Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ ba, 25/01/2022 | 17:56

Thứ ba, 25/01/2022 | 17:56

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 09:14 ngày 01/12/2021

Ứng dụng công nghệ “bê tông” polyme xử lý xỉ thải phopho vàng

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã sử dụng xỉ thải từ các nhà máy sản xuất photpho vàng để sản xuất thành công gạch không nung làm vật liệu xây dựng và lớp lót đường giao thông, giúp giải quyết lượng xỉ thải khổng lồ và bảo vệ môi trường.
Đây là kết quả của nhiệm vụ “Xử lý xỉ thải từ sản xuất photpho vàng (Lào Cai) làm vật liệu không nung, kết cấu nền ứng dụng trong xây dựng, đường giao thông bằng chất kết dính vô cơ không sử dụng xi măng” trong Chương trình nghiên cứu KC.08 của Bộ Khoa học và Công nghệ do TS. Phạm Thị Mai Hương làm chủ nhiệm.
TS. Hương cho biết, để tạo ra 1 tấn photpho vàng từ quặng apatit, nhà máy sẽ cần thải ra đến 9 tấn xỉ thải. Lượng xỉ thải này tích tụ theo năm tháng mà cho đến nay, chưa có giải pháp giải quyết triệt để nào. Một số nhà máy sản xuất photpho thậm chí còn đang đứng trước nguy cơ đóng cửa vì không còn chỗ chứa xỉ thải. Chính vì vậy, TS. Hương cùng các cộng sự của Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội đã quyết định lựa chọn hướng sử dụng xỉ thải photpho vàng làm vật liệu xây dựng, vật liệu không nung không sử dụng xi măng như gạch, lớp lót đường giao thông để giải quyết lượng xỉ thải khổng lồ do các nhà máy sản xuất photpho thải ra.
Khu vực lưu giữ xỉ thải tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng, Lào Cai (Ảnh: https://congnghiepmoitruong.vn/)
Để biến xỉ photpho thành một vật liệu mới, công nghệ được nhóm lựa chọn là công nghệ “bê tông” polyme – một công nghệ không phải quá mới nhưng lại là một vấn đề phức tạp và đến nay hầu như chưa có ai làm.
Sau khi phân tích thành phần của xỉ và thử nghiệm rất nhiều tỉ lệ phối trộn xỉ và khoáng sét khác nhau, nhóm đã nghiên cứu và lựa chọn các mẫu khoáng sét rất rẻ như cao lanh, trường thạch, bentonite có sẵn ở Lào Cai, Phú Thọ, Thanh Hóa để làm chất kết dính. Bên cạnh đó, để sản phẩm không thải ra chất độc hại cho môi trường, nhóm đã sử dụng vôi nhằm “cố định” các thành phần có thể ảnh hưởng đến môi trường của xỉ như photpho, flour, canxi,...
Nhóm nghiên cứu lấy mẫu tại bãi xỉ thải của Công ty cổ phần Nam Tiến (Lào Cai). (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Sau 18 tháng thực hiện, nhóm đã cho ra đời 1400 viên gạch và và hơn 100m2 đường. Sản phẩm gạch có tính thẩm mỹ cao với cường độ chịu nén lên đên 16 mpa - gấp ba lần so với tiêu chuẩn ban đầu mà nhóm đặt ra. Không chỉ vậy, tất cả các tiêu chí khác như độ thấm nước, hút nước, độ cong vênh,... cũng đều đạt tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6477:2016 về Gạch bê tông và tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6355-4:2009 về Gạch xây.
Đáng chú ý, khi ngâm thử nghiệm gạch không nung do nhóm sản xuất trong nước mưa thường, nước mưa axit, nước mặn, và nước mặt ao hồ, sản phẩm gạch vẫn đạt QCVN 07:2009/BTNMT về ngưỡng chất thải nguy hại, không nguy hiểm cho môi trường đất, nước cũng như sức khỏe của con người.
TS. Hương thông tin thêm: “Chi phí cho một viên gạch từ xỉ photpho là 801,3 đồng/viên, trong khi đó gạch bê tông từ mạt đá và xi măng hiện nay là khoảng hơn 900 đồng/viên. Chi phí cho bê tông mác 100 là hơn 88 nghìn đồng và mác 200 là hơn 126 nghìn đồng, cũng rẻ hơn nhiều so với bê tông sử dụng xi măng cùng chất lượng”.
Sản phẩm thử nghiệm đóng rắn từ xỉ thải phốt pho,trường thạch, xút, vôi (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Quan trọng hơn, nếu công nghệ sản xuất vật liệu không nung từ xỉ thải photpho của nhóm nghiên cứu được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn còn giúp giải quyết lượng xỉ thải khổng lồ đã và đang được các nhà máy sản xuất photpho thải ra. Cụ thể, một viên gạch hoặc lớp lót đường mà nhóm tạo ra có tỉ lệ xỉ photpho chiếm đến 80% khối lượng. Như vậy, nếu sản xuất khoảng một triệu viên gạch sẽ tiêu thụ đến hơn 1880 tấn xỉ, và nếu làm lớp lót đường giao thông dày 0,4 – 0,5m sẽ tiêu thụ hết từ 5600 đến 7060 tấn xỉ cho mỗi km đường rộng 8,0m.
Có thể nói, giải pháp mới của TS. Phạm Thị Mai Hương và các cộng sự trường ĐH Công nghiệp Hà Nội không chỉ có tiềm năng giải quyết được triệt để một lượng xỉ thải rất lớn mà đồng thời còn có thể đem lại một nguồn nguyên liệu mới cho hoạt động sản xuất và xây dựng.
Bích Phương