Khoáng sản đi kèm trong các kiểu quặng chì kẽm và đồng miền bắc Việt Nam
Kết quả nghiên cứu của các công trình điều tra khoáng sản và nghiên cứu chuyên đề trong nhiều năm qua cũng như các nghiên cứu có tính hệ thống trong đề tài KC 08-24/06-10 cho thấy: trong các tụ khoáng chì - kẽm và đồng ở miền bắc Việt Nam (MBVN) đã phát hiện được các tổ hợp nguyên tố có ích đi kèm và cần được đánh giá giá trị tài nguyên của chúng cũng như khả năng thu hồi.
Bạn đang xem tài liệu "Khoáng sản đi kèm trong các kiểu quặng chì kẽm và đồng miền bắc Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Khoáng sản đi kèm trong các kiểu quặng chì kẽm và đồng miền bắc Việt Nam
![Khoáng sản đi kèm trong các kiểu quặng chì kẽm và đồng miền bắc Việt Nam Khoáng sản đi kèm trong các kiểu quặng chì kẽm và đồng miền bắc Việt Nam](https://s1.tailieubachkhoa.net/rl6k7x3q9zfh00j8/thumb/2024/01/09/khoang-san-di-kem-trong-cac-kieu-quang-chi-kem-va-dong-mien_curzywIjLq.jpg)
289 32(4), 289-298 Tạp chí CáC KHOA HọC Về TRáI ĐấT 12-2010 KHOáNG SảN ĐI KèM TRONG CáC KIểU QUặNG CHì KẽM Và ĐồNG MIềN BắC VIệT NAM TRầN TRọNG HòA, TRầN TUấN ANH, PHạM THị DUNG, TRầN QUốC HùNG, BùI ấN NIÊN, TRầN VĂN HIếU, PHạM NGọC CẩN I. Mở ĐầU Nghiên cứu khoáng sản đi kèm trong các tụ khoáng kim loại có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, bởi lẽ nó cho phép phát hiện và xác lập nguồn cung cấp nhiều nguyên tố có giá trị cần đ−ợc thu hồi nh− là sản phẩm phụ trong quá trình khai thác và chế biến quặng. Có nhiều nguyên tố là khoáng sản đi kèm trong các tụ khoáng kim loại nh−ng lại là nguồn cung cấp duy nhất nguyên liệu khoáng đó cho các ngành công nghiệp khác nhau. Kết quả nghiên cứu của các công trình điều tra khoáng sản và nghiên cứu chuyên đề trong nhiều năm qua cũng nh− các nghiên cứu có tính hệ thống trong đề tài KC 08-24/06-10 cho thấy : trong các tụ khoáng chì - kẽm và đồng ở miền bắc Việt Nam (MBVN) đã phát hiện đ−ợc các tổ hợp nguyên tố có ích đi kèm và cần đ−ợc đánh giá giá trị tài nguyên của chúng cũng nh− khả năng thu hồi. Trong các nghiên cứu tr−ớc đây, đối với quặng chì - kẽm vùng Đông Bắc Việt Nam, các nguyên tố đi kèm đ−ợc quan tâm chủ yếu bao gồm : Ag, Cd. Các nguyên tố khác ch−a đ−ợc chú ý đánh giá đúng mức. Đối với quặng đồng kiểu Sin Quyền trên đới Phan Si Pang, ng−ời ta đã xác lập đ−ợc các kim loại đi kèm có giá trị là Au, Fe, REE. Theo kết quả nghiên cứu của đề tài KC 08-24/06-10, trong quặng chì - kẽm, ngoài Ag, Cd, còn hàng loạt nguyên tố khác có thể đ−a vào danh mục các nguyên tố đi kèm cần tính đến trong đánh giá giá trị tài nguyên của tụ khoáng : In, Cu, Sn, Bi, As, Sb, REE, tùy thuộc vào kiểu quặng hóa. Trong quặng đồng kiểu Sin Quyền, ngoài Au, Fe và REE, các nguyên tố có giá trị cần quan tâm thu hồi trong quá trình chế biến quặng là Ag, Te, Se và có thể một số nguyên tố khác. Trong bài báo này, các tác giá trình bầy một cách tổng hợp về khoáng sản đi kèm trong quặng chì - kẽm và đồng ở MBVN với mục đích : 1) Cung cấp các hiểu biết tổng hợp về thành phần đi kèm trong các kiểu quặng hóa khác nhau ; 2) Đánh giá ý nghĩa thực tiễn về khả năng thu hồi các nguyên tố có ích, góp phần làm tăng giá trị tài nguyên của các tụ khoáng chì - kẽm và đồng ở MBVN. II. SƠ LƯợC Về KHOáNG SảN ĐI KèM Khoáng sản, về bản chất địa hóa, th−ờng là phức hợp (complex) của một hoặc vài khoáng vật chính (hoặc nguyên tố) và các khoáng vật (hoặc nguyên tố) đ−ợc gọi là đi kèm. Hầu hết các tụ khoáng chì - kẽm và đồng là các tụ khoáng tổng hợp (complex deposits). Trong các văn liệu của Liên Xô tr−ớc đây và hiện nay ở n−ớc ta vẫn sử dụng, có hai khái niệm tách biệt : khoáng sản đi kèm có ích và thành phần đi kèm có ích. Khoáng sản đi kèm có ích là tổ hợp khoáng vật (đá, quặng) mà việc khai thác và sử dụng là hợp lý và kinh tế khi khai thác khoáng sản chính ở thời điểm nhất định. Sản