiên cứu: khoáng sản cao lanh, quá trình khai thác và chế biến khoáng sản
cao lanh hiện nay
b) Phạm vi nghiên cứu:
- Khoáng sản cao lanh ở Việt Nam

6- Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Đề tài có ý nghĩa thực tế. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng nhằm giúp ích cho các doanh
nghiệp thuộc ngành khai thác và chế biến khoáng sản cao lanh nhằm mục đích nâng cao hiệu
quả khai thác, chế biến, giảm thiểu tác động đến môi trường.
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

2


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN CAO LANH
CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN CAO LANH
CHƯƠNG 3. TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ CHẾ
BIẾN CAO LANH
CHƯƠNG 4.ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH
KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN CAO LANH

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

3


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN CAO LANH
1.1 TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG SẢN CAO LANH Ở VIỆT NAM
1.1.1

Khái niệm và nguồn gốc hình thành cao lanh

Cao lanh hay đất cao lanh là một loại đất sét màu trắng, bở, chịu lửa, với thành phần chủ yếu là
khoáng vật kaolinit cùng một số khoáng vật khác như illit, montmorillonit, thạch anh v.v.
Nguồn gốc tạo thành cao lanh: Cao lanh là sản phẩm phong hóa tàn dư của các loại đá gốc chứa
trường thạch như pegmatite, granit, gabro, banzan, ryolit hoặc các cuộn sỏi thềm biển đệ tứ hay
đá phun trào axit như keratophyr, felsit. Ngoài kiểu hình thành phong hóa tàn dư, còn có sự
hình thành do phong hóa biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh nhiệt dịch quarphophia, chính
là quarzit thứ sinh như mỏ cao lanh Tấn mài Quảng Ninh. Kiểu phong hóa tàn dư và biến chất
trao đổi hình thành các mỏ cao lanh tại mỏ đá góc – là cao lanh nguyên sinh (tức cao lanh thô).
Nếu sản phẩm phong hóa tàn dư, nhưng bị nước băng hà, gió cuốn đi rồi lắng đọng lại chổ trũng
hình thành nên các mỏ cao lanh hay đất sét trầm tích - còn gọi là cao lanh thứ sinh. Sự hình
thành các mỏ cao lanh ngoài yếu tố cơ bản là có đá gốc chứa trường thạch phải kể tới yếu tố
địa mạo, cấu tạo nên vùng chứa đá gốc và yếu tố môi trường (độ ẩm, nhiệt độ). Qua nhiều tài
liệu đều thống nhất phần lớn các mỏ cao lanh nằm ở vùng đồi núi dốc thoải hay thung lủng giữa
các núi.Qúa trình nghiên cứu sự hình thành trái đất người ta cho rằng sự thành tạo các mỏ cao
lanh xảy ra ở thời kỳ đầu đệ tứ và mạnh nhất ở thời kỳ đệ tứ muộn. Giai đoạn này khí hậu rất
ẩm và mưa nhiều, thảm thực vật phát triển mạnh tạo môi trường thuận lợi cho sự phong hóa đá
gốc bằng các quá trình hóa học. Mặt khác cũng chính thời kỳ này sự vận động của trái đất xãy
ra rất mạnh bao gồm sự nâng lên hay tụt xuống của vỏ trái đất phần tiếp xúc với khí quyển (còn
gọi là lớp silicat) tạo nên nhiều nếp uốn và khe nứt (lớp silicat có chiếu sâu từ 36 – 50 km).[2]

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

4


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

Hình 1.1: Một mẫu cao lanh nguyên sinh
Như vậy sự hình thành các mỏ cao lanh là do chịu sự tác dụng tương hổ của các quá trình hóa
học, cơ học (kể cả sinh vật học) bao gồm các hiện tượng phong hóa, rửa trôi và lắng đọng trong
thời gian dài. Về mặt hóa học, bản chất của nó rất phức tạp nhưng để đơn giản hơn, ta coi đá
gốc trực tiếp phong hóa thành cao lanh là trường thạch.Lấy trường thạch kali làm thí dụ thì cơ
chế phản ứng có thể như sau: Nếu môi trường co độ pH = 3 – 4: 2KAlSi3O8 + 8 H2O ----- >
2KOH + 2 Al(0H)3 + 2 H4Si3O8 ----- > Al2(OH4)Si2O5 + K2O + 4SiO2 + 6H2O Khi môi trường
có độ pH = 8 – 9 thì khoáng chính hình thành không phải do caolimit mà là momorilonit:
Al1.67Mg0.33((OH)2/Si4O10)0.33Na0.33(H2O)4. Rõ ràng: H2CO3 , H2O và một số axit hữu cơ
khác đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình phong hóa đá góc thành cao lanh. Quá trình tạo
thành cao lanh có thể còn qua mức độ trung gian. Thí dụ trường thạch bị cerusit hóa tức là
chuyển thành mica ngâm nước mà dạng phổ biến là: K2O3 Al2O3.6Si02.2H2O rồi mới chuyển
thành caolinit. Trong nhiều trường hợp xảy ra sự thay thế đồng hình của Fe3+ thay Al3+ thì cơ
chế còn phức tạp hơn.[2]
1.1.2

Thành phần hóa và khoáng vật

Theo thành phần hóa và khoáng vật cũng như cấu trúc của nó thì cao lanh bao gồm rất nhiều
loại khác nhau, trong đó có 28 loại đơn khoáng phổ biến. Trong thiên nhiên do thành phần
khoáng vật của đá gốc khác nhau, điều kiện tạo thành cao lanh cũng không giống nhau (độ pH,
độ ẩm, nhiệt độ) nên sản phẩm phong hóa cũng khác nhau. Trong thực tế, các khoáng vật của
mỗi mỏ cao lanh ít khi là một đơn khoáng. Mặc dù có nhiều đơn khoáng song nếu cấu trúc hoặc

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

5


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

tính chất của chúng gần giống nhau thì người ta xếp chúng vào một nhóm. Sau đây là một số
nhóm khoáng quan trọng đối với ngành gốm sứ:
- Nhóm caolinit: Phần lớn các mỏ cao lanh chứa khoáng chủ yếu là caolinit. Khoáng caolinit
có công thức là: Al2O3.2SiO2.2H2O thành phần hóa của khoáng này là: Al2O3: 39,48%; SiO2 :
46,60%; H2O : 13,92%. Thành phần hóa học của hầu hết các mỏ cao lanh ít khi vượt qua giới
hạn trên. Nếu mỏ cao lanh nào chứa chủ yếu là khoáng caolinit thì chất lượng nó rất cao.[2]
- Nhóm MONMORILONIT : Công thức hoá học là: Al2O3.4SiO2. H2O + nH2O. Mạng lưới
tinh thể khoáng này gồm 3 lớp (hai tứ diện SiO4 và một bát diện AlO6). So với caolinit thì
khoáng này có lực liên kết yếu hơn, ở đây các lớp OH nằm bên trong, 3 lớp trên tạo thành gói
kiểu kín.
- Nhóm khoáng chứa ALKALI: Công thức hóa học: K2O.3AL2O3.6SiO2.2H2O Về mặt cấu trúc
các khoáng này có mạng lưới tinh thể tương tự như các silicat 3 lớp nên các tính chất của chúng
rất giống nhau: độ phân tán cao, độ trương nở trong nước lớn, khả năng hấp thụ trao đổi ion
cũng lớn. Trong nhóm này có một số khoáng khác có cấu trúc và tính chất tương tự illit đó là
khoáng hyddrophylit, vermiculite và các dạng thủy mica khác.[2]
1.1.3

Phân loại

Có nhiều kiểu phân loại cao lanh khác nhau, phụ thuộc vào nguồn gốc phát sinh, mục đích sử
dụng, độ chịu lửa, độ dẻo, độ xâm tán, hàm lượng các ôxít nhuộm màu v.v
- Theo nguồn gốc phát sinh, có thể chia cao lanh thành hai dạng là phát sinh từ các nguồn sơ
cấp và phát sinh từ các nguồn thứ cấp. Cao lanh sơ cấp sinh ra từ quá trình phong hóa hóa học
hay thủy nhiệt của các loại đá có chứa fenspat như rhyolit, granit, gơnai. Cao lanh thứ cấp được
tạo ra từ sự chuyển dời của cao lanh sơ cấp từ nơi nó sinh ra vì xói mòn và được vận chuyển
cùng các vật liệu khác tới vị trí tái trầm lắng. Một số kaolinit cũng được sinh ra tại nơi tái trầm
lắng do biến đổi thủy nhiệt hay phong hóa hóa học đối với acco (arkose), một dạng đá trầm tích
mảnh vụn với hàm lượng fenspat trên 25 %.[2]
- Theo nhiệt độ chịu lửa, cao lanh được phân thành loại chịu lửa rất cao (trên 1.750°C), cao

(trên 1.730°C), vừa (trên 1.650°C) và thấp (trên 1.580°C).
- Theo thành phần Al2O3+ SiO2 ở trạng thái đã nung nóng, cao lanh được phân thành loại siêu
bazơ, bazơ cao, bazơ hoặc axít.[2]
1.1.4

Công dụng của cao lanh

Cao lanh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như: công nghiệp gốm sứ,
giấy, sơn, cao su, sợi thuỷ tinh, chất dẻo, vật liệu xây dựng, gạch chịu lửa, làm xúc tác cho công
nghệ lọc dầu… Nhờ có khả năng hấp thụ đặc biệt không chỉ các chất béo, chất đạm mà còn có
khả năng hấp thụ cả các loại vi rut và vi khuẩn. Vì vậy, cao lanh được ứng dụng cả trong các
lĩnh vực y tế, dược phẩm, mỹ phẩm.... [2]
- Công nghiệp sản xuất giấy: trong công nghiệp giấy, cao lanh được sử dụng làm chất độn tạo
cho giấy có mặt nhẵn hơn, tăng độ kín, giảm độ thấu quang và làm tăng độ ngấm mực in tới
mức tốt nhất. Loại giấy thông thường chứa 20 % cao lanh, có loại chứa tới 40 %. Thông thường,
một tấn giấy đòi hỏi 250-300 kg cao lanh. Chất lượng cao lanh dùng làm giấy được xác định
bởi độ trắng, độ phân tán và mức độ đồng đều của các nhóm hạt.[2]
- Công nghiệp sản xuất đồ gốm: công nghiệp sản xuất sứ, gốm sứ dân dụng, sứ mỹ nghệ, dụng
cụ thí nghiệm, sứ cách điện, sứ vệ sinh, v.v. đều sử dụng chất liệu chính là cao lanh; chất liệu
kết dính là sét chịu lửa dẻo, có màu trắng. Chất lượng cao lanh đòi hỏi rất cao và phải khống
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

6


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

chế các oxit tạo mầu (Fe2O3 và TiO2). Hàm lượng Fe2O3 không được quá 0,4-1,5 %; TiO2
không quá 0,4-1,4 %; CaO không quá 0,8 % và SO3 không quá 0,4 %.

