Biện pháp xử lý tro xỉ thải từ các nhà máy nhiệt điện
Để tiết kiệm xi măng trong sản xuất bê tông nặng và bê tông nhẹ có cường độ thấp, có thể ứng dụng tro của các cơ sở luyện kim - loại tro có tỉ diện 200 - 300kg/m2. Khi đưa loại tro này vào vữa bê tông nhẹ hoặc khối xây có thể tiết kiệm tới 25% xi măng. Các tro này cũng được sử dụng khá thành công trong sản xuất vữa lưu động tự lèn.
Kinh nghiệm sử dụng các phụ gia khoáng hoạt tính nhằm tiết kiệm xi măng trong bê tông như tro xỉ tuyển khô từ các nhà máy nhiệt điện, hoặc các phụ gia trên cơ sở đá quặng như oxit silic chẳng hạn, cho thấy một vấn đề: các phụ gia đó cần có những tính chất ổn định, và trước hết cần có khối lượng thể tích và tỉ diện bề mặt tối ưu, nên đòi hỏi việc sàng lọc, tổng hợp giá máy đánh bóng sàn bê tông, lưu trữ và vận chuyển đặc biệt.
Vấn đề xử lý tro xỉ thải từ các nhà máy nhiệt điện có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Hiện nay, lượng chất thải từ các nhà máy nhiệt điện tại các bãi chứa trên toàn Liên bang Nga đã hơn tỉ tấn. Các bãi này chiếm một diện tích đất canh tác đáng kể (xấp xỉ 30 nghìn ha, và trong tương lai không xa còn tiếp tục tăng lên nhiều lần), ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái xung quanh. Do đó, cần áp dụng các biện pháp mạnh mẽ ở cấp Nhà nước và Liên bang để giải bài toán khó này.
Để tiến hành thủy phân tro xỉ, có thể áp dụng các máy tuyển (tuyển ướt bằng máy móc, máy mài đánh bóng sàn bê tông chuyên dụng) - các thiết bị thủy phân các nguyên liệu thành phần hạt nhỏ như cát, cao lanh, trong đó có các máy sàng thủy lực, máy nghiền côn xi lanh thủy lực...
Một dây chuyền công nghệ đã được xây dựng và thử nghiệm thành công tại nhà máy Cheliabinsk, bao gồm nhiều công đoạn, trong đó công đoạn tuyển khô sẽ tách phần than chưa cháy hết và các tạp chất ra khỏi tro. Tro bay được lọc hút chân không nhằm tách nước, giảm độ ẩm chỉ còn từ 15 - 17% có thể làm cốt liệu sản xuất xi măng, bê tông nhẹ: hoặc được đưa vào sấy khô về độ ẩm 0% làm phụ gia bê tông. Hệ thống lò sấy tự động nên vệ sinh môi trường và an toàn sinh thái được bảo đảm tuyệt đối.
Sự phát triển của công nghệ sản xuất bê tông trên cơ sở các chất thải công nghiệp hóa chất và luyện kim đã qua xử lý mở ra cơ hội lớn để tiết kiệm xi măng pooclăng và tiết kiệm nguồn năng lượng sản xuất. Công nghệ này đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật to lớn, do năng lượng tiêu hao, giá thành cũng như các chi phí cơ bản khác giảm nhiều lần. Hơn nữa, hiệu quả xã hội, sinh thái của công nghệ cũng không nhỏ. Trong bối cảnh nước Nga chỉ có các mỏ hạt mịn, khi dùng cho bê tông sẽ tiêu tốn nhiều xi măng, thì ý nghĩa kinh tế của côngnghệ tái sử dụng phế thải trong sản xuất VLXD và bê tông càng được khẳng định.
