Thứ Ba, 23/04/2019 - 14:08
1
31/05/2019 13:58

Giải pháp sử dụng xỉ thải từ hoạt động sản xuất Phốt pho Vàng

Trong hoạt động sản xuất phốt pho vàng (P4) sinh ra một khối lượng lớn xỉ thải, lượng xỉ thải này đều tập trung tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai. Hiện nay, xỉ thải phần lớn vẫn đang lưu giữ trong các bãi thải, chiếm dụng diện tích đất tại các nhà máy
 Lượng xỉ thải lớn vẫn tiếp tục được sinh ra hàng năm; trong khi diện tích của các nhà máy trong khu công nghiệp thì không được tăng thêm. Cũng theo quyết định số 452/QĐ-TTg ngày 12/4/2017 của Thủ tướng Chính phủ, mục tiêu chung đến năm 2020, phải xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao đảm bảo đáp ứng lượng tồn trữ tại bãi chứa của từng nhà máy nhiệt điện, nhà máy hóa chất, phân bón nhỏ hơn tổng lượng phát thải của 2 năm sản xuất.
Hiện trạng sản xuất P4 và  khối lượng xỉ thải phát sinh
Hiện nay, Khu công nghiệp Tằng Loỏng trở thành trọng điểm của cả nước về sản xuất phốt pho vàng, đã có 06 nhà máy sản xuất phốt pho vàng. Tổng công suất sản xuất phốt pho vàng theo thiết kế trong KCN Tằng Loỏng hiện nay là 93.800 tấn/năm.
Hoạt động sản xuất phốt pho vàng sinh ra một lượng chất thải rắn (xỉ thải), lượng xỉ sinh ra khoảng 8 đến 11tấn xỉ/tấn phốt pho, tùy thuộc vào chất lượng nguyên liệu ban đầu. Với công suất sản xuất hiện nay khoảng 93.800tấn/năm, sẽ phát sinh ra một lượng xỉ thải khá lớn khoảng 750.000-1.031.000tấn/năm, tương đương 493.684-678.815m3/năm, lượng xỉ thải này đều tập trung tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai. 
Với một lượng thải xỉ hàng năm lớn như vậy, nếu không có các giải pháp quản lý, xử lý triệt để sẽ có thể tác động đến môi trường đất như chiếm dụng đất lớn để làm bãi chứa, xỉ thải phát tán ra ngoài theo gió, nước mưa...        
Hình ảnh khu vực lưu giữ xỉ thải tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng, Lào Cai
Hiện trạng quản lý và xử lý xỉ thải tại các nhà máy P4
Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất phốt pho vàng có quy trình quản lý, lưu giữ xỉ thải tương đối như nhau. Xỉ thải sau khi thải từ lò điện, được làm nguội bằng nước và chuyển ra bãi chứa tập trung. 
Công tác xử lý xỉ thải tại các nhà máy hiện nay chủ yếu được lưu giữ tại bãi chứa. Ngoài ra, một số nhà máy đã cung cấp một phần nhỏ cho các đơn vị làm phụ gia xi măng và sản xuất gạch không nung. 
 Đặc tính hóa lý của xỉ thải
• Thành phần cỡ hạt xỉ phốt pho vàng (mm)
Biểu đồ thành phần cỡ hạt xỉ phốt pho vàng
• Thành phần khoáng vật của xỉ thải
Giản đồ Rơnghen nhiễu xạ của xỉ thải -XRD
Kết quả của mẫu XRD của xỉ phốt pho vàng, cho thấy hầu hết các pha khoáng của xỉ phốt pho là vô định hình. 
Thành phần hóa học của xỉ thải phốt pho vàng   
Theo kết quả phân tích thành phần hóa học của xỉ thải phốt pho vàng cho thấy, thành phần chính của xỉ thải bao gồm CaO và SiO2. Tổng khối lượng thành phần CaO và SiO2 chiếm khoảng 85% khối lượng của xỉ thải
Đề xuất một số giải pháp sử dụng xỉ thải P4
Từ kết quả nghiên cứu về đặc tính hóa lý điển hình và cấu trúc thành phần khoáng của xỉ thải phốt pho vàng, nhóm nghiên cứu đề xuất một số giải pháp sử dụng xý xỉ thải phốt pho vàng.
- Sử dụng xỉ P4 là phụ gia đầy trong sản xuất bê tông đầm lăn. 
Theo kết quả phân tích chỉ tiêu chất lượng của xỉ thải từ sản xuất phốt pho vàng theo TCVN 8825:2011, thấy rằng xỉ thải có thể làm phụ gia đầy trong sản xuất bê tông đầm lăn dựa trên tiêu chuẩn TCVN 8825:2011-Phụ gia khoáng cho bê tông đầm lăn. Trong quá trình sản xuất bê tông đầm lăn, xỉ phốt pho vàng không tham gia vào quá trình hydrat hóa xi măng mà đóng vai trò là cốt liệu làm tốt thành phần hạt và cấu trúc của đá trong xi măng.  
So sánh các chỉ tiêu chất lượng của xỉ P4 so với ngưỡng yêu cầu đối với phụ gia đầy theo TCVN 8825:2011
- Sử dụng xỉ P4 làm phụ gia khoáng cho xi măng
 Kết quả nghiên cứu so sánh các thông số yêu cầu chung với TCVN 6882:2001- Phụ gia khoáng cho xi măng, có các chỉ tiêu chất lượng phù hợp với tiêu chí là phụ gia hoạt tính, hoặc phụ gia đầy cho sản xuất xi măng portland. Vì vậy, có thể ứng dụng xỉ thải trong sản xuất phốt pho vàng làm phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng portland.  
So sánh các chỉ tiêu chất lượng của xỉ P4 so với ngưỡng yêu cầu đối với phụ gia hoạt tính theo TCVN 6882:2001   
So sánh các chỉ tiêu chất lượng của xỉ P4 so với ngưỡng yêu cầu đối với phụ gia đầy theo TCVN 6882: 2001

