Vấn đề môi trường trong khai thác và chế biến quặng đất hiếm

Thứ Hai, 21 Tháng Mười 2013 9:54 SA

                                                                                                 Nguyễn Thúy Lan và Đinh Văn Tôn

                                   Trung tâm Môi trường Công nghiệp (CIE)

                                 Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim

Mở đầu

Đất hiếm là khoáng sản chiến lược, đóng vai trò rất quan trọng trong các ngành công nghiệp điện tử, kỹ thuật nguyên tử, chế tạo máy, công nghiệp hóa chất, năng lượng sạch đến lĩnh vực luyện kim, chăn nuôi trồng trọt, quân sự, v.v. Hiện nay nhu cầu đất hiếm trên thế giới ngày càng tăng do nhu cầu phát triển công nghệ cao như sản xuất xe hơi công nghệ hybrid, tuabin gió, chất siêu dẫn, pin mặt trời, ổ đĩa máy tính, điện thoại di động v.v. Nhà sản xuất và xuất khẩu đất hiếm lớn nhất thế giới là Trung Quốc gần đây đang hạn chế cung cấp nguồn nguyên liệu này. Sự thiếu hụt nguồn cung cấp đất hiếm từ Trung Quốc dẫn tới nhiều hoạt động mở mỏ đất hiếm mới hoặc khôi phục lại sản xuất đang được triển khai ở một số nước như Mỹ, Úc, Brazil, Canada, Nam Phi, Tanzania, Greenland, Nam Phi, Ấn Độ, Kirghizia và Kazakhstan và Việt Nam… Có 2 dự án khai thác và chế biến quặng đất hiếm mới bắt đầu hoạt động vào năm 2011 và 2012  là dự án Mountain Pass ở California, Mỹ và dự án Mt Weld ở vùng sa mạc Tây Úc với nhà máy chế biến đặt tại Malaysia. Các dự án này đã được chính phủ các nước thông qua đồng nghĩa với việc các vấn đề môi trường liên quan cũng đã được quan tâm. Tuy nhiên hình thức hoạt động khai thác và chế biến sẽ không chỉ phụ thuộc vào công nghệ, thiết bị sử dụng mà còn phụ thuộc vào biện pháp quản lý và giám sát phù hợp của các công ty khai thác chế biến đất hiếm và của chính quyền các nước.

Khai thác và chế biến đất hiếm mang nguy cơ gây ô nhiễm và rủi ro môi trường lớn hơn rất nhiều so với các loại khoáng sản thông thường khác do trong quặng đất hiếm có chứa các chất phóng xạ và việc chế biến đất hiếm phải sử dụng nhiều hóa chất độc hại. Vì những nguy cơ gây rủi ro, ô nhiễm do phóng xạ và ô nhiễm do hóa chất như vậy mà những hệ lụy về môi trường sinh thái và sức khỏe của người dân sống xung quanh khu vực mỏ là điều khó tránh khỏi. Một trong số các vấn đề môi trường lớn nhất trong hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản nói chung và đất hiếm nói riêng là vấn đề quản lý chất thải. Do vậy việc kiểm soát và quản lý chặt chẽ các nguồn thải là yếu tố quan trọng nhằm phòng tránh và giảm thiểu các rủi ro và ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe người lao động và người dân trong khu vực cũng như cải tạo và phục hồi môi trường cho khu vực mỏ sau khi mỏ đã ngừng hoạt động.

1. Các nguồn thải và nguy cơ gây rủi ro, ô nhiễm môi trường

Khai thác và chế biến quặng đất hiếm sinh ra một khối lượng lớn chất thải (gồm chất thải rắn, nước thải và khí bụi thải), đặc biệt chất thải rắn có khối lượng gấp nhiều lần khối lượng khoáng sản thu hồi được. Các loại chất thải này nếu không được kiểm soát và quản lý thích hợp sẽ là nguồn gây ô nhiễm và rủi ro môi trường tiềm tàng. Hình 1 dưới đây tổng hợp các nguồn thải chính có khả năng gây ô nhiễm và rủi ro môi trường trong quá trình khai thác và chế biến quặng đất hiếm mà không có biện pháp quản lý và kiểm soát môi trường.

Hình 1. Sơ đồ các nguồn thải chính và nguy cơ rủi ro, ô nhiễm môi trường trong khai thác và chế biến quặng đất hiếm [1, 2, 3]

1.1 Bãi thải đất đá

Đất đá thải trong khai thác quặng đất hiếm được lưu giữ trong các bãi thải đất đá. Các bãi thải đất đá thường bị phơi lộ trong môi trường do vậy các chất độc hại như các chất phóng xạ, sulphides, fluorites và các kim loại nặng có trong thành phần đất đá thải có thể sẽ bị hòa tan và lan truyền tới các thủy vực, rò rỉ vào hệ thống nước ngầm và đất đai xung quanh nếu không có giải pháp kiểm soát và quản lý thích hợp.

Các bãi thải đất đá trong khai thác quặng đất hiếm còn là nguồn tiềm năng phát sinh bụi có chứa các kim loại nặng, chất phóng xạ và các chất độc hại khác. Nhờ gió, bụi lan truyền tới các khu vực ở rất ra và có thể gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái, sức khỏe con người trong một khu vực rộng lớn. Bãi thải đất đá cũng là nguồn tiềm tàng gây rủi ro, sự cố môi trường như trượt lở bãi thải do mưa bão hoặc do quản lý bãi thải không phù hợp làm phát tán các chất độc hại ra xung quanh. Các bãi thải đất đá cũng thường chiếm một diện tích sử dụng đất lớn trong mỏ và cần phải được cải tạo phục hồi môi trường sau khi mỏ đã ngừng hoạt động. Do các bãi thải đất đá trong khai thác quặng đất hiếm có thể chứa các chất phóng xạ và các chất thải độc hại khác nên các phương án cải tạo, sử dụng đất sau này cần phải được nghiên cứu kỹ và được kiểm soát.

1.2 Khai trường khai thác

Khai thác bằng phương pháp lộ thiên sẽ hình thành các khai trường khai thác rất lớn. Đây cũng là nguồn gây rủi ro môi trường, đặc biệt sau khi mỏ đã đóng cửa. Giống như đối với bãi thải đất đá, các khai trường này cũng bị phơi lộ trong môi trường làm hòa tan các chất độc hại và các chất phóng xạ. Các chất ô nhiễm này xuất hiện ở đáy và tường của khai trường lộ thiên và sau đó lan truyền tới các thủy vực và ngấm vào đất đai, nước ngầm xung quanh. Thời gian khai trường để lộ thiên càng lâu thì càng có khả năng nhiều chất ô nhiễm bị thất thoát vào môi trường. Một diện tích lớn khai trường khai thác như vậy cần phải được cải tạo phục hồi sau khi mỏ đã ngừng hoạt động. Do đây là một nguồn tiềm năng hình thành các chất ô nhiễm nên các phương án cải tạo, phục hồi môi trường và sử dụng đất sau này cũng cần phải được quan tâm.

1.3 Hồ thải quặng đuôi

Quặng đuôi thải ra từ quá trình tuyển quặng đất hiếm được lưu chứa trong các hồ thải quặng đuôi. Đây là nguồn có khả năng gây ô nhiễm và rủi ro môi trường lớn nhất và lâu dài nhất, trong suốt thời gian mỏ đang hoạt động và cả sau khi mỏ đã đóng cửa. Quặng đuôi bao gồm các hạt mịn, nước thải và các hóa chất tuyển. Một phần nước thải trong hồ thải quặng đuôi được tuần hoàn trở lại dây chuyền sản xuất, phần còn lại được chứa trong hồ thải.

