§Æc ®iÓm ®¸ v«i tr¾ng vïng M«ng S¬n,
Yªn B×nh (Yªn B¸i) vµ ®Þnh híng sö dông
NguyÔn Ph¬ng, NguyÔn V¨n L©m, NguyÔn Träng Toan
§¹i häc Má - §Þa chÊt, §«ng Ng¹c, Tõ Liªm, Hµ Néi
Tãm t¾t: HiÖn nay, ®¸ v«i tr¾ng ë vïng M«ng S¬n ®îc xÕp vµo Cambri trung. Thµnh phÇn kho¸ng vËt chñ yÕu cña nã gåm calcit (95-100%), graphit vµ Ýt muscovit.
Trong tr¹ng th¸i tù nhiªn, ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n gåm c¸c thµnh phÇn sau (tÝnh hµm lîng trung b×nh): CaO = 55,29 %; Fe2O3 = 0,054 %; MgO = 0,25 %; ®é tr¾ng: 85,54 %. Sau khi xö lý chÊt lîng cã t¨ng lªn: CaO lªn ®îc 55,78 %; Fe2O3 vµ MgO gi¶m nhng kh«ng cã ®ét biÕn, ®é tr¾ng t¨ng lªn 95,85 %.
VÒ mÆt chÊt lîng, ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n ®¸p øng tiªu chuÈn s¶n xuÊt chÊt ®én cao cÊp ®Ó dïng trong níc vµ xuÊt khÈu sau khi qua kh©u lµm giµu quÆng vµ nghiÒn ®Õn møc h¹t mÞn vµ siªu mÞn.
ViÖt Nam, ®¸ carbonat chñ yÕu bao gåm ®¸ v«i, ®¸ hoa, dolomit vµ ®¸ v«i sÐt ph©n bè kh¸ réng r·i trong kh«ng gian vµ thêi gian, ®Æc biÖt lµ ë khu vùc phÝa b¾c, tõ Qu¶ng B×nh trë ra. §¸ carbonat ë níc ta cã chÊt lîng kh¸ tèt vµ ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc c«ng nghiÖp nh lµm ®¸ x©y dùng, nguyªn liÖu xi m¨ng, ®¸ èp l¸t, bét nhÑ, ®Êt ®Ìn, v«i x©y dùng, trî dung trong luyÖn kim,... MÆc dï tiÒm n¨ng cña chóng rÊt lín, song nguyªn liÖu ®¸ v«i tr¾ng ®¹t tiªu chuÈn s¶n xuÊt chÊt ®én cao cÊp cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao l¹i ph©n bè rÊt h¹n chÕ trong c¸c thµnh t¹o ®Þa chÊt vµ chiÕm mét tû lÖ rÊt nhá.
§Ó nhËn thøc ®Çy ®ñ vµ chÝnh x¸c h¬n vÒ sù hiÖn h÷u tµi nguyªn - tr÷ lîng vµ chÊt lîng ®¸ v«i tr¾ng lµm chÊt ®én cao cÊp, ®ång thêi cã c¬ së ®Ó ®a ra c¸c gi¶i ph¸p sö dông hîp lý nguån tµi nguyªn quý gi¸ nµy, chóng t«i giíi thiÖu kÕt qu¶ nghiªn cøu ®¸ v«i tr¾ng vïng M«ng S¬n, Yªn B×nh, tØnh Yªn B¸i vµ kh¶ n¨ng sö dông chóng.
I. §Æc ®iÓm ph©n bè ®¸ v«i tr¾ng vïng M«ng S¬n
Vïng M«ng S¬n n»m trong diÖn tÝch ph©n bè cña d¶i nói ®¸ kÐo dµi theo ph¬ng TB - §N thuéc ®Þa phËn x· M«ng S¬n, huyÖn Yªn B×nh, tØnh Yªn B¸i. §©y lµ mét trong nh÷ng vïng cã triÓn väng nhÊt vÒ ®¸ v«i tr¾ng lµm chÊt ®én cao cÊp ë ViÖt Nam. HiÖn nay ®ang cã hai xÝ nghiÖp khai th¸c ®¸ v«i tr¾ng cung cÊp cho c¸c c¬ së trong níc vµ xuÊt khÈu, ®ã lµ C«ng ty liªn doanh Banpu vµ Hîp t¸c x· Khai th¸c - vËn chuyÓn ®¸ v«i M«ng S¬n.
