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

Lê Sỹ Chính

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHAI THÁC
VÀ CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN CHÌ, KẼM TẠI TỈNH BẮC KẠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NĂM 2017


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

Lê Sỹ Chính

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHAI THÁC
VÀ CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN CHÌ, KẼM TẠI TỈNH BẮC KẠN

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
Mã số: 62440303

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS. Mai Trọng Nhuận
2. PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải

NĂM 2017

Thăng và Nguyễn Thị Hải đã phối hợp cùng tôi tiến hành các thí nghiệm trong suốt
quá trình thực hiện đề tài tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Địa môi trường và Ứng
phó biến đổi khí hậu cấp Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong Khoa Môi
trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã dạy dỗ, giúp đỡ và bồi dưỡng cho
tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình nghiên cứu tại Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên.
Tôi xin gửi lời cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Hồng Đức đã ủng hộ
và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được tham gia học tập, nghiên cứu tại Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp
đã luôn ở bên tôi, quan tâm, giúp đỡ, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình
học tập và nghiên cứu.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... 2
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... 3
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
2. Mục tiêu ................................................................................................................ 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................... 2
4. Những đóng góp mới của đề tài............................................................................. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 2
1.1. Hiện trạng khai thác và chế biến khoáng sản chì, kẽm ....................................... 3
1.1.1. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm trên thế giới ................................. 3
1.1.2. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm ở Việt Nam ................................. 4
1.1.3. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm khu mỏ Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn ... 4
1.2. Vật liệu trong xử lý ô nhiễm kim loại nặng ...................................................... 13

3.2.2. Nghiên cứu độ bền vật liệu biến tính chế tạo từ bùn thải mỏ sắt ................ 78
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng thủy tinh lỏng đến đặc tính vật liệu ........................ 80
3.2.4. Nghiên cứu hấp phụ dạng mẻ của vật liệu biến tính .................................... 84
3.2.5. Nghiên cứu hấp phụ cột của vật liệu biến tính............................................. 94
3.3. Đánh giá khả năng lắng tự nhiên và xử lý kim loại nặng của thực vật ........... 102
3.3.1. Khả năng lắng tự nhiên của kim loại nặng trong nước .............................. 102
3.3.2. Khả năng xử lý kim loại nặng trong nước thải của thực vật ...................... 102
3.3.3. Khả năng tích lũy kim loại nặng trong thực vật......................................... 109
3.4. Nghiên cứu xây dựng giải pháp kết hợp vật liệu và thực vật .......................... 112
3.4.1. Cơ sở khoa học lựa chọn vật liệu kết hợp với thực vật .............................. 112
3.4.2. Đánh giá khả năng áp dụng giải pháp kết hợp vật liệu và thực vật ............ 113
3.4.3. Cơ chế xử lý nước thải của hệ vật liệu – thực vật ...................................... 118
3.5. Nghiên cứu áp dụng giải pháp kết hợp vật liệu và thực vật xử lý nước thải khai
thác và chế biến khoáng chì, kẽm tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn .................... 120
3.5.1. Đánh giá sự sinh trưởng và phát triển cử cây Sậy ....................................... 14
3.5.2. Đánh giá kết quả áp dụng giải pháp kết hợp vật liệu và thực vật quy mô
5m3/ngày đêm ................................................................................................... 123
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 129
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 131
PHỤC LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
KLN:

Kim loại nặng

KT&CBKS: Khai thác và chế biến khoáng sản
CB:


Bảng 3.6. Theo dõi độ bền trong nước của vật liệu SBC2-15S ............................... 80
Bảng 3.7. Các vật liệu biến tính dạng hạt được chế tạo ........................................... 80
Bảng 3.8. Thành phần khoáng vật của vật liệu biến tính (%) .................................. 81
Bảng 3.9. Diện tích bề mặt và mật độ điện tích bề mặt của vật liệu biến tính ......... 81
Bảng 3.10. Kết quả phân tích FTIR mẫu bùn thải mỏ sắt ........................................ 81
Bảng 3.11. Độ bền của vật liệu hấp phụ với tỷ lệ thủy tinh lỏng khác nhau ............ 82
Bảng 3.12. Mô hình động học hấp phụ .................................................................... 90
Bảng 3.13. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ .................................................................. 94
Bảng 3.14. Các tham số trong phương trình động học hấp phụ Thomas ............... 101
Bảng 3.15. Khả năng phát triển của cây Sậy sau 1 tháng ...................................... 122
Bảng 3.16. Khả năng phát triển của cây Sậy sau 2 tháng ...................................... 122
Bảng 3.17. Khả năng phát triển của Sậy cây sau 3 tháng ...................................... 122


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế biến chì, kẽm ......................................................... 10
Hình 1.2. Sơ đồ hiện trạng công nghệ xử lý nước thải khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn . 11
Hình 1.3. Bãi tập kết quặng và bãi thải chì, kẽm tại mỏ Pù Sáp gần ngay lòng suối
Tủm Tó (Nam Chợ Đồn) ......................................................................................... 12
Hình 1.4. Bãi tập kết quặng và bãi thải chì, kẽm tại khu mỏ Bằng Lãng (Nam Chợ
Đồn) ........................................................................................................................ 12
Hình 1.5. Hình thái và cấu trúc của khoáng sét kaolinit .......................................... 16
Hình 1.6. Hình thái và cấu trúc của khoáng sét montmorillonit .............................. 17
Hình 1.7. Cấu trúc lập thể của zeolit ....................................................................... 23
Hình 1.8. Hình thái của zeolit analcime (a) và chabazit (b) ..................................... 24
Hình 1.9. Sự thay đổi CEC trong quá trình hoạt hóa axit ........................................ 28
Hình 1.10. Quá trình tái cấu trúc bentonit ở các giai đoạn xử lý ............................. 29
Hình 1.11.Ảnh chụp SEM oxit silic không phủ bọc (a) và phủ bọc (b) ................... 30
Hình 1.12. Lớp cơ sở của montmorillonit được chèn bởi các chuỗi ankyl .............. 32
Hình 1.13. Quá trình hòa tan, tái kết tinh zeolit ....................................................... 33

Hình 3.5. Hàm lượng As trong nước khu chế biến Bằng Lũng ............................... 68
Hình 3.6. Hàm lượng As trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn ........................... 69
Hình 3.7. Hàm lượng As trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn ............................. 69
Hình 3.8. Hàm lượng Pb trong nước khu chế biến Bằng Lũng ................................ 70
Hình 3.9. Hàm lượng Pb trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn............................ 70
Hình 3.10. Hàm lượng Pb trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn ........................... 70
Hình 3.11. Hàm lượng Zn trong nước khu chế biến Bằng Lũng.............................. 72
Hình 3.12. Hàm lượng Zn trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn ......................... 72
Hình 3.13. Hàm lượng Zn trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn ........................... 72
Hình 3.14. Hàm lượng Mn trong nước khu chế biến Bằng Lũng ............................ 73
Hình 3.15. Hàm lượng Mn trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn ........................ 73
Hình 3.16. Hàm lượng Mn trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn .......................... 73
Hình 3.17. Hàm lượng Cd trong nước khu chế biến Bằng Lũng ............................. 74
Hình 3.18. Hàm lượng Cd trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn ......................... 75
Hình 3.19. Hàm lượng Cd trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn ........................... 75
Hình 3.20. Khảo sát và lấy mẫu bùn thải mỏ sắt Bản Cuôn..................................... 77
Hình 3.21. Sơ đồ nhiễu xạ tia X mẫu bùn thải khu chế biến sắt Bản Cuôn (SBC2) 77
Hình 3.22. Điểm điện tích không của vật liệu ......................................................... 82
Hình 3.23. Dung lượng và hiệu suất hấp phụ của vật liệu biến tính ........................ 84
Hình 3.24. Diễn biến theo khối lượng đến khả năng hấp phụ Zn của vật liệu ......... 85
Hình 3.25. Diễn biến theo khối lượng đến khả năng hấp phụ Cd của vật liệu ......... 85


Hình 3.26. Diễn biến theo khối lượng đến khả năng hấp phụ Mn của vật liệu ........ 86
Hình 3.27. Diễn biến theo khối lượng đến khả năng hấp phụ Pb của vật liệu ......... 86
Hình 3.28. Diễn biến theo khối lượng đến khả năng hấp phụ As của vật liệu ......... 87
Hình 3.29. Diễn biến theo thời gian đến khả năng hấp phụ Zn của vật liệu ............ 87
Hình 3.30. Diễn biến theo thời gian đến khả năng hấp phụ Cd của vật liệu ............ 88
Hình 3.31. Diễn biến theo thời gian đến khả năng hấp phụ Mn của vật liệu ........... 88
Hình 3.32. Diễn biến theo thời gian đến khả năng hấp phụ Pb của vật liệu ............. 88

Hình 3.61. Diễn biến hàm lượng Mn trong nước trồng cây Mộc tặc trãi ............... 106
Hình 3.62. Hiệu suất xử lý kim loại Mn của thực vật Mộc tặc trãi ........................ 106
Hình 3.63. Diễn biến hàm lượng Zn trong nước trồng cây Mộc tặc trãi ................ 107
Hình 3.64. Hiệu suất xử lý kim loại Zn của thực vật Mộc tặc trãi ......................... 107
Hình 3.65. Diễn biến hàm lượng Cd trong nước trồng cây Mộc tặc trãi ................ 108
Hình 3.66. Hiệu suất xử lý kim loại Cd của thực vật Mộc tặc trãi ......................... 108
Hình 3.67. Diễn biến hàm lượng Pb trong nước trồng cây Mộc tặc trãi ................ 108
Hình 3.68. Hiệu suất xử lý kim loại Pb của thực vật Mộc tặc trãi ......................... 108
Hình 3.69. Diễn biến hàm lượng As trong nước trồng cây Mộc tặc trãi ................ 109
Hình 3.70. Hiệu suất xử lý kim loại As của thực vật Mộc tặc trãi ......................... 109
Hình 3.71. Hàm lượng Mn, Zn, Cd, Pb và As tích lũy trong cây Sậy .................... 110
Hình 3.72. Hàm lượng Mn, Zn, Cd, Pb và As tích lũy trong Mộc tặc trãi ............. 111
Hình 3.73. Diễn biến hàm lượng Mn trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật ... 115
Hình 3.74. Hiệu suất xử lý Mn trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật............. 115
Hình 3.75. Diễn biến hàm lượng Zn trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .... 115
Hình 3.76. Hiệu suất xử lý Zn trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .............. 115
Hình 3.77. Diễn biến hàm lượng Pb trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật..... 116
Hình 3.78. Hiệu suất xử lý Pb trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .............. 116
Hình 3.79. Diễn biến hàm lượng As trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .... 117
Hình 3.80. Hiệu suất xử lý As trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .............. 117
Hình 3.81. Diễn biến hàm lượng Cd trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật .... 117
Hình 3.82. Hiệu suất xử lý Cd trong mô hình kết hợp vật liệu – thực vật.............. 117
Hình 3.83. Lượng KLN mất đi trong dung dịch so với lượng tích lũy cột vật liệu 118
Hình 3.84. Hàm lượng Mn, Zn, Cd, Pb và As tích lũy trong cây Sậy của mô hình119
Hình 3.85. Hệ số tích lũy kim loại của cây Sậy ..................................................... 120
Hình 3.86. Hệ số vận chuyển kim loại của cây Sậy ............................................... 120
Hình 3.87. Cây Sậy trồng sau 7 ngày và 1 tháng của hệ pilot 5m3/ngày đêm ........ 121
Hình 3.88. Cây Sậy trồng sau 2 và 3 tháng của hệ pilot 5m3/ngày đêm ................ 121
Hình 3.89. Diễn biến hàm lượng Mn trong nước tại các mô đun........................... 124
Hình 3.90. Diễn biến hàm lượng Mn trung bình trong nước tại các mô đun ......... 124

