Thạch cao đã được con người sử dụng làm phụ gia cho xi măng và các ngành công nghiệp khác từ nhiều năm trước. Sau này, người ta thấy rằng có nhiều loại xi măng Portland không cần pha thạch cao vẫn có khoảng thời hạn đóng rắn ban đầu đáp ứng yêu cầu sử dụng của người dùng; tuy nhiên, các nghiên cứu sau này thấy rằng thạch cao ở tỷ lệ pha thích hợp, ngoài tác dụng điều chỉnh thời gian đóng rắn ban đầu còn làm tăng cường độ vữa xi măng. Trên thực tế, hầu như 100% số xi măng phân phối trên toàn Thế giới đều pha thạch cao. Như vậy, đối với việc sản xuất xi măng Portland, thạch cao là nguyên liệu quan trọng.

Ngoài việc sản xuất vật liệu xây dựng, thạch cao còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp trên toàn Thế giới. Nguồn cung cấp thạch cao cho các ngành công nghiệp chủ yếu là thạch cao thiên nhiên. Trong tự nhiên, thạch cao khá là phổ biến, đa số các nước trên Thế giới có mỏ thạch cao thiên nhiên với trữ lượng lớn, chất lượng tốt, và đáp ứng được yêu cầu của các ngành công nghiệp.

Ở Việt Nam chưa tìm thấy mỏ thạch cao tự nhiên nào có ý nghĩa công nghiệp. Từ trước tới nay, nguồn thạch cao dùng trong công nghiệp xi măng ở Việt Nam là thạch cao tự nhiên nhập khẩu từ các nước láng giềng như Lào, Trung Quốc và Thái Lan.

Với sản lượng xi măng cả nước hiện nay khoảng 70 triệu tấn/năm thì nhu cầu thạch cao là khá lớn; khoảng 4% tương đương 2,8 triệu tấn/ năm; trong đó riêng các nhà máy xi măng của VICEM chiếm khoảng 1 triệu tấn/năm.

 


Thạch cao nhân tạo.


Hiện nay, ở nước ta đã có một số nhà máy hóa chất DAP lớn ra đời. Lượng bã thải Gyps từ các nhà máy này thải ra là rất lớn và có chứa thành phần CaSO4 trong đó nên có thể thu hồi được để sản xuất thạch cao nhân tạo cung cấp cho ngành công nghiệp xi măng. Cụ thể là nhà máy sản xuất phân bón DAP Đình Vũ (Hải Phòng), hàng năm đã thu hồi được vào khoảng 750.000 tấn bã thải Gyps, tương đương có thể sản xuất được vào khoảng 600.000 tấn thạch cao nhân tạo.

Điều đáng nói là việc sản xuất thạch cao nhân tạo trên thế giới đã có từ khá lâu, đem lại hiệu quả cao trong việc tận thu rác thải, bảo vệ môi trường và đem lại nguồn thu kinh tế lớn. Tại Việt Nam, thạch cao nhân tạo đã được nghiên cứu sản xuất từ những năm 2000. Một số đơn vị đã nghiên cứu sử dụng cho sản xuất xi măng như trường đại học Bách khoa Hà Nội, Viện VLXD... Tuy nhiên, đến nay việc sử dụng thạch cao nhân tạo cho một số ngành có nhu cầu cao như công nghiệp xi măng và một số ngành sản xuất vật liệu xây dựng khác còn hạn chế, dẫn đến công nghệ sản xuất thạch cao nhân tạo kém phát triển   và chất lượng không ổn định. 

Đứng trước khó khăn này, Tổng Công ty Công nghiệp Xi măng Việt Nam (VICEM) đang tích cực nghiên cứu sử dụng thạch cao phốt pho thay thế cho thạch cao tự nhiên, và bước đầu đã cho thấy tính khả thi cao. Đây được xem là một bước tiến trong tìm kiếm các vật liệu xây dựng mới của ngành xây dựng.

Với điều kiện không có mỏ thạch cao tự nhiên nhưng lại có nhiều cơ hội tiềm năng để thu hồi thạch cao từ phụ phẩm của các nhà máy nói trên nhằm giải quyết nhu cầu thạch cao trong nước là vấn đề nên được đưa ra nghiên cứu, xem xét.

Bãi thải Phospho Gyps (viết tắt là PG)  là sản phẩm phụ sau khi xử lý chất thải rắn của ngành công nghiệp hóa chất từ quá trình sản xuất H3P04. Về nguyên tắc, PG có thể được sử dụng trong một số lĩnh vực thay thế cho thạch cao tự nhiên nhưng chỉ dừng lại ở mức độ hạn chế. Muốn sử dụng PG, nhất thiết phải loại bỏ được các tạp chất có hại như SiO2, Al2O3, P2O5, Fe2O3 cũng như lượng muối hòa tan có trong PG. Mức độ có hại phụ thuộc vào loại quặng Apatit sử dụng cũng như công nghệ sản xuất H3PO4. Mức độ này càng cao thì chi phí xử lý càng lớn, làm hạn chế việc sử dụng PG thay cho thạch cao tự nhiên. Dựa trên cơ sở đánh giá bản chất của bãi thải PG Đình Vũ và yêu cầu sản phẩm đầu ra cho mục đích làm vật liệu xây dựng cũng như qua nghiên cứu tìm hiểu và kế thừa các công trình nghiên cứu thử nghiệm thạch cao trước đây cho thấy hiện nay, tại Việt Nam, có hai phương án công nghệ xử lý bãi thải PG của Đình Vũ đã được thử nghiệm và có thể giới thiệu để xem xét áp dụng cụ thể như sau:

Phương án 1: Xử lý bãi thải PG Đình Vũ theo công nghệ tuyển nổi và công nghệ sấy

Quá trình xử lý bãi thải PG Đình Vũ được thực hiện qua 5 giai đoạn chính  sau:

1. Tuyển nổi than làm tăng độ trắng của thạch cao;

2. Tuyển nổi thạch cao: Làm tăng thành phần CaSO4.2H2O và giảm tạp chất có hại dưới mức cho phép;

3. Cô đặc;

4. Sấy về độ ẩm 10% và bay hơi một số chất độc hại;

5. Tái kết tinh, tạo hạt và xuất sản phẩm.

Trong thực tế, hai giai đoạn đầu là tách than trong PG và tách thạch cao ra khỏi tạp chất có hại đều được thực hiện trên một công nghệ đó  là công nghệ tuyển nổi nối tiếp nhau. Vì vậy thực chất của vấn đề xử lý bãi thải PG là công nghệ tuyển nổi và công nghệ sấy.

* Công nghệ tuyển nổi:

Tuyển nổi là kỹ thuật rất thông dụng đã có từ nhiều năm trong lĩnh vực khoáng sản và gần đây được ứng dụng để tách than trong tro xỉ nhiệt điện.

Các quá trình hóa lý xảy ra được mô tả như sau:
 


Chất tập hợp được lựa chọn, đưa vào dung dịch tạo lớp bọc ngoài cho các hạt khoáng vật cần tuyển, như là than ở giai đoạn 1 và thạch cao ở giai đoạn 2. Các hạt khoáng vật này bám vào các bọt khí được tạo ra trong dung dịch nhờ có sự tham gia của chất tạo bọt, nổi lên bề mặt và được gạt ra ngoài. Phần chìm ở giai đoạn 1 là Thạch cao cùng với SiO2 và các tạp chất khác được lấy ra ở giai đoạn 2.

* Công nghệ sấy thạch cao:

Yêu cầu công nghệ:

Độ ẩm đầu vào: < 25%; Độ ẩm đầu ra : < 10%

Quá trình sấy ngoài việc giảm độ ẩm còn để đảm bảo bay hơi các chất độc hại chẳng hạn như P2O5...vì vậy cần kiểm soát nhiệt độ sấy trong lò quay ở mức độ thích hợp để thực hiện được mục tiêu trên.

Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng số 1 năm 2015)

http://ximang.vn


Đánh giá:

lượt đánh giá: , trung bình:



 Bình luận


Mã xác thực không đúng.