1. Khái quát về quặng titan

2. Dự báo xu hướng phát triển thương mại các sản phẩm.

3.1. Công nghệ khai thác và tuyển quặng

Ở Việt Nam đã khai thác quặng titan từ thập kỷ 80 của thế kỷ trước, đến nay phát triển khá mạnh mẽ cả về quy mô, công nghệ và thiết bị khai thác, chế biến quặng titan.
- Quặng titan-zircon được khai thác bằng phương pháp lộ thiên, công nghệ khai thác và tuyển tương tự như trên thế giới (cả khai thác khô-otô máy xúc và khai thác ướt, nhưng công suất modul nhỏ- Khai thác ướt với đầu hút đánh tơi bằng vòi xùy, di chuyển tàu hút và bè tuyển thủ công).
-  Cộng nghệ tuyển thô hiện nay bằng vít đứng xoắn (thường 4 vòng vít), mỗi vít 2-3 đầu cấp liệu. Các vít tuyển được kết cấu theo cụm  đặt trên bè di chuyển theo khai thác. Tuyển thô thường bao gồm tuyển chính, truyển tinh sơ bộ, tuyển trung gian và có thể có khâu tuyển vét, nếu quặng giầu.
- Tuyển bằng phân ly côn 2-3 tầng, thường gồm tuyển chính, tuyển vét và tuyển tinh sơ bộ bằng vít đứng; Các cụm vít có thể đặt trên bè (phao-di chuyển thủ công theo tầu khai thác) hoặc đặt trên bờ moong khai thác và định kỳ tháo dỡ di chuyển đến vị trí mới gần moong khai thác
Thời gian gần đây cả trên thế giới và Việt Nam đều có thiên hướng chuyển từ khai thác khô sang khai thác ướt (nếu có thể tạo hồ khai thác) vì giá thành khai tuyển thấp hơn.

Hình 3. Sơ đồ khối cơ cấu quá trinh khai thác- tuyển quặng Ti-Zr sa khóng  và các sản phẩm chính.
         
Hình 4.  Sơ đồ thiết bị tuyển tinh khô quặng Ti-Zr sa khoáng điển hình

3.2. Về công nghệ chế biến sâu quặng titan

3.2.1. Công nghệ sản xuất xỉ titan

3.2.2. Công nghệ sản xuất pigment

3.2.3. Công nghệ sản xuất titan kim loại

Titan kim loại hiện nay chỉ có một số ít nước trên thế giới sản xuất, bởi lẽ nó tiêu thụ nhiều năng lượng, đòi hỏi có công nghệ cao và đặc biệt là thị trường tiêu thụ không lớn.
Titan xốp sản xuất ở các nước: Nhật Bản, Mỹ, Nga, Ucraina, Kazăcstan và Trung Quốc. Các nhà sản xuất titan xốp của Mỹ gồm có: tập đoàn Alta Group, Allegheny Technologics Inc và Titanium Metals Corp.
Titan thỏi sản xuất ở các nước: Pháp, Đức, Nhật Bản, Mỹ, Nga và Anh. Riêng ở Mỹ có 5 công ty sản xuất titan thỏi.
Tổng số đầu tư cho ngành titan kim loại giai đoan 2006 -2010 vượt quá  6 tỷ USD, trong đó khoảng 70% các khoản đầu tư cho titan xốp.
Trung Quốc khoảng 20 cơ sở mới sản xuất titan xốp. Tổng công suất các nhà máy của Trung Quốc vượt quá yêu cầu của ngành công nghiệp và đã xuất khẩu. Tuy nhiên đến nay titan xốp của Trung Quốc phần lớn đã được thế giới chấp nhận và cuộc cạnh tranh bắt đầu, và sẽ chiếm lĩnh đáng kể thị trường titan toàn cầu.
Sản xuất titan kim loại thực hiện chủ yếu bằng phương pháp hoàn nguyên nhiệt kim loại clorua titan (TiCl₄). Sản xuất titan xốp bằng quá trình Kroll là phổ biến nhất: thực chất là quá trình hoàn nguyên nhiệt magiê clorua titan (xem hình 6). Vì vậy quá trình luyện titan thường gắn với quá trình sản xuất pigment TiO₂ theo phương pháp clorua trên dây chuyền công nghệ khép kín.
Nguyên liệu đầu vào là: rutin, rutin nhân tạo và xỉ titan được clorua hoá tạo TiCl₄ hoặc được lấy từ xưởng clorua quá trình sản xuất pigment clorua. Tiếp theo hoàn nguyên TiCl₄ nhận được titan xốp và MgCl₂. Điện phân MgCl₂ để nhận được Mg kim loại, cung cấp cho hoàn nguyên titan và khí clo quay trở lại quá trình clorua hoá titan. Sản phẩm này được đem phân tách trong lò chân không để được titan xốp sạch. Đem titan xốp đi nấu chảy trong lò hồ quang chân không hay lò điện xỉ, lò tia điện tử, lò plasma nhận được titan thỏi.
Qua phân tích tình hình thị trường, công nghệ và nhu cầu sử dụng titan xốp thấy rằng: Công nghệ sản xuất titan kim loại là một công nghệ đòi hỏi thiết bị hiện đại; Sản phẩm titan kim loại chủ yếu sử dụng cho những nước phát triển công nghệ hàng không và vũ trụ; Số lượng tiêu thụ còn chưa nhiều, chỉ khoảng 5% lượng quặng titan được sử dụng cho sản xuất titan kim loại; Chi phí điện năng rất lớn 2,5 MWh/tấn titan; SX titan kim loại thực tế phải là liên hợp SX Ti – Mg.
Nhu cầu titan kim loại hiện nay của Việt Nam gần như chưa có và với sự phát triển của các ngành dầu khí, quân sự thì trong tương lai chắc chắn cũng sẽ có nhu cầu titan kim loại, nhưng không cao.

3.3. Đánh giá tình hình chế biến quặng titan đến nay
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.
 



4. 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% KVNCI (kể cả còn lại trong tầng cát xám và vàng), quặng trong cát đỏ tập trung tại khu vực hiện đang khó khăn về nước cho khai thác và tuyển quặng, do quặng có sét nên quy mô và hiệu quả khai thác và tuyển bị hạn chế, chi phí cao.
­- Phát triển chế biến sâu 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.
- Thế giới đang bị thiếu hụt zircon trong dài hạn và ngay trong nước đang phải nhập zircon siêu mịn (>8500t/n) là điều kiện phát triển sản xuất zircon siêu mịn có chất lượng phù hợp sẽ xuất khẩu có giá trị cao và chiếm lĩnh lại được thị trường trong nước lâu dài.
- 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.
- 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).
- 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.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng titan giai đoạn đến năm 2020, có xét tới năm 2030 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1546/QĐ-TTg, ngày 03 tháng 9 năm 2013.
2. Điều tra, đánh giá tiềm năng sa khoáng titan – zircon trong tầng cát đỏ vùng Ninh Thuận, Bình Thuận và Bắc Bà Rịa – Vũng Tàu. Cục địa chất và khoáng sản – Bộ Tài nguyên và Môi trường. Hà Nội. 2010.
3. Tuyển tập Báo cáo Hội thảo quốc tế về địa chất và tài nguyên khoáng sản ASEAN lần thứ nhất. Chủ đề: Khoáng sản Titan Asean. 2013
4. Hiệp hội titan Việt Nam. Tuyển tập các báo cáo, tham luận. Hội nghị thường niên Hiệp hội titan Việt Nam năm 2014.

[ 1 ] 2 3 4 5