24/10/2010

Khai thác bauxite và ảnh hưởng môi trường: kinh nghiệm ở Tây Australia

Nguyễn Đức Hiệp

clip_image001“Chúng tôi bảo đảm hồ bùn đỏ ở Tây Nguyên an toàn” đó là tựa đề của bài viết đăng trên trang dantri.com.vn qua đó Bộ trưởng Phạm Khôi Nguyên đã nói rằng "Bộ TN - MT thẩm định rất cẩn thận. Chúng tôi đã sang khảo sát mô hình bùn đỏ của Brazil, Úc và khu vực bùn đỏ ở những nơi này đã trồng cây xanh được 20 năm nay. Hiện tại, chúng ta đang làm theo mô hình của Brazil và Úc, chứ không phải mô hình của Hungary.",để thấy được những ưu và khuyết điểm cũng như những mặt hạn chế của cộng nghệ khai thác bauxite mà Úc đã đang áp dụng em đề nghị ban quản trị BVN đăng lại bài phân tích

http://bauxitevietnam.info/diendan/090611_khaithacbauxitevaanhhuongmoitruong.htm

Bauxite đã được khai thác, luyện thành alumina và nhôm từ những năm đầu thập niên 1960 và phát triển cho đến hiện nay. Các mỏ bauxite và các nhà máy luyện alumina (nhôm oxit), luyện nhôm của Úc đều ở đồng bằng, gần bờ biển và khí hậu nói chung là khô.

Hai công ty chính khai thác bauxite hiện nay ở Úc là Alcoa World Alumina Australia (Alcoa 60% và Alumina Australia 40%) và Rio Tinto. Ngoài ra còn có công ty BHP–Billington mặc dầu chỉ có một vài cơ sở sản xuất alumina từ bauxite ở Úc nhưng lại có mặt ở nhiều nơi khác trên thế giới. Công ty Alcoa World Alumina khai thác bauxite ở Darling Range phía nam Perth, có 3 nhà máy luyện alumima ở Tây Úc (Pinjarra, Wagerup và Kwinana), 2 nhà máy luyện nhôm ở tiểu bang Victoria (Portland và Geelong). Rio Tinto khai thác bauxite ở Weipa tiểu bang Queensland và có nhà máy luyện alumina ở Gladstone, Queensland. BHP-Billington cũng khai thác bauxite ở Darling Range và có nhà máy alumina ở Worsley. Tất cả những mỏ khai thác bauxite và nhà máy luyện alumina, luyện nhôm đều phải qua một quá trình đánh giá và thẩm định tác động môi trường một cách minh bạch và quan trắc thường xuyên, với sự tham dự của nhiều tổ chức, cộng đồng trực tiếp liên quan.

(1) Những lợi điểm khai thác bauxite, luyện alumina và nhôm ở Úc

Khí hậu nước Úc nói chung là khô. Tài nguyên bauxite rất dồi dào, đứng thứ hai thế giới (7,9 tỉ tấn) sau Guinea (ViệtNam đứng thứ ba với trữ lượng 5,4 tỉ tấn) và tập trung ở gần bờ biển.

Kỹ thuật luyện alumina dựa vào quy trình Bayer. Trong nhiều năm qua, quy trình này đã được cải tiến để nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao năng lượng, tái chế nguyên liệu và giảm thiểu tác động môi trường của bùn đỏ và khí thải. Mục đích không những là giảm thiểu tác động xấu vào môi trường mà còn giảm chi phí nhằm nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường nhôm. Công nghệ thải bùn đỏ ướt đã được thay bằng công nghệ xử lý bùn đỏ khô.

Vì ở gần bờ biển, có các cảng tốt với cơ sở hạ tầng dễ thiết lập, nên Úc là một trong những quốc gia đứng đầu sản xuất alumina trên thế giới với chi phí thấp.

Lấy một nhà máy sản xuất alumina tiêu biểu như nhà máy Wagerup ở Tây Úc làm thí dụ. Điểm quan trọng ở đây là giá thành thấp từ khâu khai quặng bauxite ở Willowdale (công suất 9 triệu tấn/năm), đến khâu dùng dây truyền tải chuyển quặng đến nhà máy Wagerup (cách đó 15km) và chuyển alumin (công suất 2,4 triệu tấn/năm) bằng đường sắt đến thành phố cảng Bunbury (cách đó 70km, là cảng sâu giá rẻ) để xuất khẩu, hoặc là đến nhà máy luyện nhôm ở Victoria, nơi dồi dào điện năng để luyện nhôm. Do giá vận chuyển thấp như vậy nên alumina xuất khẩu của Úc có hiệu suất kinh tế cao và sức cạnh tranh lớn (chiếm 12% thị trường alumina thế giới).

Có thể nói, hiệu suất kinh tế cao nhất hiện nay là ở nhà máy alumina ở Worsley của BHP-Billington, với công nghệ điều khiển hiện đại tốn ít nhiên liệu, tạo ra sản phẩm alumina với giá thấp nên vẫn có lời, khi mà giá alumina trên thị trường thế giới xuống thấp đến nổi nhiều nhà máy alumina khác ở nhiều nơi đã tạm ngừng sản xuất hay sản xuất dè chừng. Với tổng quan về tình hình luyện alumina và giá alumina hiện nay trên thế giới như vậy, cũng không lạ gì là công ty quốc doanh Trung quốc Chinalco đã dừng dự án khai thác bauxite ở Aurukun, gần Weipa bắc Úc mà công ty này vừa được hợp đồng thuê và bỏ dự định lập nhà máy luyện alumina ở phía nam gần Weipa tại một trong 3 thành phố biển của tiểu bang Queensland (Bowen, Townville và Gladstone). Chinalco mới đây thay thế công ty Pháp Pechiney mà trước đây là một trong ba công ty được hợp đồng thuê khai thác bauxite ở gần Weipa: Comalco (Rio Tinto), Alcan (Rio Tinto đã mua công ty này) và Pechiney. Nay trong tình thế là Chinalco đang mong chờ sự chấp thuận của chính phủ Úc cho phép đầu tư một phần cổ phần vào Rio Tinto nên Chinalco có thể sẽ bỏ hợp đồng thuê khai thác bauxite và hợp tác dùng nhà máy alumina ở Gladstone của Rio Tinto với công xuất 3,3 triệu tấn mỗi năm [1].

Qua các phân tích trên ta thấy vị trí tự nhiên thuận lợi và dùng công nghệ hữu hiệu ít tốn năng lượng, là những yếu tố chủ yếu mang lại hiệu quả kinh tế cao và có sức cạnh tranh lớn trên thị trường thế giới.

Trong vấn đề khai thác bauxite ở Tây nguyên Việt Nam, Công ty Than Khoáng sản Việt nam (TKV) dự định sẽ thiết lập hệ thống đường sắt để đưa alumina sản xuất ở Tây Nguyên xuống cảng Kê Gà ở nam Trung phần để xuất khẩu! Đường từ Đăk Nông, Lâm Đồng đến các thành phố ven biển dài và có độ dốc cao, nên giá phí chuyên chở sẽ cao hơn các nơi mà mỏ bauxite và nhà máy sản xuất alumina ở gần bờ biển. Tuy nhiên, chính sách của chính phủ Việt Nam là phát triển công nghiệp tại các tỉnh Tây Nguyên như Lâm Đồng, Đăk Nông, bất chấp hiệu quả kinh tế không cao do vị trí địa lý, cũng như trước đây đã đặt nhà máy lọc dầu ở Dung Quất, Quãng Ngãi. Nếu Lào và Cambodia cũng khai thác bauxite và sản xuất alumina – như họ cũng đang dự định – thì với vị trí rất xa ở phía tây Tây nguyên, họ sẽ khó khăn hơn về phương diện cạnh tranh so với Việt Nam trên thị trường alumina quốc tế. 

(2) Trường hợp nhà máy alumina Wagerup

Nhà máy luyện alumina Wagerup, phía nam Perth – thủ phủ của tiểu bang Tây Úc, là một trường hợp mà ta có thể tìm hiểu để học hỏi kinh nghiệm. Giữa các năm của thập niên 1960, khi luật môi trường chưa hoàn thiện và quan niệm đánh giá tác động môi trường chưa được áp dụng, dự định thiết lập nhà máy alumina do công ty Alcoa xây dựng đã bị sự phản đối của dân chúng địa phương. Chính phủ đã buộc Alcoa phải lập các trạm quan trắc khí thải, bùn đỏ và nước thải gần nhà máy. Ngoài ra Bộ Môi trường cũng đặt các trạm quan trắc để giám sát ở khu dân cư. Bùn đỏ cũng đã được nghiên cứu dùng vào những công dụng và sản phẩm khác [2]. Năng lượng dùng cho nhà máy là khí đốt từ mỏ dầu và khí đốt từ phía Tây Bắc tiểu bang Tây Úc. Nguồn nước là các đập và hồ chứa lấy từ sông Harvey và các con suối trong vùng.

