Tiểu luận Tổng quan một số quy trình công nghệ thu hồi và tái chế chất thải

ồi và tái chế. Các họat động tái chế ở Nhật được hỗ trợ bởi các hệ thống lọc và các quy định liên quan đến viện quản lý chất thải như: luật tái chế vỏ hộp và bao bì được ban hành năm 1996, luật tái chế thiết bị điện năm 1998. Vào cuối những năm 1990, ở Nhật có khoảng 14000 nhà máy họat động trong lĩnh vực xử lý trung gian cũng như thực hiện việc tái chế các loại chất thải công nghiệp. Ở Đức: từ đầu năm những năm 1991, Đức coi 3R- giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế chất thải là khái niệm quản lý chất thải tổng hợp và sau đó trở thành nguyên tắc trong các chính sách và pháp luật củ Đức về quản lý chất thải. Năm 1996, Đức đã ban hành luật “quản lý và khép kín vòng tuần hoàn chất thải” quy định rõ các nghĩa vụ quản lý, tái chế chất thải an toàn và chất lượng cao. Năm 2001, ngành công nghiệp giấy tái sử dụng tới 80%, bao bì có thể tái sử dụng 61%. Năm 2002, Đức ban hành luật quy định các hảng sản xuất ô tô thu hồi xe cũ trong cả nước. Theo ước tính, 85% xe cũ tính theo trọng lượng sẽ được thu hồi vào năm 2006 và tỷ lệ tái chế, tái sử dụng vật liệu của các xe cũ đạt 80%. Đức đặt mục tiêu tái chế và tái sử dụng xe cũ là 95% vào năm 2015. Hình 1: Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải ở Đức Tổng quan một số quy trình công nghệ thu hồi và tái chế chất thải: Trong xã hội công nghiệp ngày càng phát triển, CTR phát sinh trong từng giai đoạn của quá trình sản xuất, từ khâu khai thác cho đến các khâu cuối cùng là thành sản phẩm phục vụ cho người tiêu dùng. Sản phẩm sau khi sử dụng có thể được thu hồi và tái chế hoặc đổ bỏ. Với tốc độ phát triển công nghiệp như ngày nay thì tài nguyên thiên nhiên ngày càng suy kiệt chính vì thế mà rác hay CTR cũng là một loại tài nguyên đối với con người. Trong thứ bậc ưu tiên của công tác quản lý tổng hợp CTR thì tái chế là yếu tố xếp bậc thứ hai sau giảm thiểu tại nguồn, yếu tố tái chế là yếu tố quan trong làm giảm nhu cầu sử dụng tài nguyên và giảm khối lượng CTR phải chôn lấp. Công nghệ thu hồi và tái chế chất thải rắn thông thường: các chất thải rắn thường gặp chất thải rắn đô thị như nhựa, giấy, thủy tinh, kim loại màu, cao su…Tái chế là hoạt động thu hồi lại các thành phần có thể sử dụng chế biến thành các sản phẩm mới sử dụng cho các hoạt động và sản xuất. Tái chế vật liệu: bao gồm các hoạt động thu gom vật liệu có thể tái chế từ dòng rác, xử lý trung gian và sử dụng vật liệu này để tái sản xuất các sản phẩm, mới hoặc sản phẩm khác. Hoạt động tái chế và thu hồi chất thải được thực hiện thông qua hệ thống thu gom chất thải rắn thao mạng lưới 3 cấp gồm: Người thu gom, đồng nát và buôn bán phế liệu. Công nghiệp thu hồi có 3 cấp được chia làm 6 nhóm nghề: Cấp thứ nhất: người đồng nát và người nhặt rác. Cấp thứ 2: gồm những người thu mua đồng nát và người thu mua phế liệu từ người thu nhặt tại bãi rác, người đồng nát và người nhặt rác trên vỉa hè trong toàn thànhphố. Cấp thứ ba: gồm những người buôn bán hoạt động kinh doanh với quy mô lớn hơn ở nhiều địa điểm cố định và các đại lý thu mua. Việc chế biến lại chất thải để lấy lại một vật liệu thô sơ khai trước đây gọi là sự tận dụng lại phế thải và hiện nay được gọi là tái sinh. Ở mức thấp nhất của nó và phần lớn cách tiếp cận công nghệ, các vật liệu thải đòi hỏi phải được phân loại ngay tại nguồn bởi chính người tiêu thụ. Đây là mức tiếp cận lớn nhất bởi vì nó đòi hỏi phí tổn năng lượng nhỏ nhất. Đặc điểm của mỗi loại vật liệu tái chế khác nhau thì quy trình tái chế lại khác nhau do tính khan hiếm của vật liệu hoặc do tính chất của vật liệu như nhôm phế liệu khi đưa vào tái chế thì chất lượng của nó chỉ giảm 5% so với nhôm nguyên chất. Có những vật liệu khi tái chế rất đơn giản như giấy hay thủy tinh còn có những quy trình tái chế vật liệu phức tạp hơn như sắt thép, nhựa, cao su… Cộng nghệ tái chế các phế thải thông thường: Tái chế nhựa: Một điều cần lưu ý là nhựa tái sinh luôn giảm dần chất lượng. Nói cách khác, không nên làm hũ sữa chua cũ thành hũ sữa chua mới. Nhựa từ bao bì nguyên sinh đem đi tái sinh thành loại sản phẩm khác, chứ không được dùng cho cùng một mục đính hai lần. Bước đầu tiên trong quy trình tái sinh nhựa là phân loại nhựa trong nhà máy tái sinh. Nhiều nơi chỉ tái sinh 1 loại nhựa duy nhất trong các loại nhựa được thu gom, vì thế điều cần thiết đầu tiên là phân loại cơ bản như giấy, nhựa, kim loại. Tiếp theo là phân loại nhựa và chọn lựa loại nhựa cần tái sinh. Sau khi phân loại, nhựa được bằm nhỏ thành miếng nhỏ hay vẩy nhựa (flakes). Tại giai đoạn này, nhựa thường trộn lẫn với các chất bẩn, dính các nhãn bao bì… Vì thế cần rửa sạch trong bồn nước, giúp nhựa sạch trước khi làm khô và đem đi nung chảy. Khi được nung chảy, nhựa được ép qua một máy đùn, một loại máy ép nhựa thành những sợi như sợi bún hay những hạt nhỏ và được định hình thành hạt nhựa. Hạt nhựa này có thể đem đi bán cho các nhà sản xuất khác. Ví dụ: hạt nhựa này được kéo thành sợi để sản xuất những sản phẩm như vải len nhân tạo, làm thảm hay sản phẩm giả gỗ dùng trong công nghiệp, xây dựng, hay làm ngói, gạch hoặc tấm lót sàn. Nhiều công ty có nhu cầu nhựa tái sinh có thể mua về hằng xe tải để phục vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau. Tái chế chai lọ thủy tinh: Gồm các giai đọan: Loại trừ phế liệu: thủy tinh phế liệu từ các vựa vận chuyển về được phân loại theo mẫu và mức độ tinh khiết, sau đó được rửa sạch và đập vụn. Nung và sản xuất sản phẩm: thủy tinh vụn được đở vào lò nung, lò nung phải được làm sạch bằng gạch chịu lửa và một cửa đổ thủy tinh phế liệu vào nồi. Khi nhiệt độ lò tăng cao, thủy tinh nóng sẽ chảy theo các máng để ra khuôn. Sản phẩm lấy ra khỏi khuôn tiếp tục được định hình trên đường hấp nhằm tránh gây bọt cho sản phẩm nếu nhiệt độ thay đổi đột ngột. Sản phẩm để nguội được kiểm tra và đóng bao xuất xưởng, những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ bị đập vỡ để nấu lại. Đặc điểm của ngành này là hao hụt nguyên liệu rất ít và không cần sử dụng chất phụ gia trong quá trình tái chế. Tái chế giấy cacton Theo kết quả điều tra cho thấy, giấy và các-ton chiếm 1,2% - 4,6% khối lượng dòng thải. Đặc điểm của ngành này là giấy phế liệu không chỉ đuợc tái chế ở những tiểu thủ công nghiệp với những máy móc đơn giản, thủ công hoặc quy mô