Tiềm năng kinh tế từ xỉ thải sau khai thác than
Thứ sáu, 24/04/2015
Song song với sự phát triển kinh tế của đất nước, nhu cầu tiêu thụ nguyên nhiên liệu tăng nhanh đáng kể đặc biệt là nhu cầu sử dụng than. Để đảm bảo khai thác than hiệu quả, Thủ tướng đã ra quyết định 60/QĐ-TTg quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020 trong đó dự kiến sản lượng khai thác 60-65 triệu tấn vào năm 2020, 66-70 triệu tấn vào năm 2025 và trên 75 triệu tấn vào năm 2030.
Song song với sự phát triển kinh tế của đất nước, nhu cầu tiêu thụ nguyên nhiên liệu tăng nhanh đáng kể đặc biệt là nhu cầu sử dụng than. Để đảm bảo khai thác than hiệu quả, Thủ tướng đã ra quyết định 60/QĐ-TTg quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020 trong đó dự kiến sản lượng khai thác 60-65 triệu tấn vào năm 2020, 66-70 triệu tấn vào năm 2025 và trên 75 triệu tấn vào năm 2030.
Thực tế theo khảo sát, trình độ khai thác than của các doanh nghiệp ở Việt nam đạt hiệu suất chưa cao, mức độ cơ giới hóa thấp, tỉ lệ xỉ thải từ các nhà máy tuyển than còn cao. Phân tích toàn bộ quá trình tuyển than, tỉ lệ xỉ thải sau tuyển lên đến 30%1 . Tỉ lệ xỉ thải của các công ty khai thác than được thống kê cụ thể theo bảng 1.
Bảng 1: Sản lượng than khai thác (ROM) và xỉ thải sau quá trình tuyển quặng
Bảng 1: Sản lượng than khai thác (ROM) và xỉ thải sau quá trình tuyển quặng
| TT | Công ty khai thác than | Sản lượng (đơn vị nghìn tấn) | Chất lượng xỉ thải | Lượng xỉ thải sau tuyển (đơn vị nghìn tấn) | ||
| Than ROM | Xỉ thải quá trình sơ tuyển | Kích cỡ (mm) | Tro (%) | |||
| 1 | Mạo Khê | 800 | 45,4 | <70 | 40-60 | 5 |
| 2 | Uông Bí | 650 | 130 | <100 | 40-55 | 40 |
| 3 | Hà Lầm | 600 | 110 | <70 | 45-60 | 80 |
| 4 | Hà Tu | 1000 | 150 | <70 | 45-65 | 150 |
| 5 | Núi Béo | 500 | 80 | <70 | 50-65 | 10 |
| 6 | Cọc Sáu | 1300 | 190 | <100 | 50-65 | 1500 |
| 7 | Đèo Nai | 1400 | 220 | <100 | 50-65 | 3000 |
| 8 | Cao Sơn | 1500 | 110 | <100 | 40-60 | 550 |
| 9 | Khe Chàm | 400 | 60 | <100 | 35-50 | 5 |
| 10 | Dương Huy | 670 | 50 | <100 | 35-55 | 10 |
| 11 | Thống Nhất | 400 | 35 | <100 | 40-60 | 5 |
| Tổng | 9220 | 1930,4 | - | 35-65 | 5355 | |
Nguồn xỉ thải được lưu trữ trong các bãi thải là nguồn gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm xung quanh bãi thải. Trước thực trạng như vậy, tìm ra giải pháp xử lý xỉ thải là một bài toán nan giải đối với các nhà máy tuyển quặng. Theo phân tích thành phần các hợp chất trong xỉ thấy tương tự như đất sét và hoàn toàn có thể sử dụng để làm gạch.
Viện Khoa học công nghệ mỏ đã tiến hành thử nghiệm sản xuất gạch nung từ xỉ thải tại nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai. Quy trình sản xuất gạch thử nghiệm mô tả theo Hình 12:
Kết quả thu được để sản xuất gạch nung từ nguồn xỉ thải hoàn toàn khả thi.
Bảng 2: Kết quả thí nghiệm độ bền của gạch nung
Kết quả gạch sản xuất từ nguyên liệu xỉ thải đạt các chỉ tiêu chất lượng tương đương so với gạch nung từ đất sét mác 75 – 150. Độ hạt càng mịn thì chất lượng gạch càng tốt, mẫu mã gạch càng đẹp. Chất lượng gạch từ xít thải về chỉ tiêu chịu nén, chịu uốn là tương đương so với gạch từ đất sét. Xỉ thải từ nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai có thành phần khoáng chất tương đương so với đất sét nên có thể dùng tốt làm nguyên liệu phục vụ cho sản xuất gạch, vật liệu xây dựng.
Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp gạch nung từ xỉ thải là cần kiểm soát lượng than còn tồn dư trong xỉ thải. Nếu lượng than còn quá lớn, xỉ thải buộc phải được xử lý tách than để tránh hiện tượng làm phồng rộp và giảm chất lượng gạch khi nung. Vì vậy cần thiết phải tách thu hồi than trước khi đưa vào làm nguyên liệu sản xuất gạch, sao cho nhiệt lượng xỉ thải làm gạch dao động trong khoảng 500 – 600 Kcal/kg.
Ngoài công nghệ gạch nung, trên thế giới hiện nay đã tiến hành nghiên cứu công nghệ mới xử lý tận thu nguồn xỉ thải như một nguồn tài nguyên để chế biến gạch không nung. Một chương trình thử nghiệm tại Brazil, nguồn xỉ thải từ việc khai thác than ở các mỏ khoáng có chứa nhiều carboniferous hoàn toàn có thể trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất gạch không nung. Xét thấy nguồn sản phẩm này hoàn toàn có thể khả thi để sản xuất gạch xi măng cốt liệu để lát vỉa hè. Thí nghiệm thực hiện sản xuất gạch không nung thông thường theo tỉ lệ 5,36 kg ximăng, 6,26 kg đất trộn basalt, 14,18 kg cát trộn và tỉ lệ nước/xi măng là 0,39. Khi thực hiện thí nghiệm, xỉ thải sẽ được thay thế cho cát trộn theo các tỉ lệ khác nhau từ 25%, 50%, 75% và 100%. Sau khi kiểm tra độ bền nén, chống mài mòn và hấp thụ nước theo tiêu chuẩn gạch không nung tại nước sở tại cho kết quả hoàn toàn khả quan.
Bảng 3: Kết quả thí nghiệm độ bền gạch không nung theo tỉ lệ trộn khác nhau của xỉ thải trong hỗn hợp trộn 3
Viện Khoa học công nghệ mỏ đã tiến hành thử nghiệm sản xuất gạch nung từ xỉ thải tại nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai. Quy trình sản xuất gạch thử nghiệm mô tả theo Hình 12:
 |
Bảng 2: Kết quả thí nghiệm độ bền của gạch nung
| Ký hiệu mẫu | Độ bền nén, kg/cm2 | Độ bền uốn, kg/cm2 | Độ hút nước, % | Khối lượng thể tích, g/cm3 | Khối lượng riêng, g/cm3 |
| M1 | 87 | 68 | 8,2 | 1,14 | 2,62 |
| M2 | 80 | 72 | 8,4 | 1,10 | 2,60 |
| Gạch từ đất sét M50-M150 | 50-150 | 16-28 | 8-18 |
Kết quả gạch sản xuất từ nguyên liệu xỉ thải đạt các chỉ tiêu chất lượng tương đương so với gạch nung từ đất sét mác 75 – 150. Độ hạt càng mịn thì chất lượng gạch càng tốt, mẫu mã gạch càng đẹp. Chất lượng gạch từ xít thải về chỉ tiêu chịu nén, chịu uốn là tương đương so với gạch từ đất sét. Xỉ thải từ nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai có thành phần khoáng chất tương đương so với đất sét nên có thể dùng tốt làm nguyên liệu phục vụ cho sản xuất gạch, vật liệu xây dựng.
Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp gạch nung từ xỉ thải là cần kiểm soát lượng than còn tồn dư trong xỉ thải. Nếu lượng than còn quá lớn, xỉ thải buộc phải được xử lý tách than để tránh hiện tượng làm phồng rộp và giảm chất lượng gạch khi nung. Vì vậy cần thiết phải tách thu hồi than trước khi đưa vào làm nguyên liệu sản xuất gạch, sao cho nhiệt lượng xỉ thải làm gạch dao động trong khoảng 500 – 600 Kcal/kg.
Ngoài công nghệ gạch nung, trên thế giới hiện nay đã tiến hành nghiên cứu công nghệ mới xử lý tận thu nguồn xỉ thải như một nguồn tài nguyên để chế biến gạch không nung. Một chương trình thử nghiệm tại Brazil, nguồn xỉ thải từ việc khai thác than ở các mỏ khoáng có chứa nhiều carboniferous hoàn toàn có thể trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất gạch không nung. Xét thấy nguồn sản phẩm này hoàn toàn có thể khả thi để sản xuất gạch xi măng cốt liệu để lát vỉa hè. Thí nghiệm thực hiện sản xuất gạch không nung thông thường theo tỉ lệ 5,36 kg ximăng, 6,26 kg đất trộn basalt, 14,18 kg cát trộn và tỉ lệ nước/xi măng là 0,39. Khi thực hiện thí nghiệm, xỉ thải sẽ được thay thế cho cát trộn theo các tỉ lệ khác nhau từ 25%, 50%, 75% và 100%. Sau khi kiểm tra độ bền nén, chống mài mòn và hấp thụ nước theo tiêu chuẩn gạch không nung tại nước sở tại cho kết quả hoàn toàn khả quan.
Bảng 3: Kết quả thí nghiệm độ bền gạch không nung theo tỉ lệ trộn khác nhau của xỉ thải trong hỗn hợp trộn 3
| Đặc tính | Tỷ lệ thay thế cát bằng xỷ thải | ||||
| 0% | 25% | 50% | 75% | 100% | |
| Tỷ lệ nước/xi măng | 0,35 | 0,37 | 0,39 | 0,43 | 0,44 |
| Cường độ nén (Mpa) | |||||
| 7 ngày | 28.1±2.8a | 33±3.4b | |||