- Sử dụng P4 trong xử lý môi trường
Xỉ thải P4 đóng vai trò thay thế cho vôi trong xử lý dòng thải axit. Trong xỉ có chứa thành phần chính là CaO, Khi dùng xỉ để lót đáy hồ thải, các ion OH-  được giải phóng sẽ trung hòa ion H+ tạo ra từ dòng thải axit.  
Từ những nghiên cứu về tính chất, thành phần hóa lý của xỉ thải P4, đề xuất sử dụng vật liệu làm kè, đê chắn khu vực có phát sinh dòng thải axit (AMD) như lót đáy và làm đập chắn các hồ thải quặng đuôi của các mỏ quặng sunfua, bã thải phosphogypsum... 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.    H.W.Wang, 1992. The production of calcium silicon fertilizer with yellow phosphorus slag, Henan Chemical Industry.
2.    International Conference on Biological, Medical and Chemical Engineering, 2013.
3.    Lee, A.R, 1974. Blast furnace and steel slag: production, properties and uses. Edward Arnold Ltd,. London.
4.    Walsh, I. D.,1999. The Evaluation and use of slag bound sub-base/roadbase with performance related tests. In: Cabrera, J.G. and Zoorob, S.E., eds. Proceeding of the third European Symposium on Performance and Durability of Bituminous Materials and Hydraulic Stabilised Composites.
Ths. Trần Anh Tấn; CN.Nguyễn Sơn Tùng. Trung tâm Môi trường và Sản xuất sạch
Ý kiến bạn đọc
Click Here To Refresh
Cơ quan chủ quản: Hiệp hội Công nghiệp môi trường Việt Nam
Tạp chí Điện tử Công nghiệp môi trường
Tổng Biên tập: Nguyễn Duy Thái
Giấy phép Báo Điện tử số: 27/GP-BTTTT cấp 23/01/2019 của Bộ Trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông 
Tòa soạn: Bộ Công Thương, số 655 Phạm Văn Đồng, Hà Nội.
Điện thoại: 02432009454 * Email: vietbai@gmail.com