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ được nghiên cứu và triển khai rộng rãi
nhằm xử lý kim loại nặng trong nước như: kết tủa, trao đổi ion, điện phân và sinh
học. Công nghệ hấp phụ được coi là một giải pháp có hiệu quả và thân thiện với
môi trường trong việc xử lý kim loại nặng. Một số nguyên liệu tự nhiên đã được
nghiên cứu cho xử lý nước thải, bao gồm bentonit, bùn thải, diatomit và đá ong.
Sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm và hệ thống bãi lọc trồng cây cũng được
nghiên cứu và đánh giá là công nghệ có hiệu quả về chi phí xử lý và thân thiện với
môi trường. Tuy nhiên, hầu hết các loài thực vật có thể chống chịu và thích nghi tốt
với nồng độ trung bình của các kim loại trong nước. Trong khi đó, vật liệu hấp phụ
có khả năng xử lý nước có hàm lượng kim loại nặng cao. Do đó, sự kết hợp giữa vật
liệu hấp phụ và thực vật có thể là giải pháp khả thi trong xử lý nước thải bị ô nhiễm
kim loại nặng với tải lượng đầu vào khác nhau. Các nghiên cứu về sự kết hợp của cả
hai là vật liệu hấp phụ và thực vật trên thế giới còn hạn chế, với Việt Nam đây là
công nghệ mới và chưa được triển khai nghiên cứu.
1


Vì vậy, nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp xử lý nước
thải khai thác và chế biến khoáng sản chì, kẽm tại tỉnh Bắc Kạn” để thực hiện
nhằm cung cấp cơ sở khoa học của việc kết hợp vật liệu và thực vật địa phương để
xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nước.
2. Mục tiêu
- Chế tạo được vật liệu dạng hạt hấp phụ biến tính từ bùn thải khu chế biến sắt;
- Lựa chọn được thực vật địa phương có khả năng xử lý tốt KLN trong nước;
- Xây dựng được giải pháp sử dụng kết hợp vật liệu và thực vật địa phương để
xử lý kim loại nặng trong nước;
- Áp dụng giải pháp nói trên quy mô pilot 5m3/ngày đêm tại khu chế biến Lũng
Váng thuộc khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Giải pháp kết hợp vật liệu và thực vật để xử lý nước thải khai thác và chế

sulfuric, một sản phẩm phụ quan trọng có giá trị thương mại.
- Phương pháp thủy luyện kim:
Trong giai đoạn ngâm chiết, oxit kẽm được chiết tách từ các sản phẩm nung
khác nhờ axit sulfuric. Lượng kẽm được hòa tan bằng axit sulfuric, tuy nhiên, dung
dịch đã hòa tan còn chứa một lượng tạp chất cần phải loại bỏ nhằm đạt được sản
phẩm kẽm có chất lượng cao. Quá trình tinh chế được thực hiện bằng cách pha thêm
một lượng bột kẽm vào trong dung dịch, khi đó các ion kim loại khác bị kết tủa. Sau
đó, dung dịch này sẽ tham gia vào một quá trình điện phân với anot (cực dương) là
hợp kim chì và các catot (cực âm) nhôm. Dòng điện truyền qua chất điện phân nhờ
việc tạo ra sự chênh lệch điện áp 3,3V - 3,5V giữa anot và catot khiến cho kẽm bám
vào các catot nhôm. Lượng kẽm kết tủa này được gỡ ra, sấy khô, nấu luyện và đúc
thành các thanh kẽm. Các thanh kẽm này có thể khác nhau về chủng loại: loại chất
lượng cao có 99,95% kẽm và loại chất lượng đặc biệt cao có 99,99% kẽm.
- Phương pháp hỏa luyện kim:
Phương pháp này tiêu thụ năng lượng cao nên khi giá nhiên liệu tăng, hiệu
quả sẽ giảm. Hiện nay, các lò nấu luyện áp dụng phương pháp này đang hoạt động
tại Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và Ba Lan.

