MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay quá trình công nghiệp hóa ở Việt Nam đang diễn ra mạnh mẽ với sự hình thành, phát triển của các ngành nghề sản xuất, sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng hàng hóa, nguyên vật liệu, năng lượng… làm động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa và đô thị hóa, nhiều loại chất thải khác nhau sinh ra từ các hoạt động của con người đang có xu hướng tăng lên về số lượng. Một trong số đó là chất thải (bã thải) rắn gây ô nhiễm môi trường và chứa đựng nguy cơ tiềm ẩn nguy hại đối với sức khỏe con người cũng như hệ sinh thái.
Vì vậy việc xử lý chất thải rắn là một vấn đề cực kỳ quan trọng. Tuỳ theo thành phần, tính chất, khối lượng chất thải rắn và tuỳ theo điều kiện cụ thể của từng địa phương mà có công nghệ xử lý chất thải rắn thích hợp. Trong đó phương pháp xử lý, tái chế, thu hồi sản phẩm - vật liệu trong chất thải rắn thành nguồn nguyên vật liệu phục vụ cho quá trình sản xuất hoặc ngành công nghiệp khác là một phương pháp được đặc biệt quan tâm. Bởi lẽ xử lý, tái chế không những giải quyết được yêu cầu bảo vệ môi trường mà còn giải quyết yêu cầu kinh tế, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên đang là một vấn đề nóng về môi trường ở Việt Nam.
Bã thải Gypsum (phosphogypsum) được biết đến là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất axit photphoric theo phương pháp ướt. Trong thành phần của nó chiếm chủ là CaSO4.0,5H2O hay CaSO4 khan, dạng canxi sunfat này chủ yếu ở dạng không tan và chứa nhiều tạp chất. Cho nên bã thải phosphogypsum hầu như không có giá trị sử dụng, đã và đang tạo ra những tác động không nhỏ tới sản xuất và sinh hoạt của người dân. Đứng trước tình hình đó, việc tái chế bã thải Gyps thành nguồn nguyên liệu là một vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết.
c 2 Xuất phát từ những lý do trên và sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa Môi trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên dưới sự hướng dẫn của T.S: Nguyễn Đức Thạnh em tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Đánh giá hiệu quả xử lý bã thải Gyps thành thạch cao cho xi măng của công ty CP chế biến thạch cao Duy Nhất, Lào Cai” nhằm đánh giá khả năng xử lý bã thải Gyps thành thạch cao của công ty CP chế biến thạch cao Duy nhất. Mục tiêu của đề tài 1. Mục tiêu chung Đánh giá ảnh hưởng của bã thải gyps đến môi trường và hiệu quả xử lý bã thải Gyps thành thạch cao cho xi măng của công ty CP chế biến thạch cao Duy Nhất từ đó đề xuất một số giải pháp xử lý bã thải gyps. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được chính xác về hiệu quả xử lý bã thải gyps thành thạch cao phụ gia cho xi măng.
- Đề xuất những biện pháp tận dụng bã thải gyps. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: + Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã được học tập và nghiên cứu. + Nâng cao nhận thức, kỹ năng và rút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. + Tích lũy kinh nghiệm cho công việc sau khi ra trường.
- Ý nghĩa trong thực tế: + Đưa ra được đánh giá chung nhất về khả năng xử lý bã thải gyps thành thạch cao. + Đưa ra được đánh giá chung nhất về khả năng xử lý bã thải gyps thành thạch cao + Đưa ra những đánh giá chung nhất về công tác bảo vệ môi trường của công ty c 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2. Khái niệm về thạch cao Thạch cao là khoáng vật trầm tích hay phong hóa rất mềm, với thành phần là muối canxi sulfat ngậm 2 phân tử nước (CaSO4.
Tinh thể hạt, bột. khối lượng riêng 2,31-2,33 g/cm³. Trong đó CaSO4 chiếm 70-79% khối lượng và 21-30% là H2O (Wikipedia, 2016) [11]. + Phân loại: Gyps tồn tại ở trạng thái tự nhiên dưới dạng khoáng chất hoặc sản phẩm phụ của các quá trình sản xuất công nghiệp như sản xuát axit photphoric, axit citric.