Đầu thập niên 1980, nhà máy Wagerup gần Kwinana chỉ được thành lập sau khi đã trải qua quá trình nghiên cứu đánh giá tác động môi trường cùng với sự tham dự của các tổ chức liên quan và cộng đồng. Mặc dầu vậy, trong quá trình hoạt động của nhà máy, vì gần chân của rặng núi và ảnh hưởng khí tượng, đã có lúc nồng độ bụi, các chất hóa học như (nitơ oxit, asen, cadmi…) lên cao vượt tiêu chuẩn, ảnh hưởng đến sức khoẻ của cư dân, như gây ho suyển, rát cổ chảy máu mủi... Alcoa nhiều lần đã bị phạt dù trong nhiều năm đã cố gắng cải tiến kỷ thuật để phù hợp với luật môi trường và tiêu chuẩn chất thải.

Wagerup và hai nhà máy khác của Alcoa gần Wagerup (Pinjarra và Kwinana) đã sử dụng kỹ thuật xử lý khô chất thải bùn đỏ từ năm 1991 [2; 3]. Qua đó, cát trong chất thải được phân ra làm tường ngăn và bùn đỏ còn lại được làm khô và sau đó đưa ra bãi chôn nén với xe ủi theo các tầng. Phương pháp mới này giảm diện tích nơi chứa và tránh được sự nhiễm natri hyđroxit vào các mạch nước ngầm. Nếu cho bùn đỏ ướt cho vào hồ chứa, lúc trên mặt khô thì bùn đỏ khô dễ bị gió cuốn, mang theo các hạt bụi chứa nhiều thành phần độc. Vì thế, kỹ thuật khô với các tầng được nén ép bằng các xe ép và các máy phun nước trên mặt đất đỏ khô sẽ giảm thiểu bụi nguy hiểm.

Alcoa cũng thành lập Quỹ Bền vững (Wagerup Sustainability Fund) để hổ trợ cải thiện môi trường. Cộng đồng địa phương cũng lập ra nhiều tổ chức, như Community Alliance for Positive Solution www.caps6218.org.au, để theo dõi và thông tin về mọi lãnh vực liên quan đến nhà máy alumina.

Với sức ép của nhiều tổ chức và dân chúng, năm 2001 Quốc hội tiểu bang đã lập ra ủy ban điều tra về vấn đề ảnh hưởng ô nhiễm vào sức khoẻ. Trong các lần điều trần và nghiên cứu của ủy ban, Alcoa đã có thái độ rất hợp tác, cung cấp nhiều dữ liệu, cố gắng cải tiến kỹ thuật và đã xin lỗi cộng đồng vì nhà máy đã gây ảnh hưởng không tốt đến đời sống thường ngày.

Điều này cho thấy sự cải tiến kỹ thuật, xử lý chất thải được tiến hành phần lớn là do sự giám sát, phản biện của cư dân và nhiều thành phần khác trong xã hội trong nhiều năm từ lúc nhà máy hoạt động đến nay.

Năm 2006, sau nhiều năm thương lượng qua quá trình đánh giá tác động môi trường, Alcoa được phép nâng cấp phát triển nhà máy tăng sản xuất alumina từ 2,4 triệu tấn lên 4,7 triệu tấn. Nhưng kế hoạch nâng cấp nhà máy tạm dừng vào cuối năm 2008 do giá alumina và nhôm trên thị trường thế giới xuống thấp.

(3) Xử lý khô chất thải bùn đỏ ở Tây Úc

Kinh nghiệm cho thấy mặc dầu có các lớp đất sét, lớp màn chống thấm và các ống dẫn thoát nước thải dưới đáy… vẫn không tránh khỏi ô nhiễm nước ngầm như ở nhà máy alumina Kwinana (1997). Nghiên cứu cho thấy khi giá trị pH lên cao như trong bùn đỏ chứa nhiều natri hyđroxit, thì lớp đất sét dễ bị các phản ứng hòa tan làm thay đổi thành phần cấu tạo hóa học và vì thế các đặc tính ngăn nước thấm sẽ bị mất. Công đồng dân chúng ở Tây Úc đã không còn chấp nhận cách xử lý chất thải bùn đỏ ướt nữa [2].

