Trên thế giới, từ lâu tro xỉ thải nhiệt điện đốt than đã được sử dụng làm vật liệu xây dựng như gạch không nung, phụ gia xi măng, phụ gia bê tông. Đối với việc sử dụng tro xỉ thải nhiệt điện làm vật liệu chịu lửa đúc liền khối như bê tông chịu lửa cách nhiệt nhẹ, hợp phun bắn… vẫn rất hạn chế. Ở nước ta, hàng năm ngành công nghiệp luyện kim, xi măng, nhiệt điện, gốm sứ ở trong nước phải nhập hàng trăm ngàn tấn vật liệu chịu lửa đúc liền khối như: bột đầm lò, bột vá lò, hỗn hợp phun bắn, bê tông chịu lửa... từ các nước có nền công nghiệp phát triển như Đức, Hoa Kỳ, Thái Lan, Trung Quốc, Pháp... do trong nước chưa đáp ứng được chất lượng của các loại sản phẩm này. Mặc dù việc sử dụng tro và xỉ thải làm vật liệu xây dựng đã được tiến hành trong công nghiệp xi măng, công nghiệp bê tông, sản xuất gạch không nung, gia cố đất với hiệu quả cao nhưng chưa có công trình nào công bố về tận thu tro xỉ than làm vật liệu chịu lửa đúc liền khối.

Để có thể tạo ra các giải pháp sử dụng tro và xỉ vừa đáp ứng các yêu cầu cấp bách về môi trường mà lại có hiệu quả kinh tế cho các nhà máy, nhóm nghiên cứu do TS. Hà Quang Ánh, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu chịu lửa đúc liền khối (monolithic refractories) sử dụng tro xỉ thải nhiệt điện Phả Lại” nhằm nghiên cứu chế tạo thành công một số chủng loại vật liệu chịu lửa đúc liền khối sử dụng tro xỉ thải nhiệt điện Phả Lại như bột đầm lò, vật liệu chịu lửa dẻo, hỗn hợp phun bắn và tiến hành thử nghiệm đánh giá một số chủng loại vật liệu chịu lửa đúc liền khối sử dụng tro xỉ thải nhiệt điện. Việc sử dụng tro và xỉ than làm vật liệu chịu lửa đúc liền khối sẽ tiết kiệm được năng lượng vì không phải qua giai đoạn nung kết khối sản phẩm như gạch chịu lửa, giảm phát thải khí CO2, hơn nữa còn tận thu được nguồn tro xỉ than bảo vệ môi trường.

Sau 1 năm thực hiện, nhóm đề tài đưa ra một số kết luận như sau:

- Đã sử dụng tro xỉ than nhiệt điện Phả Lại chế tạo được vật liệu chịu lửa đúc liền khối.

- Với các tỷ lệ 50%, 60%, 70% tro xỉ than nhiệt điện Phả Lại trong phối liệu hỗn hợp phun bắn sau khi nung ở 1000 ^oC khối lượng thể tích dao động từ 1,25-1,42 g/cm³, cường độ chịu nén từ 11,7 – 13,8 MPa. Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng của mẫu 50% CFA (40% tro đáy và 10% tro bay) và 70% CFA (40% tro đáy và 30% tro bay) tương ứng là 1101^oC và 1138 ^oC, trong khi nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng 1% tương ứng là 1166 ^oC và 1189 ^oC.

- Với phối liệu 75% quarzit, 25% tro bay, 3% LITHOPIX P91, vật liệu đầm đạt cường độ chịu nén 38,8 MPa, độ xốp 18,6%, độ co 1,42% sau khi nung ở 1500 ^oC.

- Vật liệu chịu lửa dẻo có độ dẻo và độ bám dính tốt, đạt cường độ chịu nén 31,3 MPa, độ xốp 20,6%, độ co 1,82% sau khi nung ở 1300 ^oC.

 - Xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo vật liệu chịu lửa đúc liền khối, đã sản xuất thử và sử dụng thử nghiệm vật liệu đầm, vật liệu dẻo trong lò công nghiệp cho kết quả tốt.

Kết quả nghiên cứu và ứng dụng đề tài cho thấy, nhóm đề tài đã nghiên cứu chế tạo sản phẩm chất lượng không kém so với các sản phẩm nhập ngoại, có thể tiết kiệm khoảng 65% giá thành so với sản phẩm nhập ngoại khi được hoàn thiện và triển khai sản xuất quy mô công nghiệp. Công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa đúc liền khối đơn giản, suất đầu tư thấp có thể dễ dàng chuyển giao công nghệ cho các nhà đầu tư và mang lại lợi nhuận cao, thu hồi vốn nhanh. Đồng thời còn tạo ra được tính chủ động trong sản xuất, cung ứng và sử dụng, góp phần giảm giá thành sản xuất, tạo ra sản phẩm mới cho ngành sản xuất vật liệu chịu lửa ở nước ta, tạo thêm việc làm cho xã hội. Tuy nhiên vẫn cần phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện, nâng cao chất lượng sản phẩm để có thể đưa sản phẩm sản xuất ở quy mô công nghiệp.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15568/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)