I. Giới thiệu về bã thải thạch cao phốtpho
Bã thải thạch cao phốtpho (PG) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất axit phốtphoric từ quặng apatit. Sự phát sinh của PG đã tạo ra một lượng lớn chất thải, gây áp lực lên môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Tại Việt Nam, hơn 10 triệu tấn PG đang tồn đọng tại các bãi chứa, trong khi mỗi năm có khoảng 3 triệu tấn PG được thải ra từ các nhà máy phân bón. Việc xử lý và tái chế PG trở thành một nhiệm vụ cấp bách nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tận dụng tài nguyên. PG chứa nhiều tạp chất như axit H2SO4, H3PO4 tự do, và các muối phốt phát, làm hạn chế khả năng sử dụng của nó trong sản xuất xi măng. Do đó, nghiên cứu về quy trình xử lý PG để loại bỏ tạp chất và cải thiện tính chất của nó là rất cần thiết.
1.1. Tình hình phát thải và xử lý bã thải thạch cao
Tình hình phát thải PG tại Việt Nam đang ở mức báo động. Các nhà máy sản xuất phân bón như DAP Đình Vũ và DAP Lào Cai thải ra một lượng lớn PG mỗi năm. Việc xử lý PG không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu tái chế cho ngành xây dựng. Tuy nhiên, do sự có mặt của các tạp chất, việc tái sử dụng PG trong sản xuất xi măng gặp nhiều khó khăn. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc phát triển các phương pháp xử lý hiệu quả để loại bỏ tạp chất, nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng cho phụ gia xi măng.
II. Quy trình xử lý bã thải thạch cao phốtpho
Quy trình xử lý bã thải thạch cao phốtpho (PG) bao gồm nhiều bước quan trọng nhằm loại bỏ tạp chất và cải thiện tính chất của PG. Đầu tiên, PG được xử lý bằng axit sunphuric để phá vỡ các liên kết của tạp chất. Sau đó, quá trình trung hòa với CaO hoặc cacbonat hóa với NaOH và CO2 được thực hiện để chuyển hóa PG thành nano/micro CaCO3. Việc thu nhận CaCO3 từ PG không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý của xi măng mà còn tạo ra một sản phẩm có giá trị trong ngành xây dựng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc xử lý PG có thể đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ phốtpho và các tạp chất khác, từ đó nâng cao khả năng tái chế PG.
2.1. Phương pháp xử lý và loại bỏ tạp chất
Phương pháp xử lý PG chủ yếu sử dụng axit sunphuric để loại bỏ các tạp chất như phốtpho và các muối không mong muốn. Sau khi xử lý, PG cần được trung hòa để loại bỏ axit dư thừa, điều này rất quan trọng để đảm bảo không ảnh hưởng đến quá trình thủy hóa của xi măng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các tác nhân axit có thể giúp loại bỏ hiệu quả các tạp chất, tuy nhiên cần phải kiểm soát chặt chẽ để tránh ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
III. Ứng dụng bã thải thạch cao phốtpho trong sản xuất xi măng
Bã thải thạch cao phốtpho sau khi được xử lý có thể được sử dụng làm phụ gia trong sản xuất xi măng. Việc sử dụng PG không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra một nguồn nguyên liệu tái chế có giá trị. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thêm PG vào xi măng có thể cải thiện tính chất cơ lý của sản phẩm, như độ bền nén và khả năng chống thấm. Tuy nhiên, cần phải thực hiện thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa tỷ lệ sử dụng PG trong các công thức xi măng khác nhau, nhằm đạt được hiệu quả tốt nhất.
3.1. Tính chất và hiệu quả của xi măng sử dụng PG
Xi măng được sản xuất từ PG đã qua xử lý cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội so với xi măng truyền thống. Các thử nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng PG có thể làm tăng cường độ nén và độ bền của xi măng. Hơn nữa, PG còn giúp cải thiện khả năng chống thấm và độ ổn định của sản phẩm. Tuy nhiên, cần phải chú ý đến hàm lượng phốtpho trong PG, vì nếu vượt quá giới hạn cho phép sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của xi măng. Do đó, việc kiểm soát chất lượng PG trước khi đưa vào sản xuất là rất quan trọng.
