Sử dụng chất thải của quá trình sản xuất và tái chế chất thải xây dựng để sản xuất gạch không nung
Để sản xuất ra 40 tỷ viên gạch nung từ nay đến 2020 phải tiêu tốn 60 triệu tấn than. Riêng năm 2020 phải sử dụng 63 triệu tấn than. Việc sản xuất gạch nung, đặc biệt là lò đứng thủ công thải ra khí quyển lượng lớn khí CO2, SO2 độc hại ảnh hưởng lớn đến môi trường sống, sức khỏe.
Nhằm giảm thiểu tác động môi trường do sản xuất gạch nung gây ra, mới đây Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 121/2008 ngày 29/8/2009, phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng đến năm 2020. Trong phần định hướng Quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng không nung đến năm 2020 đã xác định:
Phát triển sản xuất và tái chế chất thải xây dựng vật liệu xây dựng không nung từ các nguyên liệu như xi măng, đá mạt, cát và tro xỉ nhiệt điện, theo hướng công nghệ hiện đại quy mô lớn, kích thích lớn và nhẹ để thay thế dần gạch xây sản xuất từ đất sét nung.
Tỷ lệ gạch không nung trong tổng số gạch xây đến năm 2010 chiếm 10-15%; năm 2015 chiếm 20-25%; năm 2020 chiếm 30-40% tổng số gạch xây sản xuất trong nước. Gạch không nung dần thay thế gạch nung, từng bước khắc phục ô nhiễm môi trường, giảm dần sử dụng tài nguyên đất sét và than cho việc sản xuất gạch nung.
Ngay từ giữa thế kỷ XX, trước áp lực tận thu tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường của bãi thải và các nhà máy tuyển than, các nhà khoa học trên thế giới đã triển khai nghiên cứu các tính chất cơ bản của đá xít, so sánh với đất sét chế biến sản xuất thử nghiệm gạch từ nguồn đá xít thải. Kết quả đã cho thấy gạch được sản xuất từ đá xít thải có chất lượng tương đương so với gạch sản xuất từ đất sét và có thể sử dụng cho các công trình xây dựng công nghiệp, giao thông và dân dụng. Do giá thành sản xuất gạch từ đá xít thải là tương đối cao, nhưng để ưu tiên giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, tận thu và tiết kiệm tài nguyên, chính phủ nhiều nước trên thế giới đã ban hành các chính sách hỗ trợ về miễn giảm thuế và khuyến khích sử dụng gạch được sản xuất từ đá xít thải các nhà máy tuyển than.
Ở CHLB Nga: Công nghệ sản xuất từ nguyên liệu đá xít thải đã được áp dụng tại các nhà máy tuyển than Abasebxki, Karagandiski, Novokuznheski vùng Luski. Thành phần khoáng vật chủ yểu có trong đá xít thải gồm: Sio2 51,41%; Al2O3 16,36%; Fe2O3 8,37% MKN 22,57%. Sản phẩm gạch có độ bền nén 110 – 120 kg/cm2 được cung cấp cho công ty xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Ở CH Pháp, Occidental Industries (OCI) là công ty nổi tiếng thế giới về chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải. Với nguyên liệu đá xít có thành phần cỡ hạt 0 – 0,5mm chiếm tỷ lệ hơn 80% và độ tro từ 90-92%, sản phẩm gạch được sản xuất theo công nghệ OCI có độ bền nén đến 300 kg/cm2.
Trung Quốc là nước triển khai áp dụng rộng rãi công nghệ sản xuất gạch từ xít thải. Ngay từ năm 1990, Trung Quốc đã chủ trương phát triển công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng từ xít thải với khẩu hiệu: “sản xuất gạch không cần đất sét, đốt gạch không cần than”. Hiện nay, có 3 trung tâm chuyên tư vấn chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải mỏ ở Bắc Kinh, Hắc Long và Sơn Đông. Các nhà máy sản xuất gạch từ xít thải nổi tiếng như Hao Tai, Long Quan ở Bắc Kinh có công suất 50 triệu viên/năm. Chất lượng gạch có độ bền nén đạt từ 250-300 kg/cm2. Giá thành sản xuất khoảng 0,2 – 0,3 nhân dân tệ/viên (2)
Những lợi ích tái chế vật liệu xây dựng cũng như tro xỉ làm gạch không nung:
Giảm thiểu chất thải thông qua việc tái sử dụng, tái chế và hay giảm nguyên liệu.
Kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp thông qua việc giảm thiểu lượng chất thải chôn lấp;
Giảm chi phỉ vận chuyển;
Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giúp tiết kiệm năng lượng; vì thế giảm phát thải liên quan đến việc tạo ra những nguyên liệu này.
Cung cấp một số giải pháp tạo ra lợi nhuận và có chi phí thấp hơn so với việc trực tiếp chôn lấp chất thải xây dựng:
Chi phí có khả năng thấp hơn hay không phải trả cho việc chôn lấp;
Là một nguồn doanh thu cho việc bán hay tái sử dụng vật liệu xây dựng (3)
Đối với nhà máy nhiệt điện:
Khi có xưởng tuyển, tro xỉ của nhà máy nhiệt điện sẽ được xử lý ngay tại đầu nguồn thải. Tro xỉ nguyên khai được phân tuyển thành xỉ don, tro tuyển và than tuyển trong môi trường nước, không phát tán bụi vào môi trường. Các nguy cơ gây ô nhiễm môi trường bị hạn chế và kiểm soát được.
Việc xử lý sản phẩm truyển sẽ thuận lợi hơn rất nhiều so với khi chưa được tuyển. Sẽ có quy định chặt chẽ cho việc vận chuyển sản phẩm tro tuyển và than tuyển đến nơi tiêu thụ và bảo quản sản phẩm, kiểm soát triệt để nguồn phế thải này.
Với ưu điểm và hiệu quả kinh tế kỹ thuật trong sản xuất, sử dụng vật liệu không nung như tiết kiệm năng lượng, đất canh tác, bảo vệ môi trường, an ninh xã hội được đẩy mạnh sẽ làm thay đổi thói quen sử dụng vật liệu xây dựng của người tiêu dùng. Chắc chắn sản phẩm gạch không nung sẽ có bước phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới.
Sử dụng gạch xây không nung (bê tông nhẹ, bê tông chưng áp sản xuất từ tro xỉ) cho nhà cao tầng có hiệu quả kinh tế khá cao. Trong hỗn hợp này (tro tuyển, xi măng, vôi, thạch cao, bột nhôm), thành phần chính, chiếm đến 70% khối lượng. Nhu cầu tro tuyển đạt chất lượng để cung ứng cho thị trường sản xuất gạch không nung, gạch bê tông nhẹ và bê tông chịu áp là rất lớn.
Nguồn của các chất thải dùng cho sản xuất gạch không nung.
Chất thải ra từ:
Việc phá dỡ các kết cấu cũ và xuống cấp;
Xây dựng các tòa nhà mới;
Đào đường nhựa;
Các hoạt động bao gồm: nhà văn phòng, nhà ở, đường xá, cầu, hệ thống tàu điện ngầm…
Một phần của dòng chất thải này được trộn lẫn vào dòng chất thải sinh hoạt làm nó kềnh càng, chiếm diện tích trong các bãi chôn lấp, và giảm lượng chất thải có thể xử lý bằng phương pháp vi sinh hoặc công nghệ thu hồi năng lượng.
Tại các nhà máy nhiệt điện sử dụng than, trong quá trình đốt tạo ra lượng tro và xỉ rất lớn, chiếm khoảng 30% đến 35% lượng than sử dụng. Trong đó khoảng 20% xỉ hình thành rơi xuống đáy lò thành xỉ đáy lò còn gọi là xỉ don, phần còn lại khoảng 80% theo khói lò gọi là tro bay.
Các chất thải không gây ô nhiễm môi trường có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng như xỉ lò cao luyện gang thép, phế thải sản xuất gạch ngói và sành sứ, thủy tinh…
Khi sản xuất H2SO4 từ pyrit, xỉ than của quá trình nung thiêu pyrit chủ yếu là sắt nâu có thể dùng làm phụ gia cho sản xuất xi măng.
Đất đá khai thác hầm lò có kích thước và độ cứng nhất định có thể tận dụng làm vật liệu xây dựng hoặc làm đường giao thông hoặc các quặng thải không chứa các nguyên tố độc hại gây ô nhiễm môi trường có thể dùng để sản xuất các vật liệu xây dựng.