Thông thường quặng đuôi được lưu giữ vĩnh viễn trong hồ thải quặng đuôi và bị phơi lộ trong môi trường dưới tác động của môi trường (dòng chảy, mưa, không khí, gió..), do vậy có thể dẫn tới sự hòa tan các thành phần độc hại có trong quặng đuôi và có khả năng gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí xung quanh. Tùy thuộc vào từng mỏ từng khu vực cụ thể mà thành phần quặng đuôi sẽ khác nhau. Tuy nhiên về cơ bản thành phần quặng đuôi thường bao gồm các kim loại đi kèm trong quặng đất hiếm (như Al, Ba, Be, Cu, Pb, Mn, Zn..), các chất phóng xạ (như Th và U..), fluorides, sulphate, hóa chất tuyển v.v.

Các rủi ro, ô nhiễm môi trường tiềm tàng từ hồ thải quặng đuôi bao gồm:

• Bụi phát sinh từ bãi thải quặng đuôi (đã làm khô) có thể gây ô nhiễm không khí và đất xung quanh. Các hạt bụi chứa kim loại nặng và các chất phóng xạ (như Th và U) đi kèm làm tăng nguy cơ rủi ro đối với sức khỏe công nhân làm việc trong mỏ và người dân sống xung quanh khu vực. Rủi ro này mang tính chất lâu dài, kể cả sau khi mỏ đã ngừng hoạt động nếu không có giải pháp kiểm soát và quản lý thích hợp.
• Hồ thải quặng đuôi bị tràn, vỡ do mưa bão; do đập xây dựng kém chất lượng hoặc do các tai biến địa chất, dẫn tới hậu quả là một khối lượng rất lớn nước và bùn thải chưa được xử lý có thể tràn ra khu vực xung quanh gây ô nhiễm thủy vực và đất đai kề cận. Thành phần của nước ô nhiễm phụ thuộc vào từng mỏ cụ thể và thành phần quặng gốc cùng các hóa chất tuyển được sử dụng. Đáng chú ý là các chất phóng xạ có trong thành phần của quặng đuôi sẽ có khả năng gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường sinh thái.
• Hiện tượng rò rỉ nước từ các hồ thải quặng đuôi ngấm xuống hệ thống nước ngầm xảy ra do lớp lót đáy hồ thải không được thiết kế phù hợp. Thành phần chủ yếu của nước rò rỉ từ hồ quặng đuôi bao gồm các kim loại nặng, florides, sulphides và chất phóng xạ Th, U, hóa chất... Những thành phần độc hại này có thể rò rỉ, lan truyền vào hệ thống nước ngầm trong khu vực.

Sau khi đóng cửa mỏ, các hồ thải quặng đuôi sẽ được cải tạo và phục hồi môi trường. Do khả năng bị ảnh hưởng lâu dài của các chất độc hại có trong quặng đuôi, đặc biệt các chất phóng xạ, và chiếm một diện tích sử dụng đất khá lớn như vậy mà phương án phục hồi môi trường và sử dụng đất cho khu vực hồ thải này cần phải được nghiên cứu và lựa chọn phù hợp.

1.4 Bãi chứa quặng

Ngoài quặng nguyên khai sau khai thác thì sau khi nghiền và làm giàu, quặng tinh có thể được chất đống trong khu vực mỏ/nhà máy tuyển trước khi được vận chuyển đến khu vực chế biến tiếp theo. Các bãi chứa quặng này (quặng nguyên khai và quặng tinh) có thể mang theo các chất phóng xạ với hàm lượng đủ để phát xạ ở mức cao và có thể phát thải khí Radon. Do vậy, các bãi chứa quặng này cần phải được quản lý chặt chẽ, bảo vệ ngăn ngừa sự phát tán (VD: do gió) ra bên ngoài và bảo vệ cho công nhân vận hành trong khu vực.

