ĐỀ TÀI
Tài nguyên bôxit - Tình hình,
triển vọng và công nghệ khai
thác, chế biến

I. TÀI NGUYÊN BÔXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC
VÀ CHẾ BIẾN 4
1. Tài nguyên bôxit trên thế giới 4
2. Tình hình khai thác quặng bôxit trên thế giới 13
3. Thị trường các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới 18
4. Tình hình sản xuất các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới27
II. TÀI NGUYÊN BÔXIT Ở VIỆT NAM, TÌNH HÌNH KHAI THÁC
33
1. Tài nguyên bôxit ở Việt Nam 33
2. Tình hình khai thác, nghiên cứu, chế biến quặng bôxit Việt Nam, xu
hướng phát triển 45
III. CÔNG NGHỆ LÀM GIÀU, CHẾ BIẾN QUẶNG BÔXIT 49
1. Công nghệ làm giàu quặng bôxit 49
2. Công nghệ sản xuất alumin 50
3. Công nghệ sản xuất nhôm kim loại 66
IV. KẾT LUẬN 80
Từ khi ngành công nghiệp nhôm ra đời cho tới nay và theo dự báo trong
tương lai, sản xuất nhôm vẫn bao gồm chủ yếu hai giai đoạn:
- Giai đoạn đầu: Sản xuất nhôm oxit sạch, gọi là alumin cấp luyện kim.
- Giai đoạn tiếp theo: Sản xuất nhôm kim loại bằng phương pháp điện phân
alumin trong dung dịch muối criolit nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 950°C
(phương pháp Hall - Heroult, được phát minh năm 1886).
Những nét đặc trưng cơ bản của ngành công nghiệp nhôm là tiêu hao năng
lượng cao và vốn đầu tư lớn. Tiêu hao năng lượng để sản xuất 1 tấn nhôm
kim loại là 150 - 170 GJ/T, trong khi đó tungsten (vonfram) cần 180 -190

Bôxit là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản khá dồi dào trên thế
giới. Với sản lượng khai thác và mức tăng trưởng bình quân hàng năm như
hiện nay, trữ lượng bôxit có thể đảm bảo cho nhân loại sử dụng trong 100 -
125 năm tới, nếu tính cả tài nguyên thì thời gian có thể tăng lên gấp đôi.
Bôxit có thành phần hóa học và khoáng vật cơ bản như sau:
Thành phần hóa học Thành phần khoáng vật
Al
2
O
3
: 40 - 65% điaspor a - Al
2
O
3
.H
2
O
bơmit g - Al
2
O
3
.H
2
O
gipxit g - Al
2
O
3
.3H
2

2
O
TiO
2
: 0,5 - 8% anatat TiO
2,
rutin TiO
2

H
2
O : 10 - 34% trong điaspor, bơmit, gipxit, kaolinit, gơtít
Các nguyên tố đi kèm Mn, P, V, Cr, Ni, Ga, Ca, Mg, C và các
tạp chất
Theo nguồn gốc thành tạo địa chất, bôxit được chia làm hai loại: bôxit laterit
và bôxit karstic. Bôxit laterit được thành tạo từ quá trình phong hóa đá bazan,
chiếm khoảng 90% trữ lượng bôxit của thế giới, thành phần chủ yếu là gipxit.
Bôxit karstic được thành tạo trên nền đá vôi chiếm khoảng 10% trữ lượng.
Đối với mục đích công nghệ xử lý, người ta chia bôxit thành các loại sau:
- Bôxit gipxit (hàm lượng bơmit < 5%), tập trung ở các nước: Braxin, Sierra
Leone, Surinam, Inđônêxia, Ghinê, Giamaica, ôxtrâylia, Vênêzuêla,
Guana, Việt Nam, Ấn Độ.
- Bôxit hỗn hợp gipxit - bơmit (hàm lượng bơmit 5 - 20%), tập trung ở các
nước: ôxtrâylia, Ghana, Ghinê, Giamaica, Ấn Độ.
- Bôxit bơmit (hàm lượng bơmit > 20%), tập trung ở các nước: Nam Tư,
Pháp, Hungari.
- Bôxit điaspor (hàm lượng điaspor > 5%), tập trung ở các nước: Hy
Lạp, Iran, Trung Quốc (TQ), Nam Tư, Việt Nam, Rumani.
Phần lớn các mỏ bôxit đều là sản phẩm của quá trình phong hóa laterit đã
chứa thành phần oxyt nhôm (Al

198
10
70
3. Vùng Caribê
Giamaica
1.905
1.866
305
250
2.210
2.116
Haiti
Cộng hòa Đominic
Guyana (thuộc Pháp)
Columbia
10
29
42
0
40
15
130
100
80
14
172
100
4. Nam Mỹ
Braxin
Guyana

