Tình hình khai thác quặng bauxit, sản xuất alumin, nhôm trên thế giới và định hướng phát triển ngành công nghiệp nhôm nước ta

1. Tình hình khai thac quặng bauxit, sản xuất alumin và nhôm của thế giới

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. Nhôm được sản xuất với sản lượng thương mại từ năm 1886. Tổng sản lượng và tính đa dụng của 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.

Hiện tại nhôm được sản xuất từ hai nguồn: điện phân ôxit nhôm (Al ₂O ₃) và tái chế lại, trong đó nhôm điện phân chiếm tỷ trọng lớn. Ôxit nhôm (thường gọi là alumin) được sản xuất chủ yếu từ quặng bauxit. Riêng ở Nga, nó còn được sản xuất thương mại cả từ quặng Nefelin là sản phẩm phụ của nhà máy sản xuất apatit. Dự báo trong thế kỷ này, nguồn nguyên liệu chính để sản xuất alumin vẫn là quặng bauxit.

Theo Tạp chí Khảo sát điạ chất của Mỹ (tháng 1 – 2005), trữ lượng bauxit toàn thế giới ước tính khoảng 55 đến 75 tỷ tấn (quặng tinh), trong đó ở Nam Mỹ chiếm 33%, châu Phi – 27%, châu Á – 17%, châu Đại Dương – 13%, các nơi khác – 10%. Trữ lượng và sản lượng khai thác quặng bauxit của một số nước sản xuất nhôm lớn trên thế giới giới thiệu trên bảng 1.

Sản lượng quặng bauxit, alumin và nhôm của thế giới năm 2004 xem trong bảng 2.

Năm 2001 Mỹ đứng đầu thế giới về sản lượng nhôm, tuy nhiên đến năm 2004 đã giảm xuống vị trí thứ 4, sau Trung Quốc, Nga và Canada. Mỹ hiện nay có bốn nhà máy alumin, công suất (0,6 – 2,3) triệu tấn/năm. Năm 2004 cả 4 nhà máy đều hoạt động với 100% công suất và sản xuất được 5.75 triệu tấn alumin. Số nhà máy điện phân nhôm ở Mỹ là 23, với tổng công suất 4,160 triệu tấn/năm.

Năm 2004 chỉ có 14 nhà máy hoạt động (các nhà máy khác ngừng hoạt động do xây dựng đã lâu, công suất nhỏ, kém hiệu quả…). Công suất các nhà máy đang hoạt động từ 123.300 ngàn tấn/năm. Tổng sản lượng nhôm năm 2004 là 2,385 triệu tấn. Toàn bộ quặng bauxit dùng cho sản xuất alumin ở Mỹ đều phải nhập khẩu. Năm 2004 nhập tổng cộng 10,6 triệu tấn, trong đó 36% từ Guinea; 35% từ Jamaica; 11% từ Guyana, 10% từ Brazil…

Tại Canada , mặc dù chỉ có 01 nhà máy alumin, với sản lượng 1,14 triệu tấn năm 2004 (đạt 100% công suất), nhưng có tới 11 nhà máy điện phân nhôm, với công suất từ 50. 438 ngàn tấn/năm. Toàn bộ 11 nhà máy đều đang hoạt động và năm 2004 điện phân được 2.766 triệu tấn nhôm (đạt 98,9% công suất). Cũng như Mỹ, Canadakhông có quặng bauxit, nên phải nhập khẩu cả quặng bauxit và alumin. Năm 2004 Canada nhập khẩu gần 4 triệu tấn alumin, chỉ sau Trung Quốc.

Châu Âu có 11 nhà máy alumin, công suất từ 0,2 – 1,4 triệu tấn/năm, tổng công suất 7,44 triệu tấn. Năm 2004 có 9 nhà máy hoạt động, sản xuất ra 6,09 triệu tấn alumin. Châu Âu có 39 nhà máy điện phân nhôm, công suất từ 11.360 nghìn tấn nhôm thỏi/ năm, với tổng công suất 5.142 triệu tấn. Năm 2004 có 37 nhà máy hoạt động, điện phân được 5.073 triệu tấn nhôm. Các nước châu Âu nhập khẩu cả quặng bauxit và alumin, tại châu lục này chỉ duy nhất có Hy Lạp khai thác được 2,4 triệu tấn bauxit vào năm 2004.

Ngành công nghiệp nhôm ở Nga phát triển khá sớm (phục vụ quốc phòng). Hiện Nga và các nước Cộng hoà thuộc Liên Xô có 9 nhà máy alumin (Nga: 6, Ucraina: 2 và Azebaiian: 1), công suất (0,16 – 1,47) triệu tấn/năm, tổng cống suất 6,91 triệu tấn. Năm 2004 sáu nhà máy này sản xuất được 6,61 triệu tấn, trong đó các nhà máy của Nga sản xuất 4,75 triệu tấn (đạt 100% công suất). Nga và các nước Cộng hoà thuộc Liên Xô có 14 nhà máy điện phân nhôm (Nga: 11), công suất từ 30.956 ngàn tấn/năm, tổng công suất 4,264 triệu tấn/năm (Nga: 3,602 triệu tấn). Nga có 3 mỏ quặng bauxit và 1 mỏ quặng Nefelin cũng dùng cho sản xuất alumin. Hiện Nga phải nhập khẩu quặng bauxit từ Châu Phi và nhập khẩu cả alumin, nhôm sản xuất ra chủ yếu xuất khẩu do giá điện ở Nga rẻ.

Năm 2004 Austraylia khai thác 56,0 triệu tấn bauxit, sản xuất 18,25 triệu tấn alumin và điện phân được 1,926 triệu tấn nhôm. Đặc biệt nổi bật của ngành công nghiệp nhôm ở Australia là các mỏ bauxit, nhà máy alumin và điện phân nhôm đề có công suất rất lớn. Australia có 5 mỏ bauxit công suất (6,5 – 19) triệu tấn/năm, 7 nhà máy alumin công suất (1,4 – 3, 75) triệu tấn/năm, và 6 nhà máy điện phân nhôm công suất (165 – 540) ngàn tấn/năm. Tất cả các nhà máy alumin và điện phân nhôm ở Australia hiện đều đang hoạt động với 100% công suất. Alumin sản xuất ở Australia có giá thành thấp nhất thế giới, khoảng 80% dùng cho xuất khẩu.

Châu Mỹ La tinh có nguồn quặng bauxit rất lớn. Tại châu lục này hiện có 12 nhà máy alumin, trong đó có 11 nhà máy đang hoạt động, công suất (0,13 – 2,38) triệu tấn/năm, với tổng công suất 13,51 triệu tấn. Năm 2004 sản lượng alumin 12,47 triệu tấn. Riêng tại Brazin có tới 7 nhà máy alumin, năm 2004 sản xuất 4,70 triệu tấn (đạt 99,8% công suất). Số lượng nhà máy điện phân nhôm ở Mỹ La tinh là 11, công suất từ 49 – 440 ngàn tấn năm, tổng công suất 2.488 triệu tấn. Năm 2004 có 10 nhà máy hoạt động với sản lượng 2,439 triệu tấn, trong đó riêng tại Brazin có 7 nhà máy với sản lượng 1,517 triệu tấn.

Châu Phi có nguồn quặng bauxit lớn nhưng hiện chỉ có 01 nhà máy alumin ở Gainea, năm 2004 sản xuất được 0,73 triệu tấn (đạt 100% công suất). Tại Châu Phi có 7 nhà máy điện phân nhôm, công suất khá lớn: (95 – 685) ngàn tấn/năm, tổng công suất 2,176 triệu tấn năm. Năm 2004 có 5 nhà máy hoạt động, điện phân được 1,749 triệu tấn nhôm.

