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
3

5m /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

Bảng 3.4. Theo dõi độ bền trong nước của vật liệu SBC2-5S........................................... 79
Bảng 3.5. Theo dõi độ bền trong nước của vật liệu SBC2-10S........................................ 79
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 3.2. Giá trị BOD5 trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn........................................ 67
Hình 3.3. Giá trị COD trong nước khu vực mỏ Nam Chợ Đồn........................................ 68
Hình 3.4. Giá trị COD trong nước khu vực mỏ Bắc Chợ Đồn.......................................... 68
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 3.59. Diễn biến hàm lượng As trong nước trồng cây Sậy..................................... 106
Hình 3.60. Hiệu suất xử lý kim loại As của thực vật Sậy................................................. 106
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 hình 119

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

thái và sức khỏe con người. Nghiên cứu môi trường nước tại khu vực mỏ chì, kẽm
Chợ Đồn cho thấy có hiện tượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước. Như vậy, khu
mỏ chì, kẽm Chợ Đồn được lựa chọn để nghiên cứu chi tiết nhằm đề xuất và thử
nghiệm giải pháp xử lý nước thải dựa trên các tiêu chí: tính đại diện cho mỏ Pb-Zn
tại tỉnh Bắc Kạn, môi trường nước bị ô nhiễm và ảnh hưởng đến sức khỏe của người
dân. Vấn đề được đặt ra chính là nghiên cứu, xây dựng và áp dụng công nghệ đáp
ứng các mục tiêu: (1) xử lý hiệu quả ô nhiễm môi trường; (2) giảm chi phí xử lý ô
nhiễm; (3) thân thiện với môi trường.
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.

-

Đã đánh giá được khả năng xử lý tốt các kim loại nặng (Mn, As, Cd, Pb,

Zn) trong nước thải khu chế biến chì kẽm Lũng Váng (Chợ Đồn - Bắc Kạn) sử dụng
mô hình kết hợp giữa vật liệu biến tính đã nêu và bãi lọc trồng cây (Sậy Phragmites)) dòng chảy ngầm.


2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN
CỨU 1.1. Hiện trạng khai thác và chế biến khoáng sản chì, kẽm
1.1.1. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm trên thế giới
Trên thế giới, 80% các mỏ kẽm được khai thác hầm lò, 8% được khai thác lộ
thiên, còn lại là kết hợp giữa hai dạng trên.
Các hình thức chế biến chì, kẽm trên thế giới hiện nay bao gồm:
- Nung và thiêu kết:
Trước khi thu hồi kẽm kim loại bằng phương pháp thủy luyện kim hoặc hỏa
luyện kim, cần thiết phải tách bỏ lưu huỳnh ra khỏi tinh quặng bằng cách nung và
thiêu kết. Theo phương pháp này, tinh quặng được nung nóng tới nhiệt độ trên
0

900 C, khi đó, sunfua kẽm (ZnS) chuyển hóa thành oxit kẽm (ZnO). Đồng thời, lưu
huỳnh kết hợp với oxi tạo thành dioxit lưu huỳnh, sau đó chuyển hóa thành axit
sulfuric, một sản phẩm phụ quan trọng có giá trị thương mại.
-

Phương pháp thủy luyện kim:


