Kaolin khu Nà Thức là sản phẩm phong hóa từ các đá gabro và gabro- diaba của phức hệ Núi Chúa (aT3n nc), phân bố dạng thấu kính, nằm trực tiếp trên đá gabro bán phong hóa. Kaolin có màu trắng, trắng xám phớt vàng, vàng nâu. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm chất lượng và tính chất công nghệ của kaolin khu Nà Thức cho thấy, kaolin nguyên khai có chất lượng trung bình đến xấu, hiện chưa đáp ứng được yêu cầu cho công nghiệp sản xuất gốm sứ. Với việc sử dụng quy trình tuyển thử nghiệm kaolin gồm các khâu: Đánh tơi chà xát, phân cấp hạt bằng phân cấp ruột xoắn và hệ thống xyclon thủy lực, tuyển từ, lọc qua sàng 0,063 mm, bơm đến bể cô đặc, lọc ép khung bản, tạo viên, sấy khô; kaolin lọc có độ thu hồi ở cỡ hạt
I. Đặc điểm địa chất, khoáng sản khu Nà Thức
I.1. Vị trí địa lý tự nhiên
Khu Nà Thức nằm cách thành phố Thái Nguyên khoảng 35 km về phía tây bắc. Địa hình có dạng đồi núi thấp, bao gồm những dãy đồi bát úp nằm kế tiếp nhau có độ cao trung bình từ 100 đến dưới 500m. Nhìn chung dạng địa hình này có sườn núi khá thoải, độ dốc từ 10 đến 30o, ít khi đến 40o.
I.2. Đặc điểm địa chất khu Nà Thức
Vùng nghiên cứu nằm phía tây nam đới Sông Hiến và phần rìa bắc đới An Châu [2], thuộc đới sinh khoáng Tòng Bá – Phú Ngữ [3]. Vùng có lịch sử phát triển địa chất, địa kiến tạo rất phức tạp. Tham gia vào cấu trúc vùng nghiên cứu gồm các hệ tầng Phú Ngữ (O3-S1pn), Nà Khuất (T2nk), Văn Lãng (T3n-rvl), Hà Cối (J1-2hc) và trầm tích Đệ tứ (Q). Magma xâm nhập trong vùng gồm: phức hệ Núi Điệng (T2 nđ), Núi Chúa (aT3n nc), Pia Oắc (K2 po). Magma phức hệ Núi Chúa với thành phần là các đá gabro và gabro- diaba, phần trên bị phong hóa mạnh thành sét kaolin[4]. Đứt gãy trong vùng khá phát triển với hai hệ thống chính theo phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến. Đây là hai hệ thống đứt gãy sớm, hoạt động mạnh mẽ, khống chế cấu trúc địa chất của vùng. Đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam với lượng nhỏ, phát triển muộn hơn, chúng cắt qua, làm dịch chuyển các thành tạo địa chất và đứt gãy phương á kinh tuyến, á vĩ tuyến.
I.3. Đặc điểm kaolin khu Nà Thức
I.3.1. Đặc điểm phân bố thân kaolin
Theo kết quả của các công tác nghiên cứu ở giai đoạn thăm dò mỏ tại khu Nà Thức[1] đã xác định được 01 thân kaolin màu trắng, trắng xám phớt vàng, vàng nâu. Thân khoáng có dạng thấu kính, nằm trực tiếp trên đá gabro bán phong hóa.
I.3.2. Đặc điểm chất lượng kaolin khu Nà Thức
Bảng 1: Kết quả xử lý thống kê các oxit thân kaolin khu Nà Thức
I.3.2.1. Thành phần khoáng vật
Kết quả phân tích mẫu nhiệt vi sai, mẫu nhiễu xạ ronghen cho thấy kaolin khu Nà Thức gồm các khoáng vật: kaolinit, monmorilonit, hematit, hydromica, gotit, clorit, gipxit, zeolit, thạch anh, felspat. Khoáng vật kaolinit chiếm chủ yếu và phân bố khá đều trong toàn bộ đới phong hoá. Kaolin có hàm lượng kaolinit trung bình là 59,6%, monmorilonit chiếm 0,7%.
I.3.2.2. Thành phần hoá học
Kết quả phân tích mẫu hóa kaolin cho thành phần các oxit chính như sau (bảng 1):
Từ việc xác định các đặc trưng thống kê mẫu hóa cơ bản kaolin cho thấy hàm lượng các oxit chính biến đổi như sau: hàm lượng SiO2 dao động từ 45,67 đến 59,36%, trung bình 51,03%,; hàm lượng Fe2O3 dao động từ 2,14 đến 2,75%, trung bình 2,48%; hàm lượng Al2O3 dao động từ 20,20 đến 29,37%, trung bình 26,34%; hàm lượng TiO2 dao động từ 0,01 đến 0,03 %, trung bình 0,02%; hàm lượng MKN dao động từ 52,89 đến 72,25, trung bình 62,93%; độ thu hồi qua rây 0,21mm dao động từ 55,89 đến 72,25%, trung bình 62,93%. Tất cả hàm lượng các oxit trong mẫu nghiên cứu đều có hệ số biến thiên thuộc loại đồng đều đến rất đồng đều.
