Trao đổi thảo luận về “Công nghệ, thiết bị xử lý và ứng dụng của phốt phát thạch cao”

Tình hình ứng dụng phốt phát thạch trong nước hiện nay: Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành phân bón phốt pho tại Trung Quốc, lượng phốt phát thạch – sản phẩm phụ của quá trình sản xuất này – cũng tăng lên một cách chóng mặt. Việc nâng cao tỷ lệ sử dụng có hiệu quả phốt phát thạch không chỉ là vấn đề cấp bách mà ngành phân bón phốt pho cần giải quyết, mà còn là nhiệm vụ cần được các cơ quan chức năng, các đơn vị nghiên cứu khoa học và các doanh nghiệp liên quan chú trọng giải quyết ngay lập tức. Canxi photphat là chất thải rắn được tạo ra trong quá trình sản xuất phân bón photphat và axit photphoric; cứ mỗi 1 tấn axit photphoric được sản xuất thì sẽ có khoảng (4,5–5) tấn canxi photphat được tạo ra. Thành phần chính của canxit photphat là canxi sunfat (CaSO4˙2H2O). Ngoài ra, nó còn chứa một lượng nhỏ các tạp chất khác như quặng photpho chưa bị phân hủy hoàn toàn, flo hóa chất, axit photphoric, chất hữu cơ, các chất không tan trong axit, và các hợp chất sắt – nhôm. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành phân bón phốt pho đậm đặc và ngành công nghiệp photphat tại nước ta, lượng thạch photphat phát sinh từ quá trình sản xuất cũng tăng lên một cách đáng kể. Hiện nay, lượng phốt phát thải ra mỗi năm ở nước ta đã lên tới khoảng 50 triệu tấn. Do những hạn chế trong công nghệ tái chế nguồn tài nguyên này, lượng phốt phát tích tụ lại đã vượt quá 200 triệu tấn. Tại trong nước, phốt phát thạch vẫn chưa có cách sử dụng hiệu quả; phần lớn chúng bị chất đống, điều này vừa chiếm dụng diện tích đất, vừa lãng phí tài nguyên. Các chất axit và các chất độc hại có trong phốt phát thạch dễ gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Rõ ràng, đã đến lúc cần phải xử lý phốt phát thạch một cách triệt để; nếu không, điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự hòa hợp giữa con người, môi trường và xã hội, cũng như việc bảo vệ đất nước. Đồng thời, điều này cũng gây ra những tổn thất khó lường cho sự tồn tại và phát triển của các doanh nghiệp. Việc xử lý an toàn chất thải canxi photphat đã trở thành một “rào cản” ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của các doanh nghiệp sản xuất phân bón phốt pho. Việc tận dụng triệt để chất thải canxi photphat sẽ là chìa khóa giúp ngành công nghiệp phân bón phốt pho phát triển bền vững. Bài viết này phân tích từng khía cạnh của những vấn đề tồn tại trong việc sử dụng toàn diện phốt phát thạch cao, cũng như các ứng dụng của nó trong việc tái chế tài nguyên. Đồng thời, bài viết đưa ra một số gợi ý nhằm tận dụng tối đa phốt phát thạch cao. Tình hình sử dụng toàn diện phốt phát thạch cao tại nước ta: Theo các số liệu chưa đầy đủ, hiện mức độ sử dụng phốt phát thạch cao trong nước ta vào khoảng 10.000 tấn/năm, tức là khoảng 10 triệu tấn mỗi năm. Con số này vẫn thấp hơn mức độ sử dụng thạch cao từ quá trình khử lưu huỳnh. Trong đó, sản lượng thạch cao dùng trong xây dựng khoảng 2800kt/năm; sản lượng chất làm chậm quá trình đông cứng xi măng khoảng 2500kt/năm; sản lượng khối bê tông thạch cao và gạch thạch cao khoảng 1600kt/năm. Thạch cao cũng được sử dụng làm vật liệu lấp đầy với sản lượng khoảng 1500kt/năm, hoặc dùng làm chất cải tạo đất với sản lượng tương tự. Ngoài ra, thạch cao còn được dùng để sản xuất các sản phẩm hóa chất như axit sunfuric và các hợp chất liên quan, với sản lượng khoảng 100kt/năm. Hiện nay, những vấn đề chính trong việc tận dụng toàn diện phốt phát thạch cao ở nước ta bao gồm các khía cạnh sau. (1) Phốt phát thạch chứa nhiều tạp chất, chi phí sử dụng cao. Thạch canxi photphat chứa các chất axit như photphoric acid và sulfuric acid, khiến giá trị pH của nó thấp, từ đó gây ăn mòn các thiết bị sản xuất. Đồng thời, các chất như phốt phát, flo hóa chất có trong canxi photphat cũng gây ảnh hưởng xấu đến các sản phẩm được chế tạo từ nó. Do đó, canxi photphat phải trải qua các quy trình xử lý như làm sạch và loại bỏ tạp chất trước khi có thể được sử dụng ở các bước tiếp theo. Trong quá trình sử dụng thạch canxi photphat, sẽ xảy ra ô nhiễm thứ cấp; do đó cần có các thiết bị bảo vệ môi trường để đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Chi phí đầu tư và vận hành các thiết bị này khá cao. (2) Sự phát triển giữa các khu vực còn chưa cân đối; việc tận dụng phốt phát thạch một cách toàn diện vẫn ở mức thấp trong thời gian dài. Do sự phân bố các nguồn tài nguyên và khoảng cách vận chuyển, tình hình phát sinh, lưu trữ và sử dụng toàn diện canxit phốt pho ở các khu vực khác nhau có sự chênh lệch khá lớn. Việc thải và lưu trữ canxit phốt pho chủ yếu diễn ra tại các vùng sản xuất phân bón phốt pho như Vân Nam, Quý Châu, Tứ Xuyên, Hồ Bắc và An Huy. Trong khi đó, nhu cầu sử dụng canxit chủ yếu tập trung ở các khu vực có sản lượng xi măng cao, tức là các tỉnh thành phía Đông của Trung Quốc – những nơi có nền kinh tế phát triển. Do ảnh hưởng của bán kính vận chuyển, các khu vực sử dụng nhiều thạch cao gặp tình trạng cung không đủ cầu, trong khi các khu vực có lượng thạch cao thải ra lớn lại buộc phải tích trữ một lượng lớn chúng. (3) Hệ thống tiêu chuẩn chưa hoàn thiện. Một mặt, thiếu các tiêu chuẩn dành cho phốt phát thạch để sản xuất các vật liệu xây dựng khác nhau, điều này gây cản trở việc ứng dụng phốt phát thạch trong nhiều lĩnh vực vật liệu xây dựng. Mặt khác, do thiếu các tiêu chuẩn liên quan đến việc sử dụng toàn diện phốt phát thạch cao, nên người ta chỉ có thể tham khảo các tiêu chuẩn tương tự khác. Điều này khiến mức độ được chấp nhận trên thị trường của phốt phát thạch cao khá thấp, từ đó gây khó khăn trong việc sử dụng nó ở quy mô lớn. (4) Sản lượng thạch cao tự nhiên của nước ta khá lớn, điều này hạn chế việc sử dụng thạch cao từ quá trình tinh chế phốt phát. Năm 2010, sản lượng thạch cao tự nhiên của Trung Quốc là 45.000 nghìn tấn. Các khu vực có sản lượng thạch cao cao nhất là Sơn Đông, Hồ Nam, Hồ Bắc, Giang Tô và An Huy. Việc khai thác và sử dụng quá mức thạch cao tự nhiên không chỉ phá hủy môi trường tự nhiên, mà còn chiếm lấy thị trường của thạch cao được sản xuất như sản phẩm phụ trong công nghiệp. So với mức tỷ lệ sử dụng toàn diện cao của canxi sunfat phát sinh từ các ngành công nghiệp phát triển ở nước ngoài, việc ứng dụng canxi sunfat phốt pho tại Trung Quốc còn gặp nhiều khó khăn (ví dụ, ở Mỹ tỷ lệ này đạt 35%, còn ở Nhật Bản thì gần như đã đạt 100%). Ứng dụng của phốt phát thạch cao trong công nghiệp 3.1 Sử dụng phốt phát thạch cao làm chất làm chậm quá trình đông kết của xi măng Hiện nay, ở Trung Quốc, chất làm chậm quá trình đông kết xi măng chủ yếu được sản xuất từ thạch cao tự nhiên và thạch cao sau quá trình tách lưu huỳnh. Kèm theo sự tăng trưởng về sản lượng xi măng, nhu cầu về chất làm chậm quá trình đông kết xi măng trong nước cũng ngày càng tăng. Việc chi phí khai thác các mỏ thạch cao tự nhiên tăng lên, cùng với sự suy giảm số lượng các mỏ thạch cao chất lượng cao, đã tạo điều kiện thuận lợi để sử dụng thạch cao từ quá trình sản xuất phốtphat làm chất làm chậm quá trình đông kết của xi măng. Hiện nay, lượng phốt phát thạch được sử dụng làm chất làm chậm quá trình đông kết xi măng