1.5 Bã thải đuôi quặng từ quá trình tinh luyện quặng

Quá trình chế biến quặng đất hiếm bằng phương pháp thủy luyện sẽ hình thành bã thải đuôi quặng. Đây là thành phần không phân hủy trong tinh quặng và các chất kết tủa trong môi trường trung tính, bao gồm chủ yếu là Fe, các chất phóng xạ Th và U, hóa chất... Lượng chất thải này chủ yếu phát sinh trong quá trình sulphate hóa tinh quặng và kết tủa ôxalat đất hiếm. Quá trình chiết tách-tinh chế quặng đất hiếm sinh ra một khối lượng chất thải rắn với thành phần chủ yếu bao gồm Fe, Si, một số kim loại nặng, hóa chất và chất phóng xạ Th và U [1]. Do chất thải từ các quá trình này có thể chứa các chất phóng xạ với hàm lượng cao gây phát xạ và phát thải khí Radon vượt ngưỡng cho phép nên cần phải được quản lý thích hợp. Việc xử lý chất thải loại này sẽ phụ thuộc vào biện pháp sử dụng trong quá trình chế biến quặng, mức độ phát xạ tương ứng và nồng độ khí Radon phát thải. Các chất thải này cần phải được thu gom và lưu trữ ở các khu chứa được thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa khả năng phát xạ và rò rỉ các chất độc hại ra ngoài môi trường.

1.6 Nước thải từ quá trình tinh luyện quặng

   Nước thải từ quá trình thủy luyện quặng đất hiếm phát sinh chủ yếu từ quá trình làm mát thiết bị, từ xử lý khí thải, từ quá trình trung hòa chất thải lỏng và từ nhiều công đoạn khác. Nước thải này thường được tuần hoàn một phần. Thành phần chủ yếu của nước thải này chứa các chất phóng xạ U, Th, các kim loại nặng, axit.. Nước thải từ quá trình chiết tách-tinh chế quặng đất hiếm phát sinh chủ yếu phát sinh từ công đoạn trung hòa dung môi, quá trình xử lý HCl và công đoạn chiết, kết tủa ôxalat đất hiếm riêng rẽ. Nước thải từ công đoạn này thường có tính axit nhẹ (axit HCl hoặc axit ôxalic) và chứa một hàm lượng nhỏ đất hiếm, các chất dung môi, NaCl, một số ôxit kim loại nặng và đặc biệt có thể chứa các chất phóng xạ U và Th ở dạng các ôxit [1].

1.7 Khí thải từ quá trình tinh luyện quặng

Quá trình chế biến sâu tinh quặng đất hiếm là quá trình tiêu thụ nhiều năng lượng và gây ra phát thải khí đáng kể như SO₂, NO_x, CO, CO₂, HCl, HF, VOC, bụi và các chất phóng xạ v.v. Dù phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu sử dụng nhưng sự phát thải CO₂ gia tăng sẽ góp phần gây biến đổi khí hậu.

2. Các nghiên cứu điển hình ở Trung Quốc và Mỹ

2.1 Trung Quốc

Trung Quốc là một trong những nước có trữ lượng đất hiếm tương đối phong phú. Từ những năm 1950, ngành công nghiệp đất hiếm của Trung Quốc đã đạt được những thành tựu đáng kể. Sau nhiều năm nỗ lực, Trung Quốc đã trở thành nhà sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất thế giới. Trung Quốc đã phát triển ba khu vực sản xuất đất hiếm lớn, đó là khu vực sản xuất đất hiếm nhẹ tại Baotou vùng Nội Mông và Lương Sơn của tỉnh Tứ Xuyên, và các khu vực sản xuất đất hiếm trung bình và nặng tại 5 tỉnh phía Nam, tập trung xung quanh Cám Châu, tỉnh Giang Tây. Với hệ thống sản xuất công nghiệp hoàn thiện trong khai thác, tuyển và tinh luyện, Trung Quốc đã sản xuất trên 95% tổng sản lượng thế giới [6].

