Hợp tác nghiên cứu áp dụng công nghệ Plasma trong chế tạo TiO2 chất lượng cao từ tinh quặng ilmenit Việt Nam

Nước ta có nguồn quặng Titan khá lớn và phân bố ở nhiều tỉnh thành trong cả nước. Tại Việt Nam, tình hình khai thác quặng Titan với công nghệ khai thác bằng sức nước kết hợp với máy xúc, máy gạt, tuyển tinh, tuyển thô do đó việc bảo vệ môi trường gặp nhiều khó khăn, hiệu suất thấp, tốn chi phí…. Để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, thiết bị sản xuất xỉ Titan của các cơ sở cần phải cải tiến và đổi mới công nghệ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và đặc biệt là nâng cao chất lượng sản phẩm để có thể mở rộng thị trường xuất khẩu xỉ titan mới (ngoài Trung Quốc).

Theo Hiệp hội Titan Việt Nam, tiềm năng khai thác nguồn tài nguyên titan của Việt Nam là rất lớn chiếm khoảng 6% trữ lượng trên toàn thế giới. Tuy nhiên, để biến tiềm năng này thành lợi thế kinh tế vẫn còn rất nhiều việc phải làm. Trong khi chưa thể tiếp cận được với công nghệ clorua, bên cạnh đó là việc nhập khẩu công nghệ này cũng không làm tăng tính cạnh tranh của Việt Nam với các nước chủ động bán công nghệ cho Việt Nam nên cần thiết phải có một tư duy rõ ràng về ứng dụng Công nghệ cao trong công nghiệp với sản lượng ban đầu ≥ 30.000 tấn/năm đáp ứng nhu cầu trong nước, chiếm lĩnh thị trường cho lâu dài trong nước và một phần xuất khẩu trong khu vực. Việc doanh nghiệp tự tìm kiếm công nghệ trong thời gian qua cũng chỉ dừng lại ở mức độ khiêm tốn ở dạng nhà máy tuyển tách titan. Cao hơn nữa là nghiền zircon siêu mịn với các công nghệ cũ của Trung Quốc, được đánh giá là không hiệu quả và chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra, phần lớn chưa thể cạnh tranh được với các nước trên thế giới trong chế biến sâu titan.

Để có thể nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma trong luyện xỉ Titan từ tinh quặng ilmenit Việt Nam, đạt tiêu chuẩn thương mại cung cấp cho thị trường trong nước. Hợp tác với đối tác, trao đổi kinh nghiệm về chế biến TiO2 chất lượng cao từ xỉ Titan được luyện bằng công nghệ plasma, hướng tới chuyển giao công nghệ chế biến TiO2 của đối tác vào công nghiệp chế biến Titan ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu do TS. Doãn Hà Thắng, Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đứng đầu đã hợp tác với Viện nghiên cứu Titan Ukraina thực hiện đề tài: “Hợp tác nghiên nghiên cứu áp dụng công nghệ Plasma trong chế tạo TiO2 chất lượng cao từ tinh quặng ilmenit Việt Nam”.

Việc ứng dụng công nghệ Plasma trong tinh luyện các sản phẩm titan là một hướng nghiên cứu còn rất mới không chỉ ở trong nước mà còn ở cả tại các nước phát triển khác trên thế giới.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, Đề tài đã hoàn thành được mục tiêu đề ra như sau:

- Thu thập mẫu quặng titan điển hình trên các vùng quặng của Việt Nam.

- Phân tích mẫu quặng Titan bằng các thiết bị sẵn có tại phòng thí nghiệm của Viện vật lý và các phòng thí nghiệm sẵn có của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng với kết quả phân tích thành phần hóa học của các mẫu quặng Titan Việt Nam theo chuẩn phân tích quốc tế từ đó kiểm chứng đưa ra quy trình tối ưu xử lý quặng Việt Nam.

- Đưa ra quy trình xử lý tối ưu trong phòng thí nghiệm cho quặng Titan Việt Nam theo đặc trưng các mẫu nhằm mục tiêu đặt nền móng cho khả năng xử lý chế biến quặng Việt Nam trên quy mô công nghiệp.

- Tạo mẫu sản phẩm dioxit Titan trong phòng thí nghiệm với định hướng mở rộng cho sản xuất Pilot

- Thiết kết kết hợp nguồn Plasma trong quá trình tạo xỉ Titan trong phòng thí nghiệm

- Thiết kế kết hợp nguồn tạo môi trường Plasma trong quá trình xử lý TiCl4 trong phòng thí nghiệm 93

- Đưa ra giải pháp, quy trình công nghệ mới ứng dụng Plasma, có tính đột phá để quản lý và phát triển bền vững việc tinh chế Titan tại Việt Nam.

- Đã phân loại và chế tạo các mẫu chuẩn

- Đã phối hợp giữa hai bên tác giả đưa ra các điều kiện tối ưu của plasma để làm tăng hiệu suất của quy trình xử lý quặng tạo xỉ Titan trong phòng thí nghiệm.

- Các thông số kỹ thuật thích hợp cho một lò phản ứng plasma và điện áp mỗi lò là 120KV; Nhiệt độ phản ứng plasma là 1200oC-1600oC; Phụ gia là K+; Tỉ lệ than hoàn nguyên là 3% - 7%

- Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật đã đạt được giá trị kinh tế cao, mở ra triển vọng ứng dụng vào công nghiệp chế biến khoáng sản Titan ở nước ta. Chất lượng xỉ Titan đạt 78-92%; Chất lượng bột TiO2 - pigmenit là 99,4%; Chi phí điện tiêu thụ là 800-900KWh/lò. 

- Phía đối tác Ukraina sẵn sàng trao đổi, chuyển giao công nghệ sau luyện xỉ Titan với mục tiêu sản xuất thử và sản xuất quy mô công nghiệp các sản phẩm titan từ quặng Illmenite Việt nam và quy trình chế biến xỉ bằng công nghệ Plasma do phía Việt nam chủ động

Như vậy, đề tài đã mở ra một chuyên ngành mới phục vụ việc bồi dưỡng, đào tạo cán bộ khoa học và công nghệ. Sản xuất ra sản phẩm có hàm lượng công nghệ cao, đạt chuẩn quốc tế góp phần sử dụng hợp lý tài nguyên quý của Việt Nam, sản xuất sản phẩm giá trị cao, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Đề nghị các cơ quan, ban, ngành tạo thuận lợi để áp dụng công nghệ tạo xỉ bằng plasma và tiếp nhận công nghệ chế tạo TiO2 bằng công nghệ Clorua hạn chế ô nhiễm của Ukraina vào chế biến công nghiệp tại Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16665/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)