Tận dụng phế thải tro bay để chế tạo vật liệu cách âm, cách nhiệt

Kinh tế tuần hoàn

15/02/2024

Tổng hợp vật liệu cao cấp từ tro bay nhằm tận dụng nguồn phế phẩm công nghiệp dồi dào, giải quyết vấn đề ô nhiễm của tro bay tại các bãi chứa đang là xu hướng của các doanh nghiệp cũng như chủ đề nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước. Việc biến tro bay thành vật cách âm, cách nhiệt từ các nhà khoa học của Trường đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã phần nào giải quyết vấn đề ô nhiễm tại các bãi chứa cũng như đem lại giải pháp kinh tế cho các cơ sở sản xuất cớ sản phẩm thải bỏ là tro bay.

Tro bay là bụi khí thải dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy than đá trong các lò hơi của nhà máy nhiệt điện, trong lò quay của nhà máy xi măng, trong lò cao của nhà máy luyện kim, trong lò tunel của các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, trong các lò của hệ thống xử lý rác bằng công nghệ đốt, là phế thải thoát ra từ buồng đốt qua ống khói nhà máy.

Thành phần của tro bay thường chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit, ngoài ra có thể chứa một lượng than chưa cháy. Tro bay gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Tro bay được tận thu từ ống khói qua hệ thống nồi hơi tinh luyện loại bỏ bớt các thành phần than (cacbon) chưa cháy hết và là một loại khoáng hoạt tính pozzolan có thể dùng làm phụ gia cho chế tạo bê tông cường độ cao. Cũng giống như các phụ gia khoáng hoạt tính cho bê tông khác như muội silic, tro bay là một loại pozzolan nhân tạo với thành phần chính tạo hiệu ứng pozzolan là các silic oxit, nhôm oxit chứa trong tro bay.

Để tận dụng tro bay từ các bãi thải, các nhà khoa học tại Trường đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu sử dụng công nghệ sấy thăng hoa, dung môi xanh, cùng chất kết dính thân thiện với môi trường tạo ra vật liệu xây dựng Aerogel và Aerogel composite. Vật liệu xây dựng Aerogel và Aerogel composite này có thể đáp ứng tốt việc cách nhiệt và cách âm. Chi phí sản xuất tro bay aerogel composite (FA aerogel composite) rất thấp, chỉ khoảng 59.000 đồng/m².

Vật liệu xây dựng Aerogel và Aerogel composite siêu nhẹ, có độ bền và đảm bảo cách âm, cách nhiệt đã được sử dụng khá phổ biến trên thế giới

Nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng quy trình tổng hợp vật liệu cao cấp từ tro bay nhằm tận dụng nguồn phế phẩm công nghiệp dồi dào, giải quyết vấn đề ô nhiễm của tro bay tại các bãi chứa, quy trình này đã hoàn thiện sẵn sàng chuyển giao ngay cho doanh nghiệp trong nước.

Điểm mới của đề tài nghiên cứu này là tổng hợp vật liệu Aerogel composite từ tro bay bằng sợi nhựa PET tái chế (rPET).

Sợi rPET có đường kính 30 µm và chiều dài 64 mm được trải trên khuôn, còn hỗn hợp tro bay và dung dịch xanthan gum được đổ vào khuôn và tạo thành hệ gel. Hỗn hợp tro bay/rPET/xanthan gum được gel hóa để hóa rắn toàn bộ chất lỏng (nước) và tiếp tục được sấy thăng hoa để tạo thành Aerogel composite có cấu trúc rỗng xốp.

Quy trình tổng hợp hướng dẫn phương pháp chế tạo vật liệu tro bay Aerogel composite siêu nhẹ, cách âm và cách nhiệt cũng được nhóm nghiên cứu thực hiện chi tiết, giúp doanh nghiệp khi tiếp nhận dễ dàng ứng dụng trong sản xuất ở quy mô công nghiệp.

Theo: Công nghiệp và Môi trường

Tags: