Đề tài Quy trình sản xuất nhôm

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.1 Nhôm 4 Hình 1.1.2 Các ứng dụng của kim loại nhôm 8 Hình 1.2.1 Thị trường sản xuất nhôm của các khu vực trên thế giới năm 2015 11 Hình 1.2.2 Dự báo giá nhôm đến năm 2018 của cơ quan tình báo kinh tế EIU, đơn vị tính USD/tấn. 12 Hình 2.1.1 Biểu đồ phân bố trữ lượng bauxite theo từng khu vực 14 Hình 2.1.2 Bản đồ phân bố bauxite, các hoạt động sản xuất nhôm trên thế giới 14 Hinh 2.2.1 Bản dồ phân bố Bauxtie của nước ta 20 Hình 2.2.2 Biểu đồ phân bố trữ lượng bauxite của nước ta 20 Hình 2.2.3 Nhà máy sản xuất Alumina Tân Rai – Lâm Đồng. 22 Hình 3.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất alumina từ bauxite bằng phương pháp Bayer 25 Hình 3.2.2 hình ảnh minh họa cho quy trình Bayer 26 Hình 3.2.3 Alumina siêu mịn (độ phân giải 10.000) 26 Hình 3.3.1.1 Cấu tạo của bể điện phân trong quy trình Hall- Heroult 32 Hình 3.3.2.1 Hình minh họa cho tế bào prebaked 35 Hình 3.3.3.1 Sơ đồ quy trình làm việc của bể điện phân 37 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.1 Các tính chất chung và tính chất vật lý của kim loại nhôm 5 Bảng 1.2.1 Dự báo về thị trường alumina đến năm 2020 10 Bảng 1.2.2 Thị trường sản xuất alumina và nhôm trong những năm gần đây 10 Bảng 2.1.1 Tình hình khai thác bauxite trên thế giới năm 2012 17 Bảng 2.2.2: Chất lượng quặng tinh các mỏ Bauxite Đăk Nông 19 Bảng 3.2.2.1 Nguyên liệu cho phương pháp thiêu kết 28 Bảng 3.3.3.1 Nguyên liệu trong quá trình sản xuất 1 tấn nhôm 35 MỞ ĐẦU Chúng ta đang sống trong thời đại của nhôm. Nhôm có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống con người và được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: Hàng không, thực phẩm, sinh hoạt, dược phẩm, ô tô, xây dựng, máy móc, vũ trụChính vì vậy, sản xuất nhôm là ngành sản xuất mà bất kì quốc gia nào cũng muốn phát triển. Nhôm là kim loại có mặt nhiều trong vỏ trái đất (chiếm 8% khối lớp rắn của chất rắn). Trong đó quặng Bauxite chính là quặng chứa nhiều kim loại nhôm nhất. Bauxite là tài nguyên khoáng sản dồi dào trên trái đất. Việt Nam là một trong những quốc gia có trữ lượng Bauxite lớn trên thế giới. Từ Bauxite có thể thu hồi Al2O3 rồi tiếp tục điện phân sẽ thu được nhôm kim loại. Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu các phương pháp sản xuất Al2O3 từ bauxite và đặc biệt là phương pháp đện phân nóng chảy Al2O3 để sản xuất nhôm kim loại. 1. TỔNG QUAN VỀ NHÔM 1.1 Giới thiệu chung về nhôm Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất. Kim loại nhôm hiếm phản ứng hóa học mạnh với các mẫu quặng và có mặt hạn chế trong các môi trường khử cực mạnh. Tuy vậy, nó vẫn được tìm thấy ở dạng hợp chất trong hơn 270 loại khoáng vật khác nhau bao gồm Corundum (Al2O3), diaspore và boehmite (Al2O3.H2O), gibbsite (Al2O3.3H2O), caolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O)Quặng chính chứa nhôm là bauxite . Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau oxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm có ký hiệu nguyên tử là Al, tên gọi quốc tế: Aluminium. Trong bảng tuần hoàn, nhôm ở ô13, nhóm 3, chu kì 3. Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc ánh kim mờ, vì có một lớp mỏng ôxi hóa tạo thành rất nhanh khi nó để trần ngoài không khí. Hình 1.1.1 Nhôm Bảng 1.1.1 Các tính chất chung và tính chất vật lý của kim loại nhôm Tính chất chung Tính chất vật lý Khối lượng nguyên tử: 26,981538 đvC Trạng thái vật chất: rắn Bán kính nguyên tử (calc.): 125 pm Khối lượng riêng : 2,700 kg/m3 Bán kính cộng hoá trị: 118 pm Độ cứng: 2,75 Cấu hình electron: [Ne]3s23p1 Điểm nóng chảy: 933,47 K (1.220,6oF) Tính Chất chung Tính chất vật lý Trạng thái ôxi hóa: 3 Điểm sôi: 2.792 K (4.566 °F) Độ âm điện: 1,61 (thang Pauling) Thể tích phân tử: 10 ×10-6 m³/mol Trạng thái trật tự từ: Thuận từ Nhiệt bay hơi: 293,4 kJ/mol Độ dẫn điện: 3,774x107 /Ω•m Nhiệt nóng chảy: 10,79 kJ/mol Độ dẫn nhiệt: 237 W/(m•K) Áp suất hơi: 100.000 Pa tại 2.792 K Nhiệt dung riêng : 897 J/(kg•K) Vận tốc âm thanh: 5.100 m/s tại 933K Cấu trúc tinh thể : hình lập phương tâm mặt Năng lượng ion hóa: 1. 577,5 kJ/mol 2. 1.816,7 kJ/mol 3. 2.744,8 kJ/mol Khối lượng riêng của nhôm chỉ khoảng một phần ba sắt hay đồng; nó rất mềm (chỉ sau vàng), dễ uốn (đứng thứ sáu) và dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc; nó có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp oxit bảo vệ. Nó cũng không nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí ở điều kiện thông thường. Sức bền của nhôm tinh khiết là 7–11 MPa, trong khi hợp kim nhôm có độ bền từ 200 MPa đến 600 MPa. Các nguyên tử nhôm sắp xếp thành một cấu trúc lập phương tâm mặt (fcc). Nhôm có năng lượng xếp lỗi vào khoảng 200 mJ/m2. Tính theo cả số lượng lẫn giá trị, việc sử dụng nhôm vượt tất cả các kim loại khác, trừ sắt, và nó đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, nhưng tạo ra các hợp kim với nhiều nguyên tố như đồng, kẽm, magiê, mangan và silic. Khi được gia công cơ-nhiệt, các hợp kim nhôm này có các thuộc tính cơ học tăng lên đáng kể. Các ứng dụng của Nhôm: Các hợp kim nhôm tạo thành một thành phần quan trọng trong các máy bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng. Khi nhôm được bay hơi trong chân không, nó tạo ra lớp bao phủ phản xạ cả ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp bao phủ này tạo thành một lớp mỏng của ôxít nhôm bảo vệ, nó không bị hư hỏng như các lớp bạc bao phủ vẫn hay bị. Trên thực tế, gần như toàn bộ các loại gương hiện đại được sản xuất sử dụng lớp phản xạ bằng nhôm trên mặt sau của thủy tinh. Các gương của kính thiên văn cũng được phủ một lớp mỏng nhôm, nhưng là ở mặt trước để tránh các phản xạ bên trong mặc dù điều này làm cho bề mặt nhạy cảm hơn với các tổn thương. Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp. Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v) Đóng gói (can, giấy gói, v.v) Xử lý nước. Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.) Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v) Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn. Chế tạo máy móc. Mặc dù tự bản thân nó là không nhiễm từ, nhôm được sử dụng trong thép MKM và các nam châm Alnico. Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980 % - 99,999 % nhôm được sử dụng trong công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD. Nhôm dạng bột thông thường được sử dụng để tạo màu bạc trong sơn. Các bông nhôm có thể cho thêm vào trong sơn lót, chủ yếu là trong xử lý gỗ - khi khô đi, các bông nhôm sẽ tạo ra một lớp kháng nước rất tốt. Nhôm dương cực hóa là ổn định hơn đối với sự ôxi hóa, và nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của xây dựng. Phần lớn các bộ tản nhiệt cho CPU của các máy tính hiện đại được sản xuất từ nhôm vì nó dễ dàng trong sản xuất và độ dẫn nhiệt cao. Oxit nhôm, alumina, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng corunđum, emery, ruby và saphia và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Ruby và saphia tổng hợp được sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh sáng có khả năng giao thoa. Sự oxi hóa nhôm tỏa ra nhiều nhiệt, nó sử dụng để làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, nhiệt nhôm và các thành phần của pháo hoa. Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm - Cr, Vonfarm - W...) Chính vì vậy, nhôm là một trong số bốn kim loại màu cơ bản mà bất kỳ quốc gia nào muốn phát triển công nghiệp đều cần đến. Hình 1.1.2 Các ứng dụng của kim loại nhôm 1.2 Sản xuất nhôm trên thế giới. 1.2.1 Lịch sử sản xuất nhôm Mặc dù nhôm là nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất (8,1%), nó lại hiếm ở dạng tự do và đã từng được cho là kim loại quí có giá trị hơn vàng.Vì thế nhôm là kim loại tương đối mới trong công nghiệp và được sản xuất với số lượng công nghiệp chỉ khoảng trên 100 năm. Vào cuối thế kỷ thứ XIX, tổng lượng nhôm sản xuất ở Mỹ vào năm 1884 chỉ có 125 pound (01 pound tương đương 450 gram). Đầu năm 1886, Charless Martin đã ngiên cứu ra phương pháp điện phân oxit nhôm để thu được kim loại nhôm tinh khiết. Nhà bác học Pháp là Paul Louis Toussaint Heroult một cách độc lập cũng đã hoàn thiện phương pháp điện phân để sản xuất kim loại này từ đó quy trình điện phân nhôm Hall-Heroult ra đời . 1.2.2 Tình hình sản xuất nhôm trên thế giới. Nhôm được sản xuất với sản lượng thương mại từ năm 1886. Tổng sản lượng nhôm còn thấp so với thép nhưng đứng đầu trong sổ các kim loại màu được sản xuất. Lượng tiêu thụ nhôm thường bằng khoảng (3 – 5) % lượng tiêu thụ thép (tuỳ thuộc mức độ phát triển công nghiệp của từng nước) và tỷ lệ ấy có xu hướng ngày càng tăng. Theo dữ liệu nghiên cứu của Cơ quan Thống kê Kim loại Thế giới (WBMS) thì sản xuất nhôm của thế giới năm 2007 đạt 38,02 triệu tấn, năm 2008 đạt 41,9 triệu tấn và đến năm 2020 có thể đạt 78,5 triệu tấn. Từ năm 2008 đến 2011 thị trường nhôm sẽ xảy ra dư thừa từ 0,1 - 1,8 triệu tấn/năm, nhưng đến giai đoạn từ 2012 đến 2020, nhôm sẽ rơi vào tình trạng thiếu hụt khoảng từ 0,3 triệu tấn đến 2,6 triệu tấn/năm. Tiêu thụ nhôm tăng kéo theo nhu cầu alumina cho điện phân nhôm cũng tăng: Năm 2010 là 80,6 triệu tấn, năm 2012: 90,9 triệu tấn, năm 2013 khoảng 96,8 triệu tấn, dự báo 2015 là 110,1 triệu tấn (trong 5 năm cũng tăng 1,37 lần). Đặc biệt là từ nhu cầu của Trung Quốc và các quốc gia thuộc Mỹ La tinh. Khu vực Châu Á cũng đang thiếu hụt alumina, phải nhập khẩu từ Úc hoặc Nam Mỹ, với khoảng cách rất xa, làm tăng chi phí. Phần lớn alumina được giao dịch trên thị trường Thế giới thông qua những hợp đồng dài hạn, chỉ có một phần nhỏ, khoảng 10% tham gia vào thị trường trôi nổi. Giá alumina trên thị trường dao động bằng khoảng từ 11-15% so với giá nhôm. Nhóm Broc Hunt nghiên cứu thị trường alumina Thế giới và cho ra một dự báo dài hạn về thị trường alumina đến năm 2020 theo bảng dưới đây: Bảng 1.2.1 Dự báo về thị trường alumina đến năm 2020 Đơn vị: Triệu tấn Năm 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2020 Sản lượng 83,7 90,0 97,7 100,5 104,0 107,0 113,4 118,3 126,8 129,3 148,7 Nhu cầu 82,4 88,4 95,7 99,4 101,8 107,5 113,1 118,8 127,1 130,3 148,3 Thừa/Thiếu 1,3 1,6 2,0 1,1 2,1 -0,5 0,3 -0,5 -0,3 -1,0 0,4 Nguồn “Broc Hunt” Trong khi đó theo thống kê chính xác của “World Aluminium” thị trường alumina và thị trường nhôm trên thế giới trong những năm gần đây có những diễn biến như sau: Bảng 1.2.2 Sản lượng alumina và nhôm trong những năm gần đây Đơn vị: Triệu tấn Năm 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Sản lượng alumina 84,240 78,415 88,314 97,508 100,505 105,869 107,882 94,285 Sản lượng nhôm 39,917 37,706 42,353 45,817 48,774 51,195 53,127 48,217 Nguồn “Word Aluminium” Châu Đại Dương – 1,648 Trung quốc báo cáo -26,458 Trung Quốc ước tính không báo cáo - 0 Tổng sản lượng nhôm năm 2015: 48,217 triệu tấn Bắc Mỹ - 3,729 Nam Mỹ - 1,107 ROW dự kiến không báo cáo–0,900 Đông & Trung Âu –3,174 Tây âu – 3,112 Châu Á ( trừ Trung Quốc) -2,432 GCC- 4,249 Châu Phi- 1,408 Hình 1.2.1 Sản lượng nhôm của các khu vực trên thế giới năm 2015, đơn vị (triệu tấn) 1.2.3 Tình hình giá cả nhôm Trong những năm qua giá thị trường nhôm có nhiều biến động.Theo cơ quan tình báo kinh tế EIU thì tình hình giá cả nhôm như sau: (USD/Tấn) (USD/tấn) (USD/Tấn) Nguồn “EIU Economic and Commodity Forecast, Octorber 2014” Hình 1.2.2 Dự báo giá nhôm đến năm 2018 của cơ quan tình báo kinh tế EIU, đơn vị tính USD/tấn. Trong năm 2015, theo đánh giá của Giám đốc chiến lược và phát triển của Công ty Alumina Ltd., ông Andrew Wood, Trung Quốc có thể phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt từ 10 đến 15 triệu tấn bauxite trong năm 2015 do lượng bauxite dự trữ của nước này cạn kiệt. Lượng dự trữ bauxite từ Indonesia được Trung Quốc tích trữ trước khi Indonesia thực hiện lệnh cấm đang giảm xuống với mức giảm 1 triệu tấn/tháng và có thể giảm xuống chỉ còn 20 triệu tấn trong năm 2014 và 8 triệu tấn vào cuối năm 2015. 2. TỔNG QUAN VỀ BAUXITE 2.1 Tài nguyên Bauxite và tình hình khai thác trên thế gới Bauxite là một trong những tài nguyên khoáng sản khá dồi dào trên thế giới. Với sản lượng khai thác và mức tăng trưởng bình quân hàng năm như hiện nay, trữ lượng bauxite có thể đảm bảo cho nhân loại sử dụng trong 100 - 125 năm tới, nếu tính cả tài nguyên thì thời gian có thể tăng lên gấp đôi. Từ bauxite có thể thu hồi alumina (Al2O3), rồi tiếp tục điện phân sẽ thu hồi kim loại nhôm. Những khoáng vật chủ yếu của Bauxite là: gibbsite, diaspore, boehmite là một biến dạng đa hình của diaspore. Khoảng 96% bauxite khai thác được sử dụng trong ngành luyện kim, 4% còn lại được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác như: Sản xuất vật liệu chịu lửa, gốm sứ, vật liệu mài-đánh bóng, đá trang sức nhân tạo... Hơn 90% sản lượng alumina (được gọi là alumin luyện kim) được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình điện phân để sản xuất nhôm kim loại, 10% còn lại được sử dụng trong công nghiệp hoá chất và các ngành công nghiệp khác. Nguồn quặng bauxite toàn thế giới ước tính khoảng 55-75 tỷ tấn, trong đó châu Phi chiếm 33%; châu Đại Dương 24%; Nam Mỹ và vùng Caribe 22%; châu Á 15%; các nơi khác là 6%. Hình 2.1.1 Biểu đồ phân bố trữ lượng bauxite theo từng khu vực Hình 2.1.2 Bản đồ phân bố bauxite, các hoạt động sản xuất nhôm trên thế giới Bauxite có thành phần hóa học và khoáng vật cơ bản như sau: Bảng 2.1.1 Thành phần hóa học và khoáng vật cơ bản của Bauxite Thành phần hóa học Thành phần khoáng vật Al2O3: 40-65% Diaspore – Al2O3.H2O Boehmite – Al2O3.H2O Gibbsite – Al2O3.3H2O SiO2: 0,5-10% Kaolinite – Al2O3.2SiO2.2H2O Thạch anh – SiO2 Fe2O3: 3 -30% Hematite – Fe2O3 Aluminian Goethite – Al2O3. Fe2O3.H2O TiO2: 0,5 -8% Anatase –TiO2, rutile – TiO2 H2O: 10 -34% Trong diaspore, boehmite, gibbsite, kaolimite, goethite Các nguyên tố đi kèm Mn, P, V, Cr, Ni, Ga, Ca, Mg, C...và các tạp chất Để đánh giá chất lượng quặng bauxite, người ta đánh gia thông qua chỉ tiêu gọi là mođun silic MSiO2 = tỷ số lượng Al2O3/SiO2 tỷ số này càng cao quặng càng tốt. Theo nguồn gốc tạo thành địa chất, bauxite được chia làm hai loại: bauxite lateritic và bauxite karstic. Bauxite lateritic được tạo thành từ quá trình phong hóa đa bazan, chiếm khoảng 90 % trữ lượng bauxite của thế giới, thành phần chủ yếu là gibbsite. Bauxite karstic được tạo thành trên nền đá vôi chiếm khoảng 10% trữ lượng. Đối với mục đích công nghệ xử lý, người ta chia bauxite thành các loại sau: Bauxite gibbsite (hàm lượng boehmite < 5%), tập trung ở các nước: Brasil, Sierra , Lebanon, Suriname, Indônesia, Guinea, Jamaica, Australia, Venezuela, Guyana, Việt Nam, Ấn Độ. Bauxite hỗn hợp gibbsite - boehmite (hàm lượng boehmite 5 - 20%), tập trung ở các nước: Australia, Ghana, Guinea, Jamaica, Ấn Độ. Bauxite boehmite (hàm lượng boehmite > 20%), tập trung ở các nước: Nam Tư, Pháp, Hungary. Bauxite diaspore (hàm lượng diaspore > 5%), tập trung ở các nước: HyLạp, Iran, Trung Quốc (TQ), Nam Tư, Việt Nam, Rumani. Phần lớn các mỏ bauxite đều là sản phẩm của quá trình phong hóa lateritic đã chứa thành phần oxit nhôm (Al2O3) cao. Vì vậy, các mỏ bauxite trên thế giới thường tập trung ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong đó, 10 nước có tổng tài nguyên, trữ lượng hàng đầu thế giới là: Guinea, Australia, Venezuela, Brasil, Ấn Độ, Jamaica, Indonesia, Việt Nam, Cameroon và Guyana với tổng tài nguyên và trữ lượng là 39,723 tỷ tấn, chiếm 80,37% toàn thế giới. Các mỏ bauxite được phân thành các loại hình như sau: Dạng lớp chùm phủ Dạng túi Dạng lớp xen kẹp Dạng mảnh vụn Các mỏ dạng lốp chùm phủ rất đặc trưng cho loại bauxite có nguồn gốc phong hóa lateritic, là loại hình phổ biến trên thế giới và trữ lượng chiếm ưu thế. Các mỏ này có nhiều ở Tây Phi, Australia và Ấn Độ. Do quá trình phong hóa diễn ra rất triệt để trong điều kiện thuận lợi và thời gian dài nên dẫn đến việc thành tạo quặng bauxite chất lượng rất tốt, hàm lượng Al2O3 bằng 50-70%. Các mỏ bauxite ở Miền Nam nước ta cũng thuộc loại hình này. Các mỏ dạng túi thường gặp ở Jamaica và miền Nam âu, thân quặng có chiều dày biến đổi lớn, từ 1m đến 30m, thành phần khoáng vật quặng thường gồm gibbsite, diaspore và boehmite, hàm lượng Al2O3 > 45%, hàm lượng SiO2 rất thấp (khoảng 1,5%). Các mỏ dạng lớp xen kẹp thường phát triển ở Liên Xô, Trung Quốc, Mỹ, Brasil, Hungary v.v..., thành phần khoáng vật chủ yếu gồm diaspore và boehmite. Các mỏ dạng mảnh vụn được thành tạo do quá trình tái trầm tích các vật liệu và quặng bauxite bị