Hình 1.2: Đất cao lanh làm gốm sứ
- Sản xuất vật liệu chịu lửa: trong ngành sản xuất vật liệu chịu lửa, người ta dùng cao lanh để
sản xuất gạch chịu lửa, gạch nửa axit và các đồ chịu lửa khác. Trong ngành luyện kim đen, gạch
chịu lửa, cao lanh chủ yếu được dùng để lót lò cao, lò luyện gang, lò gió nóng. Các ngành công
nghiệp khác cần gạch chịu lửa với khối lượng ít hơn, chủ yếu để lót lò đốt, nồi hơi trong luyện
kim màu và công nghiệp hóa học, ở nhà máy lọc dầu, trong công nghiệp thủy tinh và sứ, ở nhà
máy xi măng và lò nung vôi.[2]
- Chế tạo sợi thuỷ tinh: một lĩnh vực khác cũng sử dụng cao lanh tăng nhanh hàng năm đó là
dùng làm nguyên liệu vào của sản xuất sợi thuỷ tinh. Trong thành phần của cao lanh có chứa
cả silica và alumina, chất có trong thành phần của sợi thuỷ tinh. Cao lanh được sử dụng đồng
thời với một lượng nhỏ sắt và titan. Nguyên nhân tăng nhu cầu sử dụng cao lanh trong lĩnh vực
này bởi vì sự hạn chế khi sử dụng nguyên liệu vào amiăng, loại chất gây hại cho sức khoẻ.
- Lĩnh vực chất độn: cao lanh được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực làm chất độn giấy, nhựa,
cao su, hương liệu,…Cao lanh có tác dụng làm tăng độ rắn, tính đàn hồi, cách điện, độ bền của
cao su, tăng độ cứng và giảm giá thành sản phẩm của các chất dẻo như PE, PP, PVC... Trong
sản xuất da nhân tạo (giả da), cao lanh có tác dụng làm tăng độ bền, độ đàn hồi.
- Trong sản xuất xà phòng: cao lanh có tác dụng đóng rắn khi sản xuất, hấp thụ dầu mỡ khi sử
dụng. Lĩnh vực sản xuất xà phòng yêu cầu cao lanh có độ hạt dưới rây 0,053 mm lớn hơn 90%;
không lẫn cát, không lắng cặn trước 8 giờ, hàm lượng Fe2O3 ≤ 2 - 3%, TiO2 ≤ 1%; chất bazơ
trao đổi ≤ 0,8 - 2% và carbonat ≤ 15 - 20 %.[2]
- Trong sản xuất thuốc trừ sâu: sử dụng cao lanh có độ khuếch tán lớn, sức bám tốt, trơ hóa học,
hợp chất sắt thấp. Trong tổng hợp zeolit: cao lanh là nguyên liệu chính để tổng hợp zeolit, loại
chất được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như hấp phụ, làm chất xúc tác…
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

7


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

- Trong các lĩnh vực khác, cao lanh được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xi măng trắng, các
chất tráng trong xây dựng, nguyên liệu trong sản xuất nhôm, phèn nhôm…

Hình 1.3: Cao lanh được dùng làm nguyên liệu trong mỹ phẩm
1.2 NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG CAO LANH Ở
NƯỚC TA
1.2.1

Nguồn gốc hình thành cao lanh ở nước ta

Việt Nam là một trong các quốc gia có tiềm năng lớn về kaolin, phân bố khá rộng rãi và phổ
biến ở nhiều nơi trên lãnh thổ với các loại hình nguồn gốc khác nhau, trong đó tập trung chủ
yếu trong 3 kiểu nguồn gốc, là phong hoá, trầm tích và nhiệt dịch.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

8


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

Hình 1.4: Cao lanh nguồn gốc trầm tích
 Cao lanh nguồn gốc phong hóa
Theo tài liệu hiện có, kaolin nguồn gốc phong hoá tập trung chủ yếu ở Đông Bắc Bộ và ít
hơn, có ở Trung Bộ và Tây Nguyên, bao gồm:
 Cao lanh trong vỏ phong hóa các thân pegmatit: Các thân pegmatit có kích thước
khác nhau phân bố trong các thành tạo biến chất có tuổi Proterozoi đến Paleozoi hạ
dọc sông Hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ. Ở Phú Thọ, có các mỏ Hữu Khánh, Đồi
Đao, Ba Bò, Mỏ Ngọt; ở Yên Bái có các mỏ Trực Bình, Tân Thịnh; ở Lào Cai có
mỏ Sơn Mãn; ở Đắk Lắk có mỏ Ia Knop; ở Quảng Nam có mỏ Đại Lộc... Hàng trăm

thân pegmatit có kích thước khác nhau bị phong hóa thành kaolin có giá trị công
nghiệp. Chất lượng kaolin phong hóa trên các thân pegmatit phụ thuộc rất lớn vào
bề mặt địa hình và thành phần của pegmatit. Tại các mỏ nêu trên, kaolin thường có
chất lượng tốt, đáp ứng được yêu cầu cho sản xuất sứ, sứ cách điện, chất độn trong
các ngành công nghiệp, vật liệu chịu lửa samốt A và B. Các mỏ thường có quy mô
trung bình hoặc nhỏ.[5]
 Cao lanh trong vỏ phong hóa các đá magma xâm nhập: Cao lanh được thành tạo
trong vỏ phong hóa đá magma xâm nhập axit của các phức hệ Sông Chảy, Đại Lộc,
Ngân Sơn, Phu Sa Phìn, Cà Ná có tuổi khác nhau từ Paleozoi đến Kainozoi, tạo
thành các mỏ có giá trị công nghiệp đang được khai thác như Định Trung (Vĩnh
Phúc), Trại Mát (Lâm Đồng), Đèo Le (Quảng Nam). Hầu hết các mỏ thường có quy
mô nhỏ, trong số các tụ khoáng đã xác nhận chỉ có tụ khoáng Trại Mát thuộc loại
quy mô tương đối lớn. Một số nơi ở Đại Từ (Thái Nguyên), đã ghi nhận sự có mặt
của các tụ khoáng và điểm kaolin được thành tạo do quá trình phong hoá đá
gabbro.[5]
 Cao lanh trong vỏ phong hóa các đá phun trào axit: Kaolin thành tạo trong vỏ phong
hóa các đá phun trào ryolit, ryolit porphyr ở các hệ tầng Đồng Trầu, Khôn Làng,
Văn Chấn, Mang Yang và Đơn Dương. Loại hình này có quy mô nhỏ, chất lượng
đáp ứng yêu cầu cho sản xuất sứ, gốm nhẹ, gạch chịu lửa.[5]

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

9


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

 Cao lanh trong vỏ phong hóa trầm tích lục nguyên: Các tập cát bột kết, đá phiến,
cuội kết giàu felspat thuộc các hệ tầng Sông Chảy, Hà Giang, Long Đại, Bản Nguồn,
Nà Quảng, Hòn Gai, Đồng Đỏ, Đồng Hới trong điều kiện phong hóa thuận lợi, cũng

tạo thành các thân kaolin. Chúng thường phân bố trong địa hình đồi thoải, các dải
ruộng trũng và dưới các đụn cát ven biển. Quy mô thường nhỏ, chỉ có ý nghĩa công
nghiệp địa phương.[5]
 Cao lanh nguồn gốc trầm tích:
Cao lanh nguồn gốc trầm tích phân bố trong các trầm tích Đệ tứ không phân chia, hình thành
trong các thung lũng giữa núi, các bậc thềm sông và thềm ven bờ biển.
Cao lanh trầm tích có trong các thành tạo Pleistocen trung-thượng, Pliocen-Pleistocen ở các
thềm tướng sông, sông-biển, biển-sông, phân bố ở các địa hình đồng bằng có độ cao từ 15 đến
30 m, tập trung chủ yếu ở Đông Nam Bộ, điển hình là mỏ Đất Cuốc (Bình Dương).

Hình 1.4: Cao lanh ở Đất Cuốc( Bình Dương)
 Cao lanh nguồn gốc nhiệt dịch biến chất trong các đá phun trào axit
Các thân kaolin-pyrophyllit được thành tạo do sự tiếp xúc trao đổi giữa các dung dịch nhiệt
dịch với các đá phun trào ryolit, ryolit porphyr, felsit, tuf của hệ tầng Khôn Làng. Thành phần
khoáng vật gồm kaolinit, pyrophyllit, sericit, alunit, thạch anh. Các hoạt động đứt gãy khu vực
phương ĐB đã tạo nên các thân quặng lớn có giá trị công nghiệp. Điển hình là mỏ Tấn Mài
(Quảng Ninh).[5]
1.2.2

Đặc điểm chất lượng cao lanh ở nước ta

 Đặc điểm chất lượng cao lanh nguồn gốc phong hóa
Cao lanh phong hóa từ pegmatit: Đối với kaolin nguồn gốc phong hoá, chất lượng phụ thuộc
chủ yếu vào mức độ phong hoá và có sự biến đổi theo chiều thẳng đứng từ đới phong hoá mạnh
đến đới phong hoá yếu. Theo [1-3], kaolin phong hoá từ pegmatit có các đặc trưng sau:
 Đới phong hoá mạnh: Kaolin thường hạt mịn, giàu nhôm và hàm lượng sắt khá cao,
thường có màu vàng đến vàng sẫm. Độ thu hồi dưới rây 0,21 mm thay đổi từ 30 đến
60 %, trung bình dưới 40 %. Thành phần khoáng vật dưới rây 0,21 mm chủ yếu là
kaolinit (90-96 %), một ít là halloysit, metahalloysit, ít felspat và thạch anh. Thành
phần hoá học (%): Al2O3 = 34-39,5; Fe2O3 = 1-3,5; K2O+Na2O = 0,2-2.[5]