Các công ty bắt đầu tìm hiểu phương pháp xử lý khô chất thải bùn đỏ từ nhiều năm trước đây để tránh natri hyđroxit nhiễm vào mạch nước ngầm và tràn ra các nguồn nước trên mặt đất khi có mưa lụt. Phương pháp này có đặc điểm chung là chất thải bùn đỏ được làm đặc trước và trãi ra theo độ dốc để nước rỉ chảy ra hồ vớt, làm khô trên mặt, ép đất và sau đó trãi lớp khác lên trên. Thí dụ như công ty Alcan thử nghiệm ở Ontario, Canada (1975) và Ewarton, Jamaica(1987). Alcoa dùng phương pháp gọi là xếp chồng khô (dry stacking) ở các nhà máy alumina ở Tây Úc trong các năm đầu thập niên 1980. Hình dưới đây mô tả phương pháp khô xử lý bùn đỏ này [2].

Mặc dù chi phí ban đầu để thiết lập xử lý xếp chồng khô ở ba nhà máy của Alcoa ở Tây Úc vượt quá 150 triệu đô la Úc, nhưng lại có nhiều ưu điểm về lâu dài: tỉ trọng chất thải cao và vì thế dung tích lượng thải nhỏ và dùng ít diện tích clip_image002đất để chứa chất thải. Vì khô nên có thể chồng chất lên cao, với diện tích nhỏ và bùn khô nên nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm rất ít.

Hiện nay khuynh hướng nhiều nơi là cải tiến và tránh dùng cách xử lý bùn đỏ ướt (xem www.redmud.org).

Trong tương lai khuynh hướng xử lý làm trung hòa natri hyđroxit là dùng cacbon dioxit để giảm pH của bùn đỏ (phương pháp cacbonat hóa chất thải). Phương pháp này đang được thử nghiệm. Nếu có hiệu quả kinh tế, thì sẽ giảm thiểu được ô nhiễm nguồn nước và giảm luôn khí thải nhà kính CO2 từ các nhà máy nhiệt điện.

Đăk Nông và Lâm Đồng có vị trí cao, và cũng là đầu nguồn của lưu vực các con sông Đồng Nai, sông Bé, Sre Pok nên việc xử lý chất thải qua phương thức ướt sẽ có khả năng gây ô nhiễm lớn dung dịch kiềm vào các nguồn nước. Khí hậu ở Tây Nguyên có hai mùa rõ rệt: mùa mưa với lượng mưa cao và mùa nắng rất khô, khác với Tây Úc, nơi khí hậu tương đối khô trong năm. Ở Đăk Nông và Lâm Đồng, vào mùa mưa, lượng nước ở suối, sông, hồ nước có thể đủ để sử dụng cho nhà máy alumina hoạt động nhưng xử lý bùn đỏ ướt ở hồ chứa là một vấn đề khó khăn với nguy cơ ô nhiễm cao; ngược lại vào mùa khô dùng công nghệ khô cho bùn đỏ là thuận lợi nhưng lại thiếu nước hoạt động. Vì thế giải quyết vấn đề chất thải bùn đỏ ở Tây Nguyên là một vấn đề quá khó khăn, cần nghiên cứu kỹ lưỡng về kỹ thuật để tìm ra phương pháp thích hợp nhất. Cho đến nay các dự án Tân Rai ở Lâm Đồng và Nhân Cơ ở Đăk Nông chưa có dấu hiệu cho thấy vấn đề xử lý chất thải bùn đỏ được quan tâm đúng mức, mặc dầu dư luận quần chúng trong và ngoài nước rất lo ngại.

N. Đ. H.

Tài liệu tham khảo

[1] http://www.epa.wa.gov.au/docs/1139_EIA_Admin.pdf

[2] http://www.ecosmagazine.com/?act=view_file&file_id=EC45p19.pdf

Và D. J. Cooling, Improving the sustainability of residue management practices – Alcoa World Alumina Australia, in 'Paste 2007' edited by A Fourie and R. J. Jewel, Australian Centre for Geomechamics, Perth, 2007, p. 3-16.

(http://www.acg.uwa.edu.au/__data/page/4096/Cooling2.pdf).

[3] http://www.alcoa.com/australia/en/pdf/Wagerup_singles.pdf

HO Mạng Bauxite Việt Nam biên tập