THUYẾT TRÌNH TÁI CHẾ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ TRONG SẢN XUẤT GỐM XÂY DỰNG

Trang 1

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN PHONG HVTH: NGÔ THỊ TRÀ MY

ĐÀO NGUYỄN VŨ

KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NÂNG CAO

TÁI CHẾ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ TRONG SẢN XUẤT GỐM XÂY DỰNG

Trang 2

NỘI DUNG

TỔNG QUAN VỀ GỐM XÂY DỰNG 1

2

3

4

CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP

VÔ CƠ TRONG SẢN XUẤT GỐM TỔNG QUAN CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ CHO SẢN XUẤT GỐM

4

CÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Trang 3

Vật liệu gốm xây dựng là vật liệu nhân tạo

Nguyên liệu chính: đất sét

Trải qua gia công cơ học và nhiệt

Gây biến đổi cấu trúc và thành phần khoáng, làm xuất hiện những đặc tính phù hợp với yêu cầu sử dụng trong xây

dựng.

Gây biến đổi cấu trúc và thành phần khoáng, làm xuất hiện những đặc tính phù hợp với yêu cầu sử dụng trong xây

dựng.

Ngoài ra, còn có các phụ gia được bổ sung vào nguyên

liệu chính để cải thiện các đặc tính của gốm.

Ngoài ra, còn có các phụ gia được bổ sung vào nguyên

liệu chính để cải thiện các đặc tính của gốm.

TỔNG QUAN VỀ GỐM XÂY DỰNG

 Nhóm Caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O) gồm:

46.54% SiO2, 39.5% Al2O3, 13.96% H2O

 Nhóm Môntmôrilônit (Al2O3.4SiO2.H2O + nH2O)

 Nhóm khoáng chứa Alkali (illit hay mica)

 Fe2O3, CaO, MgO…

Trang 4

Dựa theo công dụng:

Vật liệu xây: gạch đặc, gạch rỗng

(2 lỗ, 4 lỗ…)

Vật liệu lợp: các loại ngói

Vật liệu ốp: ốp tường nhà, ốp cầu

thang, ốp trang trí…

Vật liệu lát: gạch lát nền, lát đường, lát vỉa hè…

Dựa theo phương pháp sản xuất:

Gốm tinh: có cấu trúc hạt mịn, sản xuất phức tạp

Trang 5

Các đặc tính đối với mẫu gốm xây dựng

Độ bền

Khả năng hấp thụ nước

Khả năng chống chịu đông rã

Độ co rút khi sấy, nung

Độ co rút khi sấy, nung Mật

độ

Mật độ

Độ truyền nhiệt

Độ truyền nhiệt Nhiệt

Trang 6

• Độ bền và tuổi thọ cao

• Được làm từ nguồn nguyên liệu địa phương sẵn có và rẻ tiền;

• Công nghệ đơn giản, dễ thực hiện và giá thành thấp.

Ưu điểm

• Giòn, dễ vỡ và tương đối nặng;

• Thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, ảnh hưởng đến môi trường từ việc phát thải khí…

Nhược điểm

Các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu và phát minh ra nhiều loại gạch, hạn chế được các nhược điểm này, tận dụng được nguồn chất thải vô cơ có sẵn để tạo ra loại gốm xây dựng hiệu quả và thân thiện với môi trường.

ƯU & NHƯỢC ĐIỂM VẬT LIỆU GỐM

Trang 7

Sự tăng trưởng của nền kinh tế và công nghiệp

Việc bán phá giá hoặc quản lý không hợp lý chất thải từ các ngành sản xuất khác nhau

Nếu rác thải được quản lý một cách chính xác thì nó có thể được chuyển đổi thành nguồn lực góp phần tiết kiệm nguyên vật liệu, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ khí hậu, thúc đẩy sự phát triển bền vững.

Chi phí vật liệu xây dựng ngày càng tăng do nhu cầu cao, khan hiếm nguyên vật liệu và giá năng lượng cao

TỔNG QUAN CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ CHO SẢN XUẤT GỐM

Trang 8

Chất thải công nghiệp vô cơ dùng để bổ sung cho sản xuất gốm xây dựng

Chất thải từ công

nghiệp khai thác

và chế biến khoáng sản

Chất thải từ công

nghiệp khai thác

và chế biến khoáng sản

Chất thải tro và xỉ

Chất thải kim loại

Chất thải thủy tinh

Chất thải

Trang 9

• Các chất thải, bùn thải từ khai thác và chế biến quặng sắt, khai thác than đá… quá trình làm giàu đá quartzite sắt, quặng molypden…

• Chất thải, phế liệu từ chế biến khoáng sản ở các nhà máy khai thác mỏ

thường tích tụ thành đống lớn, gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, đặc biệt đối với lượng lớn chất thải được sản xuất trong quá trình khai thác và chế biến ở các mỏ.

Chất thải từ công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản

Trang 10

Tro được sử dụng chủ yếu là chất thải đốt than đá trong nhà máy nhiệt điện

Thành phần tro phụ thuộc vào nguồn gốc của nhiên liệu bị đốt cháy và điều kiện bảo quản của nó

 Tăng độ bền và mật độ của gạch và tương ứng giảm sự hấp thụ nước của

nó, cải thiện quy trình nung kết và các đặc tính của mẫu gốm cuối cùng.

 Tăng độ bền và mật độ của gạch và tương ứng giảm sự hấp thụ nước của

nó, cải thiện quy trình nung kết và các đặc tính của mẫu gốm cuối cùng.