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

10


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

 Đới phong hoá trung bình: Kaolin thường có màu trắng, lượng oxit sắt giảm so với đới
phong hoá mạnh. Độ thu hồi dưới rây 0,21 mm từ 20 đến 50 %, trung bình 30-35 %.
Dưới rây < 0,21 mm, khoáng vật kaolinit chiếm 50-58 %, còn lại là hyđromica, felspat
và thạch anh. Thành phần hoá học (%): Al2O3 = 29-34; Fe2O3 = 0,5-2,5; K2O+Na2O =
2-4,5.
 Đới phong hoá yếu: Kaolin thường có màu trắng, hạt thô, cấu tạo dạng dăm, dạng bột.
Phần dưới rây 0,21 mm, khoáng vật chủ yếu là felspat, kaolinit, ít hyđromica. Thành
phần hoá học (%): Al2O3 = 18-24; Fe2O3 = 0,69; K2O+Na2O = 4,5-7.
Cao lanh phong hóa từ gabbro: Cao lanh phong hoá từ đá gabbro thường phân thành 3 đới theo
chiều thẳng đứng rõ rệt: đới phong hoá mạnh, đới phong hoá trung bình, đới phong hoá yếu và
có các đặc điểm như sau:
 Khả năng thu hồi kaolin dưới rây 0,21 mm là 40-60 %, trung bình 28-38 %.
 Độ trắng trung bình < 70 % và độ dẻo khoảng 10 %.
 Thành phần khoáng vật: gồm kaolinit, halloysit, metahalloysit, thạch anh và felspat, đôi
nơi có gibbsit.
 Thành phần hoá học (%): Al2O3 = 13,0-25; SiO2 = 43-75; Fe2O3 = 0,3-0,8.[5]
Cao lanh phong hoá từ đá phun trào axit và keratophyr: Kaolin phong hoá từ đá phun trào
axit như ở các mỏ Vệ Linh (Hà Nội), Phong Dụ (Quảng Ninh), Định Trung (Vĩnh Phúc), từ
keratophyr như ở mỏ Minh Tân (Hải Dương), nhìn chung, hạt rất mịn, thường có màu trắng,
trắng hồng. Độ thu hồi qua rây 0,21 mm là 50-90 %, trung bình khoảng 70 %.
Dưới rây 0,21 mm, kaolin có thành phần hoá học (%): Al2O3 = 15-22; SiO2 = 60-75; Fe2O3 =
0,8-2; MgO = 0,1-0,3; TiO2 = 0,03-0,11; K2O = 2,5-5; Na2O = 0,06-1,6 và MKN = 6-8.

Thành phần khoáng vật: kaolinit, thạch anh vi tinh, metahalloysit. Độ trắng trung bình 70 % và
độ dẻo là 8-16 %.[5]
Cao lanh phong hoá từ đá trầm tích và trầm tích biến chất: Đặc trưng cho kiểu kaolin
phong hoá từ đá trầm tích sét kết, bột kết, cát kết là các tụ khoáng và mỏ Bá Sơn, Văn Khúc
(Thái Nguyên), Phao Sơn (Hải Dương); phong hoá từ đá phiến sericit như mỏ Khe Mo (Thái
Nguyên) và mỏ Hoàng Lương (Vĩnh Phúc) và một số mỏ ở Lâm Đồng.
Đối với loại nguồn gốc này, kaolin thường có màu trắng, trắng xám, độ mịn cao. Thân quặng
thường dạng ổ hoặc dạng thấu kính. Độ thu hồi qua rây 0,21 mm là 20-80 %, trung bình 60 %.
Thành phần khoáng vật: kaolinit, hyđromica, thạch anh, limonit. Thành phần hoá học (%):
Al2O3 = 10-25, SiO2 = 40-85, Fe2O3 = 1-8.[5]
 Đặc điểm chất lượng cao lanh nguồn gốc trầm tích
Cao lanh nguồn gốc trầm tích thường phân bố tập trung ở các tỉnh thuộc Nam Bộ và ở một
số tỉnh Đông Bắc Bộ như mỏ Trúc Thôn (Hải Dương), Yên Thọ (Quảng Ninh), Tuyên Quang
.... Kaolin trầm tích có các đặc điểm sau:
Độ thu hồi dưới rây 0,21 mm là 20-30 % đối với các mỏ ở Đông Bắc Bộ và 60-80 % đối với
các mỏ ở Nam Bộ. Thành phần hoá học (%): Al2O3 = 10-37; SiO2 = 45-90; Fe2O3 = 0,5-7.
Thành phần khoáng vật: bao gồm kaolinit, hyđromica, thạch anh, limonit. Tài liệu thăm dò ở
các mỏ kaolin cho thấy hàm lượng Al2O3 rất cao, đạt từ 27 đến 37 %, độ dẻo lớn.[5]
Cao lanh trầm tích thường có thành phần hoá học, khoáng vật và độ thu hồi thuộc loại ổn
định đến không ổn định.
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

11


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

 Đặc điểm chất lượng cao lanh-pyrophyllit nguồn gốc nhiệt dịch - biến chất trao đổi
Tổng hợp tài liệu điều tra thăm dò địa chất đã tiến hành ở vùng Tấn Mài (Quảng Ninh), ta
thấy thành phần cao lanh-pyrophyllit vùng Tấn Mài như sau (%): Al2O3 = 10-39; SiO2 = 40-50;

Fe2O3 = 0,01-0,07; MgO = 0,05-0,5; CaO = 0,05-1,4; TiO2 = 0,03-1; K2O = 0,16; Na2O = 0,11,3; MKN = 1,4-2,1.
Trong các thân quặng tồn tại 4 loại quặng tự nhiên: kaolin, pyrophyllit, alunit và quarzit cao
nhôm.
Tóm lại, từ các dẫn liệu trên ta thấy chất lượng kaolin tự nhiên của nước ta chưa cao do hàm
lượng Al2O3 thấp; phần lớn các tụ khoáng đã được tìm kiếm, thăm dò có hàm lượng nhỏ hơn
30 %. Hàm lượng Fe2O3 thường cao hơn so với kaolin thương phẩm.[5]

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

12


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN CAO LANH HIỆN NAY
2.1 VỊ TRÍ, TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC HIỆN NAY
2.1.1

Vị trí các mỏ cao lanh ở nước ta hiện nay

Để bổ sung nguồn nguyên liệu cao lanh cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
thì các mỏ cao lanh ở nước ta cần phải được quy hoạch, thăm dò và đánh giá một cách hợp lý.
Các mỏ cao lanh ở nước ta phân bố khá đồng đều trên diện tích cả nước từ miền Bắc vào
Nam:
 Khu vực miền bắc:
- Gồm các khu mỏ tập trung dọc theo đới sông hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ như khu Thanh
Vân, Thanh Ba (Phú Thọ) và Đại Minh, Yên Bình (Yên Bái).


Mỏ cao lanh Bắc Lý: Với trữ lượng khoảng 19 triệu tấn, mỏ Cao lanh (kaolin) Bắc Lý,

tỉnh Quảng Bình là một trong những mỏ Cao lanh lớn của Việt Nam (chiếm khoảng
gần 10% trữ lượng quốc gia), có thể khai thác công nghiệp trong nhiều năm, đã được
Tập đoàn B.G.M Cộng hoà Séc đầu tư và khai thác từ năm 2011.

Hình2.1: Khai thác cao lanh ở mỏ Bắc Lý, Quảng Bình
- Ngoài ra còn có các các vùng mỏ có quy mô lớn như kaolin-pyrophyllit Tấn Mài, Pẹc Sè
Lẻng (tỉnh Quảng Ninh), mỏ cao lanh Bắc Lý (tỉnh Quảng Bình), vùng mỏ kaolin Thạch
Khoán (tỉnh Phú Thọ), mỏ kaolin Sơn Mãn (tỉnh Lào Cai)

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

13


LVTN ĐH- Tháng 1/2014







Vùng mỏ Thạch Khoán, nơi tập trung khá nhiều mỏ đã được thăm dò, cao lanh phong
hoá từ pegmatit nên chất lượng khá tốt có thể đầu tư mở rộng khai thác nâng sản lượng
hàng năm.
Vùng mỏ Tấn Mài đã được tìm kiếm thăm dò, trữ lượng cấp B+C1 (121+122) đã đánh
giá là 15,375 triệu tấn, có thể đầu tư khai thác công nghiệp để tăng sản lượng khai thác
phục vụ cho nhu cầu sản xuất xi măng, gốm sứ trong nước và xuất khẩu.
Mỏ cao lanh Bắc Lý đã được thăm dò đánh giá trữ lượng cấp B+C1 (121+122) đạt 18,825
triệu tấn có thể khai thác quy mô công nghiệp lớn trong nhiều năm.[5]

 Khu vực miền trung:
Các điểm kaolin vùng Bốt Đỏ như A Sầu, Hồng Vân, A Lưới (Thừa Thiên Huế) nhằm bổ
sung nguồn tài nguyên cho vùng mỏ khi tiến hành khai thác công nghiệp. Theo tài liệu hiện có
kaolin ở đây chất lượng khá tốt, điều kiện khai thác thuận lợi.
- Mỏ kaolin Long Mỹ (Bình Định) đã đánh giá trữ lượng cấp C1 (122) đạt 10,1 triệu tấn, có thể
tổ chức khai thác công nghiệp.
 Khu vực phía nam
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày một lớn kaolin chất lượng cao cho sản xuất đồ gốm ở khu
vực phía nam cần đầu tư thăm dò các mỏ Trại Mát, Đà Lạt (Lâm Đồng), mỏ Chánh Lưu (Bình
Dương) và các khu mỏ ở tỉnh Bình Phước
- Mỏ kaolin Chánh Lưu, Tân Lập (Bình Dương) đã được thăm dò và tính trữ lượng cấp
B+C1 (121+122) đạt hơn 6 triệu tấn, điều kiện khai thác lộ thiên thuận lợi, cần đầu tư khai
thác công nghiệp. Nằm trong cụm mỏ cao lanh Đất cuốc, có nguồn gốc trầm tích. Sản lượng
khai thác 100.000 m3/năm. Sản phẩm cao lanh nguyên khai và chế biến đã cung cấp nhiều
năm trên các lĩnh vực sản xuất gốm sứ, ceramic, vật liệu chịu lửa, công nghệ giấy, mỹ phẩm,
cao su và chất độn cho các nhà máy sản xuất phân bón.[5]
- Mỏ cao lanh ở xã Minh Long, Huyện Chơn Thành, Tỉnh Bình Phước có:
Đặc điểm cấu tạo thân khoáng
Thân khoáng cao lanh nằm trong trầm tích của hệ tầng Bà Miêu phân bố trên toàn bộ diện tích
khu thăm dò là 49ha và tất cả các lỗ khoan đều gặp thân khoáng cao lanh.
Mặt cắt địa tầng từ trên xuống như sau:
+ Lớp đất phủ gồm cát bột sét màu xám nhạt, bở rời, đôi chỗ có lẫn ít rễ cây và mùn thực vật
+ Thân khoáng cao lanh gồm: Cát bột cao lanh (độ thu hồi qua rây 0,1mm từ 20-70%), sét cao
lanh chứa ít cát hạt mịn (độ thu hồi qua rây 0,1mm > 70%), cát bột chứa ít cao lanh (độ thu hồi
qua rây 0,1mm < 20%), một số nơi chứa các thấu kính cát bột, cát sạn.
Trong thân khoáng dựa vào tỷ lệ thu hồi cao lanh dưới rây 0,1mm của các mẫu phân tích cho
thấy cao lanh tại ấp 1, xã Minh Long màu xám trắng, màu xám phớt xanh. Cao lanh sau khi lọc
qua cỡ rây 0,1mm có độ trắng đạt từ 68,3 đến 73,1%.
+ Phần dưới là sét bột màu vàng loang lổ, cát sạn màu vàng chứa kết vón laterit màu nâu.

Trữ lượng cao lanh:
Căn cứ vào mạng lưới thăm dò cũng như mức độ phân bố cao lanh và mức độ nghiên cứu mẫu
có thể khoanh nối khối trữ lượng cao lanh cấp 121 và 122.
Nguồn: Báo cáo thăm dò cao lanh tại khu vực ấp1, Minh Long, Chơn Thành, Bình Phước
Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

14


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

Kết quả tính trữ lượng cao lanh khô dưới rây 0,1mm, cấp 121 là 2.802 ngàn tấn, cấp 122 là 6.772
ngàn tấn, cộng cấp 121 + 122 là 9.574 ngàn tấn.
Tỷ lệ cấp 121: (121+122) đạt 22,83%. [1]

2.1.2

Hình2.2: Cao lanh Minh Long( Bình Phước)
Trữ lượng khoáng sản và khai thác hằng năm

Cao lanh là một trong số khoáng chất công nghiệp được loài người biết đến và sử dụng từ
lâu. Ngày nay, cao lanh vẫn được đánh giá là nguyên liệu quan trọng và sử dụng rộng rãi trong
nhiều ngành công nghiệp khác nhau, như làm nguyên liệu chính để sản xuất gốm sứ, gạch chịu
lửa, làm chất độn trong công nghiệp sản xuất giấy, sơn, phân bón, cao su, chất dẻo v.v... cao
lanh phân bố khá rộng rãi và phổ biến ở nhiều nơi trên lãnh thổ nước ta, tập trung chủ yếu ở các
khu vực: Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ.
Tuy nhiên, một thực tế diễn ra trong thời gian qua là do nhu cầu sử dụng nguyên liệu khoáng
ngày càng nhiều và đa dạng, nên việc khai thác, sử dụng tài nguyên khoáng sản nói chung, cao
lanh nói riêng, ở nước ta ngày càng phát triển ồ ạt, thiếu quy hoạch và đặc biệt là sử dụng chưa
hợp lý, gây lãng phí tài nguyên và ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái. Do đó, việc đánh

giá một cách đầy đủ và toàn diện về tiềm năng tài nguyên kaolin làm cơ sở định hướng công
tác thăm dò khai thác và phân vùng theo lĩnh vực sử dụng hợp lý phục vụ phát triển kinh tế xã
hội bền vững là cần thiết.
Tổng tài nguyên và trữ lượng cao lanh ở 67 tụ khoáng, mỏ và điểm quặng đã được tìm kiếm
thăm dò ở cấp B+C2+C2 (cũ), tương đương cấp 121+122+333, là 267.919.000 tấn, trong đó trữ
lượng cấp B+C1(cấp 121+122) là 69.162.000 tấn, trong đó:
- Tổng tài nguyên và trữ lượng cao lanh ở các mỏ nguồn gốc trầm tích và phong hoá là
196.251.000 tấn cấp B+C1+C2 (cũ), trong đó cấp B+C1 (tương ứng cấp 121+122) là 53.325.000
tấn.
- Tổng tài nguyên và trữ lượng cao lanh trong các mỏ nguồn gốc nhiệt dịch - biến chất trao đổi
là 71.668.000 tấn ở cấp B+C1+C2 (cũ), trong đó cấp B+C1 (cấp 121+122) là 15.837.000 tấn. [5]
Với số lượng tài nguyên và trữ lượng cao lanh đã tìm kiếm thăm dò nêu trên, ta thấy Việt
Nam là nước có tiềm năng lớn về nguyên liệu cao lanh ở vùng châu Á, Thái Bình Dương và chỉ
đứng sau Trung Quốc và Ấn Độ.
Trong những năm gần đây, do chính sách đổi mới của nhà nước, nền kinh tế nước ta liên
tục tăng trưởng mạnh mẽ. Trong đó, việc khai thác và chế biến cao lanh phục vụ các ngành
công nghiệp như gốm sứ, sơn, giấy, phân bón, cao su,… ngày càng trở nên cấp thiết. Tuy
nhiên, việc khai thác và chế biến cao lanh ở nước ta diễn ra một cách tự phát, bừa bãi, nhỏ lẻ,
theo phương pháp thủ công là chính, trong đó phần lớn là khai thác và bán cao lanh theo dạng
nguyên khai, làm lãng phí một lượng tài nguyên rất lớn của quốc gia.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

15


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

Hiện tại, nhu cầu đòi hỏi các sản phẩm gốm sứ, cao su, sơn, nhựa, giấy,… với chất lượng
cao đang tăng mạnh trong và ngoài nước. Đây là các ngành công nghiệp chủ lực của Việt

Nam do có lợi thế về lao động có tay nghề cao và nhận được chính sách ưu đãi phát triển của
Chính phủ nên có tốc độ tăng trưởng rất mạnh và có sức cạnh tranh lớn so với các sản phẩm
cùng loại trên thị trường của các nước trong khu vực. Do đó, nhu cầu về nguyên liệu kaolin
hiện nay là rất lớn. Để đáp ứng được các nhu cầu sản phẩm chất lượng cao, thì phải áp dụng
công nghệ tiên tiến đòi hỏi nguyên liệu kaolin phải có tính ổn định và đồng nhất về thành
phần khoáng, thành phần hóa và cỡ hạt.
Từ năm 1959 trở lại đây, số lượng cao lanh đã khai thác được dùng chủ yếu cho các ngành công
nghiệp trong nước. Hiện tại chưa đủ số liệu để thống kê về sản lượng khai thác hàng năm.
Nhưng với nhu cầu của các ngành sử dụng cao lanh trong thời gian qua,có thể ước đoán mỗi
năm khai thác khoảng 200.000 tấn. Giả thiết số liệu ước đoán là sát thực tế, thì số lượng cao
lanh đã khai thác trong 40 năm qua khoảng 8 triệu tấn.[5]
Các số liệu nêu trên cho thấy nước ta có tiềm năng lớn về nguồn nguyên liệu cao lanh,
mặt khác điều kiện khai thác rất thuận tiện, nhưng sản lượng khai thác hàng năm còn rất
khiêm tốn, chưa tương xứng với tiềm năng và nhu cầu sử dụng hiện nay. Vì vậy, cần đầu tư
công nghệ khai thác, chế tuyển hợp lý để nâng cao sản lượng và chất lượng sản phẩm cao lanh
thương phẩm nhằm đáp ứng không chỉ cho nhu cầu sử dụng trong nước mà còn có thể xuất
khẩu. Mặt khác, nhu cầu tiêu thụ nguồn nguyên liệu cao lanh trong nước và xuất khẩu ngày
càng gia tăng. Song, công nghiệp khai khoáng còn lạc hậu, chủ yếu bằng phương pháp thủ
công và bán cơ giới, nên sản lượng thấp, mức độ tổn thất tài nguyên khá lớn. [5]
2.2 QUY TRÌNH KHAI THÁC VÀ HỆ THỐNG KHAI THÁC
2.2.1