mỏ này. Số lượng mỏ và điểm quặng được đưa vào khai thác ngày càng tăng.
Trình độ chế biến khoáng sản ở nước ta hiện nay vẫn còn hạn chế, chưa thể
tận thu các nguyên tố quý hiếm đi kèm. Ở các mỏ Pb-Zn, người ta mới tiến hành thu
hồi tinh quặng Pb và Zn (hàm lượng 55-60%), các kim loại khác như Fe, Mn, Cu,
As, Cd, In, Ga, Sb… đều bị đưa vào bãi thải gây nguy cơ ô nhiễm KLN và các chất
độc hại khác trong môi trường xung quanh.
1.1.3. Hiện trạng khai thác và chế biến chì, kẽm khu mỏ Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn
1.1.3.1. Khái quát khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn
Khu mỏ Chợ Đồn cung cấp quặng chì, kẽm có chất lượng tốt nhất và trữ
lượng lớn nhất nước ta, đã được tìm kiếm thăm dò và khai thác ở các mức độ khác
nhau. Khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn gồm hai vùng là Nam Chợ Đồn và Bắc Chợ Đồn
(Chợ Điền). Trong đó, khu vực Nam Chợ Đồn gồm 4 mỏ chính Nà Tùm, Pù Sáp, Ba
Bồ, Nà Bốp và khu chế biến Lũng Váng thuộc thị trấn Bằng Lũng và xã Bằng Lãng
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với diện tích 67,95 ha. Tổng tài nguyên của tụ
khoáng Chợ Đồn là 2,374 triệu tấn chì, kẽm quặng sulfur với hàm lượng 9,61%
Pb+Zn và 593.000 tấn quặng oxit với hàm lượng 6,18% Pb+Zn.
Địa hình: Khu vực Chợ Đồn thuộc kiểu địa hình núi cao trung bình và núi
thấp. Nhìn chung, địa hình thấp dần về phía nam. Ở phía Đông có 2 dãy núi kéo dài
gần theo phương bắc nam từ Bằng Lũng qua Nà Khắt và từ Bản Lắc đến Nà Ruồng,
ở phía Tây có hàng loạt đỉnh núi (Nà Quan, Nà Moon) có độ cao từ 300-657m.
Khí hậu: Khu vực mỏ chì, kẽm Chợ Đồn nằm trong vùng khí hậu miền núi
đặc trưng. Được hình thành từ một nền nhiệt cao của đới chí tuyến và sự thay thế
của các hoàn lưu lớn theo mùa, kết hợp với điều kiện địa hình nên có hai mùa chính
4


trong năm. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, mưa nhiều với tổng lượng mưa 100600mm/tháng; nhiệt độ lớn nhất 31-36ºC; độ ẩm từ 76-88%. Mùa khô từ đầu tháng
10 cho đến hết tháng ba năm sau; lượng mưa chỉ trong khoảng 8-22mm/tháng ;
nhiệt độ trung bình khoảng 13-15ºC, độ ẩm trung bình 30-45%. Lượng mưa trung
bình năm khoảng 1.822mm [16].

Thành phần hóa học và hàm lượng nguyên tố trong tạp chất trong quặng từ các mỏ
khu vực Chợ Đồn cho thấy ngoài các nguyên tố quặng chính Pb, Zn chúng khá giàu
In, Sd, Cd, Cu, Ag, Bi, Sb, As. Trong tinh quặng chì, ngoài Pb (60,5%) và Zn
(2,0%) còn xác định được Cu (4300 ppm), Ag (140 ppm), Sb (388 ppm), Bi (831
ppm) và As (8340 ppm). Tinh quặng kẽm (Zn - 59,52%) chứa Pb (0,7%), In (588
ppm), Sn (1457 ppm), Cd (1270 ppm), Cu (5658 ppm), Ag (178 ppm), Ga (83 ppm),
Se (19 ppm), As (2000 ppm). Trong đuôi thải tuyển nổi ghi nhận được hàm lượng
các nguyên tố Zn - 0,7%; Pb - 0,9% và As - 1,3%, chứng tỏ lượng thất thoát các
nguyên tố này không lớn. Tuy nhiên hàm lượng In (14,98ppm) và Ag (33,55ppm)
trong đuôi thải là rất đáng quan tâm. Hàm lượng các nguyên tố đất hiếm và phóng
xạ trong quặng cũng như các sản phẩm tuyển không vượt quá giá trị Clark.
Sự tích tụ chủ yếu các nguyên tố tạp chất trong tinh quặng chì, kẽm rõ ràng
chứng minh cho mối liên quan của chúng với các khoáng vật quặng chính- sphalerit
và galenit. Một phần các nguyên tố này có thể tham gia vào thành phần khoáng vật
quặng chính dưới dạng đồng hình, phần khác tạo thành các pha khoáng độc lập, tổ
hợp chặt chẽ với khoáng vật quặng chính hoặc khoáng vật quặng chính khác. Tổ
hợp phong phú các pha khoáng độc lập- sphalerit (ZnS), galenit (PbS), pyrit (FeS 2),
arsenopyrit (FeAsS), chalcopyrit (CuFeS2), pyrotin (FeS), stanin (Cu2FeSnS4),
tetraedrit (Cu,Zn,Ag)3(Sb,As)S3, cassiterit (SnO2), bismuth tự sinh (Bi).
Các thân quặng bị oxy hóa yếu có gặp quặng sulfide chì, kẽm hoặc phần lớn
là quặng thứ sinh, ở độ sâu10-16m là quặng sulfide tàn dư. Hiện nay tại mỏ Pù Sáp
đang khai thác quặng phong hóa chì, kẽm ở dạng mỏ lộ thiên. Quặng phong hóa tập
trung trên sườn đồi, thành phần chủ yếu là quặng oxid chì, carbonat chì, kẽm và
sulfar chì. Về hình thái các thân quặng phía nam Chợ Đồn phổ biến 2 dạng là giả
tầng phần trên mặt, xuống sâu chuyển sang dạng mạch xuyên cắt.Thân quặng nằm
trong tầng đá vôi bị hoa hóa, dolomit hóa khá mạnh mẽ. Biến đổi gần quặng đặc
trưng là dolomit hóa, clorit hóa, thạch anh hóa và calcit hóa. Tại mỏ Nà Bốp, bề dày
thân quặng khá ổn định 10-18m. Hàm lượng Pb-Zn trong thân quặng I thay đổi khá
lớn từ 5,5% (Pb+Zn) đến 20,58%. Hiện tượng biến đổi cạnh mạch khá phổ biến,
chủ yếu là pyrit hóa, dolomit hóa, thạch anh hóa và clorit hóa [2].