Theo NguyÔn Phó Thµnh vµ nnk, 1995 vµ NguyÔn Ph¬ng vµ nnk, 2000 [Lu tr÷ §Þa chÊt]; ®¸ v«i tr¾ng ë vïng M«ng S¬n ®îc xÕp vµo Cambri trung vµ cã thµnh phÇn th¹ch häc chÝnh lµ ®¸ v«i hoa ho¸ thuÇn khiÕt mµu tr¾ng, ®¸ v«i hoa ho¸ cã x©m nhiÔm graphit mµu tr¾ng x¸m. §¸ v«i cã ®êng ph¬ng chung lµ 3200 - 1400 vµ c¾m vÒ §B víi gãc dèc 350 - 400. §¸ cã cÊu t¹o ph©n líp ®Õn d¹ng khèi, kiÕn tróc h¹t biÕn tinh.
Vïng M«ng S¬n cã cÊu tróc ®Þa chÊt ®¬n gi¶n vµ gåm chñ yÕu lµ ®¸ v«i hoa ho¸ cã thµnh phÇn t¬ng ®èi ®ång nhÊt. Tuy nhiªn, diÖn tÝch ph©n bè ®¸ v«i tr¾ng n»m gÇn ph¹m vi ¶nh hëng cña ®øt g·y S«ng Ch¶y cã ph¬ng TB - §N, nªn ®¸ bÞ t¸i kÕt tinh ë c¸c møc ®é kh¸c nhau.
ë nh÷ng vÞ trÝ chÞu ¶nh hëng m¹nh cña ®øt g·y th× ®¸ v«i bÞ biÕn chÊt m¹nh h¬n víi ®Æc trng lµ nh÷ng tinh thÓ calcit cã kÝch thíc tíi 1 – 2 cm.II. §Æc ®iÓm chÊt lîng ®¸ v«i tr¾ng vïng M«ng S¬n
1. §Æc ®iÓm th¹ch häc
§¸ v«i tr¾ng ë M«ng S¬n ®îc chia thµnh 3 tËp theo thø tù tõ díi lªn trªn nh sau:
- TËp 1: ®¸ v«i hoa ho¸ mµu x¸m, cÊu t¹o ph©n líp máng vµ cã x©m nhiÔm graphit t¬ng ®èi ®Òu. Thµnh phÇn kho¸ng vËt gåm calcit: 95 - 98%, graphit: 1 - 3%, Ýt muscovit, kho¸ng vËt quÆng cã hydroxyt s¾t.
- TËp 2: ®¸ v«i hoa ho¸ mµu tr¾ng, cÊu t¹o ph©n líp dµy ®Õn d¹ng khèi, kiÕn tróc h¹t biÕn tinh, kh«ng cã hoÆc ®«i chç cã v¶y graphit ph©n bè däc theo khe nøt. Thµnh phÇn kho¸ng vËt gåm calcit: 95 - 100%, graphit vµ muscovit rÊt Ýt, kho¸ng vËt quÆng cã hydroxyt s¾t < 0,5%. TËp nµy chiÕm khèi lîng lín trong vïng M«ng S¬n vµ lµ ®èi tîng cã gi¸ trÞ lµm chÊt ®én cao cÊp.
- TËp 3: ®¸ v«i hoa ho¸ mµu tr¾ng x¸m, cÊu t¹o ph©n líp dµy vµ cã x©m nhiÔm graphit. TËp nµy n»m ë phÇn cao cña mÆt c¾t vµ cã khèi lîng kh«ng ®¸ng kÓ. Thµnh phÇn kho¸ng vËt gåm calcit: 95 - 98%, muscovit Ýt, kho¸ng vËt quÆng < 1%.
2. Thµnh phÇn ho¸ häc vµ ®é tr¾ng cña ®¸ v«i M«ng S¬n
ViÖc tæng hîp kÕt qu¶ xö lý thèng kª [1] thµnh phÇn ho¸ häc vµ ®é tr¾ng cña ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n cho thÊy:
1) TËp ®¸ v«i hoa ho¸ mµu tr¾ng kh«ng hoÆc ®«i chç cã x©m nhiÔm graphit: hµm lîng CaO dao ®éng tõ 55,39% ®Õn 55,78%, trung b×nh 55,59%; hµm lîng MgO dao ®éng tõ 0,05% ®Õn 0,32%, trung b×nh 0,206%; hµm lîng Fe2O3 tõ 0,02% ®Õn 0,07%, trung b×nh 0,033%. §é tr¾ng dao ®éng tõ 84,75% ®Õn 95,85%, trung b×nh 91,29%.
