Trong công nghệ sản xuất xi măng, thành phần thạch cao sử dụng làm phụ gia điều chỉnh thời gian đóng rắn ban đầu của xi măng chiếm tỷ lệ từ 3-5%. Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số đơn vị sản xuất xi măng tư nhân năng suất nhỏ đã thử nghiệm sử dụng loại thạch cao nhân tạo này, tuy vậy hình thức cũng như kết quả thử nghiệm vẫn còn đang kiểm chứng.
>> Sử dụng thạch cao phốt pho thay thế thạch cao tự nhiên trong sản xuất xi măng (P2)
Nguồn thạch cao tự nhiên tại Việt Nam là hết sức hạn chế, đặc biệt chất lượng rất kém không đáp ứng yêu cầu cho công nghệ sản xuất xi măng cũng như một số ngành công nghiệp vật liệu khác vì vậy loại nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên này hoàn toàn phải nhập từ Lào, Thái lan, Trung Quốc. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp xi măng phát triển một cách nhanh chóng đặc biệt tại một số nước trong khu vực Đông Nam Á và lân cận như: Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc... và ngay cả Việt Nam. Nhu cầu sử dụng thạch cao tự nhiên phục vụ ngành công nghiệp này ngày càng lớn trong khi các nguồn thạch cao thiên nhiên ngày càng cạn kiệt và giá thành không ngừng tăng cao.
Việc sản xuất thạch cao nhân tạo trên Thế giới đã có từ khá lâu; sản phẩm thạch cao nhân tạo chủ yếu được chế biến từ các ngành công nghiệp phát sinh khí thải có chứa lưu huỳnh như các nhà máy nhiệt điện, công nghiệp hóa dầu hay từ bã thải trong ngành sản xuất phân bón hóa học... Tuy nhiên, tại Việt Nam việc sử dụng thạch cao nhân tạo cho một số ngành có nhu cầu cao như công nghiệp xi măng và một số ngành sản xuất vật liệu xây dựng khác còn hạn chế, làm cho công nghệ sản xuất thạch cao nhân tạo kém phát triển.
![]()
Sử dụng thạch cao phốt pho thay thế thạch cao tự nhiên giúp chủ động được nguồn nguyên liệu trong sản xuất xi măng.
Nguồn bã thải của một số ngành công nghiệp nêu trên như: Nhà máy sản xuất phân bón Apatit Lào Cai, DAP Đình Vũ (Hải Phòng), các nhà máy nhiệt nguyên liệu chính để sản xuất thạch cao nhân tạo cũng vì lẽ đó mà đang bị bỏ phí hoặc sử dụng không hiệu quả. Nguồn phế thải của một số ngành công nghiệp nêu trên thải ra, không có khả năng tái chế làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường; Thực tế hiện nay, một số công ty hóa chất hay phân bón tại Việt Nam đang thải ra môi trường lượng bã thải chứa CaSO4 đáng kể, cụ thể như Công ty sản xuất phân bón DAP - VIANCHEM Đình Vũ hàng năm thải ra lượng bã thải GYP vào khoảng 1.000.000 tấn; đây là nguồn nguyên liệu dồi dào, hàng năm sẽ sản xuất ra khoảng 750.000 tấn thạch cao nhân tạo.
Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số đơn vị sản xuất xi măng tư nhân năng suất nhỏ đã thử nghiệm sử dụng loại thạch cao nhân tạo này, tuy vậy hình thức cũng như kết quả thử nghiệm vẫn còn đang kiểm chứng. Trong Tổng Công ty công nghiệp xi măng, đơn vị Vicem Bút Sơn cũng đã nghiên cứu thử nghiệm sản xuất xi măng sử dụng thạch cao nhân tạo được chế tạo từ nguồn bãi thải GYP của Nhà máy sản xuất phân bón DAP–VIANCHEM Đình Vũ tại Phòng thí nghiệm và sản xuất bán công nghiệp trên hai chủng loại sản phẩm MC25 và PCB30, bước đầu cho tính khả thi cao. Trong bài viết này, người viết xin giới thiệu kết quả nghiên cứu sử dụng thạch cao nhân tạo của một nhà máy xi măng tại Senegal khi tiến hành thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp để các đơn vị sản xuất xi măng của Vicem tham khảo.