Một trong những biện pháp khắc phục tình trạng phải nhập khẩu cốt liệu thô của Nga chính là việc sử dụng các chất sau sàng nghiền của các nhà máy khi xử lý đá quặng thành đá dăm. Bên cạnh đó, để duy trì cường độ cho bê tông, cần tuyển (làm giàu) các chất này, kết hợp các chất này trong hỗn hợp với cát hạt mịn và hạt vừa để tối ưu hóa thành phần hạt, kết hợp sử dụng tổng hợp với các phụ gia hóa dẻo - đặc biệt các phụ gia siêu hóa dẻo.
Xử lý nguyên liệu thứ cấp và chất thải làm cốt liệu thô cũng là một nhiệm vụ cấp thiết. Điều này càng cần thiết hơn, bởi khi sử dụng làm cốt liệu thô cho vữa cát - sỏi, nếu nguyên liệu có chất lượng chất, lẫn nhiều tạp chất, lượng xi măng tiêu thụ sẽ tăng lên, đồng thời tuổi thọ của các kết cấu bê tông cốt thép sẽ giảm sút.
Lượng đá dăm được rửa và sàng chỉ đáp ứng 20-30% nhu cầu trong xây dựng của Nga. Do tình trạng khan hiếm đá chất lượng cao, để thay thế các cốt liệu thô tự nhiên có thể ứng dụng hầu hết các xỉ luyện kim. Để sản xuất bê tông, xỉ hạt lò cao vẫn được ứng dụng, giúp nâng cao tuổi thọ của bê tông tới 20% và tiết kiệm tới 15% xi măng.
Các loại chất thải khác như phế phẩm gốm sứ, ván gỗ, mùn cưa... đều có thể sử dụng làm cốt liệu cho sản xuất bê tông. Tuy nhiên, cho dù nguồn chất thải công nghiệp rất lớn, hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên này trong sản xuất VLXD tại Nga còn khá tụt hậu so với nhiều quốc gia khác trên thế giới. Những nguyên nhân cơ bản của vấn đề này là:
- Thiếu một chiến lược có hiệu quả ở cấp quốc gia trong lĩnh vực tiết kiệm tài nguyên và an toàn sinh thái;
- Thiếu cơ chế kinh tế và các điều kiện căn bản (các văn bản pháp lý, các biện pháp ưu đãi cũng như xử phạt) đối với việc đưa chất thải vào quay vòng làm nguyên liệu;
- Còn tồn tại các rào cản liên ngành, liên Bộ;
- Thiếu sự cân đối về đất đai, thiếu sơ đồ phân bố chất thải, tổ chức tính toán, thu gom và phân loại;
- Thiếu cơ sở để chế tạo các thiết bị tuyển và máy móc chuyên dụng khác cho các công đoạn bảo quản, vận chuyển và xử lý chất thải thành các thành phẩm khác nhau ở quy mô lớn;
Ngoài ra, việc sử dụng chất thải trong sản xuất vật liệu tại chỗ phục vụ xây dựng cho các công trình còn có thể giúp giảm giá thành các viên xây bê tông, chỉ bằng 1/5 so với các viên xây có xi măng pooclăng trong thành phần; giảm thiểu sự khan hiếm các vật liệu xây dựng; trong thời gian ngắn giải quyết vấn đề xã hội to lớn vì đã góp phần bổ sung ít nhất 20 triệu m2/năm diện tích sàn nhà giá rẻ tại các vùng nông thôn và các đô thị nhỏ, dựa trên nguồn vốn của chính người dân.
Nhiệm vụ quan trọng nhất của Bộ Phát triển vùng Liên bang Nga là tăng cường nghiên cứu và thông qua các biện pháp mạnh cấp Nhà nước tạo điều kiện hiện thực hóa việc ứng dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp và chất thải ở quy mô lớn trong ngành xây dựng. Để nghiên cứu và thực hiện các biện pháp này cần tập trung chất xám từ các Viện nghiên cứu khoa học cũng như các cơ quan thiết kế hàng đầu của cả nước, song song với việc huy động nguồn tài chính, báo giá máy đánh bóng sàn bê tông - trong đó có cả vốn tư nhân và vốn ngoài ngân sách.
Để tiết kiệm xi măng trong sản xuất bê tông nặng và bê tông nhẹ có cường độ thấp, có thể ứng dụng tro của các cơ sở luyện kim - loại tro có tỉ diện 200 - 300kg/m2. Khi đưa loại tro này vào vữa bê tông nhẹ hoặc khối xây có thể tiết kiệm tới 25% xi măng. Các tro này cũng được sử dụng khá thành công trong sản xuất vữa lưu động tự lèn.
Kinh nghiệm sử dụng các phụ gia khoáng hoạt tính nhằm tiết kiệm xi măng trong bê tông như tro xỉ tuyển khô từ các nhà máy nhiệt điện, hoặc các phụ gia trên cơ sở đá quặng như oxit silic chẳng hạn, cho thấy một vấn đề: các phụ gia đó cần có những tính chất ổn định, và trước hết cần có khối lượng thể tích và tỉ diện bề mặt tối ưu, nên đòi hỏi việc sàng lọc, tổng hợp giá máy đánh bóng sàn bê tông, lưu trữ và vận chuyển đặc biệt.
Vấn đề xử lý tro xỉ thải từ các nhà máy nhiệt điện có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Hiện nay, lượng chất thải từ các nhà máy nhiệt điện tại các bãi chứa trên toàn Liên bang Nga đã hơn tỉ tấn. Các bãi này chiếm một diện tích đất canh tác đáng kể (xấp xỉ 30 nghìn ha, và trong tương lai không xa còn tiếp tục tăng lên nhiều lần), ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái xung quanh. Do đó, cần áp dụng các biện pháp mạnh mẽ ở cấp Nhà nước và Liên bang để giải bài toán khó này.
Để tiến hành thủy phân tro xỉ, có thể áp dụng các máy tuyển (tuyển ướt bằng máy móc, máy mài đánh bóng sàn bê tông chuyên dụng) - các thiết bị thủy phân các nguyên liệu thành phần hạt nhỏ như cát, cao lanh, trong đó có các máy sàng thủy lực, máy nghiền côn xi lanh thủy lực...
Một dây chuyền công nghệ đã được xây dựng và thử nghiệm thành công tại nhà máy Cheliabinsk, bao gồm nhiều công đoạn, trong đó công đoạn tuyển khô sẽ tách phần than chưa cháy hết và các tạp chất ra khỏi tro. Tro bay được lọc hút chân không nhằm tách nước, giảm độ ẩm chỉ còn từ 15 - 17% có thể làm cốt liệu sản xuất xi măng, bê tông nhẹ: hoặc được đưa vào sấy khô về độ ẩm 0% làm phụ gia bê tông. Hệ thống lò sấy tự động nên vệ sinh môi trường và an toàn sinh thái được bảo đảm tuyệt đối.
Sự phát triển của công nghệ sản xuất bê tông trên cơ sở các chất thải công nghiệp hóa chất và luyện kim đã qua xử lý mở ra cơ hội lớn để tiết kiệm xi măng pooclăng và tiết kiệm nguồn năng lượng sản xuất. Công nghệ này đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật to lớn, do năng lượng tiêu hao, giá thành cũng như các chi phí cơ bản khác giảm nhiều lần. Hơn nữa, hiệu quả xã hội, sinh thái của công nghệ cũng không nhỏ. Trong bối cảnh nước Nga chỉ có các mỏ hạt mịn, khi dùng cho bê tông sẽ tiêu tốn nhiều xi măng, thì ý nghĩa kinh tế của côngnghệ tái sử dụng phế thải trong sản xuất VLXD và bê tông càng được khẳng định.