2) TËp ®¸ v«i bÞ hoa ho¸ mµu tr¾ng x¸m vµ mµu x¸m cã graphit: hµm lîng CaO dao ®éng tõ 53,46% ®Õn 55,78%, trung b×nh 55,29%; hµm lîng MgO tõ 0,14% ®Õn 0,32%, trung b×nh 0,25%; hµm lîng Fe2O3 dao ®éng tõ 0,02% ®Õn 0,12%, trung b×nh 0,054%; ®é tr¾ng thay ®æi tõ 81,48% ®Õn 93,33%, trung b×nh 85,54% vµ biÕn ®æi thuéc lo¹i rÊt ®ång ®Òu.
Trªn c¬ së so s¸nh thµnh phÇn ho¸ häc vµ ®é tr¾ng cña ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n víi c¸c chØ tiªu c«ng nghiÖp cã thÓ thÊy tËp ®¸ v«i hoa ho¸ mµu tr¾ng kh«ng cã hoÆc ®«i chç cã graphit hoµn toµn ®¸p øng tiªu chuÈn s¶n xuÊt chÊt ®én cao cÊp cho nhu cÇu trong níc vµ xuÊt khÈu.
§Ó so s¸nh hµm lîng c¸c thµnh phÇn ho¸ häc c¬ b¶n vµ ®é tr¾ng cña ®¸ v«i hoa ho¸ tËp 2 ë tr¹ng th¸i tù nhiªn víi ®¸ sau khi tuyÓn, chóng t«i tiÕn hµnh xö lý thèng kª kÕt qu¶ ph©n tÝch ho¸ tËp mÉu tuyÓn thö. KÕt qu¶ xö lý cho thÊy:
1) Hµm lîng CaO t¨ng lªn kh«ng ®¸ng kÓ vµ cã xu híng dao ®éng t¬ng ®èi ®iÒu hoµ (tõ 55,39 - 55,78%).
2) Hµm lîng MgO vµ Fe2O3 gi¶m nhng kh«ng cã sù ®ét biÕn.
3) §é tr¾ng t¨ng lªn ®¸ng kÓ (tõ 88,52 lªn 95,85%) vµ biÕn ®æi thuéc lo¹i rÊt ®ång ®Òu.
Nh vËy, qu¸ tr×nh tuyÓn th« (®Ëp th« thu håi ®¸ v«i tr¾ng thuÇn khiÕt) trong khai th¸c sÏ ®¶m b¶o n©ng cao chÊt lîng ®¸ v«i hoa ho¸ vµ t¨ng gi¸ trÞ cña s¶n phÈm trªn thÞ trêng.
3. Thµnh phÇn nguyªn tè vµ tÝnh chÊt vËt lý
KÕt qu¶ ph©n tÝch quang phæ b¸n ®Þnh lîng cho thÊy: hµm lîng c¸c nguyªn tè Mn, Ti rÊt nhá, Cu < 10-3%, Pb vµ Zn cã biÓu hiÖn vÕt. KÕt qu¶ ®o x¹ c¸c mÉu tham sè vËt lý cho thµnh phÇn U: 1,5 - 16,7 ppm; Th: 0,1 - 2,9 ppm; K < 0,1% vµ cêng ®é phãng x¹ xÊp xØ 10
m R/h.4. TÝnh chÊt c¬ lý
KÕt qu¶ xö lý thèng kª sè liÖu ph©n tÝch c¬ lý cña ®¸ v«i hoa ho¸ M«ng S¬n cho thÊy:
- ThÓ träng: 2,68 - 2,72 g/cm3.
- §é Èm tù nhiªn: 0,09 - 0,61%.
- §é bÒn nÐn kh«: 650 - 980 kg/cm2.
- §é bÒn nÐn b·o hoµ: 570 - 870 kgcm2.
- §é bÒn kÐo: 40 - 85 kg/cm2.
- Lùc dÝnh kÕt: 123 - 187 kg/cm2.
III. §Þnh híng sö dông ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n
§¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n cã chÊt lîng (CaO, ®é tr¾ng) rÊt tèt, song cÇn quan t©m chÕ biÕn míi ®¸p øng yªu cÇu lµm chÊt ®én, chÊt phñ trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. HiÖn nay, tõ ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n ®· chÕ biÕn ra c¸c lo¹i bét nhÑ (CaCO3 nhÑ) vµ bét nÆng (CaCO3 nÆng) cã c¸c chØ tiªu kü thuËt c¬ b¶n tr×nh bµy trong b¶ng 1 vµ 2.
KÕt qu¶ nghiªn cøu chÊt lîng ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n vµ s¶n phÈm chÕ biÕn tõ chóng cho thÊy: ®¸ v«i tr¾ng hoµn toµn ®¸p øng yªu cÇu sö dông c¸c ngµnh s¶n xuÊt ho¸ mü phÈm, chÕ biÕn cao su, s¬n, s¶n xuÊt ®å nhùa, s¶n xuÊt giÊy, giÇy dÐp, x©y dùng vµ khai th¸c dÇu khÝ.
B¶ng 1. ChØ tiªu kü thuËt bét nhÑ
|
TT |
Lo¹i |
Tæng hµm lîng tÝnh theo gèc CO3 (%) |
§é mÞn qua r©y 0,125 mm (%) |
Hµm lîng Fe2O3 (%) |
Hµm lîng MgCO3 (%) |
Mµu s¾c |
|
1 |
Lo¹i NS |
99,5 |
99,97 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng |
|
2 |
Lo¹i M1 |
99,5 |
99,97 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
|
3 |
Lo¹i M02 |
99,5 |
99,97 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
|
4 |
Lo¹i M2 |
99,5 |
99,97 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
|
5 |
Lo¹i K |
99,5 |
99,97 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
|
6 |
Lo¹i P34 |
99,5 |
99,50 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
|
7 |
Lo¹i N |
99,0 |
99,60 |
0,05 |
1,5 |
Tr¾ng võa |
B¶ng 2. ChØ tiªu kü thuËt bét nÆng
|
TT |
Lo¹i CaCO3 nÆng |
CaCO3 |
Fe2O3 |
MgO |
Tû träng (g/cm3) |
Cì h¹t ( m m) |
§é tr¾ng (%) |
|
1 |
N011 siªu mÞn |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
10 |
95 |
|
2 |
N02 mÞn |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
20 |
95 |
|
3 |
N03 |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
45 |
95 |
|
4 |
N04 |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
45 |
95 |
|
5 |
N043 cì h¹t ®Òu |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
45 |
95 |
|
6 |
N05 |
98,6 |
0,015 |
0,3 |
2,7 |
75 |
94 |
HiÖn nay, c¸c s¶n phÈm bét nhÑ vµ bét nÆng chÕ biÕn tõ ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n lµ nguån cung cÊp chÝnh cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp trong níc vµ xuÊt khÈu sang mét sè níc trong khu vùc nh Th¸i Lan, NhËt B¶n. V× vËy, gi¸ trÞ kinh tÕ cña ®¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n ®îc n©ng cao lªn rÊt nhiÒu lÇn.
§¸ v«i tr¾ng M«ng S¬n lµ nguån nguyªn liÖu kho¸ng chÝnh ®Ó s¶n xuÊt chÊt ®én cao cÊp ë níc ta. Do ®ã, ®Ó sö dông chóng mét c¸ch hîp lý, tiÕt kiÖm vµ b¶o vÖ tµi nguyªn kho¸ng kh«ng t¸i t¹o ®îc nµy cÇn tËp trung ®Çu t c¸c hÖ thèng d©y truyÒn ®Ó tuyÓn chän vµ chÕ biÕn tiªn tiÕn nh»m tinh chÕ c¸c lo¹i bét nhÑ, bét nÆng ®¸p øng mäi lÜnh vùc sö dông cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp trong vµ ngoµi níc. §ång thêi, trong c«ng nghÖ khai th¸c cÇn ®Çu t c¸c thiÕt bÞ khai th¸c tiªn tiÕn ®Ó gi¶m tæn thÊt lîng nguyªn liÖu kho¸ng.
V¨n liÖu
1. Kajdab A. B., 1974.
C¬ së ph¬ng ph¸p luËn th¨m dß c¸c má kho¸ng s¶n. Nxb Nedra, Moskva (tiÕng Nga).