Vấn đề phát triển ngành công nghiệp Nhôm Việt Nam

1. Khái quát

Nhôm là một trong những kim loại quan trọng nhất của nền công nghiệp hiện đại. Về quy mô sản xuất và tiêu thụ, nhôm đứng hàng thứ 2 sau sắt và giữ vị trí thứ nhất trong lĩnh vực kim loại màu.

Nhôm là nguyên tố tạo đá rất đặc trưng của vỏ trái đất. Theo Vinogradop trị số clác của nhôm là 8,05%. Hàm lượng của nhôm trong các loại đá thay đổi từ 0,45% (đá siêu bazic) đến 10,45% (đá sét và diệp thạch), song mức độ tập trung của oxit nhôm cho phép khai thác, chế biến có hiệu quả không phải là nhiều.

Từ khi ngành công nghiệp nhôm ra đời cho đến nay và theo dự báo trong tương lai xa, quy trình sản xuất nhôm vẫn bao gồm chủ yếu 2 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu: sản xuất nhôm oxit sạch, gọi là alumin

- Giai đoạn tiếp theo: sản xuất nhôm kim loại bằng phương pháp điện phân alumin trong dung dịch muối criolit nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 950^oC. Hiện nay 85% sản lượng alumin của thế giới sản xuất từ quặng bauxit, 10% từ quặng nephelin và alunít, còn lại 5% từ các nguyên liệu khác. Tuỳ thuộc vào loại và chất lượng nguyên liệu, có thể áp dụng công nghệ Bayer, phương pháp thiêu kết hoặc phương pháp kết hợp Bayer - thiêu kết để sản xuất alumin, song công nghệ chủ đạo vẫn là Bayer. Khoảng 90% sản lượng alumin trên thế giới vẫn được sản xuất bằng công nghệ này.

2. Tổng quan về ngành công nghiệp nhôm thế giới

2.1. Tài nguyên bauxit

Bauxit là một trong những khoáng sản có trữ lượng lớn, với sản lượng khai thác và mức tăng trưởng bình quân hàng năm như hiện nay, nguồn bauxit có thể đảm bảo cho nhân loại sử dụng trong 100-125 năm.

Căn cứ vào nguồn gốc thành tạo, bauxit được phân ra làm 2 loại: bauxit laterit và bauxit trầm tích; trong đó bauxit laterit chiếm khoảng 90% trữ lượng. Dựa theo yêu cầu công nghệ xử lý, người ta chia bauxit thành 5 loại sau:

- Bauxit gipxit (hàm lượng bơmit <5% ), phổ biến ở các nước: Brazin, Surinam, Indonexia, Ghinê, Giamaica, Ôxtrâylia, Venezuela, Guyana, Việt nam, Ấn độ…

- Bauxit hỗn hợp gipxit-bơmit (hàm lượng bơmit 5- 20% ), tập trung ở các nước: Ôxtrâylia, Ghana, Ghinê, Giamaica, Ấn Độ.

- Bauxit bơmit (hàm lượng bơmit > 20% ), có ở Nam tư, Pháp, Hungari.

- Bauxit diaspor (hàm lượng diaspor > 5% ), tập trung ở các nước Hy Lạp, Iran, Trung Quốc, Nam tư, Việt nam.

Nhìn chung, bauxit có các thành phần hóa học chủ yếu như sau: Al₂0₃: 40% – 64% ; Si0₂: 0,5% – 10% ; Fe₂0₃: 3% – 30% ; Ti0₂: 0,5% – 8% ; H₂0: 10% – 34%

Theo số liệu thống kê của Cục địa chất Mỹ (USGS) và tài liệu chuyên khảo xuất bản trong những năm gần đây cho thấy, trữ lượng bauxit của toàn thế giới vào khoảng 25 – 27 tỷ tấn và tài nguyên dự báo là 55 – 75 tỷ tấn

Nguồn tài nguyên và trữ lượng này phân bố theo các châu lục, vùng địa lý như sau:

1. Nam Mỹ: 28%	4. Châu Đại Dương: 14%
2. Châu Phi: 26%	5. Châu Âu: 8%
3. Châu Á: 19%	6. Vùng Caribe và Trung Bắc Mỹ: 5%

Riêng về trữ lượng bauxit, tỷ lệ phân bố như sau

1. Châu Phi: 34,6%	4. Giamaica: 9,7%
2.Châu Đại Dương: 20,8%	5. Châu Á: 9,3%
3. Nam Mỹ: 18,5%	6. Các khu vực khác: 7,1%

Trên thế giới đã xác định khoảng 55 nước có mỏ bauxit, trong đó 10 nước đứng tốp đầu được trình bày ở bảng dưới đây: (Bảng 1)

Trữ lượng bauxit và sản lượng quặng khai 2005 ( đ/v triệu tấn)

STT	Tên nước	Sản lượng	Trữ lượng
1	Ghinê	15	7.400
2	Ôxtrâylia	60	5.800
3	Giamaica	14,1	2.000
4	Brazin	19,8	5.800
5	Ấn độ	12	770
6	Trung Quốc	18	700
7	Guyana	1,5	700
8	Hy Lạp	2,45	600
9	Surinam	4,58	580
10	Kadăcxtan	4,8	350
Tổng cộng:		153*	21.380**

Ghi chú: * Chiếm 91,6% sản lượng bauxit thế giới

** trữ lượng bauxit thế giới

2.2. Khai thác và chế biến quặng bauxit

Để đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất alumin và điện phân nhôm trong khoảng 10 năm gần đây (1995-2005), sản lượng khai thác quặng bauxit tăng từ 112 triệu tấn lên 169 triệu tấn. Nhịp độ tăng trưởng khá ổn định trung bình hàng năm vào khoảng 4,2 - 4,5% /năm. Quặng bauxit khai thác được sử dụng chủ yếu cho sản xuất alumin, chiếm tới 96%, còn lại 4% sử dụng cho các ngành khác như: vật liệu chịu lửa, gốm sứ, vật liệu mài-đánh bóng, ximăng...

Trong số 10 nước khai thác quặng bauxit nhiều nhất thế giới (xem bảng 1), Ôtrâylia là nhà cung cấp lớn nhất chiếm 40%, Trung và Nam Mỹ chiếm 25%, Châu Phi: 15%, còn lại các châu lục khác 4%. Sản lượng alumin phụ thuộc vào nguồn cung ứng quặng bauxit. Do nguồn cấp nguyên liệu đầy đủ và ổn định nên sản lượng alumin cũng gia tăng từ 42,3 triệu tấn (năm 1995) lên 64 triệu tấn (năm 2005). Nhịp độ tăng trưởng hàng năm khoảng 4,5%. Hơn 90% sản lượng alumin được sử dụng cho sản xuất nhôm kim loại, còn lại 10% sử dụng cho công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Trong mối tương tác rất chặt chẽ của qui trình sản xuất bauxit - alumin - nhôm kim loại, sản lượng nhôm có mức tăng trưởng tương ứng khoảng 4,5% / năm là hệ quả tất yếu. Theo số liệu thống kê của địa chất Mỹ, sản lượng nhôm năm 1995 là 19,3 triệu tấn đã tăng lên 31,9 triệu tấn (năm 2005).

II.3. Thị trường cung cầu

Mười năm gần đây, thị trường cung cầu bauxit , alumin và nhôm trên thế giới nhìn chung trong trạng thái cân đối và ổn định. Trong từng thời điểm tuy có sự chênh lệch, song không đáng kể; chi tiết xem các đồ thị dưới đây:

H1. Thị trường cung cầu nhôm Thế giới

H2. Thị trường cung cầu alumin Thế giới

H.3 Sản lượng bauxit, alumin và nhôm Thế giới (tr. Tấn)

3. Ngành công nghiệp nhôm của Việt Nam.

Hiện tại, ngành công nghiệp nhôm của chúng ta đang trong giai đoạn Quy hoạch. Đây là 1 trong những ngành công nghiệp còn non trẻ, song hứa hẹn một tương lai phát triển rực rỡ. Đề cập tới chiến lược phát triển ngành công nghiệp nhôm ở nước ta, đây là một vấn đề rất lớn và hệ trọng đòi hỏi nhiều công sức, trí tuệ của các chuyên gia đầu ngành trong nhiều lĩnh vực liên quan, cho tới nay đã có những công trình nghiên cứu, trong đó phải kể đến:

1. Báo cáo tổng hợp dự án “Quy hoạch tổng thể phát triển các ngành công nghiệp Việt Nam theo các vùng lãnh thổ đến năm 2010” do Viện nghiên cứu chiến lược, chính sách công nghiệp thuộc Bộ công nghiệp thành lập tháng 2/2001.

2. Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác chế biến sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025 đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 167/2007QĐ-TTg ngày 01 tháng 11 năm 2007. Hiện nay, bản Quy hoạch này đang được rà soát, sửa đổi và hoàn thiện.

