Sau khi tham quan nhà máy sản xuất phốt pho vàng, nhóm tác giả nhận thấy có thể nghiên cứu sử dụ̣ng xỉ thải từ hoạt động sản xuất phốt pho vàng làm phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng thay thế các phụ gia khoáng trong thiên nhiên.
Sản xuất xi măng là một trong những ngành gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là quá trình nung, nghiền xi măng. Nhằm tối ưu hóa sản xuất và các chỉ tiêu kỹ thuật, góp phần cùng xã hội chung tay bảo vệ môi trường, Kỹ sư Nguyễn Ngọc Linh và các cộng sự thuộc Công ty Cổ phần xi măng Vicem Sông Thao đã thực hiện thành công đề tài: “Nghiên cứu, sử dụng xỉ thải từ hoạt động sản xuất phốt pho vàng làm phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh, bảo vệ môi trường”. Đề tài đã vinh dự đạt giải Ba Hội thi Sáng tạo kỹ thuật toàn quốc lần thứ 17.
* Phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng từ xỉ thải
Trước bối cảnh nguồn nguyên liệu, nhiên liệu gốc tự nhiên ngày càng khan hiếm, giá thành ngày càng tăng, việc tìm các nguyên liệu thay thế là vấn đề sống còn của các nhà sản xuất. Tái sử dụng nguồn nguyên liệu thải được xem là một bài toán kinh tế và hiệu quả nhất trong hệ thống quản lý chất thải cũng như thực hiện nội dung kinh tế tuần hoàn.
Kỹ sư Nguyễn Ngọc Linh, chủ nhiệm đề tài cho biết, Khu công nghiệp Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai trở thành trọng điểm của cả nước về sản xuất phốt pho vàng với 6 nhà máy sản xuất phốt pho vàng. Tổng công suất sản xuất phốt pho vàng theo thiết kế trong Khu công nghiệp Tằng Loỏng hiện nay là 93.800 tấn/năm. Hoạt động sản xuất phốt pho vàng sinh ra một lượng chất thải rắn (xỉ thải) khoảng 8 đến 11 tấn xỉ/tấn phốt pho, tùy thuộc vào chất lượng nguyên liệu ban đầu. Với công suất sản xuất khoảng 93.800 tấn/năm, sẽ phát sinh ra một lượng xỉ thải khá lớn khoảng 750.000-1.031.000 tấn/năm, tương đương 493.684-78.815m3/năm. Xỉ thải phần lớn vẫn đang được lưu giữ tại các kho chứa của các nhà máy mà chưa có biện pháp xử lý gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sinh thái.
Giai đoạn cuối năm 2017, Công ty Cổ phần xi măng Vicem Sông Thao và các nhà máy xi măng của Việt Nam hầu hết đều sử dụng nguồn phụ gia khoáng nhân tạo xỉ lò cao làm phụ gia xi măng từ các nhà máy luyện gang vì loại phụ gia này có độ hoạt tính rất cao. Một số nhà máy đem nghiền mịn phục vụ xuất khẩu khiến thị trường xỉ lò cao trở nên khan hiếm, cung không đủ cầu, dẫn đến giá thành rất cao.
Trước thực trạng trên, một số nhà máy xi măng đã chuyển hướng sang dùng xỉ từ các nhà máy nhiệt điện như tro bay, tro đáy, tuy nhiên, loại phụ gia này có độ hoạt tính không cao, tỷ lệ pha phụ gia không bằng xỉ lò cao. Trong khi đó loại xỉ thải sinh ra từ hoạt động sản xuất phốt pho vàng tại Khu Công nghiệp Tằng Loỏng là rất lớn đang được lưu giữ tại các kho chứa của các nhà máy mà chưa có biện pháp xử lý, gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sinh thái.
Hơn nữa, tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu thực tế nào để tái sử dụng nguồn xỉ thải này làm phụ gia sản xuất xi măng do lo ngại trong loại xỉ này có chứa nhiều tạp chất, chưa được coi là một loại phụ gia dùng cho sản xuất xi măng. Sau khi tham quan nhà máy sản xuất phốt pho vàng, nhóm tác giả nhận thấy có thể nghiên cứu sử dụ̣ng xỉ thải từ hoạt động sản xuất phốt pho vàng làm phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng thay thế các phụ gia khoáng trong thiên nhiên, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế cũng như bảo vệ môi trường.
Để triển khai đề tài, theo Thạc sỹ Nguyễn Ngọc Xuân, đồng chủ nhiệm đề tài, bước đầu xỉ thải được đem về phân tích thành phần hóa học tại nhà máy, phân tích từ sự ảnh hưởng của loại xỉ thải bao gồm cả xỉ thải phốt pho (P205) và khí thải có chứa fluor (Flo)... đến các tính chất cơ lý, hóa của xi măng, bê tông đồng thời gửi mẫu đối chiếu tại các đơn vị̣ như Viện Vật liệu xây dựng, Trung tâm chứng nhận phù hợp Quacert Việt Nam… Kết quả cho thấy, loại phụ gia này có hoạt tính rất cao kết quả khả thi theo định hướng làm phụ gia sản xuất xi măng.
*Hiệu quả kinh tế cao
Sau thời gian nghiên cứu, Thạc sỹ Nguyễn Ngọc Xuân nhận định, loại xỉ thải phốt pho vàng có hàm lượng thấp, hoàn toàn có thể sử dụng, tận dụng để làm phụ gia trong sản xuất xi măng, vừa nâng cao chất lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế vừa góp phần đem lại hiệu quả cho môi trường. Với nguồn nguyên liệu lấy từ trong nước, không phải lệ thuộc vào nước ngoài, đầu tư công nghệ không lớn giúp giảm giá thành sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế́ cao, đề tài còn góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên môi trường.
Tiến sỹ Lương Đức Long, nguyên Giám đốc Viện Vật liệu xây dựng đánh giá, đây là đề tài được nghiên cứu, thử nghiệm đầu tiên tại Việt Nam trong việc sử dụng xỉ thải phốt pho vàng vào làm phụ gia cho sản xuất xi măng. Ngoài các chỉ tiêu về chất lượng, hàm lượng chất có hại … đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam, chất lượng sản phẩm xi măng khi sử dụng xỉ thải cũng đảm bảo Quy chuẩn Việt Nam, quốc tế. Đồng thời, yếu tố kỹ thuật được đảm bảo, hiệu quả trong bảo vệ môi trường, có thể áp dụng cho các nhà máy sản xuất xi măng.
Theo ông Nguyễn Quang Huy, Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần xi măng Vicem Sông Thao, hiện kết quả đề tài đã và đang áp dụng thành công vào sản xuất, được Công ty Cổ phần măng Vicem Sông Thao quyết định công nhận là một trong những sáng kiến cải tiến kỹ thuật mang lại hiệu quả kinh tế đặc biệt lớn, góp phần nâng cao thu nhập cho người lao động, xây dựng cho sự phát triển bền vững và lâu dài của Công ty. Cụ thể, kết quả nghiên cứu trên đã giải quyết được khoảng 120.000 tấn phế thải/năm, giá trị làm lợi cho sản xuất của Công ty mỗi năm đạt khoảng 4 tỷ đồng.
Thạc sỹ Nguyễn Ngọc Xuân cho biết thêm, đến thời điểm hiện tại, sản phẩm của đề tài không chỉ xuất bán trong nước mà còn xuất khẩu sang các thị trường nước ngoài như: Philippines, Trung Quốc, Nhật Bản.../.
