Sản xuất thép và gạch xốp từ bùn đỏ bô xít

Bùn thải thành nguyên liệu

Theo quy hoạch khai thác bô xít ở Tây Nguyên, Dự án alumin Nhân Cơ (tỉnh Đắk Nông) sẽ thải ra lượng bùn đỏ khô khoảng gần 570.000 tấn/năm, cộng với dung dịch bám theo bùn đỏ là khoảng 610.000 tấn/năm. Dự án alumin Tân Rai (Lâm Đồng) theo tính toán sẽ thải ra lượng bùn đỏ khô khoảng 637.000 tấn/năm và dung dịch bám theo bùn đỏ ước tính là gần 688.000 tấn/năm. Như vậy, hai nhà máy alumin ở Tây Nguyên, hàng năm thải ra lượng bùn đỏ khô khoảng 1,2 triệu tấn.

Theo Tiến sĩ Vũ Đức Lợi, Phó Viện trưởng Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (HLKH & CNVN) thì trong bùn đỏ còn chứa một hàm lượng sắt khá cao. Cụ thể, lượng ô xít sắt trong bùn đỏ từ khai thác bô xít ở Tây Nguyên đạt từ 46 - 53%... Các nhà khoa học cho rằng, đây chính là quặng sắt nghèo nhưng có khối lượng lớn, thuận lợi cho việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ để sản xuất ra gang, thép từ nguồn thải bùn đỏ.

Khu bể lắng tại Nhà máy tuyển quặng bô xít Tân Rai (Lâm Đồng). Ảnh tư liệu

Hứa hẹn sự phát triển

Sau hơn hai năm nghiên cứu, từng bước hoàn thiện công nghệ với sự hợp tác của Công ty Cổ phần thép Thái Hưng (Hải Dương), năm 2012, nhóm nghiên cứu đã từng bước nâng trọng lượng mỗi mẻ thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm từ một tấn, 2,5 tấn, năm tấn, rồi 10 tấn bùn đỏ.

Qua từng mẻ, công nghệ được điều chỉnh, hiệu suất thu hồi sắt không ngừng tăng lên và đến mẻ chạy thử 20 tấn bùn đỏ vào cuối tháng 3 vừa qua, nhất là mẻ 200 tấn mới đây đã cho kết quả thu hồi sắt đạt hơn 70%. Theo đó, bước đầu đã sản xuất được một lượng sắt xốp làm nguyên liệu cho sản xuất thép và hàng nghìn cân xỉ được sử dụng cho sản xuất clanh-ke và vật liệu xây dựng không nung.

Quy trình công nghệ sản xuất thép từ bùn đỏ bao gồm các công đoạn: Loại bỏ dịch bám theo bùn đỏ nhằm thu hồi xút và bùn đỏ khô, sau đó là công đoạn phối liệu; áp dụng công nghệ thiêu kết, nghiền tuyển, loại bỏ các tạp chất như silic, ô xít nhôm... để thu được tinh quặng sắt đạt tiêu chuẩn luyện gang và thép.

Quá trình nghiên cứu, thử nghiệm của các nhà khoa học cho thấy, nếu lựa chọn công nghệ hoàn nguyên trực tiếp trong lò hồ quang thì sẽ cho hiệu suất thu hồi sắt đạt hơn 70% nhưng công nghệ này tiêu tốn nhiều năng lượng, qua đó ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.

Còn sử dụng công nghệ thiêu kết, phối hợp nghiền và tuyển từ thì có ưu điểm hạn chế tiêu tốn năng lượng (do sử dụng khí dư của lò cao trong quá trình luyện gang) cho nên đạt hiệu quả kinh tế cao hơn nếu triển khai ở quy mô công nghiệp.

Phương án công nghệ này, như đánh giá của các nhà khoa học là phù hợp với công tác xử lý bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin và được chấp nhận lựa chọn. Báo cáo Đề án cho thấy, sau chế biến 2,4 tấn bùn đỏ khô sẽ thu được 1 tấn tinh quặng sắt 62%.

Nếu tính giá 1,9 triệu đồng/tấn, trong khi chi phí khoảng 1,4 triệu đồng/tấn, cộng thêm chi phí bảo vệ môi trường, sáng chế, khấu hao máy móc... thì kết quả trên hứa hẹn một hướng đi nâng cao hiệu quả kinh tế của ngành công nghiệp alumin nhôm cũng như xử lý tốt hơn vấn đề môi trường bền vững.

Mới đây, sau khi thăm dây chuyền thiết bị chạy thử bùn đỏ ra phôi thép ở Công ty Cổ phần thép Thái Hưng, Phó Thủ tướng Hoàng Trung Hải đã chủ trì tọa đàm đề tài khoa học do Viện HLKH và CNVN thực hiện.

Phó Thủ tướng nhấn mạnh: Để chuyển giao vào sản xuất công nghiệp sản phẩm sắt, thép từ nguồn thải bùn đỏ, Viện HLKH và CNVN phối hợp các đơn vị liên quan cần tiếp tục hoàn thiện tối ưu công nghệ; tính toán hiệu quả kinh tế và các mặt khác nhằm góp phần giải quyết triệt để vấn đề bùn đỏ trong quá trình khai thác bô xít ở Tây Nguyên...