Trong phạm vi bài viết này, tác giả chỉ muốn cung cấp thêm 1 số thông tin , khía cạnh nhạy cảm liên quan tới nguồn bauxit của nước ta và thế giới cũng như hiện trạng cung cầu alumin, nhôm trên thị trường quốc tế trong xu thế chung của nền kinh tế và sản xuất công nghiệp thế giới là hội nhập, liên kết khu vực, toàn cầu hoá…

3.1. Tài nguyên khoảng sản bauxit Việt Nam

Theo kết quả điều tra thăm dò địa chất cho tới nay thấy rằng Việt nam là một trong những nước có nguồn tài nguyên bauxit dồi dào, đứng trong top 10 của thế giới. Các mỏ và điểm quặng bauxit có diện phân bố rất rộng. Căn cứ vào nguồn gốc thành tạo, quăng bauxit ở nước ta được phân ra làm 2 loại: quặng trầm tích và quặng phong hóa laterit. Các mỏ bauxit trầm tích phân bố ở miền Bắc, khoáng vật quặng chủ yếu là diaspor và bơmit. Quặng phong hoá laterit phát triển chủ yếu ở miền Nam, khoáng vật chính là gipxit.

3.1.1. Các mỏ và điểm quặng trầm tích

Các mỏ và điểm quặng trầm tích được phát hiện ở 3 vùng chính là Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang. Mức độ điều tra tham dò địa chất ở mỗi vùng khác nhau: Vùng Lạng Sơn, Cao Bằng có những mỏ đã được thăm dò tỉ mỉ, trữ lượng đạt cấp B, tuy vậy ở Hà Giang, trữ lượng cấp cao nhất là cấp C₁.

Theo số liệu trong Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác chế biến sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2007 – 2015, có xét đến 2025 đã được chính phủ phê duyệt năm 2007, toàn bộ tài nguyên và trữ lượng bauxit miền Bắc có vào khoảng 200 triệu tấn, trong đó trữ lượng cấp A+B+C1 khoảng 30 triệu tấn. Về chất lượng, quặng bauxit trầm tích có thành phần khoáng vật quặng chủ yếu là diaspor và bơmit rắn chắc. Quặng sau khi rửa có hàm lượng Al₂0₃ dao động từ 42 – 54%, trung bình 45 – 48%; hàm lượng Si0₂ dao động từ 4 -14%, trung bình từ 6 – 8%, modun silic 5 – 8%; Quặng bauxit gốc ở mỏ Tam Lang có Al₂0₃ dao động từ 42 – 60%, Si0₂: 8 – 13% và modun silic 3 – 7%

3.1.2. Các mỏ và điểm quặng bauxit phong hóa laterit

Công tác nghiên cứu quặng bauxit ở miền Nam được bắt đầu và đánh dấu bặng một số lộ trình của J.Smit ở cao nguyên Mơ Nông – vùng ngã ba biên giới Việt – Lào – Campuchia. Ở đây, ông đã phát hiện một số mẫu quặng bauxit với hàm lượng Al₂0₃: 38 – 45%, Si0₂: 2,8 – 10%, Fe₂0₃: 22 – 25% và Ti0₂: 3% vào những năm đầu thập niên 60. Tuy vậy, công việc nghiên cứu, điều tra thăm dò bauxit thực sự mang tính hệ thống và toàn diện được bắt đầu từ sau ngày miền Nam được giải phóng 1975.

Kết quả công tác địa chất cho tới nay đã khẳng định quy mô trữ lượng,tài nguyên tầm cỡ thế giới của bauxit laterit miền Nam. Căn cứ vào vị trí phân bố, các mỏ và điểm quặng bauxit được khoanh thành 5 vùng gồm: Đắc Nông, Bảo Lộc – Di Linh, Konplong – Kamac, duyên hải từ Quảng Ngãi tới Phú Yên và Bà Nà tỉnh Phước Long. Trong 5 vùng kể trên, vùng Đắc Nông có trữ lượng và tài nguyên lớn nhất và chất lượng tốt nhất. Toàn bộ trữ lượng và tài nguyên quặng bauxit nguyên khai ở miền Nam khoảng 5,4 tỷ tấn, tương ứng với 2,3 tỷ tấn quặng tinh (nguyên liệu để sản xuất alumin), trong đó trữ lượng quặng tinh cấp A+B+C1 là 300 triệu tấn; cấp C2 khoảng 1,6 tỷ tấn và tài nguyên dự báo 386 tỷ tấn.

Theo khái niệm thuật ngữ "trữ lượng" và "tài nguyên" mà thế giới đang dùng hiện nay và theo Quy định về phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn Việt Nam do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2007 thì hầu hết trữ lượng cấp C2 theo phân cấp trước đây sẽ được xếp vào tài nguyên. Như vậy, việc xem xét và so sánh tài nguyên khoáng sản Việt Nam trong bối cảnh chung khoáng sản thế giới phải được xuất phát từ cùng hệ quy chiếu và các tiêu chuẩn tương đồng mới khách quan và có ý nghĩa thực tiễn.