trong nước vào khoảng 6 triệu tấn mỗi năm. Trong khi đó, vào năm 2012, nhu cầu về chất làm chậm quá trình đông kết xi măng trong ngành sản xuất xi măng của Trung Quốc vào khoảng 90 triệu tấn. Ngay cả khi toàn bộ công suất sản xuất chất làm chậm quá trình đông kết xi măng từ phốt phát thạch được khai thác hết, thì lượng này cũng chỉ chiếm khoảng 7,4% tổng nhu cầu về chất này mà thôi. Có thể thấy, phốt phát thạch cao có triển vọng rất lớn trong vai trò chất làm chậm quá trình đông kết của xi măng. Hiện nay, quy mô lớn nhất của một dây chuyền sản xuất chất làm chậm quá trình đông kết xi măng từ phốt phát thạch tại trong nước là 800kt/năm. Vấn đề lớn nhất khi sử dụng thạch phốt phát làm chất làm chậm quá trình đông kết của xi măng, đó là các tạp chất có trong thạch phốt phát sẽ ảnh hưởng đến thời gian đông kết của xi măng, khiến độ bền của nó giảm sút. Do đó, cần phải tiến hành xử lý làm sạch và loại bỏ tạp chất khỏi canxi photphat; yếu tố quan trọng nhất là loại bỏ các chất có tính axit như phốt pho và flo ra khỏi canxi photphat. Các quy trình làm sạch và loại bỏ tạp chất thường được sử dụng hiện nay bao gồm rửa nước, trung hòa, sấy khô và nung chảy. Trong tương lai, cần nỗ lực nâng cao chất lượng thạch canxi photphat, đồng thời giảm chi phí sản xuất khi sử dụng thạch canxi photphat làm chất làm chậm quá trình đông kết trong xi măng. Điều này sẽ giúp thúc đẩy việc sử dụng thạch canxi photphat thay thế cho thạch canxi tự nhiên và thạch canxi từ quá trình khử lưu huỳnh làm chất làm chậm quá trình đông kết trong xi măng. 3.2 Sử dụng canxi sunfat phốt phát để chế tạo khối gạch bằng thạch cao: Cũng giống như thạch cao tự nhiên và thạch cao sau quá trình tách lưu huỳnh, thành phần chính của canxi sunfat phốt phát vẫn là CaSO4˙2H2O. Việc sử dụng thạch cao phốt phát để chế tạo vật liệu xây dựng như khối thạch cao và gạch thạch cao không gặp vấn đề gì về mặt kỹ thuật. Hơn nữa, độ bền, khả năng chịu lực và độ thoáng khí của các sản phẩm này đều vượt trội hơn so với gạch đất sét và gạch xi măng truyền thống. Hiện nay, tổng công suất sản xuất các khối gạch làm từ phốt phát thạch cao tại trong nước vào khoảng 5,0×106 m²/năm. Trong số đó, dây chuyền sản xuất có quy mô lớn nhất thuộc về công ty Hefei Jinlong New Environmental Protection Building Materials Co., Ltd., với công suất 1,5×106 m²/năm ； Khả năng sản xuất gạch thạch cao từ phốt phát thạch cao vào khoảng 2,0×10^9 khối/năm. Quy mô lớn nhất trong số các nhà máy sản xuất này là công ty Guizhou Kailin (Group) Co., Ltd. Cần tiếp tục hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn liên quan đến việc sử dụng toàn diện phốt phát thạch cao phát sinh trong quá trình công nghiệp, đồng thời đẩy nhanh việc xây dựng và chỉnh sửa các tiêu chuẩn liên quan đến phốt phát thạch cao cũng như các sản phẩm và ứng dụng từ nó. (4) Trong tương lai, cần tích cực khuyến khích việc sử dụng canxi sunfat như chất làm chậm quá trình đông kết của xi măng, cũng như trong việc sản xuất các vật liệu xây dựng mới như tấm thạch cao dùng để ốp tường, khối bê tông thạch cao, và hồ vữa thạch cao. Cần khuyến khích mạnh mẽ việc sử dụng toàn bộ phốt phát thạch cao làm nguyên liệu trong các dự án sản xuất tấm thạch cao dùng để ốp tường, với công suất mỗi dây chuyền từ 3,0×107 m2/năm trở lên. Ngoài ra, cũng cần khuyến khích việc xây dựng hoặc cải tạo các dây chuyền sản xuất khối thạch cao, với công suất mỗi dây chuyền từ 3,0×105 m2/năm trở lên. Các dự án sản xuất vật liệu xây dựng từ thạch cao như bột thạch cao dùng để trát tường hay keo dán, với công suất mỗi dây chuyền từ 100 kt/năm trở