400
500
500
0
45
2.955
972
820
521
2
50
Tây Ban Nha
Thổ Nhĩ Kỳ
Anh
Áo
5
20
0
0
125
435
3
2
130
455
3
2
6. Đông âu
Hungari
Cộng đồng các quốc gia

0
0
12.876
8.807
546
1.480
126
2
Zimbabuê
Mali
Ghi-nê Bit-xô
Nam Phi
Malagasi
Malauy
Zaia
2
0
0
0
0
0
0
3
880
500
70
200
60
200
5

9.179
944
3.952
2.239
16
120
79
154
Philippin
Việt Nam
Đài Loan
0
0
0
250
1.550
75
250
1.550
75
9. Châu Đại Dương
ôxtrâylia
Đảo Salomon
Fiji
Niu Dilân
Palau
4.048
3.998
50
0

Camơrun và Guyana với tổng tài nguyên và trữ lượng là 39,723 tỷ tấn, chiếm
80,37% toàn thế giới.
Xét về trữ lượng, tỷ lệ phân bố theo các khu vực và châu lục như sau:
1. Châu Phi: 34,6% 2. Châu Úc: 20,8%
3. Nam Mỹ: 18,5% 4. Giamaica: 9,7%
5. Châu Á: 9,3% 6. Các khu vực khác: 7,1%
Các mỏ bôxit được phân thành các loại hình như sau:
- Dạng lớp chùm phủ
- Dạng túi
- Dạng lớp xen kẹp
- Dạng mảnh vụn
Các mỏ dạng lốp chùm phủ rất đặc trưng cho loại bôxit có nguồn gốc phong
hóa laterit, là loại hình phổ biến trên thế giới và trữ lượng chiếm ưu thế. Các
mỏ này có nhiều ở Tây Phi, ôxtrâylia và Ấn Độ. Do quá trình phong hóa diễn
ra rất triệt để trong điều kiện thuận lợi và thời gian dài nên dẫn đến việc thành
tạo quặng bôxit chất lượng rất tốt, hàm lượng Al
2
O
3
bằng 50-70%. Các mỏ
bôxit ở Miền Nam nước ta cũng thuộc loại hình này, song đáng tiếc là quá
trình phong hóa chưa chín muồi nên chất lượng quặng thấp, phải qua tuyển
rửa mới nâng hàm lượng các thành phần Al
2
O
3
và mođun silic đến mức trung
bình của thế giới, là mức cho phép áp dụng phương pháp Bayer để sản xuất
alumin.
Các mỏ dạng túi thường gặp ở Giamaica và miền Nam âu, thân quặng có

Ghinê 17,57 16,32 7,22
3
Braxin 18,83 16,65 7,33
4
Guyana 3,93 3,64 0,80
5
Giamaica 17,50 14,86 6,08
6
Surinam 4,79 4,14 1,95
7
Vênêzuêna 4,26 3,84 1,75
8
Ấn Độ 10,82 9,87 2,89
9
Inđônêxia 1,33 1,20
10
Iran 0,84 0,76 0,28
11
Thổ Nhĩ Kỳ 0,43 0,40 0,18
12
Việt Nam 0,03 0,02 -
13
Hy Lạp 1,78 1,61 0,74
14
ôxtrâylia 61,84 45,03 13,59
15
Nam Tư 1,16 1,03 0,44
16
Hungari 0,90 0,82 0,30
17

6
7
8
9
10
Giamaica
Trung Quốc
Nga
Ấn Độ
Surinam
Vênêzuêna
Guyana
17,50
14,39
12,92
10,82
4,79
4,26
3,93
14,86
12,29
11,29
9,87
4,14
3,84
3,64
6,08
5,85
3,27
2,89

5
6
7
8
9
10
Ghinê
nt
Ghana
Giamaica
ôxtrâylia
nt
nt
nt
nt
Nga
Boke
Trombetas
Manchesterplateau

Watervalley
Weipa
Huntly
Willowdale
Gove
Boddington
Kiyashaltyr
12,62
16,13
7,48

rất được quan tâm. Hầu hết các mỏ sau khi khai thác hết trữ lượng đều được
san gạt, trồng cây xanh và có biện pháp làm tăng độ phì nhiêu của đất.
3. Thị trường các sản phẩm đi từ quặng bôxit trên thế giới
3.1. Phân loại sản phẩm, lĩnh vực sử dụng
Khoảng 96% bôxit khai thác được sử dụng cho ngành luyện kim, 4% còn lại
được sử dụng cho các ngành công nghiệp khác như: vật liệu chịu lửa, gốm sứ,
vật liệu mài - đánh bóng…
Hơn 90% sản lượng alumin (gọi là alumin cấp luyện kim) trên thế giới được
sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình điện phân để sản xuất nhôm kim loại,
còn lại khoảng 10% sử dụng cho công nghiệp hóa chất và các ngành công
nghiệp khác.
Phân loại bôxit theo lĩnh vực sử dụng như sau:
Thành phần hóa học, % Lĩnh vực

sử dụng
Al
2
O
3
SiO
2
Fe
2
O
3
Ti
2
O
Luyện kim 50 - 55 0 - 15 5 - 30 0 - 6
Xi măng 45 - 55 max 6 20 - 30 3

