Cần bao nhiêu tiền để biến bùn đỏ thành vật liệu?

I - Đặt vấn đề:

Theo kết quả điều tra thăm dò địa chất chưa đầy đủ ở nước ta hiện nay, khoáng sản bauxite phân bố rộng từ Bắc vào Nam với trữ lượng khoảng 5,5 tỷ tấn quặng nguyên khai, tương đương với khoảng 2,4 tỷ tấn quặng tinh, tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (chiếm khoảng 91,4% ), trong đó Đắc Nông có trữ lượng khoảng 1.44 tỷ tấn (chiếm khoảng 61%).

Theo báo cáo tổng quan về bauxite và quy hoạch phân vùng thăm dò khai thác chế biến, sử dụng quặng bauxite giai đoạn 2007-2015 có xét tầm nhìn 2025 của Tập đoàn Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV), thì đến 2015 Việt Nam sẽ sản xuất từ 6-8,5 triệu tấn alumin và 0,2-0,4 triệu tấn nhôm. Tại Tây Nguyên sẽ xây dựng khoảng 6 nhà máy alumin, 1 nhà máy điện phân nhôm, 1 đường sắt khổ rộng 1,435m có chiều dài toàn tuyến là 270km nối từ Đắk Nông đến Bình Thuận và một cảng biển chuyên dụng có công năng bốc xếp và vận chuyển 10-15 triệu tấn/năm tại Bình Thuận.

Bùn đỏ - bã thải của quá trình sản xuất nhôm từ quạng bauxite theo phương pháp Bates - do tính kiềm cao và lượng thải lớn, sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu như không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao gồm các hợp chất như sắt, mangan… và một lượng xút dư thừa trong quá trình hòa tan và tách quặng bauxite là hợp chất độc hại, có thể coi là một loại bùn bẩn. Hiện nay, chưa có nước nào trên thế giới xử lý triệt để được vấn đề này. Cách phổ biến nhất vẫn là chôn lấp bùn đỏ ở nơi dân cư thưa thớt để hạn chế tác hại.

Theo quy hoạch hiện nay về khai thác bauxite tại Tây Nguyên thì đến năm 2015 mỗi năm chúng ta sẽ sản xuất khoảng 7 triệu tấn alumin tương ứng với việc thải ra môi trường khoảng 10 triệu tấn bùn đỏ. Nếu tính đến năm 2025 thì con số này là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ thải ra. Theo đà phát triển như vậy, cứ sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn bùn đỏ được thải ra và sau 50 năm sẽ là 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng ở Tây Nguyên nếu không xử lý.

Do thành phần và tính chất của quặng bauxite khác nhau nên thành phần và tính chất của bùn đỏ cũng khác nhau. Cho đến thời điểm hiện nay vẫn chưa có cơ quan nào nghiên cứu cụ thể về thành phần và tính chất của bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại Việt Nam .

Nhưng trong xưởng sản xuất thử nghiệm alumin quy mô pilot cũng đã phần nào xác định được các nguyên tố kim loại dao động lớn tùy thuộc vào thành phần tính chất của quặng. Ví như hàm lượng oxit sắt Fe2O3 dao động từ 30-40%, hàm lượng nhôm oxit dư từ 10-20%. Hàm lượng TiO2 dao động khá lớn từ lượng vết cho đến 25%. Tùy theo thành phần và tính chất của bùn đỏ mà chúng ta có thể ứng dụng các công nghệ phù hợp để sản xuất nhiều sản phẩm hữu ích như vật liệu hấp phụ, vật liệu keo tụ dạng phèn chua. Vật liệu dùng trong xây dựng như: bê tông khí có tỉ trọng thấp, gạch bloc, chất kết dính vô cơ dạng xi măng, một số phụ gia làm đường giao thông… Cho nên việc triển khai đề tài nghiên cứu khoa học ứng dụng này là rất cần thiết và mang tính cấp bách.

II - Hiệu quả của đề tài

Đây là một quá trình nghiên cứu đã được chúng tôi tiến hành từ hai năm nay tại phòng thí nghiệm với nguồn kinh phí tự túc và đã cho khá nhiều kết quả mang tính khoa học cũng như tính thực tiễn như sau:

1. Giúp đào tạo cán bộ làm công tác khoa học công nghệ: Các cán bộ làm đề tài này có điều kiện xâm nhập thực tế, chuyển từ làm việc trong phòng thí nghiệm ra các xưởng máy xí nghiệp với các phong cách sản xuất sản phẩm thị trường có hạch toán lỗ lãi.