Ấn Độ có 6 nhà máy alumin, trừ nhà máy Damanjodi có công suất 1,58 triệu tấn/năm, các nhà máy còn lại đều có công suất nhỏ và rất nhỏ: 0,08 – 0,11; 0,22 – 0,38 và 0,60 triệu tấn/năm. Năm 2004 cả 6 nhà máy đều hoạt động và sản xuất được 2,97 triệu tấn alumin (đạt 100% công suất). Ấn Độ có 6 nhà máy điện phân nhôm, công suất (13 – 345) ngàn tấn/năm, tổng công suất 0,897 triệu tấn/năm. Năm 2004 nhà máy Alpuram/Alwye công suất 13 ngàn tấn/năm đóng cửa. 5 nhà máy còn lại đều hoạt động với 100% công suất, sản xuất được 0,884 triệu tấn nhôm.

Năm 2004 Ấn Độ khai thác 10,0 triệu tấn bauxit, một phần dùng xuất khẩu.

Indonesia có một nhà máy điện phân nhôm, năm 2004 sản xuất được 0,24 triệu tấn nhôm (đạt 100% công suất).

Khu vực Trung Đông có 2 nhà máy alumin công suất 0,17 và 0,20 triệu tấn/năm, năm 2004 sản xuất 0,37 triệu tấn. Khu vực này có 6 nhà máy điện phân nhôm, công suất (34 – 830) ngàn tấn/năm, tổng công suất 1,838 triệu tấn/năm. Năm 2004 có 5 nhà máy hoạt động đạt sản lượng 1,748 triệu tấn nhôm.

Năm 2004 Trung Quốc đã có 10 nhà máy alumin, công suất (0,15 – 1,45) triệu tấn/năm, tổng công suất 7,135 triệu tấn/năm, sản lượng khoảng 7,0 triệu tấn, đứng thứ hai trên thế giới. Mặc dù vậy, năm 2004 Trung Quốc vẫn phải nhập tới 6,3 triệu tấn (khoảng 90% từ Australia, 10% từ Ấn Độ), đứng đầu thế giới về nhập khẩu alumin.

Năm 2004 Trung Quốc sản xuất khoảng 6,5 triệu tấn nhôm, đứng đầu thế giới. Năm 2004, Trung Quốc là nước xuất khẩu nhôm lớn thứ nhất Châu Á, khoảng trên 1 triệu tấn, tăng 40% so với năm 2003.

Một đặc điểm nổi bật của ngành công nghiệp nhôm là các mỏ bauxit, nhà máy alumin và điện phân nhôm lớn trên thế giới thuộc sở hữu của các tập đoàn đa quốc gia. Các tập đoàn này nắm giữ kỹ thuật, công nghệ, thị trường và luôn tìm cách bảo vệ thị trường của mình. Năm 2004, 10 tập đoàn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực này sản xuất 55,4% sản lượng nhôm thế giới. Cụ thể như sau (triệu tấn): Alcoa (Mỹ - Australia): 3,729; Alcan ( Canada): 3,453; Rusal (Nga): 2,595; Hydro: 1,644; Chinalco Group (Trung Quốc): 1,477; Billiton (Anh – Australia ): 1,332; Sual: 0,912; Comalco: 0,818; Du Bai (Ấn Độ): 0,683; Century Al: 0,613. Sản lượng alumin của các tập đoàn đa quốc gia lớn năm 2003 (triệu tấn): Alcoa 14,0; Chalco (Trung Quốc): 5,8; Alcan: 4,3; Billiton: 4,0…

Với tốc độ tăng trưởng kinh tế chóng mặt, nhu cầu sử dụng nhôm cho các ngành công nghiệp xây dựng, ô tô, đóng hộp thức ăn và đồ uống… gia tăng mạnh mẽ ở Trung Quốc. Năm 2004 mức tiêu thụ nhôm của nước này đã tăng 19% so với 2003; lên 5,9 triệu tấn; lượng tiêu thụ năm 2005 là 7,0 triệu tấn và dự báo 2006 là 8,3 triệu tấn.

