Nghiên cứu đặc điểm bùn thải công nghiệp khai thác, chế biến quặng thiếc và đề xuất giải pháp quản lý, tái sử dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Vũ Thị Hồng Nguyệt

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN
LƢU TRỮ NƢỚC CẤP ĐẾN HÀM LƢỢNG
CÁC HỢP CHẤT NIT
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BÙN THẢI CÔNG NGHIỆP
KHAI THÁC, CHẾ BIẾN QUẶNG THIẾC VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, TÁI SỬ
DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2017
Hà Nội – 2017

i


Hà Nộ i – 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Vũ Thị Hồng Nguyệt

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BÙN THẢI CÔNG NGHIỆP
KHAI THÁC, CHẾ BIẾN QUẶNG THIẾC VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, TÁI SỬ DỤNG
Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số: 8440301.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Ngô Vân Anh
TS. Ngô Thị Lan Phƣơng

ii

Hà Nộ i – 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nghiên cứu nào khác.
Tác giả luận văn

Vũ Thị Hồng Nguyệt

iii


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tác giả đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của

PGS. TS Nguyễn Thị Hà, TS. Ngô Vân Anh và TS. Ngô Thị Lan Phƣơng, những
ngƣời thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn và chỉ dẫn những định hƣớng nghiên cứu, kiến
thức chuyên môn và hơn hết là truyền cho tác giả lòng đam mê khoa học và tinh
thần tự giác trong học tập nghiên cứu. Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu này với các thầy, những ngƣời đã hết lòng giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Em xin cảm ơn để tài KC 08.18/16-20 “Nghiên cứu xây dựng mô hình công
nghệ khả thi quy mô pilot để xử lý bùn thải công nghiệp giàu kim loại nặng theo
hƣớng tận thu tài nguyên, tiết kiệm năng lƣợng” đã hỗ trợ trong quá trình thực hiện
khóa luận.
Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy, cô và tập thể cán bộ Khoa Môi
trƣờng trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã đóng góp những ý kiến chân
thành, bổ ích để giúp tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới các học viên nơi tác giả học tập, đã giúp
đỡ và đóng góp ý kiến cho tác giả trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu để
hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời thân yêu trong gia
đình, đã luôn ở bên cạnh và động viên tác giả cả về vật chất và tinh thần để tác giả
vững tâm hoàn thành luận văn của mình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về tất cả sự giúp đỡ quý báu này!
Tác giả luận văn

iv


MỤC LỤC
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài................................................................................................ 2
3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 2
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN...................................................................................... 3

1.1

Tổng quan về địa hóa, khoáng vật thiếc và công nghệ tuyển quặng thiếc........3

1.1.1

Tính chất...................................................................................................... 3

1.1.2

Đặc điểm khoáng vật.................................................................................... 3

1.1.3

Đặc điểm địa hóa.......................................................................................... 7

1.1.4

Kinh tế nguyên liệu khoáng.......................................................................... 8

1.1.5

Công dụng.................................................................................................... 8

1.2

Tổng quan về hiện trạng phát sinh bùn thải từ ngành công nghiệp khai

khoáng, chế biến quặng thiếc tại Việt Nam............................................................... 9
1.2.1

Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc

trên thế giới............................................................................................................... 9
1.2.2

Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng thiếc

tại Việt Nam............................................................................................................ 11
1.3. Hiện trạng quản lý và các công nghệ xử lý bùn thải khai khoáng.................... 16
1.3.1. Các hình thức khai thác, chế biến khoáng sản............................................... 16
1.3.2. Công nghệ khai thác và tuyển khoáng........................................................... 17
1.3.3. Hiện trạng quản lý khai thác và chế biến khoáng sản.................................... 18
Chƣơng 2- ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 33
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu...................................................................................... 33
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................. 37
2.2.1. Phƣơng pháp thu thập, tổng quan tài liệu.................................................. 37
2.2.2. Phƣơng pháp kế thừa:............................................................................... 37
2.2.3. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa:............................................... 37
2.2.4. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:......................................39

v


2.2.5. Phƣơng pháp phân tích, xử lý số liệu:....................................................... 43
Chƣơng 3- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................. 44
3.1. Đánh giá về lƣợng bùn thải giàu phát sinh tại khu vực nghiên cứu Quỳ Hợp,
Nghệ An.................................................................................................................. 44
3.2. Đánh giá đặc điểm bùn thải tại Huyện Quỳ Hợp, Nghệ An..............................48
3.3. Đề xuất phƣơng án công nghệ xử lý................................................................ 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 62

