Phát triển công nghệ chế biến hợp lý và sử dụng tổng hợp tài nguyên khoáng sản Việt Nam

1. Đặc điểm và vị trí của tài nguyên khoáng sản (TNKS)

Khoáng sản là loại tài nguyên thiên nhiên (TNTN) hữu hạn và không tái tạo. Tuỳ theo điều kiện sinh khoáng, khoáng sản thường là tập hợp các khoáng vật có ích khác nhau. Trên vùng lãnh thổ khoáng sản thường tồn tại cùng một số TNTN khác, là những thành phần quan trọng của môi trường tự nhiên.

Khoáng sản có thể được sử dụng trực tiếp sau khi khai thác chọn lọc hoặc chế biến. Trình độ khai thác, chế biến và sử dụng TNKS phụ thuộc vào trình độ phát triển khoa học công nghệ (KHCN) và kinh tế xã hội (KTXH) của từng khu vực và mỗi quốc gia. Hiện nay khoáng sản được sử dụng làm nguyên nhiên vật liệu trong hầu hết các ngành kinh tế quốc dân (KTQD) và là nguồn hàng xuất khẩu quan trọng.

Vì vậy TNKS là một trong những TNTN cơ bản và là nguồn nội lực quan trọng, là lợi thế so sánh trong thời kỳ CNH của các nước đang phát triển như Việt Nam .

2. Tiềm năng tài nguyên khoáng sản Việt Nam

Theo kết quả điều tra địa chất, Việt Nam nằm trong vành đai sinh khoáng Châu Á - Thái Bình Dương, có nguồn TNKS tương đối phong phú và đa dạng, nhưng cũng có nhiều đặc thù. Việt Nam là nước giàu trung bình về TNKS. Quy mô trữ lượng các mỏ chủ yếu thuộc loại nhỏ và rất nhỏ. Không có mỏ quy mô trữ lượng cực lớn, nhưng có một số mỏ quy mô trữ lượng lớn và vừa như bauxit, đất hiếm, vật liệu xây dựng, apatit, cromit…

Nếu được tiếp tục thăm dò và có chiến lược khai thác, chế biến và sử dụng hợp lý, nguồn TNKS Việt Nam không những có thể đáp ứng được nhu cầu CNH mà còn góp phần phát triển bền vững KTXH của đất nước.

3. Hiện trạng chế biến và sử dụng TNKS Việt Nam

Theo số liệu thống kê có gần 100.000 cơ sở khai thác, chế biến và sản xuất các sản phẩm khoáng sản. Số điểm khai thác nhiều nhất là VLXD và than. Các khoáng sản khác chỉ có từ 10 - 20 điểm khai thác. Gần 20 mỏ quy mô lớn (> 1.000.000 t.m ³/năm) là các mỏ đá và than. Số còn lại chủ yếu là quy mô nhỏ và rất nhỏ (10 - 100 nghìn t/năm). Rất ít mỏ có quy mô lớn hơn 200.000 t/năm. Các cơ sở chế biến khoáng sản (CBKS) quy mô lớn và vừa thường đi cùng với các mỏ khai thác như đá, than, apatit, quặng sắt, sa khoáng ven biển, cát thuỷ tinh…

Tại các mỏ quy mô nhỏ và rất nhỏ thường sử dụng công nghệ khai thác chọn lọc, tuyển thủ công hoặc bán cơ khí… Để hạ giá thành, một số xưởng tuyển cơ khí đã ngừng hoạt động, chuyển sang đào đãi thủ công và mua gom quặng tinh của dân đào đãi tự do như thiếc, cromit, antimon, chì - kẽm…

Phương pháp CBKS phổ biến là đạp - nghiền - sàng phân cấp, tuyển rửa, tuyển trọng lực, tuyển nổi, tuyển từ và tuyển điện. Các phương pháp tuyển hoá học, tuyển vi sinh, tuyển nhiệt…. hoặc các sơ đồ tuyển tổng hợp còn ít được sử dụng.

Hầu hết các khoáng sản kim loại đều được khai thác và chế biến để xuất khẩu dưới dạng quặng tinh và kim loại thô có chất lượng và giá trị thấp. Ngành luyện kim chậm phát triển nên vẫn phải nhập khẩu hàng triệu tấn phôi thép và hàng chục nghìn tấn kim loại màu và hợp kim…

Quặng apatit được sử dụng cho sản xuất phân bón. Barit và bentonit được khai thác để phục vụ ngành dầu khí. Có một số cơ sở sản xuất khoáng chất công nghiệp quy mô nhỏ lẻ, thiết bị và công nghệ lạc hậu không đáp ứng được nhu cầu nguyên vật liệu của nhiều ngành công nghiệp. Hàng năm phải nhập khẩu hàng trăm triệu USD các sản phẩm này.

Phần lớn các khoáng sản VLXD và phi kim loại được khai thác để cung cấp nguyên vật liệu cho các ngành kinh tế kỹ thuật (KTKT) trong nước. Gần đây các khoáng sản này cũng tham gia xuất khẩu với giá trị ngày một tăng như cát thuỷ tinh, đá granit, đá hoa, các sản phẩm ốp lát và sứ vệ sinh…

Ngoài việc cung cấp nhiên liệu cho các ngành công nghiệp trong nước, ngành than còn tham gia xuất khẩu 8 - 10 triệu tấn/năm. Than bùn được khai thác để sản xuất phân vi sinh. Than cốc chủ yếu phải nhập khẩu.

Tình hình chế biến và sử dụng TNKS của Việt Nam hiện nay đang tồn tại một số vấn đề sau đây:

- Chưa quan tâm đúng mức đến công tác quản lý kỹ thuật, thu hồi các nguyên tố cộng sinh, sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên.

- Sản phẩm khoáng sản chủ yếu ở dạng thô. Chất lượng sản phẩm thấp không ổn định và không phù hợp với đặc điểm tài nguyên và tiêu chuẩn thị trường khu vực, thế giới.

- Sử dụng lãng phí hoặc xuất khẩu một số khoáng sản quý quy mô trữ lượng hạn chế như than mỡ, vonframit, antimon, quặng sắt, chì, kẽm, đồng…

- Chậm tổ chức sản xuất một số nguyên vật liệu khoáng sản để cung cấp cho các ngành công nghiệp trong nước và tăng giá trị nguồn hàng xuất khẩu.

- Quy mô và sơ đồ công nghệ CBKS không phù hợp với thành phần vật chất, quy mô và công nghệ khai thác, cũng như nhu cầu (cả chất và lượng) của các ngành chế biến sử dụng tiếp theo và xuất khẩu.

- Sơ đồ thiết bị, công nghệ tuyển và chế biến thiếu đồng bộ, chắp vá, trình độ cơ giới thấp và hầu như không có hệ thống tự động hoá. Nhiều hệ thống công nghệ và thiết bị lạc hậu từ hai đến ba thế hệ công nghệ.

- Công tác bảo vệ môi trường và ATLĐ chưa được chú ý đúng mức.

Hiện nay ngành CBKS nói riêng và ngành công nghiệp khoáng sản (CNKS) Việt Nam nói chung chưa tương xứng với tiềm năng tài nguyên và không đáp ứng được yêu cầu của thời kỳ CNH và sự phát triển KTXH của đất nước. Nếu tình trạng khai thác, chế biến và sử dụng TNKS không hợp lý và không được khắc phục, chắc chắn sẽ ảnh hưởng không chỉ tới quá trình CNH, HĐH bản thân ngành công nghiệp khoáng sản, mà còn tác động đến sự phát triển bền vững KTXH của đất nước.

4. Nghiên cứu chế biến và sử dụng TNKS Việt Nam

CBKS là công đoạn quan trọng trong quy trình phát triển khoáng sản. CBKS là ngành KHCN tổng hợp, bao gồm các phương pháp chế biến cơ học, hoá học, nhiệt, vi sinh… và các sơ đồ tổng hợp. CBKS có nhiệm vụ chế biến quặng nguyên khai thành sản phẩm khoáng sản riêng biệt có chất lượng đáp ứng được tiêu chuẩn nguyên vật liệu cho các ngành chế biến, chế tạo và sử dụng tiếp theo. Vì vậy CBKS là công đoạn có khả năng tạo giá trị gia tăng lớn và nâng cao giá trị địa tô chêch lệch của TNKS. Mức độ chế biến sâu sẽ tạo giá trị gia tăng lớn hơn cho sản phẩm khoáng sản nhưng cũng đòi hỏi công nghệ và thiết bị có trình độ cao hơn.

Trong thời gian tới nhiều công trình ngành xây dựng và giao thông… đang và sắp xây dựng cần cung cấp hàng chục triệu tấn/năm các loại nguyên vật liệu xây dựng khác nhau. Ngành than sẽ xây dựng các nhà máy tuyển để nâng cao tỷ lệ than qua tuyển từ 30% hiện nay lên 80 - 90%.

Không kể hàng chục dự án quy mô nhỏ, một số tổ hợp khai thác, chế biến khoáng sản quy mô vừa và lớn đang và sẽ được đầu tư xây dựng như apatit Lào Cai, đồng Sin Quyền, chì kẽm, quặng đa kim Núi Chúa, sắt Thạch Khê, bauxit Tây Nguyên…

Hiện có hàng nghìn cán bộ KHKT có trình độ đại học trở lên đang hoạt động có liên quan đến chế biến và sử dụng khoáng sản trong các cơ quan quản lý, nghiên cứu triển khai và tổ chức sản xuất kinh doanh thuộc nhiều ngành KTKT khác nhau. Việc tập hợp, hợp tác và tạo điều kiện để đội ngũ KHKT có thể phát huy được hết trí tuệ và năng lực trong việc CNH và HĐH ngành cũng là vấn đề cần phải quan tâm. Trong 20 năm gần đây một số ngành sử dụng và chế tạo nguyên vật liệu khoáng sản phát triển khá nhanh vì đã biết tập trung đầu tư và đổi mới công nghệ, thiết bị như ngành xi măng, gốm xứ thuỷ tinh, giao thông, cán kéo kim loại, phân bón… Các ngành này đã đáp ứng được phần lớn nhu cầu thị trường trong nước và bước đầu tham gia xuất khẩu với giá trị ngày càng cao. Trong khi đó ngành CBKS phát triển không đáng kể. Tuy vậy, do nhu cầu của thị trường khoáng sản trong nước và xuất khẩu đội ngũ cán bộ KHKT đã tiến hành xây lắp một số cơ sở tuyển quy mô, tự lực nghiên cứu, thiết kế và xây lắp một số cơ sở tuyển quy mô nhỏ và vừa. Cũng đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một số thiết bị công nghệ tuyển và phụ trợ thông dụng. Việc nghiên cứu thuốc tuyển nổi cũng được triển khai…

Một số công trình nghiên cứu triển khai về chế biến và sử dụng khoáng sản được Giải thưởng Sáng tạo KHCN và Giải thưởng Nhà nước.

Qua các đề tài và công trình nghiên cứu đã được công bố và ứng dụng vào sản xuất thấy rằng, chủ yếu là những vấn đề, đề tài giải quyết cụ thể cho một số cơ sở sản xuất, một đối tượng quặng…. Tuy vậy còn cần phải thảo luận thêm về sự cần thiết, cơ sở khoa học và hiệu quả kinh tế - xã hội tổng hợp ngành và địa phương xây dựng quy hoạch phát triển một số loại khoáng sản, nhưng còn chưa chú ý đúng mức đến đặc điểm TNKS và CNKS và những vấn đề KHCN trọng điểm, công nghệ bảo vệ môi trường. Điều này sẽ hạn chế đến tính hợp lý, tính khả thi và hiệu quả của quy hoạch, đặc biệt đối với một số loại khoáng sản có trữ lượng hạn chế và cần thiết cho sự phát triển bền vững KTXH của Việt Nam .

Việc tự chế tạo trong nước các thiết bị công nghệ để chế biến khoáng sản ngày càng được chú ý. Tính năng công nghệ và chất lượng một số thiết bị ngày càng được cải thiện. Tuy vậy, phần lớn là thiết kế sao chép các thiết bị có sẵn và lạc hậu vì thiếu sự hợp tác với việc nghiên cứu công nghệ. Cũng chưa chú ý đúng mức đến việc chế tạo các hệ thống thiết bị toàn bộ để trang bị cho các cơ sở chế biến và chế tạo sản phẩm khoáng sản thông dụng đang có yêu cầu rất lớn hiện nay.

Khác với ngành chế biến, các ngành sử dụng khoáng sản chủ yếu lại nhập công nghệ và thiết bị toàn bộ có trình độ tiên tiến nhưng chưa được quan tâm đúng mức việc chế tạo các chi tiết, phụ tùng thay thế và các vật liệu tiêu hao…

5. Phương hướng phát triển chế biến và sử dụng TNKS

Để góp phần vào sự nghiệp CNH, HĐH và sự phát triển bền vững KTXH của đất nước, phương hướng phát triển TNKS của Việt Nam phải phù hợp với xu thế chung của ngành CNKS thế giới hiện nay: “Khai thác, chế biến hợp lý và sử dụng tổng hợp, tiết kiệm TNKS; hình thành công nghệ ít hoặc không phế thải; bảo vệ tài nguyên, bảo vệ môi trường và bảo vệ con người”.