nhỏ mà còn ở những xí ngiệp quy mô lớn. Ưu điểm tiết kiệm tài nguyên rừng sử dụng làm nguyên liệu cho ngành sản xuất giấy. Họat động tái sử dung: Chủ yếu là sử dụng những bao bì cacton bị loại bỏ để cắt, đóng lại thành những bao bì có kích thướt nhỏ hơn, cung cấp cho những cơ sở sản xuất khác. Phế liệu này thường sạch sẽ và nguyên vẹn. Quy trình họat động rất đơn giản: phế liệu được phân loại, sắp xếp theo kích thướt, sau đó dược đưa vào bàn cắt theo yêu cầu của đơn đặt. Cuối cùng được bấm lại thành các hợp và xuất xưởng. Máy móc thiết bị đơn giản bao gồm: bàn cắt, máy móc. Họat động tái chế: Đối với cơ sở nhỏ: phân loại phế liệu trắng, đen, nhuộm màu sau đó ngâm và tẩy cho sạch rồi được lọc để lấy phầm bột giấy, sau đó trán lên những tấm phên và phơi nắng cho khô. Sản phẩm này thường có chất lượng kém, phần lớn bao gồm những mặt hàng như giấy tiền vàng, bạc, giấy gói hàng… Đối với cơ sở quy mô hiện đại: có thêm các máy nghiền thành bột và sử dụng các trục xeo giấy. Các sản phẩm này có chất lượng cao hơn và sản lượng cũng nhiều hơn. Sản phẩm của các cơ sở này thuờng là giấy cuộn vàng, giấy bì cứng, giấy vệ sinh… Tái chế nhôm: Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh chúng ta có thể chia phế liệu nhôm thành 2 nhóm chính: Nhóm a: phát sinh trong quá trình sử dụng từ các chi tiết phụ tùng và thiết bị đã hư hỏng gồm: Phế liệu của ngành công nghiệp: nhôm, vỏ lon, hộp hỏng. Phế liệu dân dụng: vỏ lon bia, nước ngọt… phế liệu Nhóm b: sinh ra trong quá trình sản xuất, gia công kim loại, gồm các phế liệu luyện kim, phế liệu trong sản xuất khác, phế liệu sinh ra trong quá trình mạ, phủ tráng bề mặt. Quy trình tái chế: phân loại theo quy trình công nghệ tái chế: gồm hai loại: Nhôm dẻo (biến dạng được) Nhôm cứng (chứa nhiều Silic): dung để đúc sản phẩm. Nhôm được làm sạch khỏi đất cát, bụi, vỏ nhựa, sắt thép, đồng, dầu mỡ bằng các biện pháp cơ học và hóa học. Nhôm phế liệu Chuẩn bị liệu Nấu chảy Tinh luyện Đúc phoi Xỉ Nhôm lỏng sạch Hồi liệu Sản phẩm đúc Hình 2: Quy trình tái chế nhôm từ phế liệu Cán mỏng: Cán phá: cán lần thứ nhất cho máng nhôm mỏng hơn. Cán mỏng: cán lần thứ hai theo độ dày mà sản phẩm cần. Để tránh bị nứt nẻ nhôm, thường máng sẽ được hấp dẻo trước khi cán. Cắt tròn: sau khi được cắt thành miếng nhôm sẽ được cắt tròn theo đuờng kính quy định, phụ thuộc vào kích thước sản phẩm sản xuất. Cán miếng tròn sẽ được chuyển sang khâu lận thành sản phẩm (nồi, xoong, chảo, mâm…) còn rẻo thừa sẽ được tuần hoàn lai lò nấu. Lận: các miếng nhôm sau khi được cắt tròn sẽ được những người thợ có chuyên môn tay nghề cao lận thành sản phẩm theo yêu cầu. Say đó sẽ được đánh bóng để làm mất đi dấu mờ của bụi nhôm, nâng cao tính thẩm mỹ. Tái chế sắt và thép phế liệu Sắt thép phiếu liệu sẽ được tái chế theo hai khuynh hướng: nấu luyện và không nấu luyện. Trong đó, các họat động của tái chế không nấu luyện sẽ chỉ được sử dụng các tác động cơ lý để tạo hình sản phẩm mới trên nền sắt thép cũ, cụ thể các họat động này bao gồm: Cán kéo sắt: sắt từ vựa phế liệu mua về bao gồm đủ mọi kích thướt và mỗi cơ sở sẽ lựa chọn kích cỡ và quy cách phù hợp với máy móc của cơ sở mình. Sắt phế liệu này được nung lên cho đỏ rồi đưa qua máy các để hình thanh những thanh sắt tròn. Dập lon thiếc: nguồn phế liệu chủ yếu là từ các lon thiếc như lon sữa, lon nước ngọt, lon chứa các loại bột, thực phẩm…Các lon này được cơ sở thu mua từ các vựa, được phân loại và làm sạch, sau đó được cắt bỏ nắp để thành những tấm nhỏ. Những tấm này được đưa vào máy dập để tạo thành các lon mới với nhiều kích thước khác nhau tùy thuộc vào đơn đặt hàng. Sản xuất đinh ốc vít: những phế liệu có kích thước vụn nhỏ sẽ được các cơ sở sản xuất thành các loại đinh, ốc vít bằng máy dập, tiện…thị trường chủ yếu là các chợ kim loại. Một số quy trình công nghệ thu hồi và tái chế chất thải công nghiệp: Tái chế cặn dầu do súc rửa tàu chở cặn dầu thô: Tình hình súc rửa tàu chở dầu thô tại Việt Nam: các tàu chở dầu phải thực hiện vịệc súc rửa sau một thời gian nhất định để đảm bảo sức chứa hiệu dụng và bảo đảm chất lượng sản phẩm. Việc súc rửa đã có từ nhiều năm qua và tập trung tại các cảng lớn của Việt Nam như: Hải Phòng, Vũng Tàu, Hạ Long…và có thể làm lãng phí một lượng lớn cặn dầu có thể tận dụng được. Phương pháp xử lý ở nước ta: Tận dụng dầu cặn làm chất độn bê tông. Nguyên tắc: sử dụng dầu lẫn bùn làm chất phụ gia cho bêtông. Thu hồi dầu thô từ cặn dầu: Cặn dầu thô từ kho chứa của công ty súc rửa tàu dầu được tập kết về xưởng và lưu trữ trong bể chứa (bê tông cốt thép có mái che). Sau đó cặn dầu đưa lên máy gia nhiệt (khỏang 70oC-80oC) bằng nhiều cách khác nhau nhằm hạn chế khả năng bay hơi các phần nhẹ. Cặn dầu bị gia nhiệt chảy qua máy lọc chân không và được lọc qua một lưới kim loại. Phần bã dầu sẽ được tách ra đem trộn với mạt cưa, trấu hoặc lõi ngô làm giảm độ dẻo và được tiêu thụ nhờ các lò gạch, lò gốm đốt kèm với củi. Phần cặn dầu được đua qua thiết bị tách nước và nước sẽ tách khỏi dầu nhờ vào sự chênh lệch khối lượng riêng. Tái chế nhớt thải: Công nghệ tái chế nhớt thải Dầu thải Lọc cặn bẩn Lọc khung bản Bơm bánh răng Bơm Dầu sạch Bơm đẩy Hóa chất Hệ thống gia nhiệt Hình 3: Sơ đồ công nghệ tái chế dầu công nghiệp Công nghệ tái chế nhớt thải phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu dầu nhớt đầu vào. Nhưng về cơ bản hệ thống dây chuyền bào gồm những thiết bị chính như sau: STT Thiết bị Số lượng 1 Thùng lắng sơ bộ (có trang bị hệ thống lưới lọc rác, cặn bùn….) 01 2 Bơm bánh răng dùng để vận chuyển dầu 03 3 Nồi nấu có cánh khuấy (gia nhiệt bằng hơi, hoặc điện) 02 4 Lọc khung bản (khoảng 20 cặp khung và bản) 02 5 Hệ thống ống dẫn bằng cao su 40 mét 6 Bơm đẩy 02 Nguyên liệu: Dầu động cơ và dầu công nghiệp thải (đây là hai loại dầu nhiều trên thị trường). Thuyết minh: dầu thải công nghiệp sau khi thu mua về được phân loại thành những loại dầu xấu, dầu trung bình và dầu đẹp Dầu thải được chế biến như sau: Lọc cặn bã (các chất rắn có kích thước lớn) qua bộ phận lưới lọc. Chuyển dầu lên nồi nấu bằng bơm bánh răng và khuấy đều. Lấy mẫu dầu, kiểm tra tỷ trọng, bản chất của dung dịch dầu, qua đó đánh giá để cho hóa chất với nồng độ thích hợp (đã được tính toán cụ thể bằng phương trình phản ứng trung hòa). Nếu dầu có chứa nước: Khuấy và gia nhiệt nồi nấu đến nhiệt độ 120-1300C (kiểm tra hết nước bằng cách ngừng cung cấp hơi và quan sát nhiệt độ) Nếu dầu không có nước: khuấy và gia nhiệt đến nhiệt độ 80-900C Cho hóa chất và khuấy đều trong 30p Cân bột bentonite cho vào với nguyên tắc cân cụ thể như sau: Nếu dầu xấu: 10g dầu------cho vào 0,8-1g bột và có thể chia thành từ 2 đến 3 lần cho bột. Nếu dầu đẹp: 10g dầu------cho vào 0,5-0,7 g bột và có thể chia thành từ 2 đến 3 lần cho bột. Chia khối lượng bột theo tỷ lệ 1:2 hoặc 1:2:3…. tương ứng với số lần cho vào. Chú ý: trong lúc thực hiện có thể phải linh hoạt khối lượng mỗi lần chia bột để cho mầu sắc của dầu phù hợp và chú ý tránh hiện tượng trào dâng dầu trong nồi. Sau khi cho bột vào thì khuấy, sau 30-45p lấy mẫu sản phẩm đem lọc qua giấy lọc và kiểm tra mầu sắc dầu…….. Thực hiện các bước trên đến khi nào mầu dầu đạt chuẩn. Sau khi kiểm tra mầu dầu đã đạt chuẩn, tiến hành lọc ép qua hệ thống máy lọc khung bản đã được công nhân chuẩn bị sẵn. Sau khi ép lọc được 15p thì bơm toàn bộ sản phẩm lên nồi nấu (mục đích rửa máy lọc). Sau khi ép xong chuyển dầu vào các phi dầu và tiến hành đánh giá hiệu suất sản phẩm thu. Xử lý chất thải rắn do sản xuất axít sunfuaric từ quặng pirit sắt theo hướng thu hồi vật liệu: Khả năng thu hồi vật liệu từ chất thải của quá trình sản xuất axit sunfuaric: Sản xuất axít sunfurit được tiến hành bằng cách nung quặng pirit, hay đốt khí lưu huỳnh, lưu huỳnh tự nhiên, nung các sunfua kim loại để tạo ra dioxit lưu huỳnh và sau đó chuyển hoá thành axit sunfurit. Quặng pirit thông thường chứa 53,5% lưu huỳnh và 46,5% sắt. Tuy nhiên hiện diện của các tạp chất khác như cát, đất sét và các sunfua kim loại màu, cácbonat, hợp chất của As, Se, Ag, Au … làm giảm hàm lượng lưu huỳnh trong quặng pirit tuyển nổi cồn 32 – 40%. Quặng thiêu kết được hình thành như một phế phẩm khi nung quặng pirit sắt. Quặng thiêu kết chứa chủ yếu là sắt với hàm lượng 40 – 63%, lưu huỳnh 1 – 2%, Cu 0,33 – 0,47%, Zn 0,42 – 1,35%, Pb 0,32 – 0,58%, và một số kim loại quý hiếm 0,001 – 0,002%. Khí lưu huỳnh thoát ra ngoài lò sẽ bị nhiễm bẩn do bụi thiêu kết và một số tạp chất khác. Nồng độ bụi phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, chất lượng và mức độ nghiền nguyên liệu, kết cấu lò,… phụ thuộc vào kiểu lò. Nồng độ bụi dao động trong khoảng 1 – 200g/m3. Thành phần hoá học bụi thiêu kết tương tự như quặng thiêu kết. Với điều kiện sản xuất tốt nhất, khối lượng quặng thiêu kết hình thành khi sản xuất 1 tấn axit là 0,55 tấn. Có thể tái chế quặng pirit thiêu kết theo các hướng sau: thu hồi kim loại màu, tái sử dụng trong sản xuất gang thép, xi măng, thuỷ tinh,… và trong nông nghiệp. Ví dụ ở Liên Xô cũ, gần 75% quặng thiêu kết được được tái sử dụng trong xây dựng và nông nghiệp. Thu hồi kim loại màu từ quặng thiêu kết: Để thu hồi các cấu tử có giá trị từ quặng thiêu kết, người ta áp dụngcác phương pháp nung khác nhau (clo hoá, sunfat hoá…). Nên thực hiện việc thu hồi quặng chứa hơn 0,5% đồng vì giá trị đồng thu được sẽ bù đắp chi phí xử lý quặng. Để thu hồi đồng người ta thường áp dụng phương pháp nung clo hoá, sẽ thu hồi được khoảng 80 – 90% đồng, phần lớn các kim loại có ít, dảm bảo khử lưu huỳnh gần như hoàn toàn. Trước khi nung clo hoá người ta trộn quặng thiêu kết với 20% NaCl đã nghiền nhuyễn, sau hàng loạt phản ứng xảy ra trong quá trình nung, đồng được chuyển hoá thành CuCl2, lưu huỳnh kết hợp với NaCl tạo ra Na2SO4 nhiệt độ nung tối đa 550 – 600OC. nhiệt độ thấp hơn 530OC, có thể tạo ra Fe2(SO4)3 tan, gây khó khăn cho quá trình trích li và phục hồi đồng, nhiệt độ cao hơn sẽ làm giảm các sản phẩm chính. Để đảm bảo chuyển hoá hoàn toàn, người ta trộn liệu lò và dùng đủ lượng lưu huỳnh để chuyển NaCl thành Na2SO4. Trường hợp không đủ lưu huỳnh thì trộn thêm quyặng pirit mới vào. Để quá trình clo hoá xảy ra, hỗn hợp cần được nung đến 200 – 300OC. Quá trình sẽ sinh ra SO2, SO3, HCl. Các khí axit này được hấp thụ bằng nước, sản phẩm thu được là axit HCl và axit H2SO4 dùng để trích ly đồng. Phản ứng tổng quát có thể biểu diễn như sau: Cu + 2S + 4NaCl + 3,5O2 + H2O -> CuCl2 + 2Na2SO4 + 2HCl Kết quả thu được là 85 - 90% đồng trong quặng thiêu kết chuyển thành muối tan CuCl2. Từ khối lượng nung, đồng được trích li bằng nước nóng. Phần đồng không chuyển thành CuCl2 tiếp tục được trích li bằng axit loãng. Dung dịch sau xử lý được tiến hành phản ứng với vụn sắt để tách dồng bột. Bột này chứa khoảng 0 – 90% đồng, có thể dùng đồng đen hoặc để điều chế đòng sunfat, dung dịch còn lại chứa đến 100g/l Na2SO4 . Bằng phương pháp kết tinh a thu được Na2SO4.10H2O. Mức độ thu hồi đồng từ quặng thiêu kết từ 95 – 96%, phần quặng còn lại đem sấy đến độ ẩm 8 – 10%, được tạo khối và nung ở nhiệt độ nống chảy của Fe2O3 (1200OC), dùng để đúc gang thép. Sử dụng quặng thiêu kết để sản xuất gang thép: Quặng thiêu kết chứa đến 40 – 63% sắt là dạng quặng quý đối với luyện kim đen. Các trở ngại chính trong việc sử dụng quặng pirit thiêu kết trong nấu gang thép là độ nghiền (có thể làm nghẽn lò), hàm lượng chì, đồng, kẽm, Asen (làm phức tạp quá trình chảy gang và làm dơ sản phẩm) và hàm lượng lưu huỳnh cao (1 – 3,5%), do đó trước khi luyện kim cần phải loại bỏ lưu huỳnh và tạo hạt cho quặng thiêu kết bằng cách xử lý quặng ở nhiệt độ cao (lưu huỳnh sẽ cháy cào vật liệu sẽ vón cục). Sản xuất bụi màu từ quặng và bụi thiêu kết: Một lượng nhỏ quặng và bụi từ thiết bị lọc điện khô được sử dụng để điều chế bột màu vô cơ: minium sắt, ocrơ, môni. Để điều chế bột màu môni và minium sắt, người ta xử lý quặng đun nóng bằng dung dịch axit sunfurit đậm đặc. Sunfat sắt thu được trộn với thạch cao mịn, đá phấn, đất sét và nung trong lò. Phụ thuộc vào nhiệt độ nung và phụ gia, ta sẽ thu được bột màu với màu sắt khác nhau. Nhược điểm của công nghệ này là bột màu có lưu huỳnh và hợp chất của nó, do đó không thể dùng để pha sơn phủ bề mặt kim loại. Chính vì vậy, người ta tiến hành nghiên cứu một công nghệ sản xuất khác, thích hơn cho sơn phủ bề mặt mọi vật liệu. Công nghệ này dùng axit sunfuaric để chuẩn bị bột màu kiểu minium sắt, ta sử dụng phân đoạn quặng thiêu kết 1,3 – 0,27 mm, là phân đoạn giàu oxit sắt nhất. Quặng này được nghiền và sấy nung trước khi trộn với chất độn. Quặng được sàng chọn hạt có kích thước 0,5 – 2mm rồi cho vào máy nghiền bi. Sau khi nghiền tiếp tục rữa bằng nước nóng ở 60 – 80OC để loại các muối tan của