Chế tạo gạch ốp lát và men gốm sứ giá rẻ từ tro xỉ nhiệt điện

Sử dụng tro xỉ làm vật liệu san lấp mặt bằng. Ảnh: EVN

Với công suất hiện nay, trung bình mỗi năm các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam thải ra khoảng 10 triệu tấn tro xỉ. Xử lý tro xỉ các nhà máy nhiệt điện trở thành vấn đề “đau đầu” khó xử lý từ hàng chục năm nay. Hằng năm, EVN đều báo cáo về việc gặp khó khăn trong việc tồn chứa, tiêu thụ tro, xỉ thải của các nhà máy nhiệt điện than (đặc biệt đối với các nhà máy ở khu vực miền Trung và phía Nam). Còn chính quyền và người dân nhiều địa phương đặt các nhà máy nhiệt điện than đều rất lo lắng vì tình trạng tro xỉ than gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng sức khỏe người dân cũng như sản xuất nông nghiệp.

Trước thực tế trên, TS. Vũ Hoàng Tùng, Viện Kỹ thuật hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội cùng cộng sự đã tìm ra cách chế tạo gạch ốp lát và men gốm sứ từ tro xỉ thải ra của các nhà máy nhiệt điện. Ngoài việc đáp ứng được tiêu chuẩn tương tự như các sản phẩm gạch, men gốm sứ thông thường trên thị trường, các sản phẩm do TS. Vũ Hoàng Tùng chế tạo còn có giá thành thấp hơn do tận dụng được nguồn tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện.

Tro xỉ là chất thải rắn phát sinh từ các nhà máy nhiệt điện, gồm 2 phần: tro bay thoát ra theo đường khói và phần xỉ đáy lò được thải qua đáy của lò hơi. Dựa vào thành phần khoáng và hóa học của tro xỉ, kết hợp với kinh nghiệm nghiên cứu lâu năm trong lĩnh vực vật liệu gốm, TS. Vũ Hoàng Tùng nhận thấy cả tro bay và xỉ đáy lò đều có thể dùng để thay thế hoặc tạo ra hợp chất thay thế cho felspat - một loại khoáng chất được dùng làm nguyên liệu chính trong quá trình sản xuất gạch ốp lát và men gốm sứ. Điều này càng có ý nghĩa lớn hơn trong bối cảnh lượng felspat trong tự nhiên ở nước ta hiện nay có trữ lượng ít ỏi, chất lượng cũng không ổn định.

TS. Vũ Hoàng Tùng đã tìm ra công thức phối trộn tro bay với đất sét, cao lanh và felspat để tạo ra gạch ốp lát. Với phương pháp này, tỉ lệ felspat cần dùng giảm xuống một nửa so với phương pháp thông thường mà vẫn đảm bảo các thông số công nghệ trong quá trình sản xuất như độ co sấy, độ co nung, nhiệt độ nung, và đảm bảo các thông số kỹ thuật của sản phẩm như cường độ, màu sắc, độ hút nước, khối lượng thể tích,... Do đó, các đơn vị sản xuất gạch ốp lát có thể ứng dụng ngay mà không cần phải thay đổi thiết bị hoặc công nghệ sản xuất.

Với xỉ đáy lò, TS. Vũ Hoàng Tùng cũng tìm ra công thức phối trộn xỉ đáy lò với Na2CO3 để tổng hợp ra frit - một loại men gốm sứ. Frit thu được bằng phương pháp này có thành phần hóa học tương tự felspat tự nhiên, có giá thành thấp do tận dụng được nguồn năng lượng là than chưa cháy hết trong tro xỉ (có hàm lượng carbon lớn, khoảng 8%), và không phải thực hiện bước khai thác tuyển lọc (quá trình tuyển than dư còn lại trong tro xỉ).

Hai quy trình này đã được cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích: bằng số 2122 cấp ngày 25/9/2019 cho phương pháp sản xuất gạch ốp lát từ tro bay nhiệt điện và bằng số 2028, cấp ngày 27/5/2019 cho phương pháp sản xuất frit từ tro xỉ nhiệt điện.