3


1.1.2. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm ở Việt Nam
Khoáng sản chì, kẽm thuộc nhóm khoáng sản kim loại. Các mỏ chì, kẽm
vùng Đông Bắc Bộ phân bố theo đứt gãy sâu phân đới, các đứt gãy chủ yếu có
phương Tây Bắc - Đông Nam, đóng vai trò như những kênh dẫn quặng, tạo thành
các mỏ, điểm quặng phân bố ở các tỉnh Thái Nguyên, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Cao
Bằng và Hà Giang [12]. Sự gia tăng nhu cầu nguyên liệu khoáng đối với Pb-Zn (đặc
biệt là các nguyên tố có ích đi kèm trong tinh quặng chì, kẽm như Ag, Cd, In, Ge…)
trong những năm gần đây là động lực thúc đẩy mạnh hoạt động khai thác các loại
mỏ này. Số lượng mỏ và điểm quặng được đưa vào khai thác ngày càng tăng.

nhưng đa số là các nhánh thượng nguồn sông Cầu, sông Năng, sông Phó Đáy, sông
Bình Trung đặc điểm là sông đầu nguồn, lòng sông ngắn, dốc, thủy chế thất thường.
Đặc điểm địa chất:
Mỏ quặng chì, kẽm Chợ Đồn là một trong bốn vùng mỏ quặng nằm trong cấu
trúc uốn nếp Lô Gâm- Phú Ngữ. Trong cấu trúc này, các thành tạo địa chất chứa
khoáng hóa chì, kẽm là trầm tích carbonat, lục nguyên carbonat được phân bố rộng
rãi các mỏ và điểm quặng Pb-Zn, chiếm 80% trữ lượng Pb-Zn kim loại ở Việt Nam,
đồng thời cũng là nguồn cung cấp có triển vọng nhiều nguyên tố hiếm và quý hiếm
như In, Cd, Ag, Bi, Te. Khu mỏ Chợ Đồn phân bố ở phía đông cấu trúc Lô Gâm,
cách vùng quặng Lang Hích khoảng 50km về phía Bắc.
Các tụ khoáng Pb-Zn chủ yếu phân bố trong tầng lục nguyên- carbonat tuổi
Devon sớm hệ tầng Mia Lé (D1ml)và Pia Phương (D1pp) và chỉ ít tụ khoáng phân
bố trong trầm tích lục nguyên hệ tầng Phú Ngữ (О3-S1 pn). Chiếm ưu thế trong các
hệ tầng này là đá phiến thạch anh – sericit và phiến sét, vôi sét với các tập đá vôi, đá
vôi silic và vôi sét xen kẹp quarzit, tuff albitophyr và tuff cát kết. Các đá bị biến vị
thành các nếp uốn ngắn và chia cắt với các phá hủy kiến tạo có phương khác nhau.
Quặng hóa Pb-Zn tập trung chủ yếu trong các trầm tích carbonat Devon, trong các
nút giao cắt của các cấu trúc phương kinh tuyến với phương đông bắc- tây nam. Đới
quặng hóa phân bố trong các tập đá vôi màu xám xen lớp với bột kết, phiến sét và
cát kết.
Các thành tạo magma ít phát triển, ở khu mỏ lộ ra một số thân xâm nhập
nông với thành phần axit và á kiềm được xếp vào phức hệ Phia Bioc chủ yếu
gồmgranit biotit sẫm màu dạng porphyr với các tinh thể feldspat lớn, đôi chỗ
chuyển sang granit biotitvà phức hệ Chợ Đồn thân nhỏ dạng thấu kính, các mạch,
các thể tường sienit và sienit thạch anh.
5


Đặc điểm khoáng vật và địa hóa mỏ quặng tại mỏ chì, kẽm Chợ Đồn:
Thành phần hóa học và hàm lượng nguyên tố trong tạp chất trong quặng từ các mỏ

