Trên thế giới, thạch cao từ nguồn nhân tạo, đặc biệt là thạch cao FGD (sản phẩm phụ từ quá trình khử lưu huỳnh khí thải của nhà máy nhiệt điện), đang được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất tấm thạch cao. Năm 2017, thạch cao FGD được sử dụng để sản xuất gần một nửa tổng sản lượng tấm thạch cao ở Mỹ (48,5%) và Châu Âu (43,8%), cho thấy sự phổ biến của vật liệu này.

 

Tại Việt Nam, thạch cao FGD chủ yếu được dùng làm phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết trong xi măng, nhưng chất lượng không đồng đều, chưa phù hợp để sản xuất tấm thạch cao quy mô lớn. Bên cạnh đó, thạch cao PG (phế thải từ sản xuất axit phosphoric) cũng là một nguồn lớn, với khoảng 1,2 triệu tấn thải ra hàng năm từ các nhà máy DAP Đình Vũ và DAP 2 Lào Cai. Mặc dù một phần PG đã được tái chế làm phụ gia xi măng, nhưng lượng sử dụng còn nhỏ, chưa giải quyết được vấn đề tồn đọng tại các bãi thải.

Việc tái sử dụng thạch cao PG trên thế giới còn hạn chế (chỉ khoảng 15%) do lo ngại về các thành phần phụ độc hại và hoạt độ phóng xạ tự nhiên, đặc biệt ở Mỹ và Châu Âu. Tuy nhiên, một số nghiên cứu về công nghệ tái sử dụng PG để sản xuất tấm thạch cao đã được thực hiện, chủ yếu ở Ấn Độ và Trung Quốc.

Để giải quyết những thách thức này và tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn thạch cao nhân tạo, ThS. Trịnh Thị Châm và các cộng sự tại Viện Vật liệu xây dựng đã thực hiện đề tài: "Nghiên cứu sử dụng thạch cao từ nhà máy phân bón DAP và thạch cao FGD làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao thông thường". Đề tài này nhằm mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ xử lý thạch cao FGD và PG để phù hợp làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao, đưa ra hướng dẫn sử dụng hai loại thạch cao này trong sản xuất tấm thạch cao và sản xuất thử nghiệm 50m² tấm thạch cao đạt tiêu chuẩn TCVN 8256 ở quy mô phòng thí nghiệm.

Việc nghiên cứu này hứa hẹn mở ra hướng đi mới cho việc tận dụng phế thải công nghiệp, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát triển bền vững ngành vật liệu xây dựng tại Việt Nam.

Đề tài đã tiến hành khảo sát, lấy mẫu và nghiên cứu xử lý thạch cao FGD từ nhà máy nhiệt điện và thạch cao PG từ nhà máy sản xuất phân bón hóa chất, cho ra những kết quả đáng chú ý.

1. Phân loại và xử lý thạch cao PG

Nghiên cứu khẳng định thạch cao PG không phải là chất thải nguy hại theo QCVN 07:2009/BTNMT. Tuy nhiên, để sử dụng PG làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao, cần xử lý các yếu tố như P2O5 hòa tan, F- hòa tan, SiO2, pH và độ trắng. Phương pháp xử lý hóa học kết hợp vật lý được đề xuất.

Sử dụng axit citric: Chỉ phù hợp làm phụ gia cho xi măng, không giảm được SiO2 để đáp ứng yêu cầu sản xuất tấm thạch cao.

Sử dụng axit sulfuric đậm đặc: Về mặt kỹ thuật, có thể giúp PG đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu tấm thạch cao. Tuy nhiên, phương pháp này không khả thi về kinh tế và môi trường do chi phí cao và phải gia nhiệt.

Đề xuất mới: Đề tài đề xuất sản xuất axit phosphoric theo phương pháp cải tiến sử dụng hỗn hợp axit (thay vì chỉ axit sulfuric truyền thống). Phương pháp này giúp thu được PG không cần xử lý phức tạp, có thể dùng trực tiếp làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao.

2. Xử lý thạch cao FGD

Thạch cao FGD là chất thải rắn thông thường. Để sử dụng trong sản xuất tấm thạch cao, cần xử lý hàm lượng clorua có trong nó. Đề tài đã tìm ra giải pháp hiệu quả: sử dụng dung dịch axit loãng (pH=5) để lọc rửa. Sau xử lý, thạch cao FGD hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao.

3. Ứng dụng và Hướng dẫn

Đề tài đã sản xuất thử nghiệm thành công 50m² tấm thạch cao từ thạch cao FGD đã xử lý, đảm bảo chất lượng theo TCVN 8256:2009.

Chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng thạch cao nhân tạo (từ nhà máy DAP và thạch cao FGD) làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao thông thường cũng đã được xây dựng.

Đề tài kiến nghị tiếp tục nghiên cứu phát triển phương pháp sản xuất axit phosphoric mới từ quặng apatit. Phương pháp này không chỉ cho ra axit phosphoric chất lượng cao mà còn tạo ra phụ phẩm PG không cần xử lý phức tạp, hoàn toàn có thể sử dụng làm nguyên liệu cho tấm thạch cao thông thường, mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21212/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

P.T.T (NASTIS)