sắt, kẽm, đồng và một phần lưu huỳnh. Sau đó, sấy bằng hơi hoá nhiệt và nung ở 850 – 900OC trong lò nung thùng quay với mục đích loại ẩm và lưu huỳnh vì lưu huỳnh và các hợp của nó gây ảnh hưởng đến tính khô của sơn. Bán thành phẩm (chứa gần 90% Fe2O3) sau nung được nghiền tán và trộn với chất độn để thu thành phẩm. Các bột màu thu được từ quá trình trên có màu ổn định và không thay đổi theo thời gian. Thu hồi selen từ bùn: Trong quặng pirit có chứa 0,002 – 0,2% selen, khi nung sẽ hình thành SeO2. Do selen tồn tại trong từ nhiên với nồng độ rất thấp (0,01 -0,1%) và ở dạng hợp chất đi kèm các sunfua kim loại (Fe, Zn, Cu), nên quặng phế thải trong sản xuất axit sunfuaric là một nguồn chủ yếu để sản xuất kim loại này. Phần chủ yếu để thực hiện quá trình tách selen là bùn tháp rửa và thiết bị lọc điện ướt của hệ thống xử lý khí nung. Cách chế tách selen từ khí nung khá phức tạp. SeO2 sẽ được hấp thụ qua các giọt sương và giọt axít tưới do độ hoà tan SeO2 trong axit cao và tăng theo nhiệt độ. SO2 trong axit sẽ khử SeO2. Quá trình khử SeO2 thường diễn ra hoàn toàn trong axit loãng. Selen kim loại hình thành sẽ lắng chung với các hạt bụi của tháp rửa trong bể lắng, bình chứa và thiết bị làm lạnh axit dưới dạng bùn. Bùn này thường chứa 5% selen. Phần kim loại còn lại sẽ lắng chung với sương axit và phần bụi sót trong thiết bị lọc điện ướt. Do lượng bụi không nhiều nên bùn này chứa nhiều selen (đến 50%). Có nhiều phương pháp để tách selen từ bùn. Trong đó, phương pháp phổ biến nhất là xử lý bùn với nước sôđa. Bùn được pha loãng với nước và đun nóng bằng hơi quá nhiệt để tách selen kim loại. Sau đó, dung dịch được lọc và rữa bằng nước kết hợp với dung dịch sôđa 0,5% và sấy ở ở 90 – 100OC. với mục đích thu hồi selen kỹ thuật, người ta chuẩn bị liệu lò chứa khoảng 10 – 50g selen. Quá trình này tiêu hao 5 – 10 kg hơi, 10 – 20g sôđa. Fe2(SO4)3 được bổ sung nhằm thúc đẩy quá trình lắng của selen khi rửa thiết bị lọc điện. Mức độ thu hồi selen từ quặng khoảng 30 – 60%. Các hướng sử dụng khác đối với quặng pirit thiêu kết: Quặng thiêu kết còn được sử dụng như chất phụ gia cho liệu lò để sản xuất ximăng, phân bón chứa đồng. Một phần nhỏ quặng thiêu kết được dùng trong luyện kim màu (làm chất trợ có chứa săt), công nghiệp vật liệu xây dựng (làm sơn sắt), sản xuất thuốc trừ sâu. Xử lý chất thải rắn do sản xuất phân lân từ quặng photphat: Thu hồi phế thải sản xuất axit photphoric theo phương pháp trích li: Quá trình sản xuất phân lân từ quặng photphat hình thành chất thải là thạch cao photpho, có thành phần chính là photpht canxi và các tạp chất photphat. Trên 1 tấn P2O5, phụ thuộc vào nguyên liệu sử dụng, ta thu được 3,6 – 6,2 tấn thạch cao photpho khô. Phụ thuộc vào điều kiện sản xuất axit sunphuric, thạch cao trong bùn có các dạng CaSO4.2H2O, CaSO4.0,5H2O và CaSO4. Tính theo chất kho chúng chứa đến 94% là CaSO4. Các tạm chất trong chúng chủ yếu là các photphat không tham gia phản ứng, oxit, hợp chất của flo và Sr, axit photphoric, chất hữu cơ và một số hợp chất của Mn, Mo, Co, Zn, Cu, các nguyên tố đất hiếm… Phần thạch cao này được đổ vào bãi rác. Tuy nhiên tiền vận chuyển và tồn trữ thạch cao