Mở vỉa

Mở vỉa là công tác đầu tiên nhằm tạo nên hệ thống đường vận tải, đường liên lạc nối từ mặt
bằng sân công nghiệp đến các vị trí khai thác. Bên ngoài là đường giao thông nối với hệ thống
giao thông của khu vực.
Đào hố dốc xuống moong khai thác: Trong quá trình khai thác phải bóc đất phủ để khai thác
tầng cao lanh bên dưới. Do đó phải tính toán góc ổn định bờ moong cho tất cả các lớp đất có
mặt trong mỏ. Góc dốc bờ moong khai thác được tính theo công thức sau:

Tg α = tg φ/η + c/γH
Trong đó:
α: Góc dốc bờ moong khai thác (độ)
φ: Góc ma sát trong của đất (độ)
η: Hệ số an toàn
C: Lực dính kết của đất (tấn/m2)
H: Chiều cao bờ moong khai thác tính đến cao độ (m)
γ: Dung trọng tự nhiên của đất (tấn/m3)
Với tính chất xen kẹp của các lớp cao lanh chứa ít cát, cát chứa ít cao lanh, thông số được chọn
tính toán ổn định bờ moong của các lớp được lấy theo số liệu trung bình của các lớp
Khi khai thác, góc dốc của từng bậc bờ moong không được quá giới hạn tính toán.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

16


LVTN ĐH- Tháng 1/2014

Hào dốc xuống moong khai thác được đào trong tầng đất phủ và cao lanh. Khối lượng đào được
tính trong khối lượng khai thác hàng năm của mỏ. Khối lượng đào trong tầng khai thác đầu tiên
được tính theo công thức:
V = H02/i * (b/2 + H0cotg α/3), (m3)
Trong đó:
- H0 là chiều sâu hào đào
- i độ dốc dọc của hào
- b chiều rộng đáy hào
- α là góc dốc thành hào
2.2.2

Phân chia giai đoạn khai thác

Theo thời gian:
+ Giai đoạn xây dựng cơ bản mỏ: giai đoạn xây dựng cơ bản mỏ bắt đầu từ khi động thổ khai
thác đến hết năm khai thác đầu tiên.
+ Giai đoạn khai thác đạt công suất thiết kế: sau khi kết thúc công tác xây dựng cơ bản mỏ, bắt
đầu giai đoạn khai thác đạt công suất thiết kế.
+ Giai đoạn đóng cửa mỏ, kết thúc khai thác: Giai đoạn đóng cửa mỏ, kết thúc khai thác được
thực hiện trong thời gian 0,5 năm kể từ khi kết thúc giai đoạn khai thác đạt công suất thiết kế.
Công tác đóng cửa mỏ có thể thực hiện từng phần trong các năm khai thác của mỏ tại các khu
vực đã kết thúc khai thác.
Trình tự khai thác:
- Trình tự khai thác được xác định phù hợp với điều kiện địa hình khu mỏ và hệ thống khai thác
đã chọn, khai thác từ trên xuống dưới theo lớp bằng với chiều cao tầng tối đa bằng chiều cao
xúc của thiết bị, khai thác cuốn chiếu.
- Moong khai thác được phân chia thành các lô khai thác độc lập nhau với mục đích cách ly
lượng nước chảy vào các lô nhằm giảm khối lượng nước phải bơm tháo khô mỏ.
2.2.3

Hệ thống khai thác

Xét điều kiện địa chất mỏ, kỹ thuật công nghệ, khả năng thiết bị thi công cũng như công suất
khai thác, hệ thống khai thác thường được chọn là khai thác theo lớp bằng, vận tải trực tiếp trên
tầng, sử dụng bãi thải trong.
Các thông số của hệ thống khai thác được lựa chọn đảm bảo các yếu tố kỹ thuật của thiết bị
khai thác và yếu tố an toàn bảo vệ bờ mỏ.
Tính toán các thông số của hệ thống khai thác:
- Chiều cao tầng khai thác (Ht): Chiều cao tầng khai thác được lấy phù hợp với góc nghiêng
sườn tầng khai thác và chiều cao xúc của máy xúc thủy lực gầu ngược.
- Chiều cao tầng kết thúc (Hkt): Chiều cao tầng kết thúc lấy bằng chiều cao tầng khai thác 5m.

- Góc nghiêng sườn tầng khai thác (αt): do tính chất biến đổi liên tục của gương khai thác, góc
nghiêng sườn tầng khai thác lấy bằng 270.

Nguyễn Nhật Thanh - 90904576

17