Khu mỏ chì, kẽm Chợ Đồn đang tồn tại 2 phương thức khai thác khoáng sản
gồm có khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Công tác khai thác được cơ giới hóa
với mức độ thấp chủ yếu là bán cơ giới và thủ công.
7


Khai thác hầm lò: Đối với các thân quặng sunfua (phần ở sâu) đang sử dụng
phương pháp khai thác hầm lò dùng hệ thống khai thác buồng cột hoặc hệ thống
khai thác lưu quặng toàn phần. Quy trình khai thác bao gồm phá vỡ quặng, đá bằng
khoan nổ mìn, xúc bốc thủ công, vận tải trong mỏ bằng tự chảy hoặc gòng đẩy tay,
bằng tời điện ở giếng đứng và nghiêng, thông gió cưỡng bức bằng quạt, thoát nước
bằng bơm và tự chảy, vận tải ngoài mỏ bằng ô tô.
Khai thác lộ thiên: Phương thức này thường khai thác theo moong. Đối với
thân quặng oxit (phần mặt trên) các đơn vị khai thác đều áp dụng quy trình dùng
máy xúc, máy gạt, gàu xúc, ô tô để khai thác. Trong các moong khai thác lộ thiên,
do có sự bay hơi mạnh mẽ, nồng độ các chất hòa tan trong nước thường vượt trội
hơn hẳn so với nước thải mỏ từ khai thác hầm lò.
Quặng chì, kẽm nguyên khai sau khi khai thác ở mỏ Chợ Đồn được đưa về
xưởng và chế biến như sau (Hình 1.1):
-

Công nghệ tuyển nổi tinh quặng sunfua kẽm chì ngày càng được hoàn

thiện. Chất lượng tinh quặng kẽm từ lúc chỉ đạt 48% Zn và 5,5% Pb sau nhiều lần
cải tiến, hoàn thiện đến nay đã đạt > 50% Zn và < 2% Pb thực thu tăng từ 77% lên
trên 90%.
-

Sử dụng các loại thuốc tuyển thân thiện hơn với môi trường thay thế cho


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
3

tuyển được đưa vào các hồ chứa thải có dung tích từ 120.000 m và nước thải từ khu
3

xưởng tuyển đổ về hồ lắng từ 240 m /ngày.đêm đến
3

350 m /ngày.đêm (Xưởng tuyển Bằng Lũng).

9


Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế biến chì, kẽm
Nguồn: Công ty Cổ phần Khoáng sản Bắc Kạn
(2014)

1.1.3.3. Hiện trạng xử lý nước thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn
Bắc Kạn có mạng lưới sông ngòi dày đặc, chảy ra nhiều hướng xung quanh.
Trong các con sông ở Bắc Kạn, sông Cầu bị ô nhiễm nặng nhất do các hoạt động
sản xuất, kinh doanh, khai thác khoáng sản, sinh hoạt của con người. Ngoài ra, nước
hồ Ba Bể đã có hiện tượng ô nhiễm cục bộ do dầu thải từ hàng chục xuồng máy du
lịch hồ Ba Bể và các vỏ hộp bia, nước giải khát của khách du lịch vứt bừa bãi. Bên
bờ hồ phía bến đậu của xuồng máy xuất hiện nhiều vết dầu loang. Bắc Kạn có trên
40 điểm khai thác chì, kẽm, vàng và đá. Do chưa được quản lý tốt, đa phần các mỏ