phẩm thu đ−ợc từ khoáng sản đi kèm trong tr−ờng hợp đó đ−ợc gọi là sản phẩm phụ (by-product). Thành phần đi kèm có ích là khoáng vật có ích, kim loại và các nguyên tố hóa học khác và các hợp chất của chúng không có giá trị quyết định đối với đánh giá công nghiệp mỏ nh−ng trong chế biến khoáng sản có thể thu hồi và sử dụng có lợi trong nền kinh tế quốc dân [2]. Trong văn liệu của Nga hiện nay cũng nh− các văn liệu thế giới khác, ng−ời ta không phân biệt hai khái niệm này. Trên thực tế, ranh giới giữa chúng nhiều khi khó phân biệt và th−ờng thay đổi phụ thuộc vào trình độ công nghệ và kinh tế của việc thu hồi thành phần đi kèm ở những thời điểm nhất định. Vì thế, trong những năm gần đây ng−ời ta th−ờng dùng khái niệm chung là thành phần đi kèm (TPĐK) hoặc hợp phần đi kèm. Khái niệm này có nội hàm rộng hơn. 290 Khoáng sản đi kèm và các nguyên tố đi kèm có ích trong các tụ khoáng kim loại, dựa theo dạng tồn tại của chúng trong các tụ khoáng, đ−ợc phân thành ba nhóm [6] : - Nhóm I : các phức hệ khoáng mà việc khai thác sử dụng trong khai thác khoáng sản chính là có lợi ích kinh tế. Các hợp phần đi kèm kiểu này th−ờng là phần thân khoáng có ý nghĩa khác (đi kèm) với khoáng sản chính. Thí dụ : quặng Cu-Pb trong các mỏ Cu, các phần thân khoáng pyrite trong các mỏ Cu-conchedan. Chúng hình thành các thân quặng, các vỉa quặng riêng biệt trong đá vây quanh các thân quặng của khoáng sản chính. ở một số n−ớc, thậm chí ng−ời ta còn xếp cả đất đá bóc (trong khai thác lộ thiên) có ý nghĩa làm nguyên liệu, chẳng hạn để sản xuất vật liệu xây dựng,... vào nhóm I. - Nhóm II : bao gồm các hợp phần đi kèm tồn tại d−ới dạng các khoáng vật độc lập, trong quá trình tuyển (làm giầu) có thể thu đ−ợc d−ới dạng tinh quặng hoặc sản phẩm công nghiệp và trong một số tr−ờng hợp - chuyển thành sản phẩm tuyển của hợp phần chính với số l−ợng sau đó có thể thu hồi một cách hợp lý. Thành phần của các hợp phần đi kèm thuộc nhóm này rất phức tạp và phụ thuộc vào từng kiểu quặng của khoáng sản chính. Thí dụ : trong quặng Pb-Zn ở tụ khoáng Nà Bốp (Chợ Đồn), ngoài galena, sphalerite và các khoáng vật chứa Pb-Zn, còn khá phổ biến các khoáng vật sulfide Fe (pyrhotite), Cu (chalcopyrite), Bi (bismutite),... có thể thu hồi trong quá trình tuyển nổi quặng chì - kẽm. - Nhóm III : bao gồm các tạp chất trong các khoáng vật của hợp phần chính hoặc hợp phần đi kèm (d−ới dạng đồng hình hoặc khảm cơ học). Hầu hết đó là các nguyên tố phân tán cũng nh− tạp chất kim loại quý, hiếm trong khoáng vật quặng. Trong quá trình xử lý tinh quặng của hợp phần chính, chúng đ−ợc tích tụ trong các sản phẩm hoặc đuôi thải của dây chuyền luyện kim hoặc hóa luyện và có thể thu hồi đ−ợc với chi phí trực tiếp t−ơng đối thấp. Thí dụ : trong galena th−ờng chứa Ag (có khi Cd, Ge) với hàm l−ợng cao và có thể thu hồi trong quá trình luyện kim, hoặc Cd và In có thể thu hồi khi luyện tinh quặng Zn ; bởi lẽ chúng th−ờng có mặt trong sphalerite. Đối với mỗi nhóm khoáng sản đi kèm có những yêu cầu nhất định về mức độ nghiên cứu, tính toán trữ l−ợng, xác định cấp trữ l−ợng và đánh giá kinh tế - địa chất. Nh−ng về đại thể cho cả ba nhóm - xác định hiệu quả kinh tế của việc sử dụng công nghiệp của từng hợp phần đi kèm trong điều kiện sử dụng tổng hợp tài nguyên. Nói một cách khác, đơn giản hơn : một nguyên tố nào đó trong quặng (chính) đ−ợc coi là khoáng sản đi kèm khi nó có khả năng tích tụ trong các sản phẩm tuyển và luyện khoáng sản chính và có thể thu hồi có lợi ích về kinh tế. III. KHOáNG SảN ĐI KèM TRONG QUặNG CHì - KẽM KHU VựC ĐBVN Thành phần đi kèm trong các mỏ chì - kẽm khu vực ĐBVN khá phức tạp và đa dạng. Kết quả phân tích hàm l−ợng các nguyên tố đi kèm trong quặng từ thân quặng và quặng nguyên khai đ−a vào tuyển, tinh quặng (chì và kẽm) và quặng đuôi thải bằng ph−ơng pháp ICP-MS và trong các khoáng