Nghiên cứu sử dụng thạch cao nhân tạo của một nhà máy xi măng tại Senegal
Chuẩn bị 10 mẫu xi măng CEM II/A-M 32.5R trộn với thạch cao phốt pho với tỷ lệ thay thế từ 1-10%, trong đó cố định tỷ lệ phụ gia là 20%, tổng lượng thạch cao phốt pho và clinker là 80%. Đặc tính của thạch cao phốt pho sử dụng để nghiên cứu và yêu cầu chất lượng xi măng có thành phần như sau:
Để đánh giá ảnh hưởng của thạch cao phốt pho trong xi măng, tiến hành đánh giá tại phòng thí nghiệm và tại nhà máy; Trong đó, tại phòng thí nghiệm sẽ tiến hành thực hiện 3 phần chính: nghiên cứu tỷ lệ thạch cao phốt pho tối ưu, khảo sát khả năng nghiền của xi măng, và nghiên cứu ảnh hưởng của thạch cao phốt pho tới đặc tính của xi măng.
Khi muốn tăng tỷ lệ SO3 trong hỗn hợp chỉ cần tăng tỷ lệ thạch cao phốt pho; Tỷ lệ thạch cao phốt pho nằm trong khoảng từ 1 đến 7%, tương ứng với thành phần SO3 trong xi măng dao động dưới 3,5% và nằm trong giới hạn tiêu chuẩn. Cần phải lưu ý một vài thông số như tỷ lệ mất khi nung dưới 6,5%, tỷ lệ vôi tự do dưới 1%, tỷ lệ MgO cao nhất dưới 2,36%. Tỷ lệ thạch cao phốt pho dưới 8%, để đảm bảo tỷ lệ P2O5 dưới 0,5% theo tiêu chuẩn.
Nguồn thạch cao tự nhiên tại Việt Nam là hết sức hạn chế, đặc biệt chất lượng rất kém không đáp ứng yêu cầu cho công nghệ sản xuất xi măng cũng như một số ngành công nghiệp vật liệu khác vì vậy loại nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên này hoàn toàn phải nhập từ Lào, Thái lan, Trung Quốc. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp xi măng phát triển một cách nhanh chóng đặc biệt tại một số nước trong khu vực Đông Nam Á và lân cận như: Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc... và ngay cả Việt Nam. Nhu cầu sử dụng thạch cao tự nhiên phục vụ ngành công nghiệp này ngày càng lớn trong khi các nguồn thạch cao thiên nhiên ngày càng cạn kiệt và giá thành không ngừng tăng cao.
Việc sản xuất thạch cao nhân tạo trên Thế giới đã có từ khá lâu; sản phẩm thạch cao nhân tạo chủ yếu được chế biến từ các ngành công nghiệp phát sinh khí thải có chứa lưu huỳnh như các nhà máy nhiệt điện, công nghiệp hóa dầu hay từ bã thải trong ngành sản xuất phân bón hóa học... Tuy nhiên, tại Việt Nam việc sử dụng thạch cao nhân tạo cho một số ngành có nhu cầu cao như công nghiệp xi măng và một số ngành sản xuất vật liệu xây dựng khác còn hạn chế, làm cho công nghệ sản xuất thạch cao nhân tạo kém phát triển.
Sử dụng thạch cao phốt pho thay thế thạch cao tự nhiên giúp chủ động được nguồn nguyên liệu trong sản xuất xi măng.
Nguồn bã thải của một số ngành công nghiệp nêu trên như: Nhà máy sản xuất phân bón Apatit Lào Cai, DAP Đình Vũ (Hải Phòng), các nhà máy nhiệt nguyên liệu chính để sản xuất thạch cao nhân tạo cũng vì lẽ đó mà đang bị bỏ phí hoặc sử dụng không hiệu quả. Nguồn phế thải của một số ngành công nghiệp nêu trên thải ra, không có khả năng tái chế làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường; Thực tế hiện nay, một số công ty hóa chất hay phân bón tại Việt Nam đang thải ra môi trường lượng bã thải chứa CaSO4 đáng kể, cụ thể như Công ty sản xuất phân bón DAP - VIANCHEM Đình Vũ hàng năm thải ra lượng bã thải GYP vào khoảng 1.000.000 tấn; đây là nguồn nguyên liệu dồi dào, hàng năm sẽ sản xuất ra khoảng 750.000 tấn thạch cao nhân tạo.
Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số đơn vị sản xuất xi măng tư nhân năng suất nhỏ đã thử nghiệm sử dụng loại thạch cao nhân tạo này, tuy vậy hình thức cũng như kết quả thử nghiệm vẫn còn đang kiểm chứng. Trong Tổng Công ty công nghiệp xi măng, đơn vị Vicem Bút Sơn cũng đã nghiên cứu thử nghiệm sản xuất xi măng sử dụng thạch cao nhân tạo được chế tạo từ nguồn bãi thải GYP của Nhà máy sản xuất phân bón DAP–VIANCHEM Đình Vũ tại Phòng thí nghiệm và sản xuất bán công nghiệp trên hai chủng loại sản phẩm MC25 và PCB30, bước đầu cho tính khả thi cao. Trong bài viết này, người viết xin giới thiệu kết quả nghiên cứu sử dụng thạch cao nhân tạo của một nhà máy xi măng tại Senegal khi tiến hành thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp để các đơn vị sản xuất xi măng của Vicem tham khảo.
Nghiên cứu sử dụng thạch cao nhân tạo của một nhà máy xi măng tại Senegal
Chuẩn bị 10 mẫu xi măng CEM II/A-M 32.5R trộn với thạch cao phốt pho với tỷ lệ thay thế từ 1-10%, trong đó cố định tỷ lệ phụ gia là 20%, tổng lượng thạch cao phốt pho và clinker là 80%. Đặc tính của thạch cao phốt pho sử dụng để nghiên cứu và yêu cầu chất lượng xi măng có thành phần như sau:
Bảng 1: Thành phần hóa và thành phần khoáng của xi măng II/A-M 32.5R
![]()
Bảng 2: Đặc tính cơ lý và hóa học chính của xi măng II/A-M 32.5R
![]()
Bảng 3: Thành phần hóa học của thạch cao phốt pho
![]()
Các mẫu sau khi được pha trộn theo tỷ lệ cho trước được nghiền trong vòng 12 phút trong máy nghiền bi. Thời gian nghiền được điều chỉnh cho phù hợp sao cho sản phẩm nghiền đạt độ mịn 3000 m2/g (cũng được gọi là bề mặt riêng Blain hoặc là SSB).
Để đánh giá ảnh hưởng của thạch cao phốt pho trong xi măng, tiến hành đánh giá tại phòng thí nghiệm và tại nhà máy; Trong đó, tại phòng thí nghiệm sẽ tiến hành thực hiện 3 phần chính: nghiên cứu tỷ lệ thạch cao phốt pho tối ưu, khảo sát khả năng nghiền của xi măng, và nghiên cứu ảnh hưởng của thạch cao phốt pho tới đặc tính của xi măng.
Khi muốn tăng tỷ lệ SO3 trong hỗn hợp chỉ cần tăng tỷ lệ thạch cao phốt pho; Tỷ lệ thạch cao phốt pho nằm trong khoảng từ 1 đến 7%, tương ứng với thành phần SO3 trong xi măng dao động dưới 3,5% và nằm trong giới hạn tiêu chuẩn. Cần phải lưu ý một vài thông số như tỷ lệ mất khi nung dưới 6,5%, tỷ lệ vôi tự do dưới 1%, tỷ lệ MgO cao nhất dưới 2,36%. Tỷ lệ thạch cao phốt pho dưới 8%, để đảm bảo tỷ lệ P2O5 dưới 0,5% theo tiêu chuẩn.
ximang.vn (TH/ TTKH-KTXM)
