I. Giới thiệu chung :
Việt Nam có nguồn tài nguyên quặng titan khá phong phú và được phân bố rộng rãi trên nhiều vùng lãnh thổ. Quặng titan ở Việt Nam có hai loại: quặng gốc và quặng sa khoáng.
Các điểm và mỏ quặng gốc titan thường tập trung trong nội địa và phân bố chủ yếu ở hai tỉnh Tuyên Quang và Thái Nguyên. Trong số hơn 10 điểm và mỏ quặng gốc đã được phát hiện, chỉ có mỏ Cây Châm đã được thăm dò và có trữ lượng khoảng 4,83 triệu tấn và trữ lượng dự báo khoảng trên 15 triệu tấn.
Vùng Đông Bắc Bắc Bộ: các mỏ sa khoáng của vùng này tập trung từ bờ biển Hà Cối đến Mũi Ngọc và rìa phía Nam đảo Vĩnh Thực; có đặc điểm là quy mô nhỏ, hàm lượng ilmenit tương đối cao. Tổng trữ lượng ilmenit của vùng khoảng 90 ngàn tấn.
Ven bờ biển Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định: các mỏ sa khoáng của vùng này có quy mô rất nhỏ.
Ven biển Thanh Hóa: dọc ven bờ biển Thanh Hóa, người ta đã phát hiện được 4 mỏ sa khoáng là Hoàng Thanh, Sầm Sơn, Quảng Xương và Tĩnh Gia. Các mỏ sa khoáng này có trữ lượng nhỏ nhưng hàm lượng ilmenit tương đối cao, đặc biệt chúng có hàm lượng monazit cao hơn so với các vùng khác.
Vùng Nghệ An – Hà Tĩnh: đây là nơi có tiềm năng lớn nhất về quặng titan ở Việt Nam. Các mỏ sa khoáng vùng này có quy mô từ nhỏ đến lớn. Người ta đã phát hiện 15 mỏ và điểm quặng. Ở các mỏ sa khoáng này, ngoài khoáng vật ilmenit, trong quặng còn có các khoáng vật có ích khác như ziricon, leucoxen, monazit và có cả kim loại hiếm là hafini với giá trị kinh tế cao. Tổng trữ lượng đã được thăm dò của 14 mỏ là hơn 5 triệu tấn ilmenit và 320 ngàn tấn ziricon.
Vùng Quảng Bình, Quảng Trị: khu vực này có trữ lượng ilmenit là 350 ngàn tấn và ziricon là 68 ngàn tấn.
Vùng ven biển Thừa Thiên Huế: các mỏ sa khoáng vùng này phân bố suốt từ Quảng Điền đến Phú Lộc và có đặc điểm là hàm lượng chất có hại Cr2O3 cao hơn so với ở các vùng khác. Trữ lượng của ilmenit là 2.436 ngàn tấn, ziricon là 510 ngàn tấn và monazit là 3 ngàn tấn.
Vùng ven biển Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa: có trữ lượng khoảng 2 triệu tấn ilmenit, 52 ngàn tấn ziricon.
Vùng ven biển Ninh Thuận, Bình Thuận: Các mỏ sa khoáng titan của vùng này tập trung chủ yếu ở ven bờ biển Ninh Thuận. Trong số hơn 10 mỏ và điểm quặng sa khoáng titan ở vùng này thì có 3 mỏ đã được thăm dò, đánh giá trữ lượng; đó là các mỏ sa khoáng Chùm Găng, Bàu Dòi và Gò Đình. Trữ lượng của 3 mỏ đã được thăm dò như sau: ilmenit khoảng 284,53 ngàn tấn; ziricon khoảng 60 ngàn tấn. Trên toàn vùng, tài nguyên dự báo của ilmenit là trên 4,3 triệu tấn, của ziricon là khoảng gần 900 ngàn tấn.
Tổng quát, trên toàn quốc, tổng trữ lượng quặng gốc đã được thăm dò đánh giá là 4.435 nghìn tấn ilmenit và trữ lượng dự báo là 19.600 nghìn tấn.
Trữ lượng quặng sa khoáng ven biển đã được điều tra, thăm dò, đánh giá là 12.700 nghìn tấn ilmenit + rutil và trữ lượng dự báo là 15.400 nghìn tấn ilmenit + rutil.
Kết quả điều tra thăm dò trong mấy chục năm qua cho thấy, tiềm năng tài nguyên quặng titan và các khoáng sản đi kèm của Việt Nam thuộc vào loại lớn của thế giới. Công nghiệp khai thác quặng titan trong mấy năm qua đã có những đóng góp đáng kể cho sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân, đặc biệt đối với các tỉnh nghèo như Hà Tĩnh, Bình Định.