vật quặng chính (galenit, sphalerit) bằng ph−ơng pháp micro- zond từ các mỏ chì - kẽm trong các khu vực Chợ Đồn, Chợ Điền, Lang Hích và Na Sơn cho thấy các nguyên tố có thể đ−ợc coi là khoáng sản đi kèm gồm : Cd, In, Ag, As, Sb, Cu, Sn, Ga. Tuy nhiên, đối với các khu mỏ khác nhau có sự tổ hợp khác nhau của các nguyên tố đi kèm và triển vọng của chúng cũng khác nhau. Đánh giá chi tiết về các nguyên tố đi kèm cho từng khu vực (Chợ Đồn, Chợ Điền, Lang Hích, Na Sơn) dựa trên số liệu tổng hợp đặc điểm phân bố của các nguyên tố trong : quặng tại thân quặng, trong quặng nguyên khai đã đ−ợc nghiền để đ−a vào quy trình tuyển, tinh quặng kẽm, tinh quặng chì và phần đuôi thải của x−ởng tuyển, có thể nêu một số nhận định chung theo từng nguyên tố nh− sau : 1. Cadmi (Cd) Về cơ bản, Cd là kim loại đi kèm có mặt trong tất cả các mỏ chì - kẽm đang khai thác với hàm l−ợng rất đáng quan tâm. Hàm l−ợng Cd trong quặng từ các thân quặng dao động khá lớn, phụ thuộc vào hàm l−ợng của Zn trong quặng. Theo các kết quả phân tích thu đ−ợc thì giầu Cd nhất là quặng chì kẽm khu vực Lang Hích (Thái Nguyên) do ở đây quặng kẽm chiếm −u thế, sau đó là quặng khu vực Chợ Điền và Na Sơn. Quặng chì - kẽm khu vực Chợ Đồn có hàm l−ợng Cd thấp hơn cả (bảng 1). Điều này còn phản ánh ở hàm l−ợng của Cd trong bùn quặng đã nghiền để đ−a vào tuyển. Có ngoại lệ là bùn quặng đã nghiền của mỏ Na Sơn nghèo Cd hơn cả mỏ Nà Bốp. Hàm l−ợng Cd trong tinh quặng sphalerit cũng thể hiện xu h−ớng này : giầu nhất ở khu mỏ Lang Hích, sau đó là khu mỏ Chợ Điền ; hàm l−ợng Cd trong tinh quặng sphalerit của khu mỏ Chợ Đồn và Na Sơn t−ơng đ−ơng nhau. L−ợng Cd trong quặng chủ yếu liên quan đến sphalerit, bởi lẽ trong các 291 Bảng 1. Hàm l−ợng (trung bình, g/T) nguyên tố đi kèm trong các loại mẫu chì - kẽm ĐBVN. Phân tích bằng ph−ơng pháp ICP - MS tại Canada Nguyên tố Mẫu quặng nguyên sinh Mẫu công nghiệp Tinh quặng chì Tinh quặng kẽm Mẫu thải (1) (2) (3) (4) (5) (6) Khu vực Chợ Điền In 29,70 75,83 44,78 588,40 11,76 Sn 258,00 307,50 321,50 1.457,20 62,24 Cd 127,73 169,50 90,43 1.270,00 28,49 Zn 35.887,25 45.300,00 20.660,00 395.200,00 7.193,20 Pb 291.500,00 70.375,00 207.250,00 7.340,00 5.722,27 Cu 466,00 1.080,00 4.302,50 5.658,00 336,75 Fe, % 19,00 19,23 7,46 13,14 20,66 Ag 145,25 157,75 140,00 178,80 30,57 Mo 0,63 2,18 2,10 1,00 1,54 Ga 13,95 18,15 5,23 83,08 9,06 Ge 0,15 0,25 0,10 0,14 0,24 Sb 173,10 94,08 388,48 38,78 54,74 Bi 110,29 99,08 831,75 55,30 34,30 Se 2,30 3,30 2,93 19,44 1,25 Te < 0,10 < 0,10 0,10 < 0,10 0,34 As 16.053,00 13.650,00 8.342,50 2.020,00 13.206,81 Mn 7.360,00 20.550,00 609,50 1.730,00 15.947,50 Re 0,00 0,00 0,01 0,00 0,01 Tl 0,87 0,40 2,28 0,20 0,46 Khu vực Chợ Đồn In 9,87 15,38 7,30 82,88 2,83 Sn 14,00 21,75 57,00 64,40 13,13 Cd 842,56 527,00 340,40 2.204,00 36,67 Zn 163.377,14 85.800,00 54.500,00 427.400,00 6.883,75 Pb 10.689,43 12.675,00 143.000,00 6.664,00 3.451,25 Cu 531,29 461,00 6.192,00 1.594,00 131,03 Fe, % 23,40 11,33 11,40 8,73 11,63 Ag 38,41 52,13 148,20 108,16 11,68 Mo 2,19 2,05 8,66 1,54 1,94 Ga 2,61 4,48 1,54 5,24 5,14 Ge 0,10 0,18 0,14 0,10 0,17 Sb 136,69 43,88 185,48 25,02 26,99 Bi 9,99 10,48 196,40 20,77 5,90 Se 4,30 5,30 6,56 21,02 1,09 Te 0,10 < 0,10 0,10 0,10 < 0,10 As 37.756,86 7.012,50 3.542,00 895,00 7.881,25 Mn 8.922,86 9.892,50 1.301,40 1.650,00 12.662,50 Re 0,01 0,00 0,02 0,00 0,00 Tl 0,13 1,20 1,04 0,28 1,31 Khu vực Làng Hích In 0,1 1,35 0,1 0,32 0,1 Sn 1,00 2,67 4,00 4,25 2,34 Cd 794,25 2.404,44 543,80 3.250,00 134,65 Zn 111.425,00 389.778,00 74.160,00 490.200,00 18.845,00 292 Bảng 1 (tiếp theo) (1) (2) (3) (4) (5) (6) Pb 26.785,00 223.086,00 330.000,00 53.740,00 9.811,50 Cu 183,25 381,44 2.977,60 672,80 75,78 Fe, % 1,15 1,45 4,96 1,59 1,07 Ag 51,60 101,81 100,60 109,40 9,16 Mo 1,13 0,79 3,20 2,32 1,39 Ga 3,90 3,36 1,74 7,58 