Công nghệ thu hồi kim loại có ích trong bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan

Sản xuất bền vững

24/11/2021

Mỗi năm, Việt Nam sản xuất hàng trăm nghìn tấn xỉ giàu mangan bằng lò cao từ quặng sắt mangan. Trong quá trình sản xuất xỉ giàu mangan, hàng nghìn tấn bụi lò cũng được tạo ra với thành phần chủ yếu là các oxyt mangan, oxyt kẽm, oxyt chì, oxyt sắt và một số loại oxyt khác. Tuy nhiên, các nguyên tố kim loại nặng có trong bụi lò như chì, sắt, kẽm, mangan… không chỉ độc hại mà tỷ lệ của chúng trong bụi cũng tương đối cao, do đó cần phải thu hồi những kim loại này.

Hiện nay, bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan vẫn chưa được xử lý tập trung và hiệu quả. Chúng được thu gom lại rồi xuất sang Trung Quốc. Điều đáng nói là trong 2 năm gần đây, chính phủ Trung Quốc không cho nhập khẩu các nguồn phế liệu, khiến lượng phế liệu bụi lò cao luyện xỉ giầu mangan hiện tại phải tích trữ lại, gây khó khăn cho các công ty sản xuất.

“Nguồn phế liệu bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan chứa khá nhiều các nguyên tố có ích như kẽm, chì, mangan và sắt ở dạng oxyt có khả năng thu hồi dễ dàng, phù hợp điều kiện kỹ thuật cũng như công nghệ hiện tại ở Việt Nam. Nếu phải đem chôn lấp lượng phế liệu này ở các bãi thải sẽ gây lãng phí nguồn tài nguyên, đồng thời ảnh hưởng tới môi trường do chúng chứa các kim loại có tính độc hại”, ThS. Nguyễn Hồng Quân giải thích.

Hệ thống lò cao luyện xỉ giàu mangan. Ảnh: Nhóm thực hiện.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong việc thu hồi kim loại, việc nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ thu hồi kim loại có ích trong bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan không phải là thách thức quá lớn đối với ThS. Nguyễn Hồng Quân và các cộng sự. Chỉ trong vòng 1 năm, nhóm nghiên cứu đã làm chủ được quy trình này.

Theo đó, nhóm thực hiện bắt đầu nghiên cứu trên 200 kg bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan được cung cấp bởi Công ty Cổ phần Vương Anh - đơn vị chuyên thu mua bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan. Mẫu sau khi lấy về được đánh tơi, trộn đều, giản lược theo phương pháp chia tư lấy đối đỉnh. Mẫu nghiên cứu sau đó được chia thành các túi nhỏ đều nhau và được bảo quản trong túi đựng mẫu trước khi đem phân tích để xác định các thành phần vật chất.

Trên cơ sở nghiên cứu quá trình thu hồi kẽm và mangan, nhóm tiến hành thí nghiệm ở quy mô lớn hơn trong phòng thí nghiệm nhằm đánh giá sự ổn định của quy trình, tính toán sơ bộ tiêu hao nguyên nhiên vật liệu.

Cũng trong quá trình nghiên cứu, nhóm thực hiện đã tiếp nhận thêm mẫu bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan của Công ty Cổ phần Khoáng sản và Luyện kim Trung Thành (Thái Nguyên). Thành phần hóa học bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan của đơn vị chủ yếu gồm kẽm (37,99%), sắt (2,75%), chì (33,6%), mangan (3,84%) và tạp chất khác.

Lò cao luyện xỉ giàu mangan. Ảnh: Nhóm thực hiện cung cấp.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hòa tách thử 01 mẻ thí nghiệm với quy trình đã xây dựng cho bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan. Kết quả thử nghiệm ở quy mô 3kg/mẻ cho thấy với loại bụi lò của Công ty Cổ phần Khoáng sản và Luyện kim Trung Thành, quy trình công nghệ gần như không thay đổi. “Qua thử nghiệm này cho thấy quy trình công nghệ xử lý bụi lò là ổn định, thu được sản phẩm đạt chất lượng và có thể áp dụng vào xử lý bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan của các nhà máy tại Việt Nam”, ThS. Nguyễn Hồng Quân cho biết.

Từ các thông số kỹ thuật và công nghệ thu hồi từ quá trình nghiên cứu ở quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm và thực nghiệm ở quy mô lớn hơn, nhóm đã xây dựng được quy trình công nghệ xử lý bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan. Nhóm nghiên cứu dự tính, nếu ứng dụng quy trình công nghệ đã xây dựng để xử lý 1.000 kg bụi lò, các sản phẩm chính thu được sẽ gồm có kẽm sunfat với khối lượng ~210 kg, mangan dioxit với khối lượng ~97,5 kg. Ngoài ra còn thu được bã chì với khối lượng ~ 450 kg để cung cấp cho nhà máy luyện chì ở Việt Nam.

Việc nghiên cứu và làm chủ công nghệ thu hồi kim loại có ích trong bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan không chỉ giúp các doanh nghiệp giải quyết được bài toán xử lý nguồn phế liệu tồn đọng mà còn tận thu các kim loại có ích, tiết kiệm tài nguyên trong nước, bảo vệ môi trường.

Quá trình thủy luyện để xử lý thu hồi các kim loại có trong bụi lò cao phát sinh ra thải dạng lỏng và chất thải dạng rắn. Chất thải dạng lỏng (gồm các nguồn nước thải) được xử lý bằng phương pháp chưng cất ở áp suất thấp để thu hồi NH3 quay vòng cho quá trình sản xuất. Phần dung dịch sau khi chưng cất được quay lại quá trình hòa tách. Chất thải dạng rắn được cấp cho các nhà máy sản xuất chì tại Việt Nam.

Có thể nói, quy trình công nghệ thu hồi kim loại có ích trong bụi lò cao luyện xỉ giàu mangan của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim là một công nghệ “xanh” rất hữu dụng.

Nguồn khcncongthuong.vn

Tags: