Sản xuất gang, thép từ bùn đỏ: Nên tính hiệu quả kinh tế

Theo đó bùn đỏ dựa trên công nghệ hoàn nguyên trực tiếp có hiệu suất thu hồi đạt trên 70%, xỉ lò có thể làm phụ gia cho sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng.

Đây là kết quả của đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép và vật liệu xây dựng không nung từ nguồn thải bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại Tây Nguyên” do TS Vũ Đức Lợi thuộc Viện Hóa học làm chủ nhiệm.

Mở ra hướng đi mới

Mới đây Hội đồng khoa học đã Nghiệm thu cấp nhà nước đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép và vật liệu xây dựng không nung từ nguồn thải bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại Tây Nguyên” thuộc Chương trình Tây Nguyên 3.

Trên cơ sở mục tiêu chính của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ sản xuất tinh quặng sắt, thép và vật liệu xây dựng không nung từ bùn đỏ phù hợp với điều kiện Việt Nam, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho công nghiệp sản xuất Alumin tại Tây Nguyên, Hội đồng đã  thảo luận, đánh giá và thống nhất từng kết quả mà đề tài đạt được.

Theo đó đề tài đã nghiên cứu các thành phần và tính chất của bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại nhà máy alumin Lâm Đồng. Bùn đỏ là chất thải có tính kiềm cao, theo công ước Basel và Quy chuẩn Việt Nam QCVN 07:2009/BTNMT thì bùn đỏ được phân loại là chất thải nguy hại. Thành phần sắt trong bùn đỏ cao, hàm lượng Fe2O3 trong tất cả các mẫu đều trên 50%, hàm lượng tổng sắt (T-Fe >35%), do vậy có thể định hướng sử dụng bùn đỏ để làm tinh quặng sắt, gang và thép.

Không chỉ có vậy, nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng quy trình sản xuất thép từ bùn đỏ dựa trên công nghệ hoàn nguyên trực tiếp có hiệu suất thu hồi đạt trên 70%, xỉ lò có thể làm phụ gia cho sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng.

Đề tài cũng xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh quặng sắt, sắt xốp và thép từ bùn đỏ theo công nghệ tách khô, thiêu từ hóa, nghiền và tuyển từ, sau đó thu hồi tinh quặng sắt và sản xuất sắt xốp, thép. Quy trình công nghệ có nhiều điểm mới và ưu việt hơn so với các nghiên cứu và sáng chế trước đây.

Theo đánh giá của Hội đồng nghiệm thu, công nghệ này mở ra hướng đi mới trong việc tận dụng nguồn nguyên liệu tái tạo nói chung, đồng thời giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do khai thác bô xít để sản xuất alumin ở Tây Nguyên - vấn đề thách thức với dự án hiện nay.

Theo báo cáo của các đơn vị thực hiện, bùn đỏ trong khai thác bauxite tại khu vực Tây Nguyên có chứa hàm lượng sắt cao hơn hẳn so với các khu vực khác trên thế giới (như Australia, Hungary…). Cụ thể, hàm lượng sắt trong bùn đỏ khô tại Nhà máy alumin (Lâm Đồng) dao động từ 35,8-40% (tính theo Fe) và từ 51,1-56,3% (tính theo Fe2O3), được coi là tương đương với quặng sắt nghèo, có khối lượng lớn và có thể định hướng để sản xuất gang thép.

Nhận xét về công trình này GS.Viện sỹ Nguyễn Văn Hiệu nhận định, đây là đề tài hiệu quả về nhiều mặt, có tính đột phá đặc biệt đối với vấn đề phát triển bền vững của ngành công nghiệp khoáng sản nói chung và vấn đề thác bô xít ở Tây Nguyên nói riêng.

Nếu sản xuất đơn phương sẽ lỗ

Theo nhóm nghiên cứu, quá trình nghiên cứu, thử nghiệm 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.

“Nhìn về mặt tổng thế công nghệ này có nhược điểm là tiêu tốn năng lượng, dẫn đến giá thành cao và khó đáp ứng được về hiệu quả kinh tế", Hội đồng nghiệm thu đánh.

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.

Hiện đề tài đã tiến hành sản xuất thử nghiệm với quy mô công nghiệp mẻ 200 tấn, hiệu suất thu hồi 1 tấn tinh quặng sắt/2,4 tấn bùn đỏ khô, sản phẩm tinh quặng sắt đạt 62,7% đáp ứng đầy đủ các yêu cầu để sản xuất gang và sắt xốp.

Các tính toán về hiệu quả kinh tế cho thấy sản xuất ra 1 tấn tinh quặng sắt có chi phí thấp hơn so với giá sản phẩm thương mại trên thị trường, chứng tỏ tính khả thi của việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, hội đồng kiến nghị cần sớm xây dựng nghiên cứu dự án khả thi để sản xuất tinh quặng sắt, gang và thép từ bùn đỏ. Tuy nhiên các nhà khoa học cũng lưu ý, hiệu quả kinh tế của công nghệ sản xuất thép từ bùn đỏ trong quá trình sản xuất Alumin tại Tây Nguyên cần phải xem xét ở nhiều khía cạnh, với những lợi ích tổng thể về môi trường và kinh tế - xã hội.

"Cần phải đánh giá hiệu quả kinh tế của việc tiết kiệm kinh phí xây dựng hồ chứa bùn đỏ đến chi phí sản xuất của công nghệ", Hội đồng khoa học đánh giá.

Kết quả nghiên cứu này đã chứng minh nếu đưa vào sản xuất đại trà gang, thép từ bùn đỏ thì sẽ không có lãi.

Phân tích về mặt kinh tế, TS Nguyễn Văn Lạng, nguyên Thứ trưởng Bộ Khoa học-Công nghệ, chuyên gia cao cấp của đề tài thẳng thắn: Nếu tiến hành sản xuất gang, thép từ bùn đỏ thì sẽ lỗ.

"Tuy nhiên, nếu các nhà máy alumin trả tiền xử lý thay vì xây dựng bể, tức là lấy tiền xây bể đó trả cho đơn vị xử lý bùn đỏ trở thành tinh quặng để sản xuất ra gang, thép thì chúng ta lại có lời. Chúng tôi đã thảo luận với Tập đoàn Than-Khoáng sản Việt Nam chắc chắn họ sẽ đồng ý và Chính phủ cũng đã đồng tình là đi đến thỏa thuận về giá, là các nhà máy alumin sẽ trả chi phí xử lý bùn bằng công nghệ này với một cái giá nhất định, có thể từ 5-10 USD/tấn chẳng hạn, thay vì một năm phải bỏ ra tới 300 tỷ đồng để làm bể chứa, thì bây giờ chuyển khoản kinh phí đó cho bên xử lý bùn đỏ", TS Lạng nói.

GS. TS Nguyễn Quang Thái, Phó tổng thư ký Hội Khoa học Kinh tế Việt Nam thì cho rằng: "Giữa việc làm trong phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp khác hẳn nên cần phải xem xét, tính toán kỹ", TS Thái cảnh báo.