lên, cũng cần được khuyến khích. Đồng thời, cần khuyến khích việc xây dựng các dây chuyền sản xuất bột thạch cao có độ bền cao, với công suất mỗi dây chuyền từ 50 kt/năm trở lên. Cuối cùng, cần khuyến khích việc xây dựng các dây chuyền sản xuất bột thạch cao dùng trong xây dựng, với công suất mỗi dây chuyền từ 1000 kt/năm trở lên. (5) Phát triển một loạt các công nghệ chung quan trọng, như công nghệ làm sạch canxi sunfat với chi phí thấp và hiệu suất cao, công nghệ tạo ra vật liệu kết dính dùng để lấp đầy mỏ với chi phí thấp và hiệu suất cao từ canxi sunfat chất lượng thấp, cũng như các công nghệ quan trọng để cải tạo đất bằng canxi sunfat phát sinh từ quá trình sản xuất công nghiệp. (6) Chủ động nghiên cứu và phát triển các công nghệ xử lý thạch canxi photphat bằng phương pháp hóa học. Đồng thời, thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến như sử dụng thạch canxi photphat với mức tiêu thụ năng lượng thấp để sản xuất axit sunfuric và xi măng; hoặc sử dụng nó để sản xuất canxi oxit và axit sunfuric, từ đó tạo ra canxi cacbonat; hoặc sử dụng nó để sản xuất kali sunfat cùng amoni clorua hoặc phân bón hỗn hợp NPK có chứa nguyên tố clo. (7) Yếu tố then chốt trong việc sử dụng toàn diện phốt phát thạch vẫn là **sự hỗ trợ từ chính sách**. Cần có những biện pháp hỗ trợ thông qua các chính sách về tài chính, thuế khóa, năng lượng, nhằm giúp các doanh nghiệp có lợi nhuận hoặc ít nhất cũng đảm bảo được mức lợi nhuận cơ bản khi sử dụng phốt phát thạch. Đề nghị miễn thuế giá trị gia tăng đối với các vật liệu xây dựng, sản phẩm hóa chất được sản xuất từ thạch canxi photphat, hoặc áp dụng chính sách hoàn thuế ngay khi nộp thuế. 5. Kết luận: Do sự chênh lệch về mặt công nghệ và mức sống của người dân, việc tận dụng triệt để phốt phát thạch ở nước ta vẫn còn khá tụt hậu. Hiện nay, phốt phát thạch được thải ra trong quá trình sản xuất của hầu hết các doanh nghiệp hóa chất phốt pho vẫn chưa được tận dụng một cách hiệu quả. Điều này không chỉ gây lãng phí tài nguyên và chiếm dụng đất đai, mà còn gây ô nhiễm môi trường. Việc khai thác và sử dụng chúng một cách toàn diện đã trở thành việc cấp bách. Sử dụng canxi phốtphát có thể tạo ra các sản phẩm hóa chất có giá trị gia tăng cao và được sử dụng rộng rãi như vật liệu xây dựng, phân bón, từ đó biến rác thải thành tài nguyên quý giá. Do đó, rất cần phải tăng cường công tác nghiên cứu và phát triển nhằm tận dụng hiệu quả nguồn phốt phát thạch.

Bài viết này cuối cùng được chỉnh sửa bởi gyt0731 vào ngày 13-12-2016 lúc 11:26 :) Tôi đang thu thập các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến việc ứng dụng phốt phát thạch (cả trong nước và quốc tế) (xin xem link: http://bbs.hcbbs.com/thread-1651393-1-1.html). Mong mọi người có thể bổ sung thêm thông tin nào khác không? Xét về các tiêu chuẩn kỹ thuật, việc ứng dụng thạch cao phốt phát (dùng để sản xuất tấm thạch cao, khối xây dựng, gạch, bột) đã diễn ra hơn 20 năm nay; cho đến nay, những đánh giá về nó vẫn còn trái chiều. Có vẻ như việc ứng dụng phốt phát thạch gặp phải nhiều trở ngại về mặt tâm lý cũng như các vấn đề khác, tạo ra những ảnh hưởng tiêu cực khó có thể giải thích được. Với lượng phốt phát thạch hiện có là 300 triệu tấn, và lượng tăng thêm hàng năm là 80 triệu tấn, trên mạng có rất nhiều bài báo về các thành tựu trong việc phát triển công nghệ để ứng dụng phốt phát thạch một cách hiệu quả, cũng như những lời kêu gọi ủng hộ việc sử dụng chất này. Tuy nhiên, cũng có nhiều ý kiến hoài nghi về những tác hại của phốt phát thạch, kêu gọi nên tránh sử dụng chất này. Mọi người nghĩ gì về điều này?