Trong quá trình phát triển công nghiệp, Việt Nam đang phải đối mặt với lượng lớn phế thải phát sinh từ các ngành sản xuất trọng điểm như phân bón và nhiệt điện. Đáng chú ý, thạch cao từ nhà máy sản xuất phân bón DAP và thạch cao FGD ( phụ phẩm từ hệ thống khử lưu huỳnh khí thải tại các nhà máy nhiệt điện than) đang ngày càng gia tăng về khối lượng, gây áp lực lớn lên công tác quản lý môi trường và sử dụng đất cho các bãi thải. Do đó, việc nghiên cứu tái sử dụng các loại phế thải này làm nguyên liệu cho ngành vật liệu xây dựng không chỉ mang ý nghĩa kinh tế mà còn góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững và kinh tế tuần hoàn.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn nêu trên, ThS. Trịnh Thị Châm cùng các cộng sự tại Viện Vật liệu xây dựng đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng thạch cao từ nhà máy phân bón DAP và thạch cao FGD làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao thông thường”. Đề tài hướng tới việc đánh giá khả năng tận dụng các nguồn thạch cao nhân tạo trong nước, qua đó giảm phụ thuộc vào thạch cao tự nhiên, đồng thời góp phần giải quyết bài toán môi trường do tồn đọng phế thải công nghiệp.

Sử dụng phế thải công nghiệp phosphogypsum làm vật liệu xây dựng (Ảnh minh hoạ)

Theo nhóm nghiên cứu, thạch cao từ quá trình sản xuất phân bón DAP thường được gọi là phosphogypsum, và thạch cao FGD có thành phần khoáng cơ bản tương đồng với thạch cao tự nhiên, song vẫn tồn tại những đặc điểm riêng về tạp chất, độ tinh khiết và tính ổn định chất lượng. Đây chính là nguyên nhân khiến việc sử dụng trực tiếp các nguồn thạch cao này trong sản xuất tấm thạch cao còn gặp nhiều rào cản. Vì vậy, mục tiêu trọng tâm của đề tài là nghiên cứu các giải pháp xử lý phù hợp, nhằm nâng cao chất lượng thạch cao nhân tạo để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm vật liệu xây dựng.

Quá trình nghiên cứu cho thấy phosphogypsum từ nhà máy phân bón DAP không phải là chất thải nguy hại theo quy định hiện hành, tuy nhiên cần được xử lý nhằm kiểm soát hàm lượng các chất hòa tan như P₂O₅, ion florua, silica cũng như điều chỉnh độ pH và độ trắng của nguyên liệu. Các phương pháp xử lý hóa học kết hợp với xử lý vật lý đã được nhóm nghiên cứu khảo nghiệm nhằm cải thiện chất lượng thạch cao. Kết quả cho thấy, việc xử lý là điều kiện tiên quyết để phosphogypsum có thể trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất tấm thạch cao thông thường.

Đối với thạch cao FGD, thách thức lớn nhất nằm ở sự không đồng đều về chất lượng khi thu gom trực tiếp từ bãi thải của các nhà máy nhiệt điện. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, phân tích đặc tính vật lý và hóa học của thạch cao FGD, từ đó đề xuất quy trình xử lý nhằm loại bỏ tạp chất, kiểm soát kích thước hạt và nâng cao tính ổn định của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất. Kết quả nghiên cứu khẳng định rằng, sau khi được xử lý phù hợp, thạch cao FGD hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao.

Trên cơ sở nguồn nguyên liệu đã qua xử lý, đề tài đã triển khai sản xuất thử nghiệm tấm thạch cao thông thường ở quy mô phòng thí nghiệm. Sản phẩm thu được đã được kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý theo tiêu chuẩn quốc gia hiện hành và cho kết quả đáp ứng yêu cầu chất lượng. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã sản xuất thành công khoảng 50 mét vuông tấm thạch cao sử dụng thạch cao FGD, qua đó chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng phế thải công nghiệp trong sản xuất vật liệu xây dựng.

Không dừng lại ở kết quả thử nghiệm, đề tài còn xây dựng bộ chỉ dẫn kỹ thuật cho việc sử dụng thạch cao từ nhà máy phân bón DAP và thạch cao FGD trong sản xuất tấm thạch cao thông thường. Đây là cơ sở quan trọng để các doanh nghiệp vật liệu xây dựng có thể tham khảo, từng bước mở rộng quy mô ứng dụng trong thực tiễn sản xuất.

Thành công của đề tài không chỉ thể hiện ở giá trị khoa học và công nghệ mà còn ở đóng góp thiết thực cho mục tiêu phát triển bền vững. Việc tận dụng các nguồn phế thải công nghiệp làm nguyên liệu sản xuất giúp giảm áp lực khai thác tài nguyên thiên nhiên, hạn chế diện tích bãi thải, giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường đất và nước, đồng thời mang lại giá trị gia tăng cho chuỗi sản xuất công nghiệp. Đây cũng là hướng đi phù hợp với xu thế kinh tế tuần hoàn, trong đó chất thải của ngành này trở thành đầu vào của ngành khác.

Phạm Hùng