CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ 1.1 - Qui trình tạo xỉ thải trong sản xuất luyện kim Gang thép giữ một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của nền văn minh nhân loại qua nhiều thiên niên kỷ do chúng được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành nông nghiệp, xây dựng, sản xuất và phân phối năng lượng, chế tạo máy móc thiết bị, sản xuất hàng gia dụng và trong y học, an ninh quốc phòng,… Hiện nay, trên thế giới, thép được sản xuất bằng hai công nghệ chính: Công nghệ lò cao - đúc liên tục và Công nghệ lò điện hồ quang. Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục. Công nghệ luyện thép bằng lò điện hồ quang sử dụng nguyên liệu đầu vào là sắt, thép phế liệu để luyện thép. Để tách các tạp chất có trong thép phế liệu đầu vào, sử dụng vôi và một số chất trợ dung đưa vào lò luyện, quá trình nóng chảy ở nhiệt độ trên 1.600oC xỉ sẽ nổi lên trên, thép lỏng nằm ở lớp phía dưới.
Lớp xỉ được tháo ra khỏi lò, được làm nguội và chuyển sang trạng thái rắn. Khi nguội, xỉ được đưa tới bãi chứa và chuyển đến nhà máy xử lý, tái chế thành các sản phẩm có ích, phần thép trong lò được đúc thành phôi.1 - Quy trình sản xuất thép lò điện hồ quang SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 2 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN Với quy trình như trên, xỉ thép được hình thành như là một “sản phẩm phụ” từ quá trình sản xuất thép trong lò EAF, nó đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ luyện thép vì nó tác động đến quy trình luyện kim và do đó cũng quyết định chất lượng sản xuất thép. Theo công nghệ luyện thép lò điện EAF, cứ mỗi tấn phôi thép được sản xuất sẽ phát sinh xỉ lò khoảng 110-150 kg.2 – Bãi chứa xỉ thải Hình 1.3 – Xỉ thép Thép và xỉ thép đã được sử dụng từ rất lâu đời. Theo Hiệp hội Xỉ thép Châu Âu (Euroslag, 2006), người đầu tiên là Aristotle - Nhà Triết học, Khoa học Hy Lạp cổ đại đã ứng dụng xỉ thép cho các mục đích xây dựng, y tế vào năm 350 trước công nguyên.
Theo dòng thời gian, xỉ thép đã được bắt đầu ứng dụng rộng rãi hơn ở những thế kỷ tiếp theo như: đúc đạn cho súng thần công ở Đức (1589), làm bến cảng ở Anh (1652), sản xuất sợi và bông từ xỉ ở xứ Wales (1840), sản xuất xi măng xỉ ở SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 3 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN Đức (1852), làm bê tông xỉ cốt thép ở Đức và Châu Âu (1892), gạch không nung từ xỉ và đá vôi ở Nhật (1901). Ngày nay, tại Châu Âu, Mỹ và các nước tiên tiến trên thế giới, xỉ thép không được xem là chất thải nếu xỉ đã qua xử lý, tái chế, đồng thời quy định bắt buộc các công ty luyện thép phải tái chế xỉ thép, hạn chế chôn lấp. Các sản phẩm xỉ đã qua xử lý được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp, phát triển giao thông, hạ tầng kỹ thuật, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp xử lý chất thải.2 - Lợi ích của xỉ Trước đây, xỉ thép được xem như là một loại chất thải rắn. Nhưng bây giờ điều này không còn chính xác nữa: xỉ được coi là “sản phẩm phụ” của quá trình sản xuất thép.
Xỉ thép có màu xám đen, khối lượng nặng hơn đá basalt từ 20-25% và có dạng cục như sỏi, đá tự nhiên. Về bản chất, xỉ lò điện tương tự như nham thạch phun trào từ núi lửa. Xỉ thép không phải là chất thải nếu được xử lý, tái chế. Các sản phẩm xỉ đã qua xử lý gồm: Xỉ đã được nghiền thành hạt; Xỉ đã được hóa rắn thành dạng viên hoặc tấm; Xỉ được nghiền, đập, sàng, xay đến kích thước nhất định.4 - Quy trình tái chế xỉ thép thành sản phẩm có ích.
Không những vậy, xỉ thải còn được sử dụng phổ biến cho các công trình như: SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 4 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN Được sử dụng làm cốt liệu chính trong bê tông nhựa nóng, do sức kháng ma sát và đặc tính chống trượt của nó cao. Hình dáng hạt của nó thì tốt hơn so với những cốt liệu có hình dạng tròn, mịn, và dài khác. Được sử dụng làm bê tông nhựa đường, vì hạt xỉ không bị phá vỡ trong quá trình thi công, rải đổ và đầm chặt. Được sử dụng trong các ứng dụng cơ bản như: xây dựng bãi đỗ xe, làm lề đường, và cũng được dùng để làm bờ đê, bờ kè.
Xỉ thải cũng được sử dụng trong nông nghiệp, vì có các khoáng chất như sắt, kẽm, mangan, magie, và molypden là các chất dinh dưỡng cây trồng có giá trị. Xỉ thải còn được dùng để ổn định đất hoặc làm vật liệu cải tạo đất và khắc phục hậu quả nước thải công nghiệp chảy qua.3 – Thống kê số lượng xỉ thải trong nước và trên thế giới: 1.1 – Trong nước Sau năm 2012, có năm nhà máy thép đang hoạt động tại tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu gồm: Nhà máy thép Pomina 2, Pomina 3 (200.000 tấn xỉ/năm), Nhà máy thép Phú Mỹ, Đồng Tiến và Nhà máy thép Fuco phát sinh khoảng 650.000 tấn xỉ thép/năm. Thế nhưng, hiện nay do chưa có phương án tận dụng, xử lý thích hợp nên xỉ thải lại trở thành mối nguy hại lớn đến môi trường. Sở TN&MT tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu cho biết hiện các nhà máy đang hợp đồng chuyển giao xỉ thép cho Công ty TNHH Vật Liệu Xanh (Bà Rịa-Vũng Tàu).
Tuy nhiên, theo báo cáo của Công ty Vật Liệu Xanh, dù đã ký hợp đồng nhưng trong thời gian qua, chỉ có hai nhà máy thường xuyên giao xỉ thép là Pomina 2 và Nhà máy thép Phú Mỹ. Những nhà máy còn lại chuyển giao rất ít, xỉ thép còn lưu giữ xỉ tại nhà máy hoặc đưa đi đâu không rõ. Đầu tháng 6-2013, trong báo cáo gửi Tổng cục Môi trường về tình hình phát sinh chất thải từ các nhà máy thép, Sở TN&MT cho biết số xỉ thép các nhà máy đã SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 5 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN chuyển giao cho Công ty Vật Liệu Xanh khoảng 110. Khối lượng xỉ thép đang lưu giữ tại các nhà máy còn hơn 35.
“Việc lưu giữ xỉ thép tại các nhà máy chưa đúng quy định, xỉ thép còn để ngoài trời, chưa có mái che, nước mưa chảy tràn qua khu vực này chưa được thu gom, xử lý theo quy định… Nhà máy của Công ty Vật Liệu Xanh chưa hoạt động hết công suất dẫn đến khối lượng xỉ phát sinh trên địa bàn tỉnh chưa được xử lý kịp thời, tồn đọng quá lớn, nguy cơ gây ô nhiễm môi trường là khó tránh khỏi” - Sở TN&MT nhìn nhận. Cuối tháng 6-2013, Cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm về môi trường - Bộ Công an (C49) phát hiện nhiều xe chở xỉ thép từ Bà Rịa-Vũng Tàu về đổ trái phép ở địa bàn tỉnh Đồng Nai. Hiện vụ việc đang được tiếp tục xác minh, điều tra làm rõ tình trạng dùng xỉ thép san lấp mặt bằng trái phép ở tỉnh này. Qua tìm hiểu thì có hai cơ sở tái chế đất phế với số lượng lớn nhưng không có giấy phép hoạt động (Công ty Quý Tiến và cơ sở không tên).
Công ty này san lấp trái phép đất thải sau quá trình sàng lấy phế liệu (đất phế thu từ Nhà máy thép Pomina 2). Theo người dân địa phương thì từ năm 2012 đến nay các cơ sở này đã hoạt động nhưng chưa bị kiểm tra, xử phạt.1 – Khối lượng chất thải của 5 nhà máy ở Bà Rịa – Vũng Tàu Dự báo sau năm 2014, mỗi năm Bà Rịa - Vũng Tàu sẽ phát sinh khoảng 100.000 tấn bụi lò luyện thép. Đây sẽ là nguồn chất thải nguy hại có tác động rất lớn đến môi trường nếu không có biện pháp kiểm soát, xử lý chặt chẽ. Nếu cơ quan quản lý môi trường không sớm có giải pháp quản lý nguồn chất thải bụi lò luyện thép thì hiểm họa về môi trường do bụi lò luyện thép gây ra sẽ khó tránh khỏi.
Việc thu hút nhà đầu tư xử lý bụi từ lò luyện thép để xử lý nguồn CTNH SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 6 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN này cũng là lĩnh vực cần được ưu tiên, bởi không chỉ giúp cho các nhà máy thép ổn định sản xuất, tiết kiệm chi phí mà còn tránh được những tác động xấu đến môi trường do bụi thép gây ra.2 – Trên thế giới: Thái Lan: là một trong những nước Đông Nam Á thành công về mặt kinh tế. Giống các nước phát triển khác, mức độ hiệu quả của hệ thống giao thông công cộng là một yếu tố then chốt trong việc phát triển kinh tế Thái Lan. Đóng góp cho việc phát triển giao thông, xỉ thép là nguồn vật liệu thay thế đá tự nhiên sử dụng trong công nghiệp làm đường giá trị mới cho một vật liệu lâu nay vốn bị coi là chất thải, tác nhân gây ra ô nhiễm môi trường. Những năm gần đây nhu cầu các sản phẩm thép ở Thái Lan tăng vọt cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp thép.
Điều này khiến số lượng nhà máy luyện thép mới đi vào hoạt động trở nên nhiều hơn. Nhưng sự phát triển này tạo ra nhiều chất thải. Chất thải thường gặp của ngành công nghiệp luyện thép Thái Lan là xỉ thép. Hiện tại, sản lượng phôi thép tại Thái Lan khỏang 6 triệu tấn/năm Phát sinh khoảng hơn 1 triệu tấn xỉ thép/năm.
Các nhà máy thép tường xuyên đổ xỉ thải qua các vùng lân cận mà không quan tâm đến môi trường. Từ năm 1995, tập đoàn Siam Cemen-thai Group, nhà sản xuất thép lớn nhất ở Thái Lan hợp tác với Edw.Levy, công ty xây dựng và tái chế xỉ thép hảng đầu của Mỹ. Hai công ty cùng xây dựng một nhà máy mới tên là Siam Steel Mill Services để cùng kiểm soát quy trình xử lý chất thải xỉ thép thành vật liệu xây dựng hữu ích. Đặc biệt nhà máy này còn cung cấp xỉ thép như một nguyên liệu chính cho công nghiệp làm đường tại Thái Lan.[4] Nga: 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), SVTH: HUỲNH THÚY PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 7 GVHD: PGS.TRẦN VĂN MIỀN ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái xung quanh.