6


Thành phần khoáng vật nguyên sinh: thành phần khoáng vật của các mỏ
chì, kẽm Chợ Đồn khá giống nhau, với các khoáng vật quặng chính gồm có:
sphalerit, galenit, pyrit, marcasite, pyrotin, arsenopyrit, chalcopyrite, hiếm gặp hơn
là quặng đồng xám (tetraedit); các khoáng vật thứ sinh ở đới biểu sinh gồm có:
hydroxyt sắt (geotit, limonit) anglerit, cerusit, smitsonit, số còn lại là các khoáng vật
của đá vây quanh quặng: dolomit, calcit thạch anh, sericit, clorit, granat….
Các tổ hợp cộng sinh khoáng vật nguyên sinh gồm có:1) Carbonat–
Sphalerit- pyrit cầu (loại keo kết tinh) đặc trưng cho giai đoạn tạo khoáng nhiệt
dịch- trầm tích. Loại quặng này thường bị dập vỡ, phân lớp và bị uốn nếp; 2) Thạch
anh – pyrit- arsenopyrit –pyrotin là tổ hợp cộng sinh đặc trưng cho giai đoạn
khoáng hóa nhiệt dịch sớm hình thành chủ yếu do lấp đầy khe nứt và biến chất trao
đổi giữa đá carbonat bị đolomit hóa và dung dịch nhiệt dịch cũng như các khoáng
vật quặng giai đoạn nhiệt dịch cũng như các khoáng vật quặng giai đoạn nhiệt dịch trầm tích và dung dịch nhiệt dịch; 3) Tổ hợp galenit–sphalerit–pyrit–pyrotin–
chalcopyrit-quặng đồng xám là giai đoạn tạo quặng công nghiệp của thân quặng,
thường chồng gối lên quặng của giai đoạn tạo quặng nhiệt dịch phun trào trầm tích;
4) Tổ hợp calcit-thạch anh-pyrit là giai đoạn kết thúc quá trình khoáng hoá nhiệt
dịch, các mạch thạch anh calcit - pyrit nhỏ xuyên cắt các quặng giai đoạn trước.
Thành phần khoáng vật thứ sinh: Sản phẩm oxy hóa quặng sulfide ở khu
mỏ Chợ Đồn phát triển trên các thân quặng sulfide tạo ra đới oxy hóa mà trên cùng
là mũ sắt. Ngoài ra còn có một số khoáng vật thứ sinh như: 1) Geotit và
hydrogeotitphát triển trong quặng có chứa nhiều pyrit, chúng phát triển ven rìa các
hạt pyrit tạo kiến trúc gặm mòn thay thế, dạng ngưng keo, vô định hình, đôi khi
thay thế hoàn toàn khoáng này tạo kiến trúc tàn dư; 2) Scorodit chỉ gặp ven rìa các
hạt arsenopyrit bị dập vỡ; 3) Anglesit và cerusit hình thành ven rìa các hạt galenit
dưới dạng đường riềm hay ngưng keo và; 4) Smitsonit chỉ gặp ở ven rìa một số hạt
sphalerit dạng keo vô định hình.
1.1.3.2. Công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản

chế biến quặng từ mỏ Nà Bốp và Pù Sáp. Cũng thuộc khu chế biến Lũng Váng,
cách nhà máy chế biến chì – kẽm trên khoảng 200m có một nhà máy tuyển nổi chì –
kẽm Việt Trung, được đầu tư với công suất thiết kế 60.000 tấn quặng nguyên/năm.
Nhà máy này cũng hoạt động trong tình trạng thiếu nguyên liệu (Nguyễn Văn
Thăng, 2014).