Cùng với việc nghiên cứu thành phần hoá cơ bản, kết quả phân tích mẫu hóa toàn diện cho thấy hàm lượng trung bình các oxit SiO2 là 52,16%; Al2O3 25,36%; Fe2O3 2,49%; K2O+Na2O là 3,23%; MKN 10,36% và một số oxit TiO2, FeO, CaO, MgO, MnO, SO3, H2O với hàm lượng rất nhỏ.
I.3.2.3. Tính chất cơ lý của kaolin
a. Độ trắng
Độ trắng của kaolin nguyên khai thay đổi từ 61.8 đến 71.4%, trung bình 66.55%.
b. Thành phần cỡ hạt
Thành phần cỡ hạt kaolin được xác định qua 3 cấp, các cấp cỡ hạt <0,05 mm, từ 0,05-0,25 mm, >0,25mm có hàm lượng lần lượt là 44,5%, 16,74% và 32,94%; với giới hạn chảy là 57,78%, giới hạn dẻo 42,19% và chỉ số dẻo 15,59%. Như vậy, thành phần cỡ hạt của kaolin khá mịn, tập trung chủ yếu ở cỡ hạt <0,05mm.
c. Độ chịu lửa
Độ chịu lửa là khả năng chống lại các tác động của nhiệt độ cao. Từ kết quả phân tích cho thấy, độ chịu lửa của kaolin thấp nhất là 1.2300C, cao nhất là 1.5200C, trung bình 1.3760C.
d. Độ ẩm, thể trọng
Tổng hợp kết quả phân tích mẫu độ ẩm - thể trọng trong phòng và thể trọng lớn ngoài trời cho thấy, độ ẩm tự nhiên thay đổi từ 20,10% đến 42.2%, trung bình 31.91%; thể trọng tự nhiên trong phòng thay đổi từ 1.61 T/m3 đến 1.97 T/m3, trung bình 1.73 T/m3.
I.3.2.4. Tính chất công nghệ
a. Mẫu kaolin thử nghiệm: được lấy tại các công trình khoan và khai đào, có màu trắng xám, trắng sữa, trắng phớt vàng nhạt ở dạng cục nhỏ, mềm dùng tay có thể bóp vỡ vụn.
Thành phần khoáng vật: thành phần khoáng vật của kaolin được xác định bằng phương pháp nhiệt vi sai DTA và nhiễu xạ tia X (Rơnghen). Phương pháp phân tích nhiệt vi sai DTA cho kết quả chính xác hàm lượng khoáng thuộc họ alumosilicat trong quặng nguyên khai. Cần kết hợp cả phương pháp nhiễu xạ tia X để xác định các khoáng vật khác. Kết quả phân tích cho thấy, khoáng vật chính gồm kaolinit, hydromica, monmorilonit, thạch anh ngoài ra còn có felspat, gơtit và clorit.
Thành phần hóa: Thành phần hóa học của các oxit trong kaolin được xác định bằng phương pháp VILAS 488 và LAS-887XD, kết quả thu được hàm lượng oxit SiO2 là 55.35%, Al2O3 22,32%, Fe2O3 3,02%, CaO 2.25, MgO 0,32%, TiO2 0,02%, K2O 0,63%, Na2O 1,82%, SO3 0,04% và MKN là 10,1%.
Để nhận được các loại kaolin có chất lượng đạt yêu cầu sử dụng trong công nghiệp gốm sứ thì nhất thiết phải tuyển lọc nhằm mục đích loại bớt khoáng vật chứa sắt và các hạt có kích thước lớn làm tăng độ trắng của kaolin.
Bảng 2: Đối sánh thành phần hóa của kaolin nguyên khai và kaolin sau tuyển
b. Quy trình tuyển lọc kaolin
Quy trình tuyển thử nghiệm kaolin gồm các khâu: đánh tơi chà xát, phân cấp hạt bằng phân cấp ruột xoắn và hệ thống xyclon thủy lực, tuyển từ, lọc qua sàng 0,063 mm, bơm đến bể cô đặc, lọc ép khung bản, tạo viên, sấy khô. Các thí nghiệm điều kiện đánh tơi để tách kaolin được tiến hành trên thiết bị khuấy chà xát trong phòng thí nghiệm. Quặng kaolin thô sau khi đánh tơi được lọc qua rây ướt để thu được kaolin (trong cấp hạt 0,063 mm). Với kết quả này đã cho phép đơn giản hóa công đoạn đánh tơi chà xát giải phóng kaolin.