Muốn vậy trong phát triển KHCN chế biến và sử dụng TNKS cần lưu ý đến một số vấn đề sau đây:

- Khẩn trương lập quy hoạch phát triển bền vững cho mỗi mỏ, từng vùng mỏ và từng ngành khoáng sản. Cần xem xét tính đồng bộ, hợp lý và toàn diện từ giai đoạn khảo sát thăm dò, khai thác đến chế biến, sử dụng hoặc xuất khẩu. Trong quy hoạch phải đề cập đến những vấn đề nghiên cứu KHCN trọng điểm và bảo vệ môi trường… Cần lưu ý đến một số loại khoáng sản có trữ lượng hạn chế hoặc có ý nghĩa quan trọng đối với an ninh KTXH và quốc phòng.

- Tại các cơ sở sản xuất kinh doanh đang hoạt động cần nghiên cứu áp dụng các tiến độ KHKT, đổi mới công nghệ, thiết bị và quản lý để tận thu tài nguyên, đa dạng hoá và nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao các chỉ tiêu KTKT, giảm chi phí tiêu hao nguyên vật liệu và bảo vệ môi trường.

- Nghiên cứu công nghệ thu hồi các khoáng vật và nguyên tố cộng sinh trong quặng mỏ. Nghiên cứu áp dụng công nghệ chế biến và sử dụng lại các chất thải nhằm hình thành “Công nghệ ít hoặc không phế thải” (Công nghệ sạch).

- Xây dựng các mô hình trình diễn công nghệ, thiết bị tuyển và chế biến hợp lý cho một số khoáng sản phổ biến. Chú ý đến các loại khoáng sản và khu vực đang có phong trào đào đãi tự do và có nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.

- Nghiên cứu lựa chọn và áp dụng công nghệ, thiết bị chế biến hợp lý và sử dụng tổng hợp một số TNKS có ưu thế và đặc thù góp phần hình thành tiềm lực KHCN quốc gia như apatit, đất hiếm, bauxit, laterit..

- Phối hợp với các ngành KHCN và KTKT có liên quan nghiên cứu áp dụng công nghệ và thiết bị chế biến, chế tạo một số nguyên vật liệu và sản phẩm khoáng sản có dung lượng khoa học, lao động và giá trị cao để thay thế hàng nhập khẩu và tăng nhanh giá trị nguồn hàng xuất khẩu.

- Nghiên cứu áp dụng các giải pháp công nghệ bảo vệ môi trường CNKS. Phổ biến việc sử dụng công nghệ và thiết bị tuyển khoáng để xử lý môi trường cho các ngành kinh tế quốc dân và phục vụ dân sinh.

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng các thiết bị, hệ thống thiết bị công nghệ toàn bộ kiểu mới có tính năng kỹ thuật cao cho các cơ sở chế biến và sử dụng khoáng sản. Nghiên cứu chế tạo và sản xuất các phụ tùng, chi tiết thay thế và vật liệu tiêu hao.

- Xây dựng quy hoạch công tác nghiên cứu triển khai các vấn đề, đề tài trọng điểm để góp phần khai thác, chế biến hợp lý và sử dụng tổng hợp, tiết kiệm tài nguyên cho từng cơ sở hoạt động khoáng sản, loại khoáng sản, vùng khoáng sản và toàn ngành công nghiệp khoáng sản.

6. Kết luận chung

Tình trạng chế biến và sử dụng TNKS không hợp lý hiện nay chưa tương xứng với tiềm năng, không đáp ứng được nhu cầu của CNH và có nguy cơ ảnh hưởng đến phát triển KHCN của ngành chế biến và sử dụng TNKS nói riêng và ngành CNKS nói chung phải phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới: “Khai thác, chế biến hợp lý; sử dụng tổng hợp, tiết kiệm TNKS, hình thành công nghệ ít hoặc không phế thải nhằm bảo vệ tài nguyên, bảo vệ môi trường và bảo vệ con người”.

Đây cũng là nghĩa vụ và trách nhiệm của những cán bộ KHKT đang công tác ở các cương vị và tổ chức khác nhau có liên quan đến TNKS.

Nguồn: Công nghệ mỏ, 6 - 2005, tr 1