8


Mỏ Nà Bốp hiện tại áp dụng phương pháp khai thác lò ngang do Công ty Cổ
phần khoáng sản Bắc Kạn được Bộ TNMT cấp phép khai thác với thời hạn là 16
năm từ ngày 12/12/2013 với công suất 30.000 tấn quặng/năm. Khu vực khai thác
gần khu dân cư và đất nông nghiệp.
Mỏ Pù Sáp đang được khai thác bằng phương pháp lộ thiên và lò ngang.
Tầng dưới khai thác hầm lò, tầng trên khai thác lộ thiên. Moong khai thác lộ thiên
có chiều rộng khoảng 70m, dài khoảng 100m, kéo dài theo phương tây bắc - đông
nam (Trần Tuấn Anh, 2010). Công ty Cổ phần khoáng sản Bắc Kạn được Bộ
TNMT cấp phép khai thác với thời hạn là 16 năm từ ngày 12/12/2013 với công suất
30.000 tấn quặng/năm. Khu vực khai thác gần khu dân cư và đất nông nghiệp
Khu vực chế biến Lũng Váng, các thân quặng chì – kẽm chủ yếu nằm trong
đá carbonat và hiện nay đang được khai thác hầm lò. Xung quanh mỏ không có dân
sinh sống, việc khai thác thuận lợi. Phương thức khai thác là lò ngang, nghiêng và
lò được mở theo hình thức đuổi theo mạch quặng nhiều khi phân theo 2 - 3 nhánh lò
phụ. Do công ty trách nhiệm hữu hạn Việt Trung khai thác trong diện tích 24,5 ha,
mỏ đang trong quá trình xây dựng mỏ, công suất khai thác 1.650 tấn quặng/năm
(Trần Tuấn Anh, 2010). Các khu vực đều có các xưởng nghiền tuyển thu hồi tinh
quặng với công suất khác nhau từ 150 tấn/ngày đến 500-600 tấn/ngày. Khu vực mỏ
Nà Bốp và Pù Sáp phương pháp chế biến chủ yếu là tuyển nổi tại xưởng tuyển Bằng
Lũng, khu vực Ba Bồ có xưởng tuyển riêng. Xong các xưởng tuyển cũng không
hoạt động liên tục. Thải tuyển được đưa vào các hồ chứa thải có dung tích từ

thượng nguồn sông Cầu, sông Năng, sông Phó Đáy, sông Bình Trung với đặc điểm
là sông đầu nguồn, lòng sông ngắn, dốc, thủy chế thất thường. Nên nước sông ở khu
vực này bị ô nhiễm có nguy cơ gây nguy hiểm cho người dân sử dụng nước ở vùng
hạ lưu. Do vậy, cần thiết có cơ chế tập trung xử lý nước thải khai khoáng trước khi
thải vào môi trường nước để hạn chế nguy cơ ô nhiễm. Hiện trạng công nghệ xử lý
nước thải Pb-Zn (Hình 1.2).

Hình 1.2. Sơ đồ hiện trạng công nghệ xử lý nƣớc thải khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn
11


1.1.3.4. Tác động của ô nhiễm đến môi trường nước
Tại khu vực khai thác
Công tác khai thác bao gồm khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Khai thác
lộ thiên làm phát tán các nguyên tố quặng và các nguyên tố đi kèm vào đất và
nguồn nước xung quanh. Công tác khai thác hầm lò cũng đổ đá thải, nước tháo khô
mỏ đổ ra xung quanh nơi khai thác làm ô nhiễm nguồn nước mặt (Hình 1.3, 1.4).
Nước từ các hầm lũ khai thác (nước ngầm) và nước mưa chảy tràn trên khai trường
được gọi là nước thải mỏ. Loại nước này không được xử lý và mang theo các chất
rắn, các ion kim loại có thể gây ô nhiễm môi trường đất và nước.

Hình 1.3. Bãi tập kết quặng và bãi thải
chì, kẽm tại mỏ Pù Sáp gần ngay lòng
suối Tủm Tó (Nam Chợ Đồn)

Hình 1.4. Bãi tập kết quặng và bãi thải
chì, kẽm tại khu mỏ Bằng Lãng (Nam
Chợ Đồn)

Tại khu vực xưởng tuyển