phá hủy, xói mòn và vận chuyển từ mỏ khác tới. Các mỏ loại này ít phổ biến. Mỏ Arkansas của Mỹ thuộc loại hình mỏ này. Ở nước ta, các mỏ bauxite Miền Bắc thuộc cả 3 loại hình kể trên. Bảng 2.1.1 Tình hình khai thác bauxite trên thế giới năm 2012 (× 1000 tấn , ước tính cho năm 2013 ) STT Quốc gia Khối lượng khai thác Trữ lượng 2012 2013 1 Hoa Kỳ NA NA 20,000 2 Australia 76,300 77,000 6000,000 3 Brasil 34,000 34,200 2,600,000 4 Trung Quốc 47,000 47,000 830,000 5 Greece 2,100 2,000 600,000 6 Guinea 17,800 17,000 7,400,000 7 Guyana 2,210 2,250 850,000 8 Ấn Độ 19,000 19,000 540,000 9 Indonesia 29,000 30,000 1,000,000 10 Jamaica 9,340 9,500 2,000,000 11 Kazakhstan 5,170 5,100 160,000 12 Nga 5,720 5,200 200,000 13 Venezuela 3,400 3,400 580,000 14 Suriname 2,000 2,500 320,000 15 Việt Nam 100 100 2,100,000 16 Other countries 5,020 5,000 2,400,000 World total (rounded) 258,000 259,000 28,000,0000 Nguồn: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, năm 2012 2.2 Tài nguyên bauxite của Việt Nam và tình hình khai thác Việt Nam có trữ lượng bauxite lớn, tuy nhiên mức độ thăm dò còn hạn chế, phần lớn mới chỉ được thăm dò sơ bộ, ở cấp C2 và dự báo. Tổng trữ lượng bauxite của Việt Nam khoảng 2,4 tỷ tấn quặng tinh (tương ứng với khoảng 5,6 tỷ tấn quặng nguyên khai), trong đó trữ lượng ở cấp thăm dò, khảo sát (B + C1 + C2) là 2,0 tỷ tấn, trữ lượng ở cấp dự báo (P1) là 0,4 tỷ tấn. Các mỏ bauxite ở phía Bắc nước ta có trữ lượng nhỏ, phân bố rải rác ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Hải Dương. Tổng trữ lượng ước tính 91,0 triệu tấn. Phần lớn quặng có nguồn gốc trầm tích, khoáng vật chứa ôxit nhôm chủ yếu là diaspore (Al2O3.H2O), hàm lượng Al2O3 trong quặng nguyên khai khá cao: Từ 40 – 55%, nhưng hàm lượng SiO2 rất lớn: từ 5 – 20%, M silic: 5-8 nên thuộc loại quặng chất lượng thấp. Phần lớn trữ lượng bauxite nước ta tập trung ở Tây Nguyên (91,4% trữ lượng cả nước: Vùng Đăk Nông: 1,44 tỷ tấn; vùng Bảo Lộc - Di Linh (tỉnh Lâm Đồng): 463 triệu tấn; vùng Konplong – Kănak (tỉnh Gia Lai và Kon Tum): 284,8 triệu tấn. Các mỏ trong từng vùng đều có trữ lượng trung bình và lớn, khoảng cách gần nhau và liên kết với nhau thành từng nhóm mỏ, thuận lợi để xây dựng khu liên hợp khai thác sản xuất alumina với quy mô lớn. Lớp đất phủ trên các thân quặng mỏng (0,5-1,0 m), địa hình cao nguyên khá bằng phẳng thuân lợi cho việc khai thác. Khoáng vật chứa oxit nhôm trong quặng bauxite là Gibbsite ( Al2O3.3H2O) mềm bở, hàm lượng oxit nhôm trong quặng tinh (44,4-53,2)%, oxit silic chỉ (1,6-5,1)%, phù hợp với công nghệ sản xuất alumina bừng phương pháp Bayer ở nhiệt độ thấp, đơn giản về kỹ thuật và công nghệ tiêu tốn ít năng lượng, giá thành sản phẩm thấp. Bảng 2.2.2: Chất lượng quặng tinh các mỏ Bauxite Đăk Nông TT Tên mỏ Chiều dày trung bình thân quặng, m Hàm lượng %Al2O3 Hàm lượng % SiO2 Môđun silic Msilic Tỷ lệ thu hồi, % 1 “ 1 tháng 5” 5,2 49,36 2,14 23,1 50,0 2 Quảng Sơn 5,0 50,00 2,52 19,8 45,4 3 Nhân Cơ 4,6 48,30 3,45 14,0 46,0 4 Gia Nghĩa 4,3 47,99 2,58 18,6 49,9 5 Bắc Gia Nghĩa 5,2 46,10 2,23 20,8 47,1 6 Đắc Song 4,5 48,74 2,20 22,2 50,6 7 Tuy Đức 5,0 48,74 2,20 22,2 45,2 Hàm lượng bauxite của mỏ Tân Rai- Lâm Đồng như sau: Thành phần Hàm lượng Al2O3: 44,69 % SiO2: 2,61 % Fe2O3: 23,35 % TiO2: 3,52 % Mất khi nung