2 - Hiệu quả kinh tế: Hiệu quả kinh tế ở đây rõ ràng là rất lớn lao khi mà nguồn rác thải gây hại vô lường không có chỗ chứa lại được biến thành các sản phẩm hữu ích. Đơn cử như gạch bloc có thể dùng trong thi công nhà dân dụng và nhà công nghiệp. Ngoài ra, việc chất xử lý chất thải công nghiệp này còn ý nghĩa lớn lao nữa là cứu giúp cho hàng ngàn nông dân thoát khỏi cảnh mất ruộng (do bị ô nhiễm), góp phần đảm bảo vấn đề an ninh lương thực cho quốc gia.

3 - Ý nghĩa xã hội: Trước hết sẽ tạo ra việc làm cho hàng ngàn lao động thủ công có trình độ vừa và thấp đang chiếm số đông trong lực lượng lao động ở khu vưc Tây Nguyên. Bởi vì công việc này không đòi hỏi có trình độ học vấn cao hay phải qua đào tạo hay mà chỉ cần sức khỏe và chút hiểu biết thông thường. Từ đó, giúp người dân xóa đói giảm nghèo, yên tâm với cuộc sống, tin tưởng vào Đảng, Nhà nước và Chính phủ, góp phần làm cho xã hội ổn định, kinh tế vùng ngày càng phát triển.

4 - Ý nghĩa môi trường: Việc đổ bùn đỏ ra môi trường thiên nhiên sẽ làm đất đai, sông hồ, biển ô nhiễm, dẫn đến động thực vật bị hủy hoại. Tác hại đối môi trường sống là khó có thể lường trước nổi. Do vậy việc xử lý bùn đỏ là một phương án tích cực góp phần bảo vệ mội trường.

III - Quá trình thực hiện:

Đề tài có thể chia làm hai giai đoạn: thời kỳ nghiên cứu và thời kỳ triển khai.

A -  Thời kỳ nghiên cứu: Từ hai năm qua, chúng tôi đã tiến hành các thử nghiệm sau:

-    Sản xuất gạch bloc kích thước 5x10x20 .       
-    Sản xuất bê tông khí tỷ trọng mác từ 15 cho đến 150.
-    Sản xuất gạch bloc có sử dụng phụ gia PRP.
-    Gia cố nền và làm đường giao thông theo phương pháp mới phi truyền thống.

Hiện giai đoạn này chỉ cần thêm một thời gian để hoàn thiện ở mức trước Pilot. Kinh phí dự kiến (tính tại thời điểm giá tháng 10/2010) là khoảng 300.000.000VND (tương đương 17.000 USD) bao gồm:

- Thu nhận và sử lý mẫu đưa về phòng thí nghiệm (với khoảng cách 1700km): dự kiến khoảng 100.000.000 VND.

-  Thử nghiệm 5 loại sản phẩm: dự kiến khoảng 200.000.000 VND.

B -  Thời  kỳ triển khai ứng dụng:

Vừa qua chúng tôi đã bước đầu có một số thử nghiệm mang tính ứng dụng thực tiễn mức Pilot. Song nếu triển khai tại địa điểm cụ thể nào đó thì sẽ có nhiều vấn đề phát sinh cần xử lý mang tính kỹ thuật và tính địa phương, khu vực. Ước tính giai đoạn này chi phí khoảng 3-6 tỷ VND (tương đương khoảng 170.000 đến 350.000  USD), chưa tính đến cơ sở hạ tầng như đường xá, trạm biến áp, điện, nhà xưởng…  

IV- Tính khả thi của đề tài :

Đây là một đề tài khoa học mang tính thực tiễn cao, khả năng ứng dụng lớn, có ý nghĩa lớn lao về mặt xã hội cũng như kinh tế. Cùng một lúc đề tài giải quyết được nhiều vấn đề mang tính cấp bách của đất nước, trong đó có vấn đề môi trường đang được cả thế giới quan tâm.

Qua tham khảo nhiều nơi, nhiều tổ chức trong và ngoài nước, chúng tôi đã mạnh dạn xúc tiến việc nghiên cứu và đề đạt nhằm nhanh chóng hoàn thành và chuyển giao vào ứng dụng sớm. Nguồn kinh phí có thể nhận được từ kinh phí hỗ trợ của nhà nước, có thể từ các nguồn tài trợ khác của tư nhân theo hình thức góp vốn hoặc của các tổ chức quốc tế đang cổ vũ cho dự án môi trường toàn cầu.

Thạc sĩ Nguyễn Quý Thép(Phân viện các nguyên tố hiếm thuộc Viện Khoa học Vật Liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam )