ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Nguyễn Thị Phương Thảo NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KHAI THÁC MỎ VÀNG SA KHOÁNG NA RÌ, TỈNH BẮC KẠN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Nguyễn Thị Phương Thảo NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KHAI THÁC MỎ VÀNG SA KHOÁNG NA RÌ, TỈNH BẮC KẠN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 608502 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Xuân Cự Hà Nội – 2012 ii MỤC LỤC trang MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. SỰ THÀNH TẠO VÀ PHÂN BỐ QUẶNG VÀNG SA KHOÁNG 3 1.1.1. Nguồn gốc, quá trình thành tạo và phân bố quặng vàng sa khoáng 3 1.1.2. Trữ lượng vàng sa khoáng trên Thế giới và ở Việt Nam 7 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG 10 1.2.1. Các phương pháp khai thác vàng sa khoáng trên Thế giới 10 1.2.2. Các phương pháp khai thác vàng sa khoáng tại Việt Nam 10 1.3. TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 14 1.3.1. Đặc điểm và trữ lượng các mỏ vàng sa khoáng ở Bắc K ạn 14 1.3.2. Tình hình khai thác vàng sa khoáng và các tác động đến môi trường 15 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 22 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.2.1. Phương pháp tiếp thu kế thừa các nguồn tài liệu đã có 22 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 23 2.2.3. Phương pháp phỏng vấn 23 2.2.4. Phương pháp phân tích mẫu 24 2.2.5. Phương pháp phân tích tổng hợp, tính toán lựa chọn công nghệ. 26 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 3.1. ĐI ỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-Xà HỘI HUYỆN NA RÌ, TỈNH BẮC KẠN 27 3.1.1. Vị trí địa lý 27 3.1.2. Đặc điểm khí hậu, thủy văn 27 3.1.3. Điều kiện kinh tế, xã hội 28 3.2. ĐẶC ĐIỂM KHU MỎ VÀNG SA KHOÁNG NA RÌ 29 3.2.1. Đặc điểm địa chất khoáng sàng 29 3.2.2. Đặc điểm cấu tạo và phân bố các thân quặng vàng sa khoáng 33 3.2.3. Phân bố và trữ lượng các mỏ vàng sa khoáng ở Na Rì 35 iii 3.2.4. Tình hình khai thác vàng và các tác động đến môi trường 38 3.2.5. Tác động của khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì đến môi trường đất 52 3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỦ YẾU KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG 55 3.3.1. Phương pháp khai thác thủ công 59 3.3.2. Phương pháp khai thác bằng cơ giới sử dụng máy xúc kết hợp ô tô 59 3.3.3. Phương pháp khai thác bằng cơ giới sử dụng máy xúc nhiều gầu 61 3.3.4. Phương pháp khai thác bằng sức nước sử dụng tàu cuốc 63 3.3.5. Phương pháp khai thác bằng sức nước sử dụng tàu hút bùn 64 3.4. LỰA CHỌ N VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT 66 3.4.1. Lựa chọn phương pháp khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì 66 3.4.2. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động đến môi trường trong khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 81 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BVMT Bảo vệ môi trường BOD Nhu cầu Oxy sinh hóa COD Nhu cầu Oxy hóa học ĐTM Đánh giá tác động môi trường GHCP Giới hạn cho phép KHKT Khoa học kỹ thuật KT-XH Kinh tế - Xã hội Kts Kali tổng số Nts Nitơ tổng số MT Môi trường MTĐ Môi trường đất MTN Môi trường nước pH Độ chua Pts Phốt pho tổng số TCVN Tiêu chuẩn môi trường Việt Nam QCVN Quy chuẩn môi trường Việt Nam v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Trữ lượng vàng theo từng loại hình mỏ trên Thế giới 7 Bảng 1.2. Tổng hợp sản lượng vàng sa khoáng của từng vùng trên Thế giới 8 Bảng 1.3. Sản lượng khai thác vàng của các nước trên Thế giới (tấn) 8 Bảng 1.4. Trữ lượng vàng sa khoáng ở Việt Nam 9 Bảng 1.5. Hiện trạng ô nhiễm nước sông Ngân Sơn 16 Bảng 2.1. Chỉ tiêu và phương pháp phân tích chất lượng nước 26 Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nước thuộc khu vực nghiên cứu 28 Bảng 3.2. Tổng hợp trữ lượng vàng Lương Thượng- Na Rì - Bắc Kạn 36 Bảng 3.3. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải khai thác vàng sa khoáng vào mùa khô năm 2012 39 Bảng 3.4. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải khai thác vàng mùa mưa năm 2012 40 Bảng 3.5. Tải lượng vật chất đổ ra sông Na Rì do nước thải mỏ trong 1 năm 45 Bảng 3.6. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tại các khu khai thác vàng trong mùa khô năm 2012 46 Bảng 3.7. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tại các khu khai thác vàng trong mùa mưa năm 2012 46 Bảng 3.8. Tải lượng vật chất đổ ra sông Na Rì do nước thải sinh hoạt trong 1 năm 47 Bảng 3.9. Kết quả phân tích nước sông Na Rì vào mùa khô năm 2012 48 Bảng 3.10. Kết quả phân tích nước sông Na Rì vào mùa mưa năm 2012 48 Bảng 3.11. Kết quả phân tích mẫu đất tại khu vực khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì – Bắc Kạn (mg/kg) 54 vi DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Bản đồ vị trí địa lý, giao thông huyện Na Rì 30 Hình 3.2. Bản đồ vị trí mỏ vàng Lương Thượng và Tân An huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn 37 Hình 3.3. Hàm lượng trung bình của TSS trong nước thải mỏ vàng sa khoáng 41 Hình 3.4. Hàm lượng trung bình của dầu - mỡ khoáng trong nước thải mỏ (mg/l) 41 Hình 3.5. Hàm lượng trung bình của COD trong nước thải mỏ (mg/l) 42 Hình 3.6. Hàm lượng trung bình của BOD 5 trong nước thải mỏ (mg/l) 42 Hình 3.7. Hàm lượng trung bình của Nts trong nước thải mỏ (mg/l) 43 Hình 3.8. Hàm lượng trung bình của Pts trong nước thải mỏ (mg/l) 43 Hình 3.9. Hàm lượng trung bình của xyanua trong nước thải mỏ (mg/l) 44 Hình 3.10. Hàm lượng trung bình của thủy ngân trong nước thải mỏ (mg/l) 44 Hình 3.11. Sơ đồ nguyên tắc thu hồi vàng từ quặng vàng 57 Hình 3.12. Sơ đồ công nghệ tuyển luyện thu hồi vàng từ quặng vàng sa khoáng 58 Hình 3.13. Sơ đồ công nghệ khai thác bằng cơ giới 60 Hình 3.14. Sơ đồ công nghệ khai thác bằng sức nước sử dụng tàu hút bùn 65 Hình 3.16. Sơ đồ tường chắn trong bãi lắng bùn 70 Hình 3.17. Tăng chiều dài lắng bằng các đường dẫn dòng kiểu hình nêm 70 Hình 3.18. Sơ đồ tường chắn đặt song song với hướng dòng chảy 71 Hình 3.19. Sơ đồ tường lọc 72 1 MỞ ĐẦU Vàng là kim loại quý hiếm, từ lâu đã được con người biết đến, khai thác và chế biến phục vụ nhu cầu dân dụng và công nghiệp. Nhu cầu về sử dụng vàng trong các ngành công nghiệp cũng như trong đời sống hàng ngày (trang sức, tích trữ, ) những năm gần đây liên tục tăng. Do nhu cầu tăng kết hợp với nguồn tài nguyên ngày càng khan hiếm đã đưa vàng trở thành kim loại ngày càng có giá trị và thúc đẩy ngành công nghiệp khai thác vàng phát triển ở trong nước cũng như trên toàn thế giới. Khu vực phía Bắc Việt Nam vốn có tiềm năng lớn về khoáng sản, đa dạng với các quy mô khác nhau, đây cũng là vùng có trữ lượng vàng lớn trong nước. Trong nhiều năm trước đây, đa phần các mỏ vàng được nhân dân khai thác tự do bằng công nghệ đãi vét thủ công, tập chung chủ yếu vào các điểm sa khoáng có hàm lượng cao. Việc khai thác tự do bằng công nghệ lạc h ậu, thiếu sự quản lý trong nhiều năm qua đã làm biến đổi đặc điểm địa chất, địa mạo, điều kiện khai thác mỏ khó khăn, gây ô nhiễm môi trường và thất thoát tài nguyên. Mặt khác, do vàng là kim loại quý nên tại các điểm khai thác vàng luôn có hiện tượng tranh chấp tài nguyên, khai thác trái phép là điểm nóng về an ninh, trật tự xã hội ở các địa phương. Thực hiện chủ trương của Nhà nước về quản lý, khai thác tài nguyên, các điểm nóng về khai thác vàng trái phép trước đây đã được giải toả, quy hoạch, thăm dò, đánh giá lại trữ lượng. Trước tình hình giá vàng trong nước và thế giới liên tục tăng cao (hiện nay dao động khoảng 44 - 47 triệu đồng/lượng), sự phát triển về công nghệ và vấn đề quản lý các mỏ vàng sa khoáng ở nước ta hiện nay đang là vấn đề nóng cần có các giải pháp khắc phục. Tính tới thờ i điểm này tỉnh Bắc Kạn có 17 mỏ và điểm quặng chứa vàng trong đó có 6 điểm quặng vàng gốc và 8 điểm vàng sa khoáng. Tại huyện Na Rì, ước tính có khoảng 5,694 tấn vàng, chủ yếu là vàng sa khoáng ở Tân An xã Lương Thượng. (Theo số liệu công bố trên Cổng thông tin của Sở Công thương Bắc Kạn) [25]. Thời gian qua hoạt động khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì đã và đang góp phần nâng cao đời sống của một s ố thành phần người dân trong xã hội, nhưng việc 2 khai thác vàng ở đây cũng gây tác động xấu đến môi trường, ít nhiều làm thay đổi môi trường sinh thái xung quanh và đặc biệt gây rất nhiều tác động tiêu cực tới môi trường đất. Để hoạt động khai thác vàng thực sự đạt hiệu quả cao về cả ba mặt kinh tế, xã hội và môi trường cần có kế hoạch phát triển, khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên vàng một cách hợp lý. Đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giả i pháp khai thác mỏ vàng sa khoáng Na Rì, tỉnh Bắc Kạn nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường đất” nhằm góp phần tìm các giải pháp khai thác hợp lý các mỏ vàng sa khoáng ở nước ta nói chung và ở Bắc Kạn nói riêng. Mục tiêu cụ thể của đề tài được xác định là đánh giá tình hình khai thác vàng sa khoáng và ảnh hưởng của quá trình khai thác - tuyển quặng tới môi trường đất ở Na Rì - Bắc Kạn. Trên cơ sở đó lựa chọn giải pháp công ngh ệ hợp lý để khai thác đạt hiệu quả, giảm thiểu các tác động đến môi trường đất do khai thác-tuyển quặng vàng gây ra. 