Báo cáo thăm dò của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim cho thấy, trữ lượng quặng nguyên khai của khu vực Tây Nguyên khoảng 10 tỷ tấn. Với trữ lượng như vậy, nguồn tài nguyên của khu vực này được thế giới đánh giá chỉ đứng sau Australia, Guinea và là tiềm năng lớn để phát triển công nghiệp khai thác bauxit, chế biến alumina và nhôm của Việt Nam. 

Bài báo trình bày kết quả thực hiện các dự án khai thác, chế biến bauxite ở Việt Nam và cơ hội của ngành công nghiệp chế tạo thiết bị trong lĩnh vực chế biến bauxite.

Từ khóa: bauxite; alumin; Viện Nghiên cứu Cơ khí; Nhà máy Alumin Nhân Cơ; Tổ hợp Bauxite – Nhôm Lâm Đồng.

Theo kết quả nghiên cứu các báo cáo thăm dò của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, thì trữ lượng quặng nguyên khai của khu vực Tây Nguyên khoảng 10 tỷ tấn. Với trữ lượng như vậy, nguồn tài nguyên của khu vực này được thế giới đánh giá chỉ đứng sau Australia, Guinea và là tiềm năng lớn để phát triển công nghiệp khai thác bauxit, chế biến alumina và nhôm của Việt Nam.

Đặc điểm quặng bauxite Tây Nguyên, qua nghiên cứu cho thấy quặng bauxite các mỏ ở Tây Nguyên đều có chung một đặc điểm là lợi thế cho sản xuất alumina với giá thành thấp, cụ thể sau: Các mỏ có trữ lượng lớn, lộ thiên và dễ khai thác với chi phí thấp; Hàm lượng Silic trong quặng nguyên khai cao nên trước khi đưa vào sản xuất alumina đều phải qua khâu tuyển rửa loại bớt silic và sét, qua đó giảm chi phí tiêu hao kiềm trong sản xuất alumin; Hàm lượng Al2O3 sau tuyển cao (từ 47 đến 51%) nên hiệu quả sản xuất alumina cao và lượng bùn đỏ thải ra từ sản xuất thấp so với các nước khác; Quặng bauxite là dạng gipxite dễ chế biến (hoà tách ở nhiệt độ thấp) alumina với chi phí thấp.

Sau khi đưa vào vận hành thương mại, hai Dự án nhà máy alumin Lâm Đồng và nhà máy alumin Nhân Cơ được các cơ quan, tổ chức (Thủ tướng Chính phủ, Hội đồng Đánh giá khoa học công nghệ (KHCN) của Bộ KHCN, Hội đồng Nghiệm thu nhà nước, Hội đồng Liên ngành, ..) đánh giá là đạt các yêu cầu đề ra trong Dự án và sản xuất kinh doanh mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội tốt.

Ngày 16/4/2020, Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc đã chủ trì cuộc họp về đề án tổng kết 10 năm thực hiện Kết luận của Bộ Chính trị về quy hoạch, phân vùng thăm dò, khai thác chế biến bauxite đã có những kết luận, như sau: Lần đầu tiên Việt Nam cơ bản làm chủ công nghệ sản xuất alumin với nguồn nhân lực trẻ, đồng thời thu hút được nhà đầu tư để bước đầu hình thành ngành công nghiệp alumin và luyện nhôm ở Việt Nam; 2 dự án khai thác và chế biến bauxite Tân Rai và Nhân Cơ đã cho thấy đây là một chủ trương đúng đắn của Đảng và Nhà nước, mang lại hiệu quả tổng thể cả về kinh tế - xã hội, bảo đảm an ninh - quốc phòng; Trên thực tế, 2 dự án thí điểm khai thác bauxite và chế biến alumin Tân Rai và Nhân Cơ đã có đóng góp nhất định cho kinh tế của đất nước, thu hút được nhà đầu tư vào lĩnh vực luyện nhôm, từ đó thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp chế tạo cơ khí, thiết bị và hóa chất phụ trợ.

Trong hội thảo alumin toàn cầu tổ chức năm 2019 tại Queen Land (Úc) thì giá thành sản xuất alumina của hai dự án này được đánh giá là thấp nhất thế giới.