photpho rất tốn kém, chiếm khoảng 40% giá thành thiết bị và vận hành sản xuất. Một số phương pháp đã được áp dụng và các hướng sử dụng thạch cao photpho. Làm phân bón: Thạch cao photphat chứa đến 22,1 % lưu huỳnh và 0,5 % H3PO4 có thể sử dụng như một dạng phân khoáng chứa lưu huỳnh và photpho. Tuy nhiên, việc sử dụng phân với hàm lượng thấp như vậy chỉ có hiệu quả kinh tế khi đất trồng cách nhà máy không xa. Sản xuất axit và ximăng: Có thể tận dụng thạch cao photpho trong công nghiệp làm xi măng (làm khoáng chất khi nung và phụ gia cho ximăng clinker), cải tạo đất mặn, sản xuất sunfat amon, ximăng, axit sunfuaric, lưu huỳnh, vôi, vật liệu kết dính và các vật dụng khác… Để sử dụng trong sản xuất xi măng, thạch cao photpho đưuọc tạo hạt và sấy đến khi hàm lượng ẩm hạt còn 5%. Việc ứng dụng thạch cao photpho trong quá trình sản xuất sẽ làm giảm tiêu hao nhiệt, tăng năng suất lò, tăng chất lượng ximăng clinker, tăng thời gian làm việc của lớp lót lò do đó đảm bảo hiẹu quả kinh tế cao. Quá trình chế biến P2O5 hoặc thạch cao tự nhiên thành axit sunfuaric và xi măng đã được thực hiện thành công trên qui mô công nghiệp ở một số nước (Áo, Đức, Ba Lan, Nam Tư). Để thu clinker xi măng và SO2, người ta chuẩn bị liệu lò chứa P2O5, cốc, cát và đất sét bằng 3 biện pháp: khô, ướt và kết hợp. Tính toán kinh tế kỹ thuật cho thấy giá thành H2SO4 sản xuất từ thạch cao photpho lớn hơn 1,4 lần so với sản xuất từ quặng pirit. Ngoài ra còn có những hướng tận dung khác đối với thạch cao photpho: Sản xuất sunfat amon từ thạch cao photpho, Chế biến thạch cao photpho thành nguyên tố lưu huỳnh và vôi, hoặc axit sunfuaric và vôi, Sử dụng toàn phần nguyên liệu photphat: Quá trình tuyển quặng photphat hình thành một lượng chất thải rắn. Sản xuất 1 tấn tinh quặng Apatit, ta thu được 0,6 – 0,7 tấn tinh quặng Nefelin. Quặng này có thể chế biến thành: sođa, xi măng, K2CO3, KOH, Al2O3. Chế biến chất thải rắn từ quá trình sản xuất phân kali: Một số hướng tận dụng chất thải sản xuất phân kali: Hơn 90% muối Kali, chủ yếu là KCl được khai thác từ lòng đất được sử dụng làm phân bón. Khoáng sản KCl là hỗn hợp KCl và NaCl cùng các tạp không tan. Phần khoáng sản không tan còn lại thường được chế biến thành Al2O3 và đồng thời thu được sản phẩm phụ là KCl. Quá trình chế biến và tuyển nguyên liệu trong công nghiệp Kali hàng năm thải ra hàng triệu tấn KCl và hàng trăm ngàn tấn cặn muối đất sét. Quặng Kali được chế biến từ các phương pháp khác nhau, thường dùng nhất là phương pháp kết tinh từ dung dịch và tuyển nổi. Cứ 1 tấn KCl thành phẩm thì lượng phế thải có thể là 3- 4 tấn. Các sản phẩm thải ra trong quá trình sản xuất phân kali: NaCl, NaBr, CaSO4, MgCl2, chất không tan khác. Thành phần các chất thải như sau: 89 – 90% NaCl, 4,4 – 5% NaBr, 1,1% CaSO4, 0,1% MgCl2, 4,4 – 4,8% chất không tan. Trong thực tế một lượng nhỏ phế thải được sử dụng sản xuất muối ăn, còn đa số thải vào nước mặt, biển, lấp khoảng trống của các xí nghiệp mỏ. Muối phế thải chứa đến 90% NaCl có thể dùng để sản xuất sođa, clo,… tuy nhiên điều này chỉ thích hợp cho các nhà máy ở gần mỏ kali vì việc vận chuyển nguyên liệu rẻ tiền đi xa sẽ không còn hiệu qu