Kết quả thu hoạch của mẫu tuyển: Sản phẩm kaolin sau tuyển có độ thu hoạch ở các cấp hạt có kích thước <0,063 mm chiếm 49,2%, kích thước từ 0,063 đến <2mm chiếm 16% và kích thước trên 2mm chiếm 33,4%; ngoài ra còn lượng nhỏ mica và quặng sắt có từ tính. Đối sánh thành phần hóa học của kaolin nguyên khai và kaolin sau tuyển cho thấy, hàm lượng SiO2 giảm từ 55.35% xuống còn 46,52%; hàm lượng Al2O3 tăng khoảng 10%; hàm lượng Fe2O3 giảm, còn 1,12% (bảng 2)
II. Khả năng sử dụng kaolin khu Nà Thức
Kaolin khu Nà Thức có chất lượng trung bình đến xấu, kaolin nguyên khai hiện chưa đáp ứng được yêu cầu công nghiệp cho lĩnh vực sản xuất gốm sứ. Để có được kaolin đạt chất lượng đáp ứng cho công nghiệp sản xuất gốm sứ, cần được đầu tư nghiên cứu công nghệ tuyển phù hợp để nâng cao chất lượng khoáng sản và tiết kiệm tài nguyên. Với công nghệ tuyển lọc kaolin như đã trình bày ở trên, sản phẩm kaolin lọc khu Nà Thức có tỷ lệ thu hồi đối với cỡ hạt <0,063mm đạt 49,2%. Trong đó, hàm lượng SiO2 là 46,52%, hàm lượng Al2O3 tăng khoảng 10%; do hàm lượng sắt Fe2O3 chủ yếu tồn tại ở dạng khoáng gơtit, sau tuyển vẫn còn ~1,0% nên gây ảnh hưởng đến độ trắng của kaolin. Như vậy, kaolin lọc ở đây hiện có thể sử dụng để sản xuất men cho gạch ốp lát loại thông thường, chưa đạt tiêu chuẩn để sản xuất men cho gạch ốp lát cao cấp hay sứ vệ sinh.
Nguồn nguyên liệu kaolin trong thực tế khá phong phú, tuy nhiên loại kaolin đạt chất lượng cao lại không nhiều, giá trị sử dụng, giá thương phẩm của kaolin phụ thuộc nhiều vào chất lượng. Do vậy, việc đầu tư nghiên cứu công nghệ tuyển nhằm nâng cao chất lượng kaolin là vấn đề đang thu hút được nhiều sự quan tâm.
III. Kết luận
1. Kaolin Nà Thức được thành tạo do quá trình phong hóa từ các đá gabro và gabro- diaba thuộc phức hệ Núi Chúa;
2. Kaolin nguyên sinh có chất lượng trung bình đến xấu, khoáng vật chính gồm kaolinit, hydromica, monmorilonit, thạch anh, ngoài ra còn có ít felspat, gơtit và clorit. Hàm lượng SiO2 là 55.35%, hàm lượng Al2O3 là 23.32%, hàm lượng Fe2O3 tương đối cao. Thành phần cỡ hạt lớn hơn 2 mm 4.8%, cỡ hạt nhỏ hơn 0,05 mm là 52%, kaolin thuộc loại khá mịn.
3. Quy trình tuyển thử nghiệm kaolin gồm các khâu: đánh tơi chà xát, phân cấp hạt bằng phân cấp ruột xoắn và hệ thống xyclon thủy lực, tuyển từ, lọc qua sàng 0,063 mm, bơm đến bể cô đặc, lọc ép khung bản, tạo viên, sấy khô. Kaolin lọc có độ thu hồi ở cỡ hạt <0,063mm đạt 49,2%, có hàm lượng các oxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 lần lượt là 46,52%, 32,3%, 1,12%. Kaolin lọc khu Nà Thức hiện có thể sử dụng để sản xuất men cho gạch ốp lát loại thông thường.
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Văn Cần và nnk, 2014. Báo cáo kết quả thăm dò sét kaolin khu Nà Thức 1, Nà Thức 2, Phương Nam 1 xã Phú Lạc và khu Văn Khúc xã Lục Ba, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
[2] Dovjicov AE, 1965. Sơ đồ kiến tạo miền bắc Việt Nam.
[3] Nguyễn Nghiêm Minh, 1987. Sơ đồ phân vùng sinh khoáng miền Bắc.
[4] Nguyễn Văn Trang và nnk, 1974. Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1: 50 000 tờ Văn Lãng. Lưu trữ Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.
NGUYỄN THỊ THANH THẢO
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
ĐẶNG THÀNH LUÂN
Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