Từ kết quả hai dự án thí điểm nêu trên, Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã có chủ trương đầu tư các dự án sản xuất alumin trong tương lai gần. Từ năm 2021 đến 2025: Nâng công suất nhà máy alumin Lâm Đồng và Nhân Cơ hiện hữu lên khoảng 800.000 tấn alumin/năm; Từ năm 2025 đến năm 2030: Dự kiến đầu tư hai dây chuyền sản xuất alumin mới công suất 1.200.000 tấn alumin/năm trên diện tích sẵn có của nhà máy alumin Lâm Đồng và Nhân Cơ.

Từ năm 2025 đến năm 2035: Dự kiến đầu tư dây chuyền sản xuất alumin mới công suất 2.000.000 tấn alumin/năm tại khu vực mỏ 1.5 tại Quảng Sơn, Đăk Nông.

3. Đặc điểm công nghệ, thiết bị sử dụng trong khai thác bauxit, chế biến alumina 

Sơ đồ công nghệ chính để sản xuất alumina được mô tả như sau:

Các công nghệ, thiết bị trên thường có độ phức tạp không cao, khối lượng lớn, khối lượng gia công tại hiện trường lớn và chiếm tỷ trọng cao trong toàn bộ giá thành thiết bị nhà máy. 

+ Công nghệ sử dụng trong khai thác bauxite: Đặc điểm mỏ bauxite Tây Nguyên là các lớp quặng bauxit nằm trên bề mặt vỏ trái đất, do đó công nghệ khai thác bauxite đều là khai thác lộ thiên. Việc vận chuyển quặng nguyên khai về nhà máy tuyển bằng xe tự đổ.

+ Công nghệ sử dụng trong sản xuất quặng tinh bauxite: Quặng bauxit Tây Nguyên có lẫn nhiều sét và hàm lượng silic cao nên công nghệ sử dụng để làm giầu là phương pháp tuyển rửa trọng lực kết hợp với nghiền sàng để đảm bảo chất lượng quặng tinh. Nước cho tuyển rửa được kết hợp giữa nước cấp mới và nước thu hồi tuần hoàn để giảm tiêu hao nước. Phối hợp công nghệ rải liệu và dỡ liệu để đồng nhất quặng tinh bauxite.

+ Công nghệ sử dụng trong sản xuất alumin: Công nghệ phù hợp để sản xuất alumin từ quặng gipxite trên cho các dự án đang triển khai ở Tây Nguyên là phương pháp thuỷ phân sử dụng công nghệ Bayer hoà tách ở nhiệt độ thấp (1450C).

+ Thiết bị chính sử dụng trong khai thác bauxite, bao gồm các thiết bị, máy thi công thông dụng trong khai thác lộ thiên, như: máy xúc đào, máy xúc lật, máy ủi, máy san gạt,...

+ Thiết bị chính sử dụng trong tuyển quặng bauxite, bao gồm các thiết bị băng tải xích cấp liệu, máy sàng rửa dạng ống, máy rửa cánh vuông, vít tải phân cấp hạt, sàng rung, máy nghiền hai trục, máy kẹp hàm, các máy rải liệu và dỡ liệu, các băng tải cao su,... Nói chung, các thiết bị này đều là các thiết bị thô, độ chính xác yêu cầu không cao, thiết kế và chế tạo đơn giản.

+ Thiết bị sản xuất alumin, gồm các thiết bị công nghệ dạng đặc thù của nhà máy chế biến khoáng sản công nghệ thuỷ phân bằng hoá chất có sử dụng nguồn nhiệt năng lớn. Các dạng thiết bị chủ yếu là các bình bồn kích thước lớn có máy khuấy, các máy nghiền, máy lọc, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống, hệ thống bơm van, đường ống và thiết bị nâng, vận chuyển chiếm tỷ trọng lớn trong hệ thống thiết bị công nghệ của nhà máy.

+ Các hệ thống phụ trợ cho sản xuất alumin, bao gồm: Nhà máy điện tự dùng, sử dụng lò hơi đốt than tầng sôi tuần hoàn, tuabin phát điện ngưng tụ và đối áp; Hệ thống cung cấp khí gas cho nung alumin, sử dụng hệ thống lò sản xuất khí CO từ than (khí hoá than); Hệ thống điện và điều khiển và thông tin liên lạc; Hệ thống cung cấp và xử lý nước; Hệ thống làm mát nước tuần hoàn; Hệ thống xử lý nước thải và tuần hoàn nước hồ bùn đỏ và các thiết bị đồng bộ đi kèm khác. 

