Nghiên cứu sự tạo thành dòng thải axit mỏ và phân tán các kim loại nặng vào môi trường tại mỏ nickel Bản Phúc

Mỏ nickel Bản Phúc thuộc xã Mường Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La đã kết thúc khai thác thân quặng đặc xít và đang tiến hành thăm dò quặng xâm tán. Bài viết nghiên cứu sự tạo thành dòng thải axit mỏ và phân tán các kim loại nặng vào môi trường tại mỏ nickel Bản Phúc
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự tạo thành dòng thải axit mỏ và phân tán các kim loại nặng vào môi trường tại mỏ nickel Bản Phúc NGHIÊN CỨU SỰ TẠO THÀNH DÒNG THẢI AXIT MỎ VÀ PHÂN TÁN CÁC KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TẠI MỎ NICKEL BẢN PHÚC Phạm Văn Chung, Nguyễn Khắc Hoàng Giang, Nguyễn Thị Phương Thanh Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tóm tắt Mỏ nickel Bản Phúc thuộc xã Mường Khoa, huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La đã kết thúc khaithác thân quặng đặc xít và đang tiến hành thăm dò quặng xâm tán. Các dữ liệu đã được thu thậpvề thành phần khoáng vật và địa hóa của các thân quặng trong quá trình khai thác và các kết quảkiểm tra chi tiết về thành phần các sulfid trong các mẫu mài láng bằng kính hiển vi phản quangvà xác định thành phần hoá học bằng phân tích cho thấy, trong thành phần quặng có chứa nhiềusulfid có khả năng tạo ra độ axit, đặc biệt là pyrotin và pyrit. Các kết quả tính toán axit - base, kếtquả thí nghiệm và kết quả phân tích các mẫu đất và mẫu nước lấy tại hiện trường cho thấy khu vựcmỏ nickel Bản Phúc có nhiều tiềm năng tạo thành dòng thải axit mỏ (AMD). Sự tạo thành dòngthải axit mỏ luôn đi kèm với sự phân tán kim loại nặng vào môi trường. Từ khóa: Mỏ nickel; Sulfid; Dòng thải mỏ axit; Kim loại nặng; Bản Phúc. Abstract Research on the creation of mine acid discharge and dispersion of heavy metals into the environment in Ban Phuc nickel mine Ban Phuc nickel mine in Muong Khoa commune, Bac Yen district, Son La province hasfinished mining dense ore bodies and is conducting exploration for diffuse ore. Data have beencollected on the mineralogy and geochemical composition of the ore bodies during the miningprocess and detailed examination results on the composition of sulfides in the polished samplesby reflective microscopy and determination. Determination of chemical composition by analysisshowed that in the ore composition, there are many sulfides capable of creating acidity, especiallypyrotin and pyrite. The acid-base calculation results, experimental results and analysis resultsof soil and water samples taken at the field show that the Ban Phuc nickel mine area has a lot ofpotential to form mine acid discharge (AMD). The mine acid drainage is always accompanied bythe dispersion of heavy metals into the environment. Keywords: Nickel mine; Sulfid; Mine acid discharge; Heavy metals; Ban Phuc. 1. Đặt vấn đề Ô nhiễm môi trường đang là vấn đề toàn cầu. Có rất nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm môitrường, trong đó, ô nhiễm môi trường từ hoạt động khoáng sản là vấn đề hết sức nghiêm trọng.Vấn đề oxy hóa sulfid và hiện tượng tạo dòng thải axit liên quan với nó luôn là vấn đề hàng đầubởi vì cùng với quá trình đó là sự hòa tan và phát tán các kim loại nặng cùng các chất độc hại khácvào môi trường. Dòng thải axit mỏ là nguồn gây ô nhiễm môi trường phát sinh từ các bãi thải dạngđống hoặc các hồ thải trong quá trình chế biến quặng. Đó là sản phẩm của sự tương tác tự nhiêngiữa nước, oxy và các khoáng vật sulfid còn lại sau tuyển. Do đó, lượng thông tin chi tiết về thànhphần khoáng vật là rất cần thiết trong đánh giá tiềm năng sinh axit của mỏ khoáng [3, 4, 10]. Cácbãi thải rắn, bãi chứa quặng dạng đống hay quặng đuôi của mỏ là chất thải rắn từ quá trình chế biếnkhoáng sản, có thể là nguồn gây ô nhiễm môi trường do tạo ra dòng thải axit mỏ. AMD là kết quảcủa quá trình oxy hóa các khoáng vật sulfid tàn dư, đặc biệt là các sulfid sắt như pyrit và pyrotin. Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên, 261 bảo vệ môi trường và phát triển bền vữngDòng thải này được xác định bởi khả năng sinh axit thực thụ của các tổ hợp khoáng vật và độ nhạycảm của các khoáng vật phản ứng với các tác nhân phong hoá. Do đó, mô tả thành phần khoángvật và phân tích thành phần hóa học sẽ là những công cụ khoa học có thể được áp dụng để dự báoAMD, để từ đó có biện pháp giảm nhẹ và khắc phục hậu quả môi trường khai thác mỏ. Kiến thứcvề thành phần khoáng vật của các chất thải mỏ sẽ cung cấp các hướng dẫn để lựa chọn các phươngpháp thích hợp nhất cho việc tính toán axit - base, bởi vì các kết quả của các phương pháp khácnhau tùy thuộc vào thành phần khoáng vật đại diện cho các nguồn axit và các khoáng vật cungcấp nguồn làm trung hòa. Mô tả thành phần khoáng vật cung cấp lượng thông tin về (1) các nguồnvà nhận dạng các kim loại tiềm năng và độ axit; (2) các nguồn trung hòa axit; (3) sự có mặt cáckhoáng vật có thể góp phần tính toán tiềm năng trung hòa dựa trên điều kiện phòng thí nghiệm,nhưng có hành vi khác nhau trong điều kiện thực địa; (4) các hợp phần tan và không tan của vậtliệu đất; (5) kết cấu và kích thước hạt có thể ảnh hưởng đến độ phản ứng của các khoáng vật khácnhau [10]. Mỏ nickel Bản Phúc là một trong những mỏ sulfid nickel điển hình ở Việt Nam. Mỏnickel Bản Phúc có nguồn gốc magma dung ly nằm trong cấu trúc nếp lồi Tạ Khoa có nhiều tiềmnăng về khoáng sản, như: Nikel, đồng, coban [1, 2, 5, 7, 8, 9]. Thành phần khoáng vật quặng chủyếu là các khoáng vật sulfid như: pyrotin, penlandit, chalcopyrit,… Đó là tiền đề cho sự tạo thànhdòng thải axit mỏ và phân tán các kim loại nặng vào môi trường. 2. Các phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng như: phân tích bằng kính hiển vi phân cực (đốivới các đá) và kính hiển vi phản quang (đối với các khoáng vật quặng), nhiễu xạ rơnghen tia X(XRD), phân tích thành phần hóa học bằng phương pháp hấp phụ nguyên tử đối với các mẫu thínghiệm và mẫu nước mặt. Ngoài ra, trong bài báo này chúng tôi sử dụng phương pháp thí nghiệmvà tính toán độ axit - base để đánh giá tiềm năng phát sinh dòng thải axit mỏ. Để tính toán khả năngtạo axit và khả năng phân tán kim loại nặng vào môi trường, chúng tôi tiến hành các thí ngh ...