Ta có thể phân loại theo nguồn gốc của chúng như sau: Khoáng gyps: khoáng gyps được tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới. ở khu vực Bắc Mỹ, có nhiều lớp trầm tích gyps trải dài từ canada tới Texas – Mỹ và các bang miền tay khác. Về phương diện hóa học, khoáng gyps chủ yếu gồm CaSO4.2H2O, các thành phần khác như cát, hạt sét và các nguyên tố tồn tại dưới dạng vết chỉ chiếm một phần nhỏ. Nguyên tố dạng vết có thể là Bo, Fe, As, Pb và hàm lượng của chúng tùy thuộc vào từng lớp của trầm tích.
Nhìn chung, khoáng gyps an toàn trong sử dụng và là thành phần bổ sung rất tốt cho cây trồng. Sản phẩm phụ từ quá trình tách lưu huỳnh khỏi lò (Flue Gas Desulphurization – FGD). Gyps hình thành từ quá trình tách lưu huỳnh ra khỏi khí lò thải đốt than hoặc các nhiên liệu khác. Hiện nay, riêng tại mỹ có khoảng 20 triệu tân FGD được sản xuất ra hằng năm.
FGD có hàm lượng gyps cao hoặc dễ dàng chuyển hóa thành canxi sunphat, ngoài ra còn có NaCl, MgO, CaCl2, P2O5, c 4 CaCO3, SiO2 và các sản phẩm phụ khác như hợp chất Flo. Hiện Tại chi có khoảng 70% FGD được thu hồi và phần còn lại được lưu trữ tại các vùng trũng hoặc chôn lấp. FGD Gyps có tính tan tốt hơn gyps trong tự nhiên nên nó có hiệu quả khá nhanh đối với việc loại bỏ Al và các muối khác. FGD được sử dụng tốt nhất cho các lớp đất cứng bị phong hóa.
Photpho gyps: sản phẩm phụ của quá trình sản xuất axit photphoric. Các dạng gyps khác. Ngoài ra còn có các dạng gyps khác như gyps “chua” (pickle gyps), titan gyps( sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất TiO2), Flogyps (sản phẩm từ quá trình sản xuất HF từ Fenspat) và nhiều dạng khác (Phạm Văn Thùy, 2015) [5]. Khái niệm bã thải phosphogypsum (Bã thải Gyps) Phosphogypsum là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất photphoric theo phương pháp làm ướt khi cho quặng apatit phản ứng với axit sunfuric.
Trung bình cứ 1 tấn axit photphoric được sản xuất ra, thì ta sẽ thu được 5 tấn phosphogypsum. Hiện nay, phosphogypsum được ứng dụng để sản xuất thạch cao nhân tạo làm phụ gia cho xi măng. - Đặc điểm của bã thải gyps: + Tính chất vật lý: Phụ thuộc vào nhiệt độ được sử dụng khi phân hủy quặng apatit bằng axit sunfuric mà ta có thể thu được các dạng khác nhau của canxi sunfat ( hemihydrat hay dihydrat). Sản phẩm sau khi lọc có độ ẩm 25- 30%.
Với lượng nước tự do như vậy, dạng hemiihydrat nhanh chóng chuyển sang dạng dihydrat. Dạng dihydrat thu được tương đối mềm ở dạng bùn có kích thước hạt <0,075 mm. Các tính chất của dihydrat thu được như khối lượng riêng, độ nén, độ thấm…phụ thuộc vào loại quạng apatit đem phân hủy và quá trình phản ứng. + Tính chất hóa học: c 5 Thành phần của bã thải gyps: pH = 1-4, SiO2 chiếm 10 – 15%, P2O5 chiếm 1- 2%, CaSO4 chiếm khoảng 80% và các tạp chất khác (H3PO4, H2SO4, các hợp chất của Fe, Al) Phosphogypsum có thành phần chính là canxi dihydrat với 1 lượng silica (thường là thạch anh) và không phản ứng với axit phosphoric.
Ngoài ra trong đó có chứa nguyên tố phóng xạ cũng như kim loại nặng phụ thuộc vào loại quặng apatit (Nguyễn Thị Huế, 2015) [4]. Ứng dụng của thạch cao trong đời sống Thạch cao, hiện nay là loại vật liệu được sử dụng khá nhiều trong lĩnh vực trang trí nội thất. Ưu điểm của sản phẩm thạch cao là đa dạng, phong phú đáp ứng những yêu cầu nghiêm ngặt về mỹ thuật, trang chí linh hoạt và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật như: • Có khả năng chống cháy, chịu nước, cách âm và tiêu âm. • Dễ sử dụng, dễ lắp đặt, nhanh gọn, chi phí đầu tư thấp • Không hại sức khỏe và thân thiện với môi trường.
• Bền và nhẹ Ứng dụng làm trần thạch cao: Trần thạch cao hiện là vật liệu được sử dụng khá nhiều trong lĩnh vực trang trí nội thất. Vì vậy, hiểu phân loại và sử dụng đúng cách cho mục đích sẽ mang lại hiệu quả cao cho ngôi nhà. Tấm thạch cao là một trong những vật liệu phổ biến dùng để làm trần hoặc tường nội thất trong xây dựng gia dụng và thương mại.1: Trần thạch cao tại Trung tâm hội Nghị quốc gia +Bề mặt mịn, phẳng, đẹp mắt, dễ dàng trang trí và có độ cứng tốt +Dễ dàng ghép nối các tấm lại với nhau, tường nhà và trần sẽ rất phẳng mịn. Hơn nữa vì để bề mặt của tấm thạch cao mịn lắng hơn tất cả các laoij tường bê tông nên nó tạo cho ngôi nhà một dáng vẻ vượt trội.
+Tấm thạch cao cũng có thể dễ dàng ứng dụng cho các trần nhà và tường có độ cong. +Khà năng cách nhiệt cách âm và tiết kiệm năng lượng - Ứng dụng làm vách thạch cao, tường thạch cao, tấm thạch cao. Thạch cao được dùng để ngăn nhanh các phòng ban làm việc với chi phí thấp, thời gian thi công nhanh, tiện lợi cho việc ngăn và không ngăn. Vách thạch cao, vách trang trí được chế tạo bằng các chất liệu tấm thạch cao, tấm thạch cao kết hợp với hệ thống khung xương và phụ kiện sẽ tạo ra các vách ngăn nghẹ dùng trong xây dựng và trang trí nội thất.
+ Thanh đứng: là thanh chịu lực để đỡ hệ vách ngăn. +Thanh ngang: được liên kết với thanh đứng bằng ri-vê để giúp định vị các thanh chính. c 7 +Tấm thạch cao: được liên kết với thanh đứng và thanh ngang bằng ri-vê hoặc vít để tạo thành vách.2 Tường thạch cao Hình 2.3 Vách thạch cao Lợi ích: +Trọng lượng nhẹ, nhẹ hơn tường gạch truyền thống từ 8-10 lần +Tốc độ thi công nhanh, nhanh gấp 3 - 4 lần so với tường gạch +Tính năng hệ thống cao cấp: chống cháy tới 4h, cách âm đến 80dB và tiết kiệm năng lượng. +Hiệu quả thẩm mỹ cao: bề mặt phẳng mịn, không có vết nứt, dễ dàng hoàn thiện với sơn hoặc giấy.
+Linh hoạt trong tạo và phân chia không gian sống. +Giải pháp kĩ thuật đa dang có thể đáp ứng bất kì yêu cầu nào,công nghệ lắp dựng khô, sạch sẽ, không gấy bẩn cho môi trường (Nguyễn Hường Hảo, 2012) [3]. Cơ sở pháp lý: - Luật Bảo vệ môi trường 2015 số 55/2014/QH13 được Quốc hội nước CHXHCNVN thông qua ngày 1/1/2015.