​

Kinh nghiệm xây dựng các nhà máy chế biến alumina ở các nước, thông thường được tổ chức thực hiện dưới hình thức EPCM. Việc thực hiện thiết kế các bước và lựa chọn thiết bị đều được thực hiện bởi các đơn vị tư vấn chuyên ngành, có nhiều kinh nghiệm. Các bộ phận thiết bị quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, an toàn vận hành của tổ hợp đều được đặt hàng từ các nhà cung cấp truyền thống của ngành chế tạo thiết bị cho nhà máy alumin, như các cánh khuấy, các máy lọc, các thiết bị trao đổi nhiệt, lò nung hydrat, các bơm, van, hệ thống đo lường điều khiển. Các bình bồn lớn, kết cấu thép, chiếm tỷ trọng lớn trong xây dựng nhà máy, được chế tạo tại hiện trường. 

Các phân tích nêu trên cho thấy, tiềm năng phát triển của công nghiệp chế biến bauxite là rất to lớn. Tuy nhiên, để phục vụ phát triển công nghiệp chế biến bauxite, ngành công nghiệp chế tạo thiết bị của Việt Nam cần xây dựng chiến lược phát triển nâng cao năng lực thiết kế, chế tạo, cung cấp thiết bị và các dịch vụ kỹ thuật phù hợp với đặc điểm công nghệ, thiết bị ngành công nghiệp chế biến bauxite.

Viện Nghiên cứu Cơ khí là cơ quan được Bộ Công Thương giao nhiệm vụ thường xuyên cập nhật, tổng hợp năng lực chế tạo của các doanh nghiệp trong nước và nghiên cứu đề xuất định hướng phát triển công nghiệp chế tạo trong nước phục vụ công nghiệp hoá đất nước. Đồng thời, Viện Nghiên cứu Cơ khí cũng là đơn vị tư vấn chính đã có nhiều năm kinh nghiệm đối với công nghiệp sản xuất alumin, đã thực hiện báo cáo nghiên cứu khả thi (bao gồm cả thiết kế cơ sở), là nhà thầu EPC (nhà máy tuyển) và tư vấn PMC (nhà máy alumin) cho các Dự án bauxite Tân Rai và Nhân Cơ.

Trên cơ sở cung cấp các phân tích đặc điểm công nghệ, thiết bị chủ yếu, kinh nghiệm xây dựng nhà máy khai thác, chế biến bauxit, và năng lực chế tạo thiết bị của các doanh nghiệp trong nước, Viện Nghiên cứu Cơ khí sẽ nêu các quan điểm của mình về khả năng chế tạo thiết bị và cơ hội để phát triển cho ngành chế tạo trong nước cũng như các lĩnh vực liên quan khác.

Từ năng lực hiện tại của các doanh nghiệp chế tạo thiết bị trong nước và quy hoạch phát triển ngành cơ khí đến năm 2015, tầm nhìn 2025 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt; Tham khảo thực tế chế tạo thiết bị chính cho dự án ở GOVE (Úc) hoàn thành năm 2007 của Riotinto – Alcan với công suất mở rộng là 1,9 triệu tấn alumin/năm, trong đó các thiết bị chính cho dự án (Gói G3) chủ yếu được chế tạo tại Khu công nghiệp Chân Mây - Việt Nam do Công ty TNHH Alcan tổ chức thực hiện, thi công bởi các nhà thầu Việt Nam và sau đó vận chuyển về GOVE; Tổng kết đánh giá qua thực tế thực hiện hai nhà máy alumin Nhân Cơ và Lâm Đồng và các số liệu phân tích như trên, cho thấy khả năng trong nước có thể thực hiện được cho các dự án khai thác bauxite, chế biến alumin, như sau:

+ Về công tác tư vấn: Trong nước có thể làm tư vấn chính để thực hiện các báo cáo nghiên cứu, tuỳ theo từng công việc sẽ thuê tổ chức hoặc chuyên gia nước ngoài theo chuyên ngành để thực hiện. Tỷ lệ thực hiện chiếm 90% về khối lượng và 40% về giá trị. Trong nước có thể làm tư vấn chính để thực hiện nội dung tư vấn quản lý dự án và giám sát thi công, tuỳ theo từng nội dung việc sẽ thuê tổ chức hoặc chuyên gia nước ngoài theo chuyên ngành để thực hiện. Tỷ lệ thực hiện chiếm 90% về khối lượng và 40% về giá trị.