Tuy nhiên, việc khai thác và chế biến đất hiếm tại Trung Quốc đã đem lại những hậu quả nghiêm trọng như tổn thất tài nguyên, gây ô nhiễm và suy thoái môi trường sinh thái và gây rủi ro về an toàn và sức khỏe con người. Các hoạt động sản xuất đất hiếm ở Trung Quốc từ quy mô lớn của doanh nghiệp thuộc chính phủ tới sản xuất lậu của tư nhân ở quy mô nhỏ. Thông thường các hoạt động nhỏ có ít hoặc là không có các biện pháp kiểm soát môi trường còn các cơ sở hoạt động lớn hơn mới chỉ gần đây áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm. Ở một số nơi, việc khai thác đất hiếm quá mức đã dẫn đến sạt lở đất, các con sông bị bồi lấp, môi trường sinh thái bị ô nhiễm trầm trọng và gây ra các tai nạn rủi ro nghiêm trọng gây thiệt hại lớn đến an toàn và sức khỏe con người. Đồng thời, việc phục hồi và cải tạo môi trường cho một số khu vực sản xuất đất hiếm ở Trung Quốc cũng không được hoặc là khó thực hiện.

Baotou, một thành phố thuộc khu tự trị vùng Nội Mông của Trung Quốc, là nơi có trữ lượng đất hiếm lớn nhất tại Trung Quốc. Đất hiếm ở đây được khai thác tại mỏ Bayan Obo, cách Baotou khoảng 120 km về phía bắc. Mỏ này chủ yếu khai thác quặng sắt còn đất hiếm chỉ là sản phẩm phụ. Tuy vậy mỏ này có có trữ lượng đất hiếm lớn trên thế giới. Mỏ khai thác lộ thiên quặng bastnaesite-monazite chứa các nguyên tố đất hiếm nhóm nhẹ và Th. Tinh quặng đất hiếm sau đó được đưa về nhà máy đặt tại thành phố Baotou để tinh chế.

Hình 2. Khai thác đất hiếm tại mỏ Bayan Obo (Nguồn: www.dailymail.com, 2013)

Quặng đuôi từ quá trình tuyển được thải vào hồ thải quặng đuôi đặt ở trong khu vực. Hồ thải quặng đuôi này rất lớn, có chiều dài 12 km và có diện tích 11 km², lớn hơn gấp 100 lần hồ thải bùn đỏ của nhà máy alumin Ajka của Hungary bị vỡ năm 2010. Tổng lượng quặng đuôi trong hồ chứa đã lên tới trên 150 triệu tấn bao gồm quặng thải của cả nhà máy chế biến sắt và chế biến đất hiếm. Hồ thải quặng đuôi này đang trở thành mối đe dọa lớn cho môi trường khu vực thành phố Baotou và sông Hoàng Hà do lo ngại về vấn đề phóng xạ và nguy cơ rủi ro tràn vỡ hồ thải.

Kết quả nghiên cứu của Viện Quản lý Phóng xạ và Môi trường Baotou vào năm 1998 cho thấy khu vực mỏ đã bị nhiễm phóng xạ nghiêm trọng. Hàm lượng Th trong khu vực là 0,0135% và suất liều phát xạ gamma của các thân quặng phía Đông, Nam, Tây và Bắc của mỏ đều rất cao, vượt xa ngưỡng trong môi trường bình thường. Nghiên cứu cũng cho thấy thực vật trong khu vực đã bị nhiễm phóng xạ (²³²Th, ²³⁸U, ²²⁶Ra và ⁴⁰K) cao gấp 32 lần và đất bị nhiễm xạ cao gấp 1,7 lần so với mẫu bình thường [3]. Nghiên cứu này cũng cho thấy bụi chứa Th phát thải tới 61,8 tấn/năm trong quá trình nghiền quặng tại mỏ. Quặng đuôi và chất thải của khu vực mỏ và của nhà máy tinh luyện đất hiếm đều chứa chất phóng xạ Th với liều lượng rất cao (xem Bảng 1).

Bảng 1. Phóng xạ trong môi trường lao động, môi trường xung quanh và trong một số mẫu môi trường tại khu vực khai thác chế biến mỏ đất hiếm Bayan Obo, Trung Quốc [7].