Do nhu cầu tiêu thụ tăng, cung không đủ cầu đã đẩy giá nhôm trong thời gian gần đây lên rất cao. Giá nhôm tại Sở giao dịch kim loại Luân Đôn (LME) trong các năm gần đây như sau:

Giá nhôm LME thời hạn 3 tháng cuối năm 2005 tăng lên (2.240 – 2.270) USD/tấn. Trong tháng 4/2006 giá nhôm tăng liên tục từ 2.500 USD/tấn lên tới 2.800 USD/tấn, vượt xa tất cả các dự báo (bảng 3).

Nhu cầu tiêu thụ nhôm và alumin lớn, giá bán đứng ở mức cao đã tạo cơ hội hết sức thuận lợi cho các nước có quặng bauxit tiến hành đầu tư khai thác quặng bauxit và sản xuất alumin để xuất khẩu.

2. Định hướng phát triển ngành công nghiệp nhôm của nước ta.

Việt Nam có trữ lượng bauxit lớn, 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 + Ci + C ₂) là 2,0 tỷ tấn, trữ lượng ở cấp dự báo (P1) là 0,4 tỷ tấn.

Phần lớn trữ lượng bauxit nước ta tập trung ở Tây Nguyên (91,4% trữ lượng cả nước): Vùng Đak Nông: 1,44 tỷ tấn, vùng Bảo Lộc – Di Linh (tỉnh Lâm Đồng): 463 triệu tấn, và 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 alumin với quy mô lớn. Lớp đất phủ trên các thân quặng mỏng (0,5 – 1,0 m), địa hình cao nguyên khá bằng phẳng thuận lợi cho việc khai thác. Khoáng vật chứa ôxit nhôm trong quặng bauxit là Gipxit (Al ₂O ₃, 3H ₂O) mềm bở, hàm lượng ôxit nhôm trong quặng tinh (44,4 – 53,2)%, ôxit silic chỉ (1,6 – 5,1)%, phù hợp với công nghệ sản xuất alumin bằng 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, nên được đánh giá là một trong những loại quặng bauxit tốt nhất thế giới.

Rải rác ở các tỉnh Bình Dương, Phú Yên, Quảng Ngãi cũng có quặng bauxit, nhưng trữ lượng không nhiều, chỉ khoảng 115, 5 triệu tấn, khoáng vật chứa nhôm cũng là Gipxit.

Các mỏ bauxit phía bắc trữ lượng nhỏ, phân bố rải rác ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, trữ lượng khoảng 91,0 triệu tấn. Quặng bauxit phía Bắc giống quặng bauxit Trung Quốc, khoáng vật chứa nhôm là Diaspo, hàm lượng ôxit silic cao (5 – 20)% công nghệ sản xuất alumin phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng và giá thành sản phẩm cao.

Nước ta hiện mới chỉ có nhà máy Hoá chất Tân Bình thuộc Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam có dây chuyền sản xuất hyđroxit nhôm – Al(OH) ₃từ quặng bauxit Lâm Đồng, dùng sản xuất phèn lọc nước – Al ₂(SO ₄) ₃, mỗi năm tiêu thụ khoảng 35 ngàn tấn bauxit. Nhà máy do Đài Loan xây dựng trước năm 1975, công suất 6.000 tấn phèn/năm, công suất hiện tại là 17.000 tấn Al(OH) ₃/năm.

Theo Dự tảo “Phân vùng thăm dò, khai thác chế biến và sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2005 – 2015 có xét tới 2025” do Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim lập tháng 4 – 2006, dự kiến phân vùng khai thác, chế biến quặng bauxit của nước ta như sau:

- Vùng khai thác, chế biến bauxit quy mô vừa và nhỏ.

+ Vùng Hà Giang và ven biển miền Trung (Phú Yên, Quảng Ngãi) có trữ lượng quá nhỏ, chỉ quy hoạch khai thác bằng thủ công và bán cơ giới.

+ Vùng Cao Bằng, Lạng Sơn có quy mô trung bình, có điều kiện khai thác và chế biến với quy mô công nghiệp. Các mỏ bauxit ở đây phân bố rải rác, trữ lượng nhỏ, chất lượng thấp giống quặng bauxit của Trung Quốc. Khu vực này nằm sát Trung Quốc nên có điều kiện thuận lợi để khai thác quặng bauxit xuất sang Trung Quốc (xuất quặng tinh, hàm lượng Al ₂O ₃> 45%), hoặc cấp cho nhà máy sản xuất alumin liên doanh với Trung Quốc. Dự kiến nếu tìm được đối tác liên doanh sẽ xây dựng 2 nhà máy alumin ở Cao Bằng và Lạng Sơn, công suất mỗi nhà máy là 500.000 tấn alumin/năm.

- Vùng khai thác bauxit và sản xuất alumin quy mô lớn.

Bao gồm các tỉnh Tây Nguyên: Đak Nông, Lâm Đồng, Gia Lai và Kon Tum. Dự kiến quy hoạch xây dựng các nhà máy alumin sử dụng quặng bauxit ở vùng này như bảng 4.

Các nhà máy trên sau khi hoạt động ổn định sẽ đầu tư nâng công suất lên gấp 2 lần.

Theo dự kiến quy hoạch trên, nhà máy Hoá chất Tân Bình sẽ di dời lên huyện Bảo Lộc tỉnh Lâm Đồng để tránh gây ô nhiễm môi trường cho thành phố Hồ Chí Minh, đồng thời đầu tư nâng công suất lên 100.000 tấn hyđroxit nhôm/năm. Chủ đầu tư nhà máy là Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam .

Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam cũng sẽ liên doanh với đối tác nước ngoài (hãng Sojitiz và Nippon Light Metal Nhật Bản) đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất hyđroxit nhôm khác, công suất 550.000 tấn hyđroxit nhôm/năm dùng sản xuất ôxit nhôm hoá phẩm. Nhà máy đặt tại huyện Bảo Lộc tỉnh Lâm Đồng.

Các nhà máy alumin ở Đăk Nông và Lâm Đồng sẽ do tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt nam (TKV) làm chủ đầu tư. Tập đoàn TKV đang gấp rút triển khai các dự án này, cụ thể như sau:

- Nhà máy alumin Bảo Lộc (tỉnh Lâm Đồng): Công suất 600.000 tấn alumin/năm. Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án (phần công nghệ thuê Công ty nhôm Pechiney của Pháp lập) đã được phê duyệt tháng 3 – 2006, với tổng mức đầu tư gần 500 triệu USD. Hiện đang tổ chức đấu thầu quốc tế lựa chọn nhà thầu xây dựng nhà máy theo hình thức EPC (Thiết kế - cung cấp thiết bị - xây dựng). Song song cũng đang tiến hành đền bù giải phóng mặt bằng, xây dựng các công trình tạm và các công trình ngoài hàng rào nhà máy. Dự kiến sẽ khởi công xây dựng nhà máy vào cuối năm 2006, thời gian xây dựng khoảng 3 năm.

- Nhà máy alumin Nhân Cơ (tỉnh Đăk Nông): Công suất 300.000 tấn alumin/năm (bằng 1 dây chuyền của nhà máy alumin Bảo Lộc theo thiết kế của Pechiney). Đang tiến hành lập BCNCKT dự án, dự kiến cũng sẽ khởi công vào cuối năm 2006.

- Nhà máy alumin Đak Nông 1 công suất 1,9 triệu T alumin/năm: Đây là dự án hợp tác giữa chính phủ Việt Nam và Trung Quốc, được sự chỉ đạo trực tiếp của Chính phủ hai nước. Đối tác liên doanh với Tập đoàn TKV để đầu tư dự án là Tập đoàn Chalco (tập đoàn nhôm lớn nhất Trung Quốc). BCNC tiền khả thi dự án đang được khẩn trương hoàn thành (tổng mức đầu tư khoảng 1,4 tỷ USD) để trình Chính phủ hai nước thông qua vào khoảng tháng 7 – 2006.