+ Về công tác chế tạo: Về khối lượng, trong nước có thể chế tạo khoảng 80% khối lượng toàn bộ thiết bị, chiếm khoảng 60% giá trị toàn bộ thiết bị của dự án.

+ Về công tác lắp đặt, hiệu chỉnh và chạy thử nhà máy: Trong nước có thể thực hiện 100% khối lượng công tác lắp đặt. Một số công đoạn phức tạp trong hiệu chỉnh thiết bị và đưa nhà máy vào vận hành vẫn cần chuyên gia nước ngoài đảm nhận, chiếm khoảng 50% khối lượng công việc. Kết luận và kiến nghị:

Với các số liệu, phân tích và đánh giá như trên, trong trường hợp nghiên cứu và làm chủ được công nghệ trong lĩnh vực công nghiệp khai thác và chế biến bauxite sẽ đem lại rất nhiều lợi ích trong những năm tới, đặc biệt là cơ hội để phát triển ngành công nghiệp chế tạo trong nước. Cụ thể là: Trong nước sẽ xây dựng được đội ngũ tư vấn thiết kế làm chủ được kỹ thuật công nghệ sau khi thực hiện từ hai đến ba dự án sắp tới và từ đó có thể tự thiết kế, tổ chức thực hiện các dự án tiếp theo mà không phụ thuộc vào nước ngoài; Trong nước xây dựng được đội ngũ cán bộ kỹ thuật quản lý và vận hành công nghệ có trình độ cao, làm chủ công nghệ, thiết bị; Là động lực để thúc đẩy trong nước xây dựng bộ quy chuẩn, tiêu chuẩn riêng cho ngành khai thác và chế biến bauxite phù hợp với hệ thống quản lý chất lượng kỹ thuật của các nước phát triển; Là nguồn công việc lớn cho các đơn vị chế tạo, lắp đặt trong nước. Đây là động lực thúc đẩy các doanh nghiệp chế tạo trong nước đầu tư đổi mới trang bị, công nghệ, trình độ quản lý đạt tiêu chuẩn quốc tế để đáp ứng được nhu cầu của thị trường chế tạo thiết bị, phụ tùng cho công nghiệp sản xuất alumina; Tổng khối lượng thực hiện trong nước có thể đạt đến 80% về khối lượng, 60% về giá trị thực hiện xây dựng nhà máy alumin nếu các đơn vị chế tạo trong nước đầu tư đủ nguồn lực đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của các dự án; Giảm được lượng lớn ngoại tệ nhập khẩu thiết bị công nghệ và tiết kiệm chi phí đầu tư cho chủ đầu tư nhờ giá thành chế tạo trong nước rẻ; Thúc đẩy các ngành công nghiệp liên quan phát triển như sản xuất thép, sản xuất các phụ tùng, linh kiện công nghiệp tiêu chuẩn,...

- Để Việt Nam có thể làm chủ công nghệ, thiết kế và xây dựng các dự án khai thác và chế biến bauxite. Các chính sách, giải pháp cần có sự hỗ trợ của Chính phủ, bao gồm:

+ Chính phủ ban hành chủ trương cho phép phát triển các dự án khai thác và chế biến bauxite trên cơ sở kết quả của hai Dự án thí điểm là Lâm Đồng và Nhân Cơ đã được đưa vào vận hành thương mại với kết quả tốt.

+ Yêu cầu các dự án đầu tư của các doanh nghiệp Nhà nước phải lựa chọn các doanh nghiệp Việt Nam là nhà thầu chính trong các giai đoạn thực hiện đầu tư. Trong đó có quy định tỷ lệ nội địa hóa cho trong nước thực hiện không dưới 60% giá trị đầu tư dự án.

+ Hỗ trợ các đơn vị trong nước tiếp cận, nhận chuyển giao công nghệ, thiết kế thiết bị chuyên ngành từ các nước có công nghệ nguồn cho những dự án đầu tư trong công nghiệp khai thác và chế biến bauxite.

+ Xây dựng và phê duyệt các dự án, đề tài KHCN để triển khai công tác trong nước thực hiện thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên ngành khai thác và chế biến bauxite.

+ Xây dựng và phê duyệt danh mục các hạng mục, thiết bị trong nước chế tạo, không khuyến khích nhập khẩu cho các dự án khai thác và chế biến bauxite.