Do sự phát tán Th cao ở trong và xung quanh khu vực mỏ mà Trung tâm Nghiên cứu Sức khỏe Trung Quốc đã thực hiện một nghiên cứu dài trong vòng 20 năm về tác động tới sức khỏe con người do bụi chứa Th ở đây. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ chết do ung thư phổi đã tăng đáng kể trong số công nhân mỏ của Baotou do bị phơi nhiễm Th. Th cũng là nguồn gây ô nhiễm phóng xạ cho khu vực thành phố Baotou và sông Hoàng Hà chảy qua thành phố, gây ảnh hưởng tới hơn 150 triệu người sinh sống dọc theo con sông và sử dụng nước của con sông này cho sinh hoạt. Ô nhiễm nước ngầm do các hồ, đập chứa bã thải đuôi quặng từ tinh chế đất hiếm đã làm các sông hồ xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, ruộng đồng không thể trồng trọt được, nguồn nước không thể sử dụng để ăn uống, gia súc chết hàng loạt và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của dân cư sống trong 7 ngôi làng quanh khu vực với các bệnh phổ biến là ung thư phổi, tuyến tụy và bệnh bạch cầu. Nhiều người dân sống bằng nông nghiệp đã phải bỏ quê hương để đi, làm dân số khu vực này đã giảm nhanh chóng [3].

Hình 3. Hồ thải quặng đuôi của Mỏ đất hiếm Bayan Obo (Nguồn:www.theguardian.com, 2013)

Theo tính toán của Hiệp hội Đất hiếm Trung Quốc, để tinh luyện được 100.000 tấn tinh quặng đất hiếm/năm thì hàng năm mỏ này cũng sẽ thải ra khoảng 200 tấn ThO₂ trong bùn thải thải, mỗi tấn đất hiếm được sản xuất thì sẽ thải ra 8,5 kg F và 13 kg bụi. Công nghệ tinh luyện đất hiếm sử dụng axit sulphuric. Để tinh chế 1 tấn đất hiếm thì sẽ thải ra 9600-12000 m³ khí chứa HF, SO₂, H₂SO₄... Không chỉ một lượng lớn khí thải độc sinh ra mà còn một khối lượng rât lớn nước thải và chất thải rắn phát sinh từ quá trình tinh luyện này. Để tinh luyện 1 tấn quặng đất hiếm thì thải ra khoảng 75 m³ nước thải axit và và 1 tấn chất thải phóng xạ. Quá trình tuyển tách và tinh luyện quặng đất hiếm ở mỏ cũng hình thành nước thải chứa hàm lượng NH₃ cao gấp từ 10-200 lần tiêu chuẩn thải cho phép của Trung Quốc [2].

Hình 4. Tinh chế quặng đất hiếm tại mỏ Bayan Obo (Nguồn: http://factsanddetails.com, 2013)

2.2. Mỹ

Mỏ Mountain Pass ở miền nam bang California (Mỹ) thuộc quản lý của Công ty Khoáng sản Molycorp là một trong những mỏ sản xuất đất hiếm lớn nhất thế giới. Quặng đất hiếm ở mỏ Mountain Pass là loại quặng bastnaesite có chứa 0,02 % Th và 0,002 % U. Mỏ bắt đầu khai thác năm 1952 nhưng ở thời gian này mỏ chưa có các biện pháp kiểm soát môi trường. Mỏ này từng đóng góp trên 70 % tổng sản lượng đất hiếm thế giới trong giai đoạn những năm 1960-80, đưa Mỹ trở thành nhà sản xuất và cung cấp đất hiếm hàng đầu thế giới. Cho tới nay, mỏ Mountain Pass vẫn là mỏ đất hiếm duy nhất ở Mỹ được khai thác. Bắt đầu vào giữa những năm 1980, do các vấn đề môi trường liên quan cùng với cạnh tranh nguồn cung cấp đất hiếm giá rẻ của Trung Quốc mà sản xuất ở mỏ này đã phải dừng lại vào năm 2002. Hoạt động của mỏ đã gây ô nhiễm nghiêm trọng nước ngầm và đất. Các chất gây ô nhiễm ở khu vực này bao gồm: barium, tổng hoạt độ phóng xạ alpha và bêta, nitrate, sodium lignin sulfonate, strontium, TDS, total radium, chất phóng xạ Th và U [3, 4].

Nguồn gây ô nhiễm ban đầu ở mỏ Mountain Pass là nước thải sản xuất và hồ thải quặng đuôi. Trước 1980, mỏ sử dụng các hồ loại thấm lọc để xử lý nước thải và hồ thải truyền thống để lưu giữ quặng đuôi. Các hoạt động sản xuất đất hiếm trước đó đã gây ô nhiễm nước ngầm trong khu vực. Tác động lớn nhất là sự gia tăng hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (TDS) do quá trình trung hòa axit HCl có trong nước thải bằng NaOH. Các hồ quặng đuôi không có lớp lót đáy có hàm lượng TDS cao gấp 12-27 lần so với giá trị nền và hàm lượng các nguyên tố như Ba, Sr, Mn, Ce và các chất phóng xạ Th, U. Trong nước thải và quặng đuôi, hàm lượng cao các kim loại, chất dinh dưỡng và các chất phóng xạ đã gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng nước ngầm. Vào các năm 1980 và 1987, có hai hồ làm khô được xây dựng thêm ở ngoài khu vực mỏ để xử lý nước thải. Trong thời gian 2 hồ này hoạt động thì đã nhiều lần xảy ra vỡ đường ống dẫn nước thải từ mỏ tới hồ thải và gây ô nhiễm đất mặt. Đặc biệt các sự cố vỡ đường ống dẫn nước thải trong giai đoạn từ 1984-88, đã làm thất thoát hơn 3000 m³ nước thải vào môi trường. May mắn là các lần vỡ đường ống đều xảy ra ở trong khu vực mỏ, do vậy mà rủi ro tới sức khỏe con người và môi trường sinh thái đã được hạn chế [4].

Năm 2004, mỏ Mountain Pass đã làm các thủ tục trình chính phủ phê duyệt để chẩn bị hoạt động trở lại với việc sẽ áp dụng các tiêu chuẩn môi trường chặt chẽ để làm giảm thiệt hại môi trường so với trước đây khi còn áp dụng các kỹ thuật công nghệ và máy học lạc hậu và việc quản lý còn yếu kém. Năm 2012, mỏ đã hoạt động trở lại sau khi đã thay đổi lại công nghệ, trang thiết bị hiện đại. Dự kiến mỏ sẽ hoạt động tới năm 2042 với sản lượng 20.000 tấn quặng đất hiếm/năm.

Theo kế hoạch, công tác quản lý và cải thiện các vấn đề ô nhiễm môi trường đã tồn tại trước đây của mỏ và những vấn đề môi trường có khả thể phát sinh trong giai đoạn tái sản xuất của mỏ được đặt ra bao gồm [3]:

• Cải tiến quá trình nghiền để thu hồi tài nguyên và làm giảm khối lượng quặng đuôi thải ra/đơn vị ôxit đất hiếm sản xuất được;
• Sử dụng đường ống dẫn khí tự nhiên mới để cung cấp cho hệ thống nhiệt và năng lượng nhằm cung cấp điện và nhiệt có hiệu quả hơn so với phương pháp cũ khoảng 20%
• Thực hiện công tác quản lý vật liệu phóng xạ hàng ngày dưới sự giám sát của chuyên gia về an toàn phóng xạ và Ủy ban An toàn Phóng xạ bang;
• Lập kế hoạch lắp đặt một thiết bị thu hồi muối (thu hồi HCl, NaOH, NaClO) và tuần hoàn nước để làm giảm tiêu thụ nước. Mục tiêu của việc này làm giảm tiêu thụ nước tới 90% so với các năm giữa 1990, khi mỏ đã hoạt động hết công suất chế biến 20.000 tấn REO/năm;
• Nước thải phát sinh từ hoạt động chế biến quặng cũng như nước thải từ các hệ thống xử lý nước moong khai thác và xử lý nước ngầm sẽ được làm khô tự nhiên trong các hồ của khu vực;
• Xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước ngầm;
• Nước từ moong khai thác sẽ được bơm lên xử lý và tái sử dụng. Sẽ xây dựng một nhà máy xử lý nước với một hệ thống các mương rãnh dẫn nước mưa, các ao lắng, cùng với một chuỗi các đập tràn và tường ngăn bùn;
• Chất thải nguy hại (chủ yếu chứa Pb) sẽ được xử lý ở bãi chôn lấp chất thải nguy hại bên ngoài khu vực;
• Xây dựng một nhà máy xử lý khí thải;
• Xây dựng kế hoạch cải tạo và phục hồi môi trường sau khi mỏ đóng cửa.