- Nhà máy alumin Đăk Nông 2 công suất 1,5 triệu T alumin/năm: Tháng 3 – 2006 Tập đoàn TKV đã ký biên bản ghi nhớ với Tập đoàn nhôm Alcoa (Mỹ - Úc) để triển khai dự án. Hiện đang tiến hành thăm dò mỏ Gia Nghĩa để cấp quặng cho dự án.

Tập đoàn TKV hiện đang tiếp tục làm việc với các đối tác nước ngoài (tập đoàn Alcan, Mitsui, Marubeni…) để nghiên cứu việc đầu tư nhà máy alumin công suất (1,0 – 1,5) triệu tấn/năm sử dụng quặng bauxit của hai mỏ Kon Hà Nừng và Măng Đen ở Gia Lai và Kon Tum.

- Định hướng xây dựng nhà máy điện phân nhôm

Suất tiêu hao điện năng để điện phân nhôm rất lớn, khoảng 14.000 Kwh/tấn nhôm thỏi (gấp 50 lần so với sản xuất alumin). Trong Dự thảo Quy hoạch nêu trên dự kiến đầu tư các nhà máy điện phân nhôm như sau:

- Giai đoạn 2005 – 2015: Nếu Việt Nam tự đầu tư thì công suất nhà máy tối thiểu là 150.000 T nhôm thỏi/năm, nếu liên doanh với nước ngoài công suất phải từ 300 – 500 ngàn tấn/năm. Doanh nghiệp phải tự đầu tư nhà máy điện dùng cho điện phân nhôm.

- Giai đoạn 2016 – 2025: Nâng công suất nhà máy điện phân nhôm do Việt Nam đầu tư lên 300.000 tấn/năm, nếu liên doanh với nước ngoài công suất phải lớn hơn.

Từ các nội dung trình bày trên cho thấy, nước ta có trữ lượng tài nguyên bauxit lớn, chất lượng tốt, phân bổ tập trung, điều kiện khai thác dễ dàng. Việt Nam lại nằm cạnh Trung Quốc, nước có nhu cầu nhập khẩu alumin hàng đầu thế giới. Đây là những thuận lợi rất lớn để phát triển ngành công nghiệp khai thác bauxit, sản xuất alumin. Sản phẩm alumin của ta có khả năng cạnh tranh với Australia và Ấn Độ, do chi phí vận chuyển sang Trung Quốc rẻ hơn. Tình hình thị trường hiện tại và trong những năm tới rất thuận lợi, cung vẫn chưa đáp ứng được cầu, giá alumin đang ở mức rất cao. Việc sản xuất alumin để xuất khẩu sẽ là tiền đề thuận lợi để chế biến sâu hơn nữa quặng bauxit, điện phân ra đến nhôm. Nâng cao giá trị tài nguyên khoáng sản, phát triển công nghiệp nhôm nước ta thành một trong những ngành công nghiệp hàng đầu của đất nước, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

Bảng 1: Trữ lượng và sản lượng quặng bauxit của các nước (Đơn vị: 1000 tấn quặng tinh)

Bảng 2: Sản lượng bauxit, alumin và nhôm của thế giới 10 năm gần đây (Đơn vị: triệu tấn)

Bảng 3: Giám nhôm thỏi LME thời hạn 3 tháng, USD/T

Bảng 4: Dự kiến các nhà máy alumin sử dụng quặng bauxit ở Tây Nguyên

Tài liệu tham khảo:

1. U. S. Geolegical Survey, Mineral Commodity Smmaries, January 2005.

2. Primary Aluminum key data, September, 2005 – Mitsui & Co. Metals Ltd. Aluminum Division.

3. Dự thảo “Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2005 – 2015 có xét tới 2025”, 4 – 2006, Viện Nghiên cứu Mỏ & Luyện kim