1,75 1,50 1,50 1,20
TiO
2
3,20 3,75 4,0 3,5
M.K.N 0,25 0,20 0,20 0,20
Các loại nhôm oxit đặc biệt.
Về nguyên tắc các loại oxit này được sản xuất từ quặng bôxit bằng công nghệ
Bayer với những công đoạn đặc biệt.
Các sản phẩm đặc biệt chủ yếu được sản xuất ở các nước: Mỹ, Pháp, Đức,
Nga, Nam Tư, Hungari, TQ…
Người ta chia alumin đặc biệt thành hai loại: alumin hoạt tính và alumin đặc
biệt.
Alumin hoạt tính là alumin có diện tích bề mặt riêng lớn hơn 40m
2
/g, được
sản xuất bằng cách nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nung alumin cho mục
đích luyện kim thông thường.
Alumin đặc biệt là những alumin có đặc tính sau:
- Nung ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ nung thông thường
- Hàm lượng a-Al
2
O
3
> 90%
- Có đặc tính đặc biệt về kích thước hạt, hàm lượng tạp chất
Tuỳ theo mục đích sử dụng, alumin đặc biệt được chia thành các loại sau:
- Các loại nhôm hyđroxit đặc biệt: làm chất phụ gia để chống cháy cho công
nghiệp dệt may, chất dẻo, cao su và làm phụ gia cho các ngành kỹ thuật như
công nghiệp mỹ phẩm, giấy, hóa, làm các chất xúc tác, nguyên liệu cho
ngành công nghiệp dược phẩm.

Hàm lượng tạp chất Tính chất vật lý
Tạp chất Giá trị, % Tính chất Giá trị
Fe
2
OÂ
3

SiO
2

TiO
2

Na
2
O
0,01 - 0,05
0,01 - 0,02*
0,002 - 0,01
0,25 - 0,5
Tỷ trọng riêng (tự do),
kg/dm
3

Tỷ trọng riêng (nén),
kg/dm
3

0,930 - 1,030
1,100 - 1,300

Cr
2
O
3

NiO
0,4 - 0,6
0,002 - 0,01
0,001 - 0,003
0,01 - 0,05
0,001 - 0,004
0,005 - 0,025
0,001 - 0,006
0,0005 - 0,003
0,002 - 0,2
0,004 - 0,01
0,0001 - 0,0006
0,001 - 0,005
Diện tích bề mặt riêng, m
2
/g
a-Al
2
O
3
, %
Góc trượt, độ
Độ ẩm (105
0
C), %

-
10
40
50
Diện tích bề mặt riêng,
m
2
/g
> 30 5 - 10
a- Al
2
O
3
, % < 30 50 - 70
Góc trượt, độ ~ 30 40 - 50
Mất khi nung, % ~ 1,0 ~ 0,5

Trong những năm gần đây, theo xu hướng chung là giảm chi phí năng lượng
và bảo vệ môi trường tốt hơn, các nhà máy điện phân nhôm càng ngày càng
áp dụng các công nghệ hiện đại: bể cỡ lớn, anôt thiêu kết trước, hệ thống lọc
bụi khô, nạp điểm tự động… nên nhu cầu sử dụng alumin dạng cát lớn hơn
do chúng có nhiều tính ưu việt hơn dạng bột (diện tích bề mặt riêng lớn nên
hấp phụ khí flo ở các bể điện phân tốt hơn, bảo vệ môi trường tốt hơn, khả
năng hòa tan trong bể điện phân tốt hơn dẫn đến hiệu suất dòng điện cao
hơn…).
Nhiều năm trở lại đây, thị trường alumin thế giới cơ bản ở vào trạng thái cân
bằng, lượng dư thừa hoặc thiếu hụt hàng năm dao động không lớn.
3.2.2. Thị trường alumin Trung Quốc:
TQ là nước tiêu thụ alumin lớn nhất thế giới và cũng là nước nhập khẩu
alumin lớn nhất. Sản lượng nhôm kim loại của TQ và nhu cầu tiêu thụ alumin