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. SỰ THÀNH TẠO VÀ PHÂN BỐ QUẶNG VÀNG SA KHOÁNG 1.1.1. Nguồn gốc, quá trình thành tạo và phân bố quặng vàng sa khoáng Vàng là kim loại bền vững nên nó có thể được giải phóng khi đá bao quanh bị phá hủy. Vàng không tự liên kết với nhau mà được vận chuyển bởi nước và tích tụ lại ở những vị trí nào đó được gọi là vàng sa khoáng [14]. Mỏ vàng sa khoáng là loại mỏ có nguồn gốc ngoại sinh, được thành tạo do bóc mòn, phá huỷ quặng vàng gốc, vận chuyển và tích tụ lại thành khoáng sàng. Vàng sa khoáng ở nước ta phân b ố ở rất nhiều nơi. Đến nay đã phát hiện nghiên cứu, thăm dò và đánh giá trữ lượng khoảng 150 điểm mỏ sa khoáng vàng. Đã xác lập được các loại sa khoáng vàng: eluvi, deluvi, proluvi, hỗn hợp, karst và aluvi (Trần Văn Trị và nnk, 1996) [16]. 1.1.1.1. Sa khoáng eluvi: Những tích tụ chứa vàng này nằm ở các mạch hoặc đới mạch thạch anh nhiệt dịch bị phong hóa mà thành. Vàng được giải phóng và làm giàu ngay tại vùng lộ đá gốc. Kiểu sa khoáng vàng eluvi, deluvi th ường phân bố ngay trên đỉnh hoặc sườn núi và có quan hệ mật thiết, nằm kề sát hoặc gần các thân quặng vàng gốc. Sa khoáng eluvi được tích tụ lại nhờ khả năng ít bị phong hóa của vàng. Độ lớn của phần tử vàng, độ tinh khiết và vị trí lắng đọng có mối liên quan mật thiết với nguồn quặng gốc. Hàm lượng vàng không ổn định và thường thấp nhưng trữ lượng có thể rất l ớn. Sa khoáng eluvi là nơi có khả năng chứa vàng và trọng lượng khối vàng có khi lên tới hàng chục kg. Theo R.W. Boyle, một số sa khoáng eluvi ngoài vàng còn có chứa bạc tự sinh, chì, thủy ngân, kim cương và các hợp chất của platin [14]. Ở Mỹ, người ta đã khai thác vàng sa khoáng eluvi ở các bang Oregon, Nevada, Montana và nhất là ở California. Tại đây đã khai thác được khối vàng Carson Hill nặng 88kg và Magalia nặng 24kg. Các sa khoáng vàng eluvi khác cũng đã được khai thác ở Mehico, Haiti và Brasil. Ở châu Âu, người La Mã đã khai thác sa khoáng eluvi ở Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Pháp và Rumani [...]... lại trữ lượng, xác định các giải pháp công nghệ hợp lý để khai thác tài nguyên có hiệu quả cao nhất, góp phần bảo vệ môi trường vùng mỏ 13 1.3 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 1.3.1 Đặc điểm và trữ lượng các mỏ vàng sa khoáng ở Bắc Kạn Dựa trên quy phạm thăm dò của các mỏ sa khoáng vàng, thiếc, và phương pháp tính trữ lượng vàng- thiếc trong sa khoáng, (Magadan 1979, 1982)... của việc khai thác vàng sa khoáng tác động đến môi trường như diện tích đất canh tác bị thu hẹp, địa hình biến đổi, suy giảm nguồn nước, ô nhiễm môi trường gây ảnh hưởng lớn đến tình hình sức khỏe công nhân khai thác cũng như người dân xung quanh khu vực mỏ 21 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn Các mẫu... hoặc cụm thiết bị di động kèm hệ thống tuyển trọng lực 1.2.2 Các phương pháp khai thác vàng sa khoáng tại Việt Nam Các mỏ vàng sa khoáng tại Việt Nam nói chung và tại khu vực phía Bắc Việt Nam nói riêng được phát hiện và khai thác từ rất sớm Từ đầu thế kỷ 19 người Trung Quốc và người Pháp đã khai thác vàng sa khoáng ở khu vực sông Ngân Sơn, Na Rì, … Nhìn chung các xí nghiệp khai thác vàng cả trung ương... nghệ hợp lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm tới môi trường đất, nâng cao hiệu quả kinh tế của việc khai thác vàng sa khoáng 26 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-Xà HỘI HUYỆN NA RÌ, TỈNH BẮC KẠN 3.1.1 Vị trí địa lý Na Rì là huyện miền núi nằm ở phía Đông của tỉnh Bắc Kạn, có diện tích 864,5 km2, là khu vực tập