Đây là kết quả của Đề tài: "Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất xi măng alumin sử dụng chất thải công nghiệp làm nguyên liệu" thuộc đề tài độc lập do VIBM thực hiện từ năm 2021 đến 2024.

Tái chế phế thải công nghiệp, tiềm năng to lớn cho ngành vật liệu xây dựng

Cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, số lượng phế thải công nghiệp cũng ngày càng gia tăng cả về chủng loại và khối lượng. Trong đó, nhiều loại chất thải có thể tái chế sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD), như các phế thải oxit nhôm từ quá trình sản xuất nhôm tấm, alumin, dầu mỏ, các loại vỏ nhuyễn thể...

Trong lĩnh vực xây dựng, xi măng alumin phục vụ sản xuất bê tông chịu lửa dùng cho các nhà máy xi măng; đồng thời sử dụng cho các công trình công nghiệp như gang thép, lò hơi nhiệt điện, lò công nghiệp, tường các nhà máy xí nghiệp sản xuất công nghiệp nặng đòi hỏi vật liệu chịu lửa, chịu nhiệt tốt. Ngoài ra, xi măng alumin cũng được ứng dụng rộng rãi để hàn gắn vết nứt của công trình xây dựng; làm chất kết dính cho bê tông chịu nhiệt và chịu lửa tùy theo thể loại cốt liệu; bít nhanh các giếng khoan rò rỉ dầu, khí, nước. Hiện nay, hầu hết xi măng alumin tại thị trường Việt Nam có nguồn gốc chủ yếu nhập khẩu từ Trung Quốc, Pháp và Đức…

Việc nghiên cứu sử dụng phế thải công nghiệp làm nguyên liệu chế tạo VLXD là rất cần thiết trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt như hiện nay. Đây cũng là một trong những hoạt động nhằm hiện thực hóa Chiến lược phát triển VLXD Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050.

Theo số liệu thống kê của Hiệp hội Xi măng Việt Nam năm 2023 cho thấy, xi măng alumin là mặt hàng Việt Nam không sản xuất được, phụ thuộc phần lớn vào nhập khẩu và hiện các nhà máy sản xuất VLXD của Việt Nam khi nhập sản phẩm này về bị đánh thuế nhập khẩu cao. Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới ngày càng quan tâm đến vấn đề sử dụng chất thải công nghiệp, tái chế các nguyên liệu trong sản xuất VLXD. Việc tái chế và sử dụng các phế thải công nghiệp làm VLXD không những góp phần bảo vệ môi trường nhờ việc đồng xử lý chất thải mà còn giúp tiết kiệm tài nguyên, khoáng sản.

Trước nhu cầu cấp thiết trong nước, VIBM đã đề xuất và được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt thực hiện Đề tài: "Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất xi măng alumin sử dụng chất thải công nghiệp làm nguyên liệu".

Xây dựng thành công quy trình công nghệ quy mô thử nghiệm

Xi măng alumin là loại xi măng mác cao, bền trong môi trường sunphat, nhưng đóng rắn nhanh; thời gian bắt đầu đông kết khoảng 30 - 40 phút; thời gian kết thúc đông kết thường sớm hơn 10 giờ. Sau gần 3 năm triển khai thực hiện, VIBM đã nghiên cứu và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất xi măng alumin quy mô thử nghiệm với công suất hơn 10m³ một mẻ, chất lượng thành phẩm xi măng alumin AC50 của Đề tài đã được Trung tâm Kiểm định VLXD - đơn vị kiểm định độc lập thuộc VIBM đánh giá đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7569:2022.

TS. Nguyễn Quang Hiệp, Viện trưởng VIBM cho biết, làm chủ công nghệ sản xuất xi măng alumin là bước tiến quan trọng đóng góp rất lớn cho phát triển kinh tế - xã hội, giảm bớt tiêu tốn ngoại tệ nhập khẩu, bảo vệ môi trường và chủ động nguồn nguyên liệu. Thời gian tới, VIBM sẽ tiếp tục tạo điều kiện tốt nhất để nhóm nghiên cứu thực hiện thành công các mẻ tiếp theo, đảm bảo tiến độ đề tài đặt ra.

Là đơn vị trực tiếp thụ hưởng kết quả đề tài, ông Nguyễn Hải Long, Giám đốc Công ty Cổ phần INA cho biết, công nghệ chuyển giao từ Đề tài cho sản phẩm dễ dàng vận chuyển, đem lại hiệu quả kinh tế cao do chủ động sản xuất theo nhu cầu thực tế của doanh nghiệp. Đồng thời, nguyên liệu để sản xuất xi măng alumin có thành phần là nguồn phế thải công nghiệp nên đóng vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và giảm ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó chủ động đáp ứng nhu cầu của các sản phẩm trong nước, thay thế và cạnh tranh với các sản phẩm nhập khẩu.

Tuy nhiên, theo ông Nguyễn Hải Long, để sản xuất quy mô công nghiệp, trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu cần tiếp tục tham khảo một số dạng lò hiện đại khác nhau như lò tuynel, lò quay để phù hợp nhất với điều kiện kỹ thuật, nguyên liệu đầu vào cũng như số lượng sản xuất.

Thành phẩm xi măng alumin AC50 từ Đề tài.

PGS.TS Lưu Thị Hồng, Chủ nhiệm đề tài cho biết, để giải quyết bài toán sản xuất công nghiệp, nhóm nghiên cứu đã thiết kế, hiệu chỉnh thiết bị, từ đó xử lý được nhiều dạng nguyên liệu phế phẩm công nghiệp đầu vào với các tính chất như độ ẩm, chất lượng, độ đồng nhất...

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục hoàn thiện công nghệ, thiết bị của các công đoạn sản xuất xi măng alumin quy mô công nghiệp, tiến tới đạt mục tiêu cho ra lò 350 tấn xi măng alumin AC50, 100 tấn xi măng alumin AC60, 50 tấn xi măng alumin AC70 đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7569:2022.

Sản phẩm AC50 sau khi được đóng bao.

Bài, ảnh: Kim Bách