Sản xuất cát nhân tạo từ xỉ thải nhà máy luyện gang

Thay vì chôn lấp, công nghệ sản xuất cát nhân tạo do TS Nguyễn Ngọc Trực nghiên cứu có thể tận dụng xỉ gang sản xuất cát dùng để xây dựng.

Sau gần 3 năm nghiên cứu, TS Nguyễn Ngọc Trực, Giám đốc Trung tâm Khoa học Công nghệ và Hỗ trợ đào tạo, Đại học Quốc gia Hà Nội và cộng sự đã phát triển thành công dự án sản xuất cát nhân tạo từ xỉ lò cao nhà máy luyện gang. Mô hình đã bước đầu thành công và thương mại hóa sản phẩm.

Để thực hiện, nhóm nghiên cứu đã xác định 3 hạn chế của xỉ lò cao là khả năng kết dính kém, tính pH và độ góc cạnh cao. Những hạn chế này được khắc phục bằng các sáng kiến công nghệ, trong đó thay thế một phần đặc tính vốn có của xỉ lò cao, hạn chế giãn nở và giảm góc cạnh. Nhóm nghiên cứu cũng thực hiện quy trình dưỡng ẩm bao gồm giảm độ pH trong xỉ lò cao, sử dụng thêm thành phần phụ gia, giảm thiểu nước trộn và tăng độ kết dính để sản xuất cát nhân tạo.

Xỉ lò cao. (Ảnh: NX).

Đặc biệt, công nghệ được thiết kế không phát thải khí CO₂ và các chất độc hại khác ra môi trường mà còn có thể hút lượng CO₂ trong không khí, góp phần giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. "Chúng tôi đã nghiên cứu loại máy nén để hấp thụ khí CO₂ trong không khí, sau đó đưa CO₂ vào dung dịch Axit Carbonic (H₂CO₃) để trung hòa độ pH trong xỉ lò", TS Trực cho biết. Nhờ các kết hợp trong công nghệ này đã giúp thành phẩm cát nhân tạo từ xỉ lò cao có chất lượng và đặc tính có thể thay thế cát tự nhiên trong xây dựng.

Hiện nhóm nghiên cứu bắt đầu phát triển mô hình tại Tuyên Quang, sản xuất cát nhân tạo đưa ra thị trường, đầu tháng 9 đi vào hoạt động. TS Trực mong muốn bước đầu có thể đưa sản phẩm cát nhân tạo vào thị trường nông thôn với giá thành hợp lý. "Tôi sẵn sàng hướng dẫn, chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp, tổ chức có nhu cầu muốn ứng dụng mô hình này", ông Trực nói.

TS Nguyễn Ngọc Trực nhận giải thưởng cho mô hình sản xuất cát nhân tạo. (Ảnh: NX).

Hiện nay, hơn 300 doanh nghiệp sản xuất gang thép (chiếm 30% sản lượng) trên cả nước chưa có hệ thống xử lý xỉ lò cao. Xỉ lò chỉ được chôn và lưu giữ dưới lòng đất nên thải ra lượng CO₂ không nhỏ, tác động xấu tới môi trường và sức khỏe con người.

Số liệu của Vụ Vật liệu Xây dựng năm 2018, Bộ Xây dựng, mỗi năm nhu cầu cát xây dựng cần khoảng 120 triệu m³, trong khi lượng cát khai thác được là 28.985 trệu m³/năm (chỉ đáp ứng được 24,2%). Tình hình này càng làm gia tăng nạn khai thác cát trái phép, ảnh hưởng không nhỏ tới tài nguyên, đe dọa an toàn đê điều và sinh kế người dân. Vì vậy, việc nghiên cứu thành công cát nhân tạo từ xỉ lò cao thay thế cát tự nhiên không chỉ giải quyết được bài toán khan hiếm cát mà còn góp phần tái sử dụng chế thải công nghiệp đồng thời có thể thương mại hóa mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Tại cuộc thi "Chứng minh ý tưởng lần thứ 3: Phụ nữ và nền kinh tế xanh" do Trung tâm Đổi mới sáng tạo ứng phó với biến đổi khí hậu Việt Nam (VCIC) tổ chức vào tháng 6, mô hình của TS Nguyễn Ngọc Trực và cộng sự được Ngân hàng Thế giới, Bộ Khoa học và Công nghệ lựa chọn trao giải "Tiềm năng- Nhóm có tiềm năng thị trường, hướng tới giải quyết thách thức Quốc gia".