Mở đầu
Hàng năm các nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai đang đổ thải đá xít ra biển với khối lượng rất lớn, hàng triệu mét khối/năm. Nhưng quĩ đất trên bờ biển dành cho đổ đá xít là rất hạn chế. Ngành than cần phải sớm tìm giải pháp xử lý nguồn đá xít thải này, hoặc là vận chuyển đổ thải vào bãi thải trong của các mỏ, hoặc sản xuất chế biến đá xít thải thành các loại vật liệu phục vụ cho xây dựng, giao thông.
Mặt khác, trong đá xít thải nhà máy tuyển hiện nay còn chứa 5 - 8% than sạch đang làm vật liệu san lấp đổ lấn biển gây lãng phí tài nguyên, gây nạn khai thác trái phép tận thu than trên bãi thải, gây ô nhiễm môi trường và tệ nạn xã hội.
Theo định hướng phát triển trong những năm tới, tỉnh Quảng Ninh sẽ tiến hành xây dựng nhiều công trình công nghiệp, dân dụng và công cộng, do đó nhu cầu về vật liệu xây dựng sẽ rất lớn, trong đó có gạch xây dựng. Đối với Quảng Ninh nhu cầu về gạch nung hiện nay dự báo khoảng 1.000 triệu viên/năm và còn tiếp tục tăng lên trong những năm tới, nhất là trong điều kiện Thành phố Hạ Long đang trên đà xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng. Hiện nay, năng lực sản xuất gạch trên địa bàn Quảng Ninh mới chỉ đáp ứng được khoảng 70% nhu cầu, số lượng gạch thiếu hụt phải bổ sung từ các địa phương lân cận. Giá thành sản xuất gạch tại Quảng Ninh tương đối cao do nguồn đất sét hiếm.
Hiện nay, nguyên liệu dùng cho sản xuất gạch vẫn chủ yếu là đất sét. Việc khai thác đất sét phục vụ cho sản xuất gạch đã và đang làm giảm quỹ đất cho các ngành công nghiệp, đô thị và nhất là gây tác động môi trường. Để khắc phục tình trạng này, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất gạch nung không dùng than bằng nguồn nguyên liệu đá xít thải thay thế cho nguồn đất sét. Công nghệ này đã đem lại ý nghĩa to lớn cho kinh tế xã hội như tiết kiệm tài nguyên đất, than và nhất là không gây ô nhiễm môi trường.
Trong những năm qua, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ – TKV đã triển khai thành công đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng của nguồn đá xít thải từ các nhà máy tuyển than”, áp dụng kết quả nghiên cứu đã sản xuất thử và đưa vào sử dụng trong xây dựng hơn 23.000 viên gạch từ nguồn xít thải của các nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai. Kết quả kiểm nghiệm và sử dụng đã cho thấy, sản phẩm đạt chất lượng tương đương so với gạch nung từ đất sét. Việc nghiên cứu thành công sản xuất gạch nung từ đá xít thải đã mở ra một hướng tái sử dụng chất thải rắn từ của nhà máy tuyển than.
1. Tổng quan về công nghệ sản xuất đá xít thải làm vật liệu xây dựng trên thế giới
Ngay từ giữa thế kỷ XX, trước áp lực tận thu tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường của bãi thải và các nhà máy tuyển than, các nhà khoa học trên thế giới đã triển khai nghiên cứu các tính chất cơ bản của đá xít, so sánh với đất sét, chế biến sản xuất thử nghiệm gạch từ nguồn đá xít thải có chất lượng tương đương so với gạch sản xuất từ đất sét và có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng cho các công trình xây dựng công nghiệp, giao thông và dân dụng. Do giá thành sản xuất gạch từ đá xít thải là tương đối cao, nhưng để ưu tiên giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, tận thu và tiết kiệm tài nguyên, chính phủ nhiều nước trên thế giới đã ban hành các chính sách hỗ trợ về miễn giảm thuế và khuyến khích sử dụng gạch được sản xuất từ đá xít thải các nhà máy tuyển than.
Ở CHLB Nga: Công nghệ sản xuất gạch từ nguyên liệu đá xít thải đã được áp dụng tại các nhà máy tuyển than Abasebxki, Kaarragandiski, Novokuznheski vùng Luski. Thành phần khoáng vật chủ yếu có trong đá xít thải gồm: SiO2 51,41%; Al2O3 16,36% ; Fe2O3 8,37% và MKN 22,57%. Sản phẩm gạch có độ bền nén 110 - 120 kg/cm2 được cung cấp cho các công ty xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Ở CH Pháp, Occidental Industries (OCI) là Công ty nổi tiếng trên thế giới về chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải. Với nguyên liệu đá xít có thành phần cỡ hạt 0 - 0,5 mm chiếm tỷ lệ hơn 80% và độ tro từ 90 - 92%, sản phẩm gạch được sản xuất theo công nghệ của OCI có độ bền nén đến 300 kg/cm2.
Trung Quốc là nước triển khai áp dụng rộng rãi công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng từ xit thải với khẩu hiệu “sản xuất gạch không cần đất sét, đốt gạch không cần than”. Hiện nay, có 3 Trung tâm lớn chuyên tư vấn chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải mỏ ở Bắc Kinh, Hắc Long Giang và Sơn Đông. Các nhà máy sản xuất gạch từ xít thải nổi tiếng như Hao Tai, Long Quan ở Bắc Kinh có công suất 60 triệu viên/năm. Chất lượng gạch có độ bền nén đạt từ 250 - 300 kg/cm2. Giá thành sản xuất khoảng 0,2 – 0,3 tệ/viên. Đặc điểm thành phần khoáng vật trong nguồn nguyên liệu xít thải được thể hiện trong Bảng 1.
Chi tiết xem tệp đính kèm.