3,14 Ge 0,85 4,49 1,12 7,34 0,49 Sb 33,13 481,51 2551,40 209,80 30,88 Bi 0,15 1,62 3,23 1,50 0,48 Se 5,23 8,06 6,48 16,74 2,01 Te 0,10 0,10 0,10 0,10 0,12 As 184,75 330,44 3092,00 377,20 164,09 Mn 740,50 1.104,78 62,80 150,20 989,50 Re 0,00 0,00 0,03 0,01 0,00 Tl 0,75 0,85 17,35 1,84 0,87 Mỏ Na Sơn In 7,66 0,33 1,40 5,40 0,17 Sn 17,80 12,67 3,75 6,67 12,67 Cd 264,34 76,03 474,75 1633,33 19,80 Zn 64.788,30 11.943,33 66.875,00 281.000,00 3.550,00 Pb 61.809,60 49.300,00 226.500,00 65.336,93 4.490,00 Cu 3.038,90 1.876,33 14.250,00 11.346,67 363,00 Fe, % 5,74 2,48 2,61 4,68 2,31 Ag 43,62 65,30 106,70 169,33 8,43 Mo 449,42 152,13 507,75 901,00 76,90 Ga 32,14 33,40 3,58 16,53 37,57 Ge 2,49 0,73 0,17 0,40 0,87 Sb 87,72 51,37 572,25 165,43 32,87 Bi 1,73 0,79 8,21 3,31 0,20 Se 3,82 2,53 3,45 12,27 2,10 Te 0,10 0,35 0,10 0,20 0,50 As 106,58 45,03 150,58 77,90 21,17 Mn 2.376,60 1.326,67 163,00 738,00 1.416,67 Re 1,50 0,18 0,75 0,75 0,07 Tl 0,55 0,69 0,37 0,47 0,72 nghiên cứu khoáng vật học đều ch−a phát hiện các khoáng vật độc lập của Cd, nếu phát hiện đ−ợc thì chúng quá hiếm nên hầu nh− không có giá trị công nghiệp. Các giá trị hàm l−ợng Cd trong tinh quặng Zn (55-57 % Zn) ở các mỏ chì - kẽm ĐBVN đều t−ơng đ−ơng với hàm l−ợng Cd trong tinh quặng kẽm có chất l−ợng t−ơng đ−ơng ở các mỏ có hàm l−ợng Cd thuộc loại giầu - trung bình. Hàm l−ợng Cd trong sphalerit trong các mỏ Pb-Zn khu vực Chợ Đồn dao động trong khoảng 0,11-0,26 % (trung bình là 0,17 %) ; khu mỏ Chợ Điền 0,17 - 0,39 % ; khu mỏ Lang Hích 0,27-0,45 % và mỏ Na Sơn 0,13- 0,49 %. Hàm l−ợng Cd trong sphalerit mỏ Phú Đô (Phú L−ơng, Thái Nguyên) đến 0,343 % (bảng 2). Có một điều đáng chú ý là hàm l−ợng Cd trong tinh quặng galenit ở tất cả các khu vực đều khá cao và gần nh− thể hiện xu h−ớng giầu nghèo nh− hàm l−ợng Cd trong quặng nguyên khai và tinh quặng sphalerit. Kết quả phân tích hàm l−ợng Cd trong 293 Bảng 2. Hàm l−ợng (trung bình, g/T) nguyên tố đi kèm và Cu, Fe trong các loại mẫu mỏ Sin Quyền. Phân tích bằng ph−ơng pháp ICP-MS tại Canada Nguyên tố, g/T Quặng nguyên khai Tinh quặng Fe Tinh quặng Cu Đuôi thải Hồ thải In 0,87 0,10 3,80 0,70 0,22 Sn 60,57 10,00 61,00 29,00 31,72 Cd 12,21 0,22 5,13 17,8 0,20 Zn 115,44 40,03 593,00 995,00 52,83 Pb 76,81 34,17 74,00 169,50 15,94 Cu 9.016,25 1.095,00 209.000,00 1.329,00 224,50 Fe, % 22,57 67,70 28,90 13,10 11,79 Ag 2,10 < 0,1 9,07 2,23 0,16 Au 0,53 0,18 3,05 < 0,10 Mo 29,62 5,67 9,83 19,475 0,25 Ga 29,22 26,90 3,37 31,15 22,49 Ge 32,14 22,20 12,53 21,35 2,05 Bi 2,97 1,13 6,79 1,38 0,72 Se 2,60 1,10 10,30 2,00 1,95 Te 0,91 0,10 10,30 0,50 0,42 As 28,80 2,70 < 0,1 68,00 5,04 V 119,48 273,00 12,93 118,5 72,06 Cr 59,87 87,27 25,20 55,75 45,38 Ni 37,21 21,67 104,33 25,20 19,18 Rb 76,36 18,83 13,77 101,5 91,63 Sr 134,79 32,27 18,70 233,00 176,17 Y 70,21 12,90 10,33 68,45 52,21 Th 23,77 6,10 4,43 25,05 16,41 U 41,99 42,90 16,90 69,50 58,76 galenit từ khu mỏ Chợ Đồn : 300-800 g/T (hàm l−ợng Cd trong galenit của các khu vực khác không phân tích) và có lẽ đây là nguyên nhân chính hàm l−ợng cao của Cd trong tinh quặng Pb ở các khu mỏ MBVN. L−ợng Cd này có lẽ liên quan đến các vi khảm sphalerit trong galenit mà đôi khi quan sát đ−ợc khi phân tích khoáng t−ớng. Nh− vậy, các mỏ chì - kẽm ở ĐBVN đều là nguồn cung cấp Cd công nghiệp và rõ ràng, kim loại này cần đ−ợc tính đến trong khi tính toán tiềm năng tài nguyên (trữ l−ợng và tài nguyên dự báo) đối với các mỏ và việc thu hồi Cd phải đ−ợc coi là nhiệm vụ công nghệ tuyển luyện quặng chì - kẽm ở n−ớc ta. Có một điều đáng chú ý là hàm l−ợng Cd trong đuôi thải tuyển ở các khu vực cũng còn khá cao : 8-52 g/T (bảng 1), thậm chí t−ơng đ−ơng với hàm l−ợng Cd trong quặng ở một số mỏ chì - kẽm hoặc đa kim. Vì thế, l−ợng Cd nằm trong các hồ thải cần đ−ợc coi là nguồn tài nguyên thứ cấp có thể sử dụng khi tiến hành khai thác lại các bãi thải khi điều kiện công nghệ và kinh tế cho phép. 2. Indi (In) Hàm l−ợng In trong các mỏ chì - kẽm rất khác nhau (bảng 1). Hàm l−ợng In cao và đáng quan tâm nhất là trong quặng chì - kẽm khu vực Chợ Đồn và Chợ Điền, trong đó In trong khu mỏ Chợ Đồn là có triển vọng nhất. Theo kết quả phân tích ở bảng 1, hàm l−ợng của In trong quặng từ thân quặng và quặng đầu vào ( ... hông kém hàm l−ợng Ag trong tinh quặng chì và điều này có lẽ liên quan đến các vi khảm galenit trong sphalerit. Đáng tiếc là hàm l−ợng Ag trong sphalerit của các mỏ nghiên cứu không đ−ợc phân tích. Với sự có mặt của Ag trong tinh quặng kẽm, cần chú ý thu hồi chúng trong quá trình luyện kẽm và thực tế, đề tài KC 08.24/06-10 đã tiến hành thử nghiệm thu hồi Ag từ bùn d−ơng cực của quá trình điện phân tinh luyện kẽm. Nh− vậy, với các tài liệu hiện có, Ag là thành phần đi kèm có giá trị của các mỏ chì - kẽm ĐBVN. Cần nói thêm, hàm l−ợng Ag trong đuôi thải tuyển còn khá cao : 3-40 g/T (bảng 1), t−ơng đ−ơng với hàm l−ợng Ag trong quặng nguyên khai của nhiều mỏ Pb-Zn-Ag đã biết. Vì thế, đây là nguồn tài nguyên cần đ−ợc thu hồi trong t−ơng lai. 4. Arsen (As) Arsen có mặt trong mỏ chì - kẽm ĐBVN chủ yếu d−ới dạng khoáng vật độc lập (arsenopyrit). Hàm l−ợng As trung bình trong quặng nguyên khai khu vực Chợ Đồn đạt tới 1,3 %, trong tinh quặng kẽm 0,2 % và tinh quặng chì 0,8 %. Hàm l−ợng As trung bình 295 trong đuôi thải tuyển đến hơn 1 %. Nh− vậy, có thể cho rằng As là một nguyên tố cần đ−ợc thu hồi nh−ng trong các quy trình tuyển hiện nay ch−a tính đến điều này. Hàm l−ợng As trong quặng chì - kẽm khu vực Chợ Điền về cơ bản thấp hơn hàm l−ợng As trong quặng khu vực Chợ Đồn, và thấp nhất trong quặng chì - kẽm khu vực Lang Hích và Na Sơn. Trong quặng mỏ Na Sơn và các mỏ khu vực Lang Hích, hàm l−ợng As chỉ dao động trong khoảng 0,00n- 0,0n % nên có thể coi là thấp và không kinh tế trong việc thu hồi. Trong cả hai tr−ờng hợp đều phải tính đến tác động tiêu cực của As đến môi tr−ờng từ các bãi thải công nghệ. 5. Đồng (Cu) Hàm l−ợng Cu trong các kiểu quặng hóa chì - kẽm ở các khu vực đều khá cao (bảng 1), cao nhất ở mỏ Na Sơn. Hàm l−ợng Cu trung bình trong quặng nguyên khai ở khu vực Chợ Đồn khoảng 0,1 %, khu vực Chợ Điền 0,0 5%, Lang Hích 0,01 %, cao nhất trong quặng chì - kẽm mỏ Na Sơn 1,8 %. Khoáng vật chứa Cu chủ yếu là chalcopyrit, th−ờng xuyên có mặt trong quặng ở các mỏ. Hàm l−ợng Cu trong tinh quặng kẽm và chì khu vực Chợ Đồn : 0,56 và 0,43%, khu vực Chợ Điền 0,16 và 0,62 %, khu vực Lang Hích 0,06 và 0,29 %, khu vực Na Sơn 1,1 và 1,6 %. Ngay trong đuôi thải tuyển, hàm l−ợng Cu cũng còn khá cao, khu vực Chợ Đồn 0,03 %, khu vực Chợ Điền 0,01 %, khu vực Lang Hích 0,01 % và khu vực Na Sơn 0,03 %. Nếu chú ý, hàm l−ợng Cu trung bình trong quặng nguyên khai hiện tại ở mỏ Sin Quyền khoảng 0,9-1 % và hàm l−ợng công nghiệp đối với Cu để khoanh nối trữ l−ợng là 0,3 %, thì l−ợng Cu trong tinh quặng ở các mỏ chì kẽm cần đ−ợc tận thu ngay từ khâu tuyển quặng. Chắc chắn, trong khâu luyện chì và kẽm, Cu đ−ợc tích lũy trong xỉ lò luyện và bã điện phân. Trong quy trình công nghệ tách chiết thu hồi Cd và In đề tài KC 08.24/06-10 đã thu hồi đ−ợc phần Cu nằm trong bã điện phân với hàm l−ợng Cu 0,01%. Nh− vậy, Cu trong các mỏ chì - kẽm ở Việt Nam, cá biệt là ĐBVN, cũng là thành phần cần tính đến trong tài nguyên đi kèm và cần đ−ợc thu hồi nh− là sản phẩm phụ. 6. Thiếc (Sn) Thiếc là kim loại đi kèm có giá trị trong quặng chì kẽm khu vực Chợ Đồn. Hàm l−ợng Sn trung bình trong quặng nguyên khai 307 g/T (trong quặng từ thân quặng có thể đến 743 g/T), trong tinh quặng kẽm 1.457 g/T, trong tinh quặng chì 321 g/T. Đáng chú ý trong đuôi thải tuyển và mẫu từ hồ thải, hàm l−ợng Sn cũng còn đến 50 - 60 g/T (bảng 1). Hàm l−ợng Sn trong quặng chì - kẽm ở các khu vực khác đều rất thấp. Sự có mặt của các khoáng vật chứa thiếc - cassiterit, stannite trong các khoáng vật quặng chính là nguyên nhân của sự giầu Sn, đặc biệt là tinh quặng kẽm. Mối t−ơng quan Sn-Zn khá chặt chẽ đối với quặng khu mỏ Chợ Đồn. Với giá trị hàm l−ợng Sn trong quặng nguyên khai và tinh quặng nêu trên, cần coi thiếc là một trong những kim loại đi kèm có ích cần thu hồi ở khu vực Chợ Đồn. 7. Gali (Ga) Nguồn cung cấp Ga trên thế giới chủ yếu từ các mỏ nhôm và quặng kẽm. Theo [8], hàm l−ợng Ga trung bình trong các mỏ bauxit khác nhau trên thế giới dao động trong khoảng 20-60 g/T. Trong các mỏ chì - kẽm, Ga chủ yếu liên quan tới sphalerit. Hàm l−ợng Ga trung bình trong sphalerit từ mỏ đa kim conchedan 43-140 g/T, mỏ giả tầng trong đá carbonat 10-65 g/T. Trong một số mỏ nhiệt độ thấp trong đá silicat ở Trung á, Anh, Nigeria hàm l−ợng (TB) Ga trong sphalerit có thể tới 140-170 g/T [8]. Đối với các mỏ chì - kẽm ĐBVN, xét theo độ chứa Ga, các mỏ khu vực Chợ Đồn là có triển vọng nhất. Hàm l−ợng Ga trong quặng nguyên khai 18,15 g/T, trong tinh quặng kẽm 83 g/T, tinh quặng chì 5,23 g/T và trong đuôi thải tuyển 10 g/T. Nh− vậy, hàm l−ợng Ga trong quặng chì - kẽm khu vực Chợ Đồn chủ yếu nằm trong tinh quặng kẽm. Phân tích hàm l−ợng Ga trong sphalerit từ các khu vực khác nhau cho thấy hàm l−ợng Ga trung bình trong sphalerit khu vực Chợ Đồn 120 g/T, khu vực Chợ Điền 100 g/T, trong mỏ Phú Đô 140 g/T. Từ các số liệu hàm l−ợng Ga trong sphalerit có thể coi các giá trị này t−ơng đ−ơng với hàm l−ợng Ga trong sphalerit của các mỏ là nguồn cung cấp Ga công nghiệp ; cần kiểm tra các giá trị hàm l−ợng Ga trong các phân tích mẫu quặng nguyên khai và tinh quặng kẽm của khu vực Chợ Điền. Ngoài ra, hàm l−ợng Ga trong quặng nguyên khai và tinh quặng kẽm ở mỏ Na Sơn cũng đáng quan tâm (33 và 16 g/T). IV. KHOáNG SảN ĐI KèM TRONG QUặNG ĐồNG SIN QUYềN Kết quả phân tích hàm l−ợng các nguyên tố vết đ−ợc coi là đi kèm quặng Cu-(Fe-REE) mỏ Sin Quyền cho thấy, các nguyên tố đ−ợc coi là khoáng sản đi 296 kèm có giá trị ở đây bao gồm Au, Fe, REE. Ngoài ra, tuy hàm l−ợng Se, Te, Ag trong quặng nguyên khai không cao, song chúng đ−ợc tích lũy trong các sản phẩm của quy trình tuyển luyện đồng và có thể tận thu nên cũng đ−ợc coi là các thành phần đi kèm. Về Au, Fe và REE đã đ−ợc nghiên cứu và xác lập từ tr−ớc [4], nên trong bài báo này chúng tôi chỉ trình bầy sơ l−ợc, tập trung phân tích đối với các nguyên tố ch−a đ−ợc quan tâm khi thấy hàm l−ợng của chúng không cao trong quặng nguyên khai. Theo số liệu của nhà máy tuyển đồng Sin Quyền, hàm l−ợng Cu trong quặng nguyên khai đ−a vào tuyển dao động trong khoảng 0,8-0,9 %, trong tinh quặng 20-22 %, còn theo số liệu phân tích của đề tài KC 08.24/06-10, trong tinh quặng đồng 20 %, trong tinh quặng sắt 476g/T (0,0476 %), trong hồ thải 270 g/T (theo số liệu của xí nghiệp tuyển, hàm l−ợng Cu trung bình/năm trong đuôi thải dao động trong khoảng 0,05 - 0,1 %). 1. Vàng (Au) Vàng trong quặng đồng khu mỏ Sin Quyền đã đ−ợc đánh giá là khoáng sản đi kèm với tiềm năng lớn. Theo [4], hàm l−ợng Au trung bình trong quặng đồng mỏ Sin Quyền 0,5 g/T và tài nguyên dự báo đối với Au là khoảng 30 tấn. Các kết quả phân tích mới của đề tài KC 08.24/06-10 cho thấy hàm l−ợng Au trong quặng chalcopyrit - pyrotin - magnetit là 0,62 g/T, trong quặng magnetit - chalcopyrit 0,22 g/T, trong tinh quặng chalcopyrit 4,55 g/T, trong tinh quặng magnetit 0,16 g/T, trong bùn d−ơng cực của x−ởng điện phân đồng 1.2096 g/T. Nh− vậy, Au có xu h−ớng tích lũy chủ yếu trong tinh quặng chalcopyrit và sau đó - trong sản phẩm tinh luyện đồng, đồng thời cũng còn có mặt với hàm l−ợng khá cao trong tinh quặng magnetit mà không đ−ợc thu hồi do tinh quặng này bán cho các hộ sử dụng khác nhau. Dạng tồn tại chủ yếu của vàng trong quặng ở đây là vàng tự sinh với độ tinh khiết Au = 85,2-95,3 %. 2. Sắt (Fe) Sắt là kim loại đi kèm rất phổ biến và có giá trị cao trong khu mỏ Sin Quyền. Hàm l−ợng Fe trong quặng nguyên khai, theo số liệu của phòng kỹ thuật thuộc công ty Mỏ - Tuyển đồng Sin Quyền, dao động trong khoảng 6,5-8 %. Cũng theo các số liệu của Công ty, hàm l−ợng Fe trong tinh quặng 60-61 %, còn theo kết quả phân tích tinh quặng do đề tài thực hiện 67 %. Hàm l−ợng sắt trong đuôi thải tuyển dao động trong khoảng từ 4,6 đến 6,1 %. Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố đi kèm trong tinh quặng sắt cho thấy Cu còn tới 0,04 %, các nguyên tố đất hiếm (REE) đều có hàm l−ợng cao (La = 1.310 g/T, Ce = 1.980 g/T). 3. Đất hiếm (REE) Các nguyên tố đất hiếm (REE), chủ yếu là đất hiếm nhẹ (LREE) th−ờng xuyên có hàm l−ợng cao trong quặng đồng khu vực Sin Quyền. Hàm l−ợng trung bình của La và Ce : trong quặng nguyên khai 3.815 g/T và 5.897 g/T,trong tinh quặng sắt 1.310 g/T và 1.980 g/T, trong tinh quặng đồng 521 g/T và 808 g/T, trong hồ thải 1.919 g/T và 3.727 g/T. Không thấy có mối t−ơng quan nào giữa REE với các sản phẩm tuyển - luyện (kể cả với Fe và Cu). Nh− vậy, có thể thấy l−ợng đất hiếm trong quặng mỏ Sin Quyền hiện đang trôi nổi và có mặt trong tất cả các sản phẩm của quá trình tuyển. Kết quả phân tích sơ bộ xỉ thải luyện đồng, bụi lò luyện cho thấy hàm l−ợng đất hiếm khá thấp. Sự thất thoát REE liên quan chủ yếu đến dạng tồn tại của chúng - trong thành phần của orthit - khoáng vật có mối liên quan chặt chẽ với các khoáng vật tạo đá và bị trôi vào các sản phẩm khác nhau, kể cả quặng thải. 4. Bạc (Ag) Hàm l−ợng Ag trong quặng nguyên khai mỏ Sin Quyền khá thấp 1,2 g/T, trong tinh quặng sắt 0,5 g/T, trong tinh quặng đồng 10,1 g/T. Trong các văn liệu địa chất về mỏ đồng Sin Quyền ng−ời ta ít nhắc đến Ag nh− kim loại đi kèm đáng quan tâm. Tuy nhiên, trong quá trình luyện đồng, Ag đ−ợc tích lũy đáng kể trong sten đồng (Cu 40-45 %) - 153 g/T. Ngay trong bụi lò luyện, hàm l−ợng Ag cũng đạt tới 6,3 và 8,7 g/T. Ag đặc biệt tập trung cao trong bùn d−ơng cực của x−ởng điện phân tinh chế đồng. Kết quả phân tích mẫu bùn d−ơng cực của x−ởng điện phân thu đồng tinh chất, hàm l−ợng Ag đạt tới 7.957 g/T và trên thực tế đã đ−ợc đề tài KC 08.24/06-10 thu hồi trong quá trình nghiên cứu quy trình công nghệ thu hồi kim loại có ích. Nh− vậy, mặc dù hàm l−ợng Ag trong quặng nguyên khai không cao nh− trong quặng nguyên khai của các mỏ chì - kẽm, Ag trong mỏ đồng Sin Quyền đ−ợc tập trung trong các sản phẩm của quá trình luyện đồng nên đã trở thành nguồn thu hồi bạc có giá trị và cần đ−ợc tính đến nh− là thành phần đi kèm có giá trị thu hồi của mỏ. 297 5. Telur (Te) và Selen (Se) Trong các nghiên cứu tr−ớc đây, Te và Se trong quặng đồng mỏ Sin Quyền ch−a đ−ợc quan tâm nghiên cứu. Theo kết quả phân tích mà đề tài KC 08.24/06-10 thực hiện, hàm l−ợng Te trong quặng đồng nguyên khai không cao, trung bình 0,91 g/T, trong tinh quặng sắt 0,1 g/T, còn trong tinh quặng đồng 10 g/t. Nh− vậy Te có xu h−ớng tập trung trong tinh quặng đồng và sẽ tích lũy trong các sản phẩm của quá trình luyện đồng. Kết quả phân tích bụi lò luyện đồng và bùn d−ơng cực của x−ởng điện phân tinh chế đồng cho thấy, hàm l−ợng Te t−ơng ứng khá cao 296-788 g/T và 8.730 g/T. Đối với Se cũng có tình trạng t−ơng tự. Hàm l−ợng Se trong quặng nguyên khai 2,6 g/T, trong tinh quặng sắt 1,1 g/T, trong tinh quặng đồng 10,3 g/T. Tuy nhiên, hàm l−ợng Se trong bùn d−ơng cực đạt tới 6.270 g/T. Nh− vậy, Se cũng là nguyên tố đáng quan tâm trong việc tận thu tài nguyên đối với việc khai thác và chế biến quặng đồng ở mỏ Sin Quyền. 