Hiện nay, nước ngầm bị ô nhiễm của khu vực mỏ đang được xử lý rất tích cực. Các giếng nước ngầm và các khai trường mỏ hình thành hố trũng dạng hình nón cho phép thu giữ và xử lý nước thải bị ô nhiễm. Các đường ống dẫn nước thải bị vỡ hiện nay cũng đã được phá dỡ. Mục tiêu đầu tiên là cải thiện vấn đề quản lý nước thải và quặng đuôi. Quặng đuôi sau khi khử nước ở dạng bùn nhão sẽ được bơm vào một khu vực trong mỏ theo phương pháp chồng lớp. Quá trình này làm giảm được một diện tích khoảng 48 ha hồ cho mục đích làm khô tự nhiên. Công nghệ thẩm thấu ngược (RO) sẽ được sử dụng để xử lý nước thải. Nước thải sau khi qua lọc RO sẽ được xử lý thêm để có thể tuần hoàn cho sản xuất tới 90%./.

Nguồn: Tuyển tập báo cáo Hội thảo Khoa học Tư vấn phát triển Công nghiệp Đất hiếm Việt Nam. Hà Nội, tháng 10/2013.

Tài liệu tham khảo

[1] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013). Hướng dẫn kỹ thuật lập báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án chế biến đất hiếm (dự thảo lần 2). Hà Nội, 2013.

[2] U.S. Environmental Protection Agency. (n.d.) (2012). Rare Earth Elements: A Review of Production, Processing, Recycling, and Associated Environmental Issues. EPA 600/R-12/572. Office of Research and Development. December 2012.

[3] Schüler, D., Buchert, M., Liu, R., Dittrich, S., Merz, C. (2011). Study on rare earths and their recycling. Oko-Institu e.v Institute for Applied Ecology. Final Report for The Green/EFA Group in the European Parliament. Darmstadt, January 2011.

[4] Paul, J., Campbell G. (2011). Investigating rare earth element mine development in EPA Region 8 and Potential Environmental Impacts. EPA Document-908R11003.

[5] Australian National Toxics Network (2012). Rare Earth and Radioactive Waste-A preliminary waste stream assessment of the Lynas Advanced Materials Plant, Gebeng Malaysia. Lynas Quarterly Report 30 September 2011.

[6] Information Office of the State Council of China (2012). Situation and policies of China’s rare earth industry. First Edition 2012. The country's first white paper on the rare earth industry.

[7] Wu, Q. (2011). Overview of Legacy/NORM sites in Bayan Obo and Baotou, Inner Mongolia, China. Third Technical Meeting (TM) on the Environmental

Modelling for Radiation Safety. EMRAS II Intercomparison and Harmonization Project. IAEA Headquarters, Vienna 24–28 January 2011.

• Tiếp cận dựa vào hệ sinh thái thích ứng với BĐKH trong quy hoạch bảo tồn ĐDSH (16/10/2013)
• Học giả Thái Quang Trung: “Tăng trưởng xanh” – con đường bắt buộc (15/10/2013)
• Mừng sinh nhật CIE tròn 14 tuổi (15/10/2013)
• Khảo sát hiện trạng cải tạo phục hôi môi trường các mỏ Titan Miền Trung (15/10/2013)
• Khảo sát các công trình BVMT của Dự án khai thác và chế biến quặng Nikel Bản Phúc, Sơn La (15/10/2013)