Về chất lượng quặng bauxit ở miền Nam được hình thành do quá trình phong hóa laterit chưa chín muồi từ đá phun trào bazan tuổi N₂ – Q₁ nên chất lượng kém. Hàm lượng Al₂0₃ trung bình 35 – 39%, Si0₂: 6 – 13%, không đáp ứng yêu cầu sản xuất alumin bằng công nghệ Bayer. Tuy vậy, bằng phương pháp tuyển rửa thông thường loại bỏ cấp hạt dưới 0,5mm hoặc 1mm, hàm lượng Al₂0₃ được nâng lên đạt 44 – 55% và Si0₂ giảm xuống còn 2 – 5% tương đương với loại bauxit trung bình của thế giới. Tỷ lệ thu hồi cấp hạt +1mm quặng tinh thường đạt từ 40 – 50%. Như vậy, để có được 1 tấn quặng bauxit nguyên liệu sản xuất alumin cần khai thác tối thiểu 2 tấn hoặc nhiều hơn quặng nguyên khai, ngoài ra còn phải đầu tư chi phí cho khâu tuyển khoáng, bãi thải quặng đuôi, tìm nguồn và cấp nước… Đây là điểm bất lợi của quặng bauxit Việt Nam

Hiện nay trên thế giới đã có những công trình nghiên cứu sản xuất alumin từ nguyên liệu không phải là bauxit. Ví dụ, ở Mỹ sử dụng sét cao nhôm, ở Na Uy sử dụng labradorit, ở Nhật sử dụng diệp thạch, ở Liên xô cũ sử dụng caolin… Riêng ở Mỹ đã tiến xa một bước là đã xây dựng nhà máy thí nghiệm sản xuất nhôm từ sét. Các nhà khoa học Mỹ khẳng định nếu vấn đề nêu trên được giải quyết thành công thì Mỹ sẽ không phải nhập khẩu bauxit. Như vậy, ở nước ta hiện nay bauxit nguyên khai được đánh giá là có chất lượng thấp, song nếu vấn đề nghiên cứu cũng được đặt ra và giải quyết tốt thì trong tương lai nguồn bauxit này sẽ trở thành nguyên liệu lý tưởng để sản xuất alumin, nhôm!

Kết luận và kiến nghị:

1. Việt Nam có nguồn tài nguyên bauxit dồi dào, song chất lượng thấp đặt ra các vấn đề phải bổ sung về đầu tư, chi phí trong khai thác, tuyển khoáng, bãi thải, nguồn nước…)

2. Nguyên liệu cho nhà máy sản xuất alumin là quặng tinh bauxit (bauxit sạch, bauxit nguyên liệu), do vậy trữ lượng và tài nguyên quặng tinh bauxit mới có ý nghĩa quan trọng và giữ vai trò quyết định. Đối với mỗi mỏ, vùng mỏ việc thu hồi quặng tinh từ cấp hạt bao nhiêu cần được nghiên cứu và tính toán chi tiết để đảm bảo sử dụng có hiệu quả và tiết kiệm tài nguyên.

3. Nhà nước khuyến khích và ưu tiên đầu tư các công trình nghiên cứu sản xuất alumin từ quặng bauxit nguyên khai .

4. Nhiều năm đây, thị trường bauxit, alumin và nhôm trên thế giới ở trong trạng thái cân bằng giữa cung và cầu. Nhịp độ tăng trưởng hàng năm khá ổn định.

5. Xu hướng chung trong ngành công nghiệp nhôm thế giới là chuyển các cơ sở, nhà máy sản xuất alumin đến các nước có nguồn tài nguyên bauxit lớn và các nhà máy điện phân nhôm về các nước có nguồn điện năng dồi dào và rẻ .

Tài liệu tham khảo

1. Khoáng sản miền Bắc Việt Nam tập IV, Tổng cục địa chất Việt Nam xuất bản năm 1980

2. Báo cáo tìm kiếm đánh giá bauxit laterit miền Nam Việt Nam do I. U. Lưxôp thành lập năm 1986

3. Cập nhật cơ sở dữ liệu về hiện trạng khai thác và sử dụng khoáng sản các điểm, mỏ khoáng sản ở Việt Nam do Văn phòng Hội đồng Đánh giá trữ lượng khoáng sản thành lập năm 2003

4. Dự án quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp khai khoáng Việt Nam do Viện nghiên cứu chiến lược, chính sách Bộ Công nghiệp lập tháng 10 năm 1999

5. Báo cáo tổng hợp dự án “Quy hoạch tổng thể phát triển các ngành công nghiệp Việt Nam theo các vùng lãnh thổ đến năm 2010” do Viện nghiên cứu chiến lược, chính sách công nghiệp thuộc Bộ công nghiệp thành lập tháng 2/2001.

6. Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác chế biến sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025 đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 167/2007QĐ-TTg ngày 01 tháng 11 năm 2007.

7. Niên giám thống kê khoáng sản hàng hoá do Cục Địa chất Mỹ (USGS) xuất bản từ 1932- 2010

Nguồn: Nguyễn Đức Hạo