trung nhiều vàng sa khoáng nhất khu vực phía Bắc Huyện Na Rì có... 1.2.1 Các phương pháp khai thác vàng sa khoáng trên Thế giới Có nhiều phương pháp khai thác vàng sa khoáng khác nhau trên thế giới phụ thuộc vào đặc điểm phân bố của vàng và cấu trúc địa chất của đá vây quanh Phương pháp khai thác lộ thiên, hầm lò và kết hợp giữa khai thác lộ thiên - hầm lò là các phương pháp khá phổ biến để khai thác vàng trên Thế giới Riêng đối với khai thác vàng sa khoáng, hầu hết... Phương pháp so màu 9 Coliformts Theo TCVN 6187-1: 1996; TCVN 6187-2:1996 2.2.5 Phương pháp phân tích tổng hợp, tính toán lựa chọn công nghệ Từ việc khảo sát điều tra tình hình khai thác, hiện trạng MT cũng như những tác động tiêu cực của hoạt động khai thác vàng sa khoáng Trên cơ sở nghiên cứu những giải pháp công nghệ khai thác hiện nay của khu vực Na Rì – Bắc Kạn, đã phân tích, đề xuất những giải pháp. .. dò, khai thác, khoáng sản giai đoạn sau Dự báo còn lại khoảng 60-70% trữ lượng vàng tại các điểm mỏ vàng sa khoáng đã bị khai thác Ngoài phần cát quặng, đất quặng được biết đến cũng không loại trừ nhiều khả năng vàng nằm lẫn trong các hang, hốc đá gốc Với hiện trạng khai thác như hiện nay, điều kiện quản lý và khai thác tài nguyên tại các điểm mỏ vàng sa khoáng là rất khó khăn Ngoài việc phải khai thác. .. cuội kết có khoáng hóa vàng bị oxy hóa (mỏ Tarkwa) Sa khoáng trẻ Tổng cộng 58.565 9,58 67,60 1.1.2.2 Trữ lượng vàng sa khoáng ở Việt Nam Theo quy mô mỏ, đến nay ở Việt Nam chỉ có mỏ vàng sa khoáng Lương Thượng (Bắc Kạn) thuộc loại quy mô lớn Các mỏ có quy mô trung bình gồm loại hình sa khoáng Bồ Cu, Trại Cau (Thái Nguyên), số còn lại có quy mô nhỏ và các điểm quặng Dự báo tiềm năng vàng sa khoáng ở nước... trạng khai thác vàng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, thiên nhiên vẫn diễn ra thường xuyên ở tỉnh Bắc Kạn Do hiện tượng khai thác vàng trái phép ồ ạt của nhân dân địa phương nên hiện nay môi trường các vùng mỏ vàng sa khoáng trong khu vực nghiên cứu đang bị ô nhiễm nặng nề Rác thải sinh hoạt của công nhân khai thác vàng, dầu mỡ, chất thải của máy móc, nước thải của quá trình khai thác, tuyển... Na (Báo cáo đánh giá tài nguyên khoáng sản Việt Nam, 1996).[16] Mỏ vàng sa khoáng Tân An nằm trong thung lũng Tân An, thuộc địa phận xã Lương Thượng, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn, đã được Liên đoàn Địa chất Đông Bắc 9 đánh giá năm 1992 Tổng tài nguyên vàng trong mỏ đã tính được 3250kg vàng, trong đó có 1150kg cấp C2 Hàm lượng thu hồi vàng trung bình là 0,81 g/m3 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG . Nghiên cứu lựa chọn giả i pháp khai thác mỏ vàng sa khoáng Na Rì, tỉnh Bắc Kạn nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường đất nhằm góp phần tìm các giải pháp khai thác hợp lý các mỏ vàng sa khoáng. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KHAI THÁC MỎ VÀNG SA KHOÁNG NA RÌ, TỈNH BẮC KẠN NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trường. các tác động đến môi trường 38 3.2.5. Tác động của khai thác vàng sa khoáng ở Na Rì đến môi trường đất 52 3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỦ YẾU KHAI THÁC VÀNG SA KHOÁNG 55 3.3.1. Phương pháp khai thác