Tuy nhiên, do thị trường tiêu thụ titan và các khoáng sản đi kèm trên thế giới biến động mạnh theo chiều hướng gia tăng về giá cả trong vài năm gần đây, nên tình hình khai thác sa khoáng titan ở nước ta trở nên rất sôi động và khó kiểm soát. Tình trạng khai thác không phép ở một số địa phương (như ở Thanh Hóa, Quảng Bình…) đã làm ảnh hưởng tới môi trường và gây tổn thất tài nguyên quốc gia. đặc biệt, do kim loại titan có những đặc tính rất tốt, sử dụng được trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đồng thời là kim loại thuộc loại hiếm trên thế giới, nên nhiều nước có nền công nghiệp phát triển lại hạn chế khai thác trong nước mà chủ yếu nhập khẩu tinh quặng thô về để chế biến, và các doanh nghiệp Việt Nam đã tranh nhau khai thác và buôn bán loại nguyên liệu này. Việc đó đã làm thất thu lớn cho nền kinh tế nước ta. đã đến lúc chúng ta cần phải xây dựng một chiến lược phát triển hợp lý ngành khai thác và chế biến quặng titan, nhằm sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Hiện tại ở cả 4 khu vực ven biển là Nghệ An, Hà Tĩnh, Bình Thuận, Thừa Thiên Huế đều đang có các đơn vị khai thác và xuất khẩu tinh quặng ilmenit, chủ yếu là sang Nhật Bản và Trung Quốc với sản lượng bình quân hàng năm là 100 – 150 ngàn tấn. Tổng Công ty Khoáng sản Việt Nam hiện nay có 2 đơn vị khai thác quặng ilmenit với tổng lượng hàng năm là 40 – 50 ngàn tấn. Công nghệ khai thác và tuyển khoáng về cơ bản ở cả 4 khu vực đều tương tự nhau, đó là công nghệ khai thác bằng sức nước kết hợp với máy xúc, máy gạt, tuyển bằng phân ly côn, tuyển vít đứng và tuyển từ.
Thực hiện chủ trương chế biến sâu quặng titan thành bột titan đioxit nhằm nâng cao giá trị sản phẩm, phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu, từ nhiều năm nay Tổng Công ty Khoáng sản Việt Nam đã không ngừng nghiên cứu thị trường, tìm kiếm công nghệ phù hợp và nguồn vốn cho việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bột titan đioxit với công suất hợp lý, nhưng đến nay vẫn chưa thực hiện được.
Mặc dù trữ lượng quặng titan hiện nay còn tương đối lớn song trữ lượng các mỏ có chất lượng quặng tốt không còn nhiều, Theo ý kiến của Tổng Công ty Khoáng sản Việt Nam, trước mắt chúng ta nên hạn chế dần việc xuất khẩu quặng titan ở các vùng mỏ Hà Tĩnh và Bình Thuận để tập trung nguyên liệu cho việc chế biến thành bột titan đioxit trong nước.
Từ nay đến năm 2006, chúng ta cần tập trung đầu tư và xây dựng một nhà máy sản xuất bột titan đioxit có công suất 5.000 tấn/ năm với công nghệ hiện đại bằng hình thức hợp tác liên doanh với một số đối tác từ phía Mỹ. Vị trí đặt nhà máy có thể là ở tỉnh Bình Thuận với nguồn nguyên liệu là quặng titan khai thác ở Bình Thuận và Hà Tĩnh.
Sau năm 2006, khi nhà máy liên doanh với Mỹ đi vào sản xuất ổn định, chất lượng sản phẩm đáp ứng được yêu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu, căn cứ vào nhu cầu thị trường chúng ta sẽ xem xét đầu tư mở rộng để đạt công suất 10.000 tấn/ năm và sau đó xem xét để đầu tư thêm ở Hà Tĩnh một nhà máy công suất 2 vạn tấn/ năm.
Theo ý kiến của GS, TS Phùng Viết Ngư – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, quặng titan là tài nguyên quý giá, nhưng chưa có cơ quan nào có chức năng, nhiệm vụ vạch ra chiến lược và kế hoạch phát triển toàn diện, lâu dài cho ngành khai thác và chế biến loại quặng này. Có Hiệp hội titan là cần thiết nhưng chỉ với nhiệm vụ là liên kết giúp nhau trong 3 khâu “Khoa học công nghệ, sản xuất và tiêu thụ sản phẩm” thì chưa đủ.
Phương hướng phát triển ngành công nghiệp này trong thời gian tới là hoàn thiện và hiện đại hóa công nghệ khai tuyển, nâng cao chất lượng ilmenit, ziricon… từng bước xây dựng các cơ sở chế biến ilmenit và các khoáng sản cộng sinh thành các sản phẩm có giá trị cao như rutil nhân tạo, xỉ titan, ziricon sạch, bột màu TiO2, hạn chế bán các sản phẩm thô không chế biến..
Ilmenit (FeTiO3) là khoáng vật quặng chứa 52 – 54% TiO2, trong đó nguyên tố: Fe = 36,8%, Ti = 31,6% và O = 31,6%. Còn rutil (TiO2) là khoáng vật quặng mầu nâu đỏ tới đen, tỷ trọng 4,2, độ cứng 6-6,5 chứa 98% TiO2. Titan và rutil là nguyên liệu chính để chế tạo ra bột titan đioxit dùng trong sản xuất giấy, sơn, nhựa, cao su, mực, mỹ phẩm, xà phòng và dược phẩm.
Titan đioxit là loại bột màu trắng hàng đầu, có chỉ số chiết suất cao (2,55 đến 2,7), tạo độ chắn sáng tốt, có độ phản xạ tốt (tạo độ chói và sáng), có tính không độc hại và chịu nhiệt tốt, dùng trong sản xuất giấy, sơn, nhựa, cao su, đồ gốm, dệt và mỹ phẩm. Có hai cấp chính là – rutil có tính mài mòn, chiết suất, tỷ trọng cao, có độ bền hoá học, sử dụng làm sơn bên ngoài cửa, nhựa, mực viết, mỹ phẩm, và anatas có độ mài mòn kém hơn, màu xanh hơn, sử dụng trong sản xuất sơn cửa, giấy, dệt, mủ cao su, xà phòng và dược phẩm.
TiO2 không nguyên chất được sử dụng trong sản xuất đồ gốm và gốm cách điện, men và nước men, thuỷ tinh, sợi thuỷ tinh và que hàn. TiO2 dùng để sản xuất carbur titan (công cụ để cắt).
Rutil, rutil tổng hợp, hoặc xỉ titan có hàm lượng cao dùng để sản xuất titan kim loại và hợp kim.
Kim loại titan không độc, có chỉ số cường độ trên trọng lượng cao, nhiệt nóng chảy cao, khó bị ăn mòn, dẫn điện tốt. Hợp kim titan có độ bền vững gấp 3 lần so với hợp kim nhôm và 5 lần so với hợp kim magnesi, có khả năng chống gỉ cao không kém platin, song lại nhẹ bằng một nửa thép, làm giảm trọng lượng các kết cấu. Hợp kim titan được dùng nhiều trong các ngành chế tạo máy bay, vỏ xe tăng, bệ súng cối, tên lửa, đạn tự điều khiển, tầu chiến, thiết bị và vật dùng không gỉ trong các nhà máy chế biến hoá chất, chế biến thực phẩm, máy bơm nước, vận tải đường sắt, kỹ thuật điện và y học. Ngoài ra, đioxit titan còn được sử dụng để chế biến sơn, men, làm que hàn…
II. Cơ sở lý thuyết:
Xuất phát từ quặng Ilmenit (3,5,7) , Rutin qua tuyển trọng lực sau đó phân ly bằng từ tính và tĩnh điện cuối cùng ta sẽ thu được tinh quặng rutin chứa 95-97%TiO2 còn lại là sắt oxyt (0,5-2%) , Si(0,5-1%), Cr(0,1-0,4%), ..Từ Ilmenit thường chứa 45-50% TiO2, (35-40%) sắt oxyt và một lượng lớn oxyt của Sillic, nhôm , mangan , crom, vanadi, canxi.Tinh quặng Ilmenit giàu nhất thường chứa tạp chất là arizonit Fe2O3.3TiO2.Do dặc điểm quặng ở nước ta chủ yếu ở dưới dạng sa khoáng nên công việc tuyển quặng hết sức đơn giản và chi phí thấp so với quặng của các nước khác trên thế giới , hơn nữa quặng của nước ta được đánh giá là giàu và có trữ lượng lớn lại kèm theo nhiều kim loại quý trong quặng nên có giá trị rất lớn.
Trương Xuân Tiệp
Hoahocngaynay.com/luyenkim.net
Bài viết có tham khảo tài liệu từ các source sau:
– “TIỀM NĂNG VÀ HƯỚNG KHAI THÁC , CHẾ BIẾN QUẶNG TITAN Ở VIỆT NAM” của tác giả Hồng Liên đăng trên tạp chí công nghiệp hóa chất số 2 năm 2004.
– VỀ VẤN ĐỀ ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ KINH TẾ TỔNG HỢP MỎ TITAN SA KHOÁNG: LẤY VÍ DỤ TẠI MỎ GÒ ĐÌNH, BÌNH THUẬN
– ĐỖ HỮU TÙNG (Trường Đại học Mỏ – Địa chất, Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội)
– LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH LUYỆN KIM –HỎA LUYỆN (TẬP 2) – PHÙNG VIẾT NGƯ , PHẠM KIM ĐĨNH , NGUYỄN KIM THIẾT.