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1. Bảng thống kê các khoáng vật chứa thiếc................................................4
Bảng 1. 2. Trữ lƣợng thiếc thế giới (tấn, 2011) [24].................................................9
Bảng 2. 1. Trữ lƣợng mỏ thiếc................................................................................ 36
Bảng 2. 2. Danh mục các mẫu chuẩn làm việc theo từng nguyên tố.......................42
Bảng 3. 1. Các mỏ thiếc tại Nghệ An...................................................................... 47
Bảng 3. 2. Kết quả phân tích thành phần và tính chất mẫu bùn tại Quỳ Hợp, Nghệ
An........................................................................................................................... 48
Bảng 3. 3. Tỷ lệ thu hồi một số kim loại nặng ở các nồng độ axit khác nhau..........57

vii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Tinh thể cassiterit.....................................................................................4
Hình 1. 2. Tinh thể stannin........................................................................................4
Hình 1. 3. Sản lƣợng khai thác thiếc trên thế giới theo thời gian (nghìn tấn)..........10
Hình 1. 4. Sản lƣợng khai thác thiếc qua các thời kỳ [9]........................................ 14
Hình 3. 1. Sơ đồ công nghệ tuyển đối với quặng thiếc sa khoáng...........................44
Hình 3. 2. Sơ đồ công nghệ tuyển đối với quặng thiếc gốc..................................... 45
Hình 3. 3. Mẫu bùn thải Công ty Tan Hoàng Khang............................................... 49
Hình 3. 4. Mẫu bùn thải Xí nghiệp Bản Cô.............................................................................. 47
Hình 3. 5. Mẫu bùn thải công ty Hà An................................................................... 50
Hình 3. 6. Mẫu bùn thải công ty Thiên Hoàng........................................................................ 48

Hình 3. 7. Mẫu bùn thải Xí nghiệp Suối Bắc........................................................... 51
Hình 3. 8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tỷ lệ thu hồi kim loại................................ 58

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

STT
1
2
3
4
5
6
7
8


ix


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Công nghiệp khai khoáng là một trong những ngành công nghiệp hàng đầu
góp phần quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất nƣớc ta.
Nhƣng song song với sự phát triển vƣợt bậc về kinh tế là những vấn đề tiêu cực về
môi trƣờng phát sinh. Hậu quả từ việc khai thác, chế biến khoáng sản không tuân
theo quy định đó chính là ô nhiễm môi trƣờng – là một trong những vấn nạn của