Một trong những biện pháp khắc phục tình trạng phải nhập khẩu cốt liệu thô của Nga chính là việc sử dụng các chất sau sàng nghiền của các nhà máy khi xử lý đá quặng thành đá dăm. Bên cạnh đó, để duy trì cường độ cho bê tông, cần tuyển (làm giàu) các chất này, kết hợp các chất này trong hỗn hợp với cát hạt mịn và hạt vừa để tối ưu hóa thành phần hạt, kết hợp sử dụng tổng hợp với các phụ gia hóa dẻo - đặc biệt các phụ gia siêu hóa dẻo.
Xử lý nguyên liệu thứ cấp và chất thải làm cốt liệu thô cũng là một nhiệm vụ cấp thiết. Điều này càng cần thiết hơn, bởi khi sử dụng làm cốt liệu thô cho vữa cát - sỏi, nếu nguyên liệu có chất lượng chất, lẫn nhiều tạp chất, lượng xi măng tiêu thụ sẽ tăng lên, đồng thời tuổi thọ của các kết cấu bê tông cốt thép sẽ giảm sút.
Lượng đá dăm được rửa và sàng chỉ đáp ứng 20-30% nhu cầu trong xây dựng của Nga. Do tình trạng khan hiếm đá chất lượng cao, để thay thế các cốt liệu thô tự nhiên có thể ứng dụng hầu hết các xỉ luyện kim. Để sản xuất bê tông, xỉ hạt lò cao vẫn được ứng dụng, giúp nâng cao tuổi thọ của bê tông tới 20% và tiết kiệm tới 15% xi măng.
Các loại chất thải khác như phế phẩm gốm sứ, ván gỗ, mùn cưa... đều có thể sử dụng làm cốt liệu cho sản xuất bê tông. Tuy nhiên, cho dù nguồn chất thải công nghiệp rất lớn, hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên này trong sản xuất VLXD tại Nga còn khá tụt hậu so với nhiều quốc gia khác trên thế giới. Những nguyên nhân cơ bản của vấn đề này là:
- Thiếu một chiến lược có hiệu quả ở cấp quốc gia trong lĩnh vực tiết kiệm tài nguyên và an toàn sinh thái;
- Thiếu cơ chế kinh tế và các điều kiện căn bản (các văn bản pháp lý, các biện pháp ưu đãi cũng như xử phạt) đối với việc đưa chất thải vào quay vòng làm nguyên liệu;
- Còn tồn tại các rào cản liên ngành, liên Bộ;
- Thiếu sự cân đối về đất đai, thiếu sơ đồ phân bố chất thải, tổ chức tính toán, thu gom và phân loại;
- Thiếu cơ sở để chế tạo các thiết bị tuyển và máy móc chuyên dụng khác cho các công đoạn bảo quản, vận chuyển và xử lý chất thải thành các thành phẩm khác nhau ở quy mô lớn;
Ngoài ra, việc sử dụng chất thải trong sản xuất vật liệu tại chỗ phục vụ xây dựng cho các công trình còn có thể giúp giảm giá thành các viên xây bê tông, chỉ bằng 1/5 so với các viên xây có xi măng pooclăng trong thành phần; giảm thiểu sự khan hiếm các vật liệu xây dựng; trong thời gian ngắn giải quyết vấn đề xã hội to lớn vì đã góp phần bổ sung ít nhất 20 triệu m2/năm diện tích sàn nhà giá rẻ tại các vùng nông thôn và các đô thị nhỏ, dựa trên nguồn vốn của chính người dân.
Nhiệm vụ quan trọng nhất của Bộ Phát triển vùng Liên bang Nga là tăng cường nghiên cứu và thông qua các biện pháp mạnh cấp Nhà nước tạo điều kiện hiện thực hóa việc ứng dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp và chất thải ở quy mô lớn trong ngành xây dựng. Để nghiên cứu và thực hiện các biện pháp này cần tập trung chất xám từ các Viện nghiên cứu khoa học cũng như các cơ quan thiết kế hàng đầu của cả nước, song song với việc huy động nguồn tài chính, báo giá máy đánh bóng sàn bê tông - trong đó có cả vốn tư nhân và vốn ngoài ngân sách.
