Chế biến sâu quặng titan Việt Nam - hiện trạng và phát triển

ThS. Nguyễn Thị Hồng Gấm

Cty TNHH MTV TVĐTXDCN Mỏ - Luyện kim

1. Khái quát về quặng titan

Titan là nguyên tố phổ biến thứ 9 và chiếm 0.6 % các nguyên trong vỏ trái đất. Có tới 70 khoáng vật, nhưng quan trọng hơn cả trong công nghiệp là khoáng vật ilmenit (có biến tính là leucoxen) và rutil (biến tính của nó là anataz, brukit), được phân bố rộng khắp trên Trái Đất và được khai thác chế biến ở hầu hết các châu lục.

Quặng titan thông thường được khai thác từ 2 dạng quặng chính là quặng sa khoáng ven biển và quặng gốc. Quặng titan thường được chế biến và sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: Pigment, Titan kim loại và hợp kim của chúng vv... (Hình 1). Trên thế giới có khoảng 90% titan sử dụng ở dạng pigment TiO2, chính là oxit TiO2. Nguyên liệu đầu vào cho ngành titan trong một số năm qua thể hiện tại Bảng 1.

Bảng 1. Sản lượng ilmenit, xỉ và rutil (tự nhiên và nhân tạo) toàn cầu

Hình 1. Tổng quan về công nghệ chế biến và sử dụng sản phẩm từ công nghiệp khai thác chế biến quặng titan.

2. Đánh giá hiện trạng chế biến quặng titan

Đến nay đã đầu tư và đưa vào vận hành một số cơ sở chế biến sâu (5 nhà máy xỉ, 2 nhà máy hoàn nguyên ilmenit, 8 nhà máy nghiền zircon), đã góp phần dịch chuyển cơ cấu sản xuất, bước đầu đã tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế cao hơn.

Với 8 nhà máy tuyển và nghiền mịn zircon với ~45 ngàn tấn/n, đặc biệt có nhà máy của Hà Tĩnh sản xuất được zircon siêu mịn (< 5 và 10 µm), đã đáp ứng được một phần nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

Với 2 nhà máy hoàn nguyên ilmenit, trong đó 1 nhà máy đang hoạt động (~10 ngàn tấn/n) đã cung cấp nguyên liệu cho sản xuất que hàn trong nước và xuất khẩu.

Có 5 Nhà máy xỉ titan đã xây dựng, đi vào sản xuất với tổng công suất khoảng 80 ngàn tấn/năm đạt các chỉ tiêu chất lượng khả quan, sản phẩm xuất khẩu, được khách hàng chấp nhận.

3. Định hướng chiến lược phát triển chế biến sâu quặng titan Việt Nam

- Tài nguyên quặng titan Việt Nam lớn song chủ yếu hiện nay thuộc loại nghèo, hàm lượng trung bình 0,6-0,7% khoáng vạt nặng có ích (kể cả trữ lượng còn lại trong tầng cát xám và vàng). Quặng titan trong tầng cát đỏ tập trung tại khu vực hiện đang khó khăn về nước cho khai thác và tuyển quặng, quặng có nhiều sét nên quy mô và hiệu quả khai thác và tuyển bị hạn chế, chi phí sản xuất cao.

- Phát triển chế biến sâu quặng titan ở quy mô hợp lý, phù hợp với quy mô khai thác để chiếm lĩnh thị trường thế giới về xỉ titan và rutil nhân tạo trong ngắn và trung hạn, đồng thời làm cơ sở phát triển sản xuất pigment thay thế dần nhập khẩu, sớm lập cân bằng khai thác, chế biến và duy trì cơ bản sản lượng khai thác đang có.

- Hạn chế việc đầu tư xây dựng mới các cơ sở sản xuất xỉ titan sử dụng công nghệ, thiết bị lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường. Cải tiến và đổi mới công nghệ, thiết bị các cơ sở sản xuất xỉ titan đang hoạt động để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và đặc biệt là nâng cao chất lượng sản phẩm để có thể mở rộng thị trường mới xuất khẩu xỉ titan (ngoài Trung Quốc).

- Rutil tự nhiên sử dụng cho sản xuất que hàn cao cấp trong nước thay thế nhập khẩu và sử dụng cho sản xuất pigment, titan xốp sau này.

- Cần nghiên cứu công nghệ và đầu tư xử lý sản phẩm zircon 57- 64% (chiếm khoảng 30% trong tổng số zircon) để sản xuất zirconi oxit hoặc xử lý tất cả lên trên 62% ZrO2 và sản xuất zircon siệu mịn (Zircosil chỉ yêu cầu chất lượng >62% ZrO2).

- Thế giới đang bị thiếu hụt nguồn cung cấp zircon trong dài hạn và ngay trong nước đang phải nhập zircon siêu mịn (>8500t/n) là điều kiện thuận lợi để phát triển sản xuất zircon siêu mịn có chất lượng phù hợp để tăng giá trị nguồn hàng xuất khẩu có và thay thế nguồn hàng đang phải nhập khẩu.

- Titan xốp, kim loại kim loại có mức tiêu hao điện quá lớn (25-40 ngàn kwh/t titan xốp trong khi Việt Nam đang thiếu điện và không làm chủ được công nghệ nên cần thận trọng trong việc đầu tư.

- Trong khi chưa thể tiếp cận được với công nghệ clorua, Việt Nam nên đầu tư sản xuất pigment TiO2 theo công nghệ sulfat (công nghệ tiên tiến châu Âu với yêu cầu tăng cường hoàn thiện đầu tư cho bảo vệ môi trường), với sản lượng ban đầu ≥ 30.000 t/n đáp ứng nhu cầu trong nước, chiếm lĩnh thị trường cho lâu dài trong nước và một phần xuất khẩu trong khu vực.

- Tích cực tìm kiếm và mở rộng hợp tác đầu tư nhà máy pigment theo phương pháp clorua nhằm sau 2020 đầu tư tại Bình Thuận sau khi đã nghiên cứu đầy đủ về công nghệ và hiệu quả kinh tế khai thác, chế biến quặng titan trong tầng cát đỏ.

- Cần nghiên cứu xử lý, thu hồi tổng oxit đất hiếm trong quặng tinh monazit đây là sản phẩm đi kèm có giá trị kinh tế.