nƣớc ta thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Quá trình làm giàu khoáng kim loại nặng đã tạo ra một lƣợng lớn bùn thải có
chứa các hóa chất dùng trong tuyển quặng. Quá trình đổ thải trực tiếp bùn thải giàu
kim loại hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu vào môi trƣờng là nguyên
nhân gây ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực khai thác. Ngoài ra, sự tích tụ chất thải
rắn do tuyển rửa trong lòng hồ, suối khe có thể làm thay đổi dòng chảy, dung tích
nƣớc, biến đổi chất lƣợng nƣớc gây hại đổi với môi trƣờng sống của con ngƣời và
sinh vật.
Bên cạnh đó, một trong những định hƣớng quan trọng đang đƣợc nƣớc ta
cũng nhƣ các quốc gia trên thế giới quan tâm đó là vấn đề tận thu và sử dụng có
hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản. Hiện nay, bùn thải hoặc các sản phẩm trung
gian ở Việt Nam chƣa đƣợc xử lý tận thu triệt để, dẫn đến tình trạng mất mát đáng
kể về thiếc cũng nhƣ một số khoáng sản có ích khác vẫn còn phổ biến.
Hoạt động khai thác, chế biến thiếc tại Việt Nam chủ yếu là hoạt động sản
xuất, các biện pháp bảo vệ môi trƣờng áp dụng còn hạn chế. Do vậy, Môi trƣờng
xung quang khu vực này đang bị ô nhiễm rất nghiêm trọng.
Nhận thức đƣợc vấn đề này, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm bùn
thải công nghiệp khai thác, chế biến quặng thiếc và đề xuất giải pháp quản lý, tái
sử dụng” nhằm xác định hiện trạng trạng thải, đặc tính bùn thải công nghiệp khai
thác, chế biến quặng thiếc chứa kim loại nặng. Trên cơ sở đó, đề xuất một số giải
pháp quản lý, tận dụng bùn thải công nghiệp phù hợp, tiết kiệm năng lƣợng cho các
khu công nghiệp khai khoáng, chế biến kim loại nặng.
1


2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá hiện trạng thải, đặc điểm bùn thải công nghiệp khai khoáng, chế
biến quặng thiếc.
-

Đề xuất một số giải pháp quản lý, công nghệ xử lý và tận dụng bùn thải

công nghiệp phù hợp, tiết kiệm năng lƣợng.

3.

Nội dung nghiên cứu
Đánh giá hiện trạng bùn thải công nghiệp khái thác, chế biến quặng
thiếc.
chế

Phân tích các chỉ tiêu đặc trƣng của bùn thải công nghiệp khai thác,

biến quặng thiếc: Độ ẩm, thành phần cấp hạt, Thành phần kim loại: Cu, Ni, Cr, Cd,
Pb…Thành phần hữu cơ, khoáng vật (nếu có) và nhiệt trị.
-

Đề xuất một số giải pháp quản lý, công nghệ xử lý và tận dụng bùn thải

công nghiệp phù hợp, tiết kiệm năng lƣợng.


2


Chƣơng 1 - TỔNG QUAN
1.1

Tổng quan về địa hóa, khoáng vật thiếc và công nghệ tuyển quặng thiếc

1.1.1 Tính chất
Thiếc là kim loại mềm, có màu trắng bạc, dễ dát thành lát mỏng 0,005mm. Sn
đƣợc ƣa chuộng trong kỹ thuật và đời sống do Sn có sức chống ăn mòn cao, muối
Sn không độc, Sn dễ nấu chảy và có thể luyện thành hợp kim cao cấp.
1.1.2 Đặc điểm khoáng vật
Thiếc tồn tại trong khoáng vật thuộc các nhóm oXt, sulfostanat, surful, silicat,
borat và niobat. Khoáng vật quan trọng nhất của thiếc là cassiterit (SnO 2) chứa 6978 % Sn, stannin (Cu2FeSnS4) chứa 19-24 % Sn, tilit (PbSnS 2) chứa 30,4 % Sn,
cylinđrit (Pb3Sn4Sb2S14) chứa khoảng 25,12 % Sn, franckeit (Pb3Sn4Sb2S14) chứa
từ 9,5 - 17,1 % Sn. Tuy nhiên, chỉ có cassiterit và stannin là tạo thành tụ khoáng.
Cassiterit là khoáng vật bền vững trong điều kiện phong hóa, do vậy có thể tạo nên
những mỏ sa khoáng lớn, ngƣợc lại stannin rất dễ bị phá hủy, cho nên chỉ tồn tại
trong quặng gốc.
Cassiterit (SnO2) với thành phần: Sn = 78,62%; O = 21,38%; tỷ trọng 6,8 –
7,1; độ cứng 6 – 7 . Trong thực tế luôn có Fe, Mn, Ta, Nb, In, Ge, Be, Zr, SiO 2 đôi
khi có cả V, Ni, Sb, Se… Tinh thể có dạng lăng trụ thƣờng hình kim đôi khi có dạng
tháp đôi. Các mặt lăng trụ thƣờng vết thẳng đứng, còn các mặt của hình tháp lại có
vết khía song song với các cạnh của chúng. Rất hay gặp các song tinh cassiterit.
Ngoài dạng kết tinh, còn có dạng khác của cassiterit, đó là dạng thiếc thớ gỗ. Thiếc
thớ gỗ thƣờng có dạng nhũ hình quả lê, hình giọt nƣớc với cấu tạo tỏa tia đồng tâm
do các gel SnO2 đông kết.
Stannin (Cu2FeSnS4) với thành phần lý thuyết: Cu = 29,6%, Fe = 13%, Sn =
27,6%, S = 29,8%; tỷ trọng 4,3 – 5,2; độ cứng 3 – 4. Hàm lƣợng thiếc thực tế biến
động từ 24,08 – 29,08%; thƣờng có Zn (đến 8,71%), Cd (đến 0,83%), Bi (đến
0,2%), Sb (0,2%), đôi khi có Pb và Ag. Stannin thƣờng rất ít gặp so với cassiterit;
nó thƣờng chỉ có mặt trong các thành tạo quặng thiếc thuộc thành hệ cassiterit –
surful. Ngoài ra, ngƣời ta còn tìm thấy gần 40 khoáng vật khác nhau có chứa thiếc,
3


tuy nhiên các khoáng vật này ít phổ biến, và nếu có thì cũng không đủ hàm lƣợng

để khai thác công nghiệp. Hàm lƣợng thiếc tùy thuộc vào thành phần hóa học của
khoáng vật.

Hình 1. 1. Tinh thể cassiterit

Tên khoáng vật
Cassiterite
Oulankaite
Canfieldite
Kuramite
Ferrokesterite
Stannite
Kesterite
Cernyite
Velikite
Hocassiteritrtite
Pirtquitasite
Sakuraiite
Petrukite
Rhodostannite
Toyohaite


Stannoidite
Volfsonite
Chatkalbitite
Mawsonite
Hemuscovitsite
Kiddcreekite
Vinciennite

Nekrasovite
Colusite
Stibiocolusite
Herzenbergite
Stistaite
Mohite
Tealbitlite
Surfulredaite
Potosiite
Levyclaudite
Franckeite
Cylindrite
Yuanjiangite
Ottemannite
Berndtite
Vurroite
Tên khoáng vật
Cassiterite
Oulankaite
Canfieldite
Kuramite
Ferrokesterite
Stannite
Kesterite



Cernyite
Velikite
Hocassiteritrtite

Pirtquitasite
Sakuraiite
Petrukite
Rhodostannite
Toyohaite
Stannoidite
Volfsonite
Chatkalbitite
Mawsonite
Hemuscovitsite
Kiddcreekite
Vinciennite
Nekrasovite
Colusite
Stibiocolusite
Herzenbergite
Stistaite
Mohite
Tealbitlite
Surfulredaite
Potosiite
Levyclaudite
Franckeite
Cylindrite
Yuanjiangite
Ottemannite
Berndtite
Vurroite
(Khoáng sản đại cương [24])

6


1.1.3

Đặc điểm địa hóa

Thiếc có tên Latinh là stannum, ký hiệu Sn, là nguyên tố hóa học nhóm IV
trong hệ thống tuần hoàn Mendeleev.
Thiếc kim loại có màu trắng bạc, kết tinh ở dạng tứ diện. Khối lƣợng nguyên
tử 118,69. Trọng lƣợng riêng 7,3g cm . Nhiệt độ chảy 231,9 C. Nhiệt độ sôi 2270 C.
Thiếc thuộc kim loại khan hiếm.
Thiếc có hai dạng thụ hình là αSn và βSn. Ở nhiệt độ thƣờng, thiếc tồn tại ở
dạng βSn, đó là một loại thiếc trắng mà mọi ngƣời đều biết. Ở nhiệt dộ dƣới +13,2
C, αSn bền hơn, là một loại bột dạng tinh thể rất mịn có màu xám. Thiếc trắng (βSn)
biến thành thiếc xám (αSn) xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ -33 ºC. Quá trình biến hóa đó
mang một cái tên hình tƣợng là “bệnh dịch hạch thiếc”.
Sn có trị số Clack 2,5.10-4%. Sn có 10 đồng vị với mức độ phổ biến %: Sn
0,96%; Sn
Sn

119

114

- 0,66%; Sn

- 8,58%; Sn

120

115

116

- 0,35%; Sn

- 14,3%; Sn

122

124

- 32,85%; Sn

- 4,72%; Sn

117

- 7,61%; Sn

118

112

-

- 24,04;

- 5,94%.

Thiếc có tính bền hóa học cao, trong đá magma aXt cao hơn đá mafic. Ở nhiệt
độ dƣới 100 ºC thiếc không bị oxy hóa, ở bề mặt bị phủ một lớp mỏng SnO 2. Thiếc
đẩy hydro rất chậm từ dung dịch pha loãng H2SO4 và HCl, tan nhanh trong H2SO4
nóng đậm đặc và kiềm đậm đặc, tan trong HNO 3 ngay cả trong dung dịch nóng và
4+

2+

nguội. Trong các hợp chất, thiếc có hóa trị Sn và Sn . Trong điều kiện nội sinh,
thiếc di chuyển đƣợc nhờ có F và B liên quan với hoạt động magma aXt.
Thiếc là nguyên tố linh động, dễ di chuyển vì bản chất hai mặt, vừa là ion
dƣơng trong muối đơn và phức, vừa là ion âm trong stanat và sulfostanat, nên dung
dịch chứa thiếc có thể di chuyển đi xa lên phần trên của vỏ Trái đất. Có lẽ vì thế mà
khoáng hoá thiếc liên quan với magma aXt có thể đi lên phần cao nhất của vỏ Trái
đất, tồn tại trong vỏ sial, hoặc đến phần nóc của thể magma liên quan với chúng. Ở
dƣới sâu bên dƣới vỏ sial, các đá magma nghèo hoặc không có thiếc.
Thiếc là nguyên tố lƣỡng tính, vừa có tính ƣa đá vừa có tính ƣa đồng. Kích
thƣớc bán kính ion Sn
Ti

4+

4+

5+

5+

(0,074m) gần với kích thƣớc bán kính ion Nb , Ta , và

nên thƣờng tạo thành những hỗn hợp đồng hình trong các titanat và tatalo –
7


niobat cũng nhƣ dƣới dạng hỗn hợp đồng hình của thiếc trong quặng xám (đến
1,5%).
Tính ƣa đá của thiếc thể hiện ở sự thƣờng xuyên có mặt trong các khoáng vật
tạo đá nhƣ biotit, muscovit, felspat, sphen, hiếm hơn còn gặp trong amphibol,
pyroxen, granat.
Trong môi trƣờng axit tính ƣa đồng thể hiện ở sự tham gia của Sn

4+

trong các

phức anion thành tạo stanat và sulfostanat. Ngoài ra thiếc còn có mặt trong các hợp
phần của bor (gunsit, nordensendin…) và các khoáng vật skarn khác.
1.1.4 Kinh tế nguyên liệu khoáng
Các mỏ rất lớn có trữ lƣợng >100 ngàn tấn, lớn 25 - 100 ngàn tấn, trung bình 5
- 25 ngàn tấn, nhỏ <5 ngàn tấn. Quặng Sn giàu có ở các mỏ nguyên sinh chứa >1%
Sn, trung bình 1 - 0,4%, nghèo 0,1- 0,04%. Các mỏ sa khoáng đƣợc khai thác khi
3

hàm lƣợng Sn 100 - 200g/m . Trữ lƣợng Sn cơ sở của thế giới: 10 triệu tấn. Sản
lƣợng khai thác năm 1993: 175 ngàn tấn. Giá thành: 4.900USD/tấn.
Nƣớc sản xuất chủ yếu (%): Trung Quốc (24), Brazin (10), IndoneXa (14,3),
Bolivia (8,6), Thái Lan (8), Malaysia (8).
1.1.5 Công dụng
Từ năm 1820 do biết đƣợc cách chế tạo sắt tây nên Sn đã trở thành một trong

những nguyên liệu quan trọng bậc nhất. Khoảng 40% tổng lƣợng thiếc dung vào
mục đích này.
Hợp kim batit (Sn-Pb-Sb) dùng để đúc ổ trục máy móc, Sn là kim loại không
thể thiếu đƣợc của nhiều ngành kỹ thuật hiện đại. Muối Sn dùng để chế màu, chất
men, làm kính, clorua Sn dùng trong ngành sơn và công nghiệp thủy tinh, surfua Sn
dùng trong ngành đúc, sắt tây dùng làm đồ hộp. Sn dùng trong công nghiệp quốc
phòng, là kim loại chiến lƣợc quan trọng.
Thiếc dùng để sản xuất đồng thanh, hợp kim hàn và babit. Đối với l nh vực này
yêu cầu hơn 50% tổng lƣợng thiếc, trong đó một nửa hàng để sản xuất hợp kim hàn.
Một số lƣợng thiếc dùng ở dạng lá mỏng để bao gói. Gần đây ngƣời ta dùng thiếc
trong hợp kim với nhôm và titian dùng trong kỹ thuật du hành vũ trụ.
8


1.2 Tổng quan về hiện trạng phát sinh bùn thải từ ngành công nghiệp khai
khoáng, chế biến quặng thiếc tại Việt Nam
1.2.1 Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng
thiếc trên thế giới
Thiếc (Sn) là một trong những kim loại đầu tiên mà loài ngƣời đã phát hiện
đƣợc. Việc sử dụng Sn làm hợp kim với đồng đã trải qua một thời kì lâu dài và quan
trọng trong thời đại đồ đồng. Đồng đen cổ nhất đã đƣợc tìm thấy ở Ơfrat
(Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trƣớc Công Nguyên. Vào khoảng 1800 – 1500
năm trƣớc Công Nguyên, ở Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi đồng đen. Trong thế kỷ
18, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô đã khai thác thiếc
với quy mô lớn [9].
Thiếc không tồn tại ở dạng nguyên tố trong tự nhiên, vì vậy phải đƣợc chiết
tách từ nhiều loại quặng khác nhau. Cassiterit (SnO2) là nguồn thiếc thƣơng mại duy
nhất. Các khoáng thiếc luôn đi cùng với đá granit, thƣờng chiếm khoảng 1% hàm
lƣợng thiếc ôxít. Hầu hết thiếc trên thế giới đƣợc khai thác từ các mỏ sa khoáng,
chúng có thể chứa ít nhất 0,015% thiếc [30].

Các vùng có nhiều thiếc nhất là vùng đồi núi Đông Siberi và vùng Đông Nam
Á. Thiếc ở Đông Nam Á tập trung trong một dải kéo dài từ cao nguyên Vân Quý qua
bán đảo Trung Ấn đến các đảo Bangka và Biliton thuốc Indonesia [10].
Bảng 1. 2. Trữ lƣợng thiếc thế giới (tấn, 2011)


(Cook book (2002), Cookbook of Atomic Absorption Spectrometer,
Shimadzu Coporation [24])
Sản lƣợng thiếc khai thác trên thế giới từ năm 1940 đến năm 2006 đƣợc thể

(nghìn tấn)

hiện qua hình 1.3:
400
350
300
250
200

150

100
50
0

Hình 1. 3. Sản lƣợng khai thác thiếc trên thế giới theo thời gian (nghìn tấn)
Năm 1940, thế giới khai thác đƣợc 240.000 tấn (trừ Liên Xô). Năm 1957, thế
giới sản xuất đƣợc 200.000 tấn (không kể Liên Xô và Trung Quốc). Liên Xô đã
phát hiện đƣợc nhiều vùng quặng thiếc rất lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote –
Albitin và đặc biệt là trên lãnh thổ rộng lớn miền đông bắc). Hiện nay, sản lƣợng

khai thác thiếc lớn nhất trên thế giới là Brasil, sau đó lần lƣợt là Trung Quốc,
Indonesia và Malaysia [11].


Công nghệ chế biến nhìn chung đã tạo ra đƣợc những sản phẩm đạt chất lƣợng
cao nhƣ ở Nga, Thái Lan, Malaysia, Đức, Trung Quốc... phục vụ cho nhiều ngành công
nghiệp khác nhau. Công nghệ chế biến hầu hết ở một số nƣớc trên thế giới vẫn

10


theo công nghệ truyền thống đó là tuyển trọng lực đối với khâu tuyển thô, tuyển từ,
tuyển điện... Đối với cấp hạt mịn áp dụng phƣơng pháp tuyển nổi, song hiệu quả
không cao.
Viện Nghiên cứu KOHVELL (Anh) đã nghiên cứu thu hồi thiếc mịn cấp hạt 0,04mm bằng băng tải và bàn đãi bùn, hàm lƣợng quặng đầu đƣa tuyển là 0,4% Sn,
sau khi tuyển đã nhận đƣợc quặng tinh đạt hàm lƣợng 31% Sn, thực thu 53%.
Viện nghiên cứu thuộc Công ty Yunnan (Trung Quốc) đã nghiên cứu thu hồi
cấp hạt mịn - 0,04mm bằng thiết bị bàn đãi bùn, quặng cấp vào có hàm lƣợng 0,45
% Sn, sau tuyển thực thu đạt 56 - 58%, hệ số làm giàu khoảng 14 lần.
1.2.2 Tình hình phát triển ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến quặng
thiếc tại Việt Nam
1.2.2.1 Lịch sử tìm kiếm – khai thác thiếc Việt Nam
Việt Nam nằm trong vành đai sinh khoáng Châu Á - Thái Bình Dƣơng, có
nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng. Đặc điểm chung của tài
nguyên khoáng sản nƣớc ta là trữ lƣợng không lớn, phân bố rải rác, có điều kiện
địa chất và địa chất thuỷ văn phức tạp. Phần lớn các mỏ đều nằm ở vùng sâu, vùng
xa, cơ sở vật chất hạ tầng thấp, không thuận lợi về giao thông vận tải, xa bến cảng,
xa nơi tiêu thụ,…Kết quả điều tra địa chất, tìm kiếm và thăm dò khoáng sản, từ năm
1955 cho đến nay, đã xác định đƣợc trên 5.000 mỏ và điểm quặng với trên 70 loại
khoáng sản với các quy mô trữ lƣợng khác nhau. Các loại khoáng sản có giá trị

công nghiệp đƣợc khai thác chủ yếu nhƣ: than, sắt, đồng, nhôm, chì - kẽm, thiếc,
titan, bôxit, apatit, các loại khoáng sản làm vật liệu xây dựng, gốm sứ, thuỷ tinh và
nhiều loại khoáng sản khác.
Kim loại thiếc đƣợc sử dụng tại Việt Nam từ rất đời khoảng trên 3000 năm
trƣớc công nguyên. Từ thời Hồng Bàng đến thời Pháp thuộc, thiếc đƣợc khai thác ở
Vụ Nông (nay là T nh Túc) thuộc tỉnh Cao Bằng để luyện đồng thau.
Quặng thiếc đƣợc tìm kiếm thăm dò và đƣa vào khai thác từ đầu những năm
60 của thế kỷ XX. Quặng thiếc Việt Nam tập trung chủ yếu ở 4 vùng: Pia Oắc (Cao
Bằng), Tam Đảo (Tuyên Quang, Thái Nguyên), Quỳ Hợp (Nghệ An) và Lâm Đồng.
11