6. Các nguyên tố khác Ngoài các nguyên tố kể trên, Ga và Ge cũng là các nguyên tố đáng quan tâm trong quặng đồng mỏ Sin Quyền. Gali có mặt trong quặng nguyên khai và tinh quặng sắt với hàm l−ợng 31-32 g/T là các giá trị đáng quan tâm theo các nghiên cứu về Ga trong các tụ khoáng tự nhiên [8]. Tuy nhiên, hàm l−ợng Ga trong tinh quặng đồng rất thấp (4 g/T) và ch−a rõ nó có tập trung trong các sản phẩm luyện kim đồng hay không. Vì thế, chỉ nên coi hàm l−ợng Ga t−ơng đối cao nh− là một đặc điểm của quặng đồng ở Sin Quyền. Hành vi của Ge cũng t−ơng tự nh− Ga. KếT LUậN - Khoáng sản đi kèm trong quặng chì - kẽm khá đa dạng, bao gồm các tập hợp khác nhau cho từng kiểu mỏ : Kiểu Chợ Đồn - Cd, In, Ag, As, Cu, Sn, Ga ; kiểu Chợ Điền - Cd, In, Ag, Cu, Ga ; kiểu Lang Hích - Cd, Ag ; kiểu Na Sơn : Cd, Ag, Cu, Ga, REE. - Các nguyên tố đi kèm có giá trị công nghiệp chủ yếu liên quan đến dạng vi khảm và đồng hình trong các khoáng vật quặng chính galenit và spha- lerit, ngoại trừ Cu và As tồn tại d−ới dạng các khoáng vật độc lập. Nh− vậy, việc thu hồi phần lớn các nguyên tố có giá trị (Cd, In, Ag, Sn, Ga) trong quặng chì kẽm ở các tụ khoáng nghiên cứu chủ yếu phụ thuộc vào khâu luyện chì và kẽm. Nói một cách khác, các quy trình tách chiết thu hồi chúng đều phải dựa trên quá trình xử lý kim loại chính Pb, Zn. - Thành phần đi kèm có giá trị trong quặng đồng mỏ Sin Quyền bao gồm Au, Fe, REE, Ag, Te-Se và có thể tính đến Ga. Điều đáng chú ý là việc thu hồi Ag, Te-Se, Ga đều có thể thực hiện trong quá trình luyện đồng, còn đối với các nguyên tố đất hiếm cần đ−ợc thu hồi từ khâu tuyển. TàI LIệU DẫN [1] PHạM THị DUNG, TRầN TUấN ANH, TRầN TRọNG HòA, NGÔ THị PHƯợNG, NGUYễN VIếT ý, S.I. ISHIHARA, PHạM NGọC CẩN, TRầN VĂN HIếU, 2010 : Indi - khoáng sản đi kèm có triển vọng trong mỏ chì - kẽm khu vực Chợ Đồn. Tc Các KH về TĐ, T. 32, 4, 299-307. Hà Nội. [2] ĐặNG VĂN L∙M (chủ biên), 2006 : Báo cáo tổng kết đề án "Khảo sát, đánh giá tình hình sử dụng tổng hợp tài nguyên khoáng sản làm cơ sở xây dựng quy định về thăm dò và tính trữ l−ợng khoáng sản và các thành phần có ích đi kèm trong các mỏ khoáng sản". L−u trữ TTTL Địa chất. Cục ĐCKSVN. Hà Nội, 112 tr. [3] ISHIHARA SHUNSO and ENDO YUJI, 2007 : Indium and other trace elements in volcanogenic massive sulfide ores from the Kuroko, Besshi and other types in Japan. Bulletin of the Geological Survey of Japan, Vol. 58, 1/2, 7-22. [4] TRầN VĂN TRị (chủ biên), 2000 : Tài nguyên khoáng sản Việt Nam. Cục Địa chất Việt Nam xuất bản. [5] V.N. VINOGRADOV, 1987 : Sử dụng tổng hợp nguyên liệu luyện kim mầu. Nxb "Nhedra", Moskva. 77 tr. (Nga văn). [6] Indium. Mineral Commodity Profile. Open- File Report 2004-1300. By John D. Jorgenson and Micheal W. George. [7] Rare metals, 2008 : The world market. Metals, produced as by-products.Russian Academy of Scien- ces, Moscow. [8] ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ СПРОВОЧНИК ПО СИДЕРО- ФИЛЬНЫМ И ХАЛКОФИЛЬНЫМ РЕДКИМ МЕТАЛЛАМ. Под ред. Академика АН СССР Н.П. Лаверова. Москва, 1989. 458 стр. 298 SUMMARY By-products in lead-zinc and copper ores of Northeast Vietnam By-products in lead-zinc ores are diversify, de- pending on ore types: Cho Don type - Cd, In, Ag, As, Cu, Sn, Ga ; Cho Dien type - Cd, In, Ag, Cu, Ga ; Lang Hich type - Cd, Ag ; Na Son type : Cd, Ag, Cu, Ga, REE. Detailed mineralogical investigation reveals that by-product elements are mainly associated with inclusions and isomorphous substitution in major ore minerals - galenite and sphalerite, except Cu and As are in distinct minerals. Thus, the extrac- tion of major valued elements (Cd, In, Ag, Sn, and Ga) in lead-zinc ores is strongly relying on lead- zinc metallurgic techniques. By-products of the Sin Quyen copper ores consist of : Au, Fe, REE, Ag, Te-Se and Ga. Noteworthy that the extraction of Ag, Te-Se, Ga can be done during the copper metallurgy, whilst REE must be extracted from sifting processes. Ngày nhận bài: 02-9-2010 Viện Địa chất (Viện KHvCNVN)
File đính kèm:
khoang_san_di_kem_trong_cac_kieu_quang_chi_kem_va_dong_mien.pdf