Trang 11

Chất thải kim loại

Chất thải của ngành công nghiệp luyện kim bao gồm xỉ, bụi luyện kim, cát từ xưởng đúc thải bỏ…

Thành phần chính của dòng hàn là oxit silic, mangan, sắt, canxi, magiê, nhôm, canxi florua, lưu huỳnh, phốt pho…, kali, natri, titan, cacbon…

Trang 12

Chất thải thủy tinh

Nguồn chất thải thủy tinh bao gồm bình chứa, đèn, cửa sổ, panel

màn hình, gương, sợi thủy tinh

Một lượng lớn chất thải thủy tinh vẫn được tích tụ trong các bãi rác Phần lớn chất này không độc hại, ngoại trừ chất thải

của một số loại thủy tinh đặc biệt.

Trang 14

ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG CHẤT THẢI VÔ CƠ TRONG SẢN XUẤT GỐM

XÂY DỰNG

Trang 15

Bảng 2 Ảnh hưởng của các chất phụ gia khoáng hoá trong đất sét đối với lên màu của gạch (Yatsenko, 2015).

XÂY DỰNG

Trang 16

Hình 1 Mẫu gốm dựa trên bùn thải từ quặng sắt (Stolboushkin, 2015): 1 - không có phụ gia; Với 5% trọng lượng chất phụ gia

trong th ành phần sơn: 2 - MgO; 3 - Fe2O3; 4 - V2O5; 5 - NiCO3; 6 - CaCO3; 7 - CuCO3; 8 - CoCl2.6H2O.

XÂY DỰNG

Trang 17

Bảng 3 Ảnh hưởng của các điều kiện oxy hoá-khử khác nhau của việc nung gạch đối với màu sắc của gạch ceramic (Yatsenko,

2015).

XÂY DỰNG

Trang 18

TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ

Bảng 6 Thành phần

chất thải rắn trên

toàn cầu

Trang 19

Bảng 5 Ước tính trên toàn cầu các chất thải từ thu nhập của các nước trong tương lai (dự đoán đến năm 2025) Bảng 4 Ước tính trên toàn cầu các chất thải từ thu nhập của các nước năm 2012

TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ

Trang 21

CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÔ CƠ TRONG GỐM XÂY DỰNG

Trang 22

Hình 2 Quy trình sản xuất gạch có bổ sung chất thải công nghiệp vô cơ

Đất sét

Cân định lượng

Chuẩn bị nguyên vật liệu

Chất thải công nghiệp vô cơ Nước

Phối trộn nguyên liệu

Trang 23

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TÁI CHẾ CHẤT THẢI TỪ KHAI THÁC THAN ĐỂ THU HỒI THAN VÀ

SẢN XUẤT GẠCH THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG

Trang 24

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Các nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm cho thấy: sự đốt cháy của lượng lớn các hạt than

 Làm tăng kích thước lỗ rỗng trong gạch nung.

 Tỷ lệ hấp thụ nước cao, làm suy giảm hiệu quả lâu dài của gạch nung.

 Thu hồi lượng than còn lại trong đá thải than đá (CMWR)

 Sản xuất gạch nung từ các chất thải tách ra gọi là chất thải từ mỏ than thải (đã loại bỏ cacbon) đã qua xử lý (TCMT).

 Khảo sát tính khả thi của sản xuất gạch nung từ CMWR không loại bỏ than và so sánh với đá phiến sét tự nhiên.

Trang 25

Hình 3 Đống đá thải của quá trình khai thác than đá ở thành phố Jerada, Ma-rốc

(a): một khối lớn loại cũ dưới dạng chất thành đống hình nón, trải dài trên diện tích bề mặt 15 ha và có độ cao 95 m (Darmane và cộng sự, 2009) (b): bao gồm các đống chất thải than thấp hơn.

Làm xấu đi mỹ quan xung

KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Trang 26

3 mẫu được đưa qua rây 2 mm, sấy khô ở nhiệt độ thấp (60°C), được

đồng nhất và bảo quản trong túi nhựa kín Nguyên liệu sản xuất

Trang 27

Hình 4 Thu hồi than và mô hình hoá - sản xuất gạch thân thiện sinh thái.

Trang 28

KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

Hình 5 Phân bố cỡ hạt

của đá thải than đá (CMWR), chất thải từ mỏ than đã qua xử lý (TCMT)

và vật liệu đá phiến sét tham khảo (ShB).

Độ mịn của các hạt đảm bảo gạch có chất lượng bề mặt tốt hơn, mang lại hình dáng thẩm mỹ và độ bền cơ học cao, khả năng nung kết ở nhiệt độ thấp hơn.

Trang 29

Độ co rút

Sự hấp thu nước

Độ bền uốn

Mật độ

Trang 30

Hình 6

Sự thay đổi các đặc tính cơ học và vật lý

của

gạch nung có chứa lên đến 100% chất thải than đá

Trang 31

Bảng 7 Các thành phần hóa học của CMWR, TCMT, ShB

Trang 32

Bảng 7 Các thành phần khoáng của CMWR, TCMT, ShB

 Các kết quả kiểm tra khoáng vật cho thấy thạch anh (SiO2) chiếm ưu thế trong tất cả các mẫu nghiên

cứu

Trang 33

Do sự phân hủy của một số khoáng chất liên quan đến các phản ứng phức tạp, kết quả của quá trình nung tạo ra các dạng kết

tinh và vô định hình mới Sự mất mát trong than đá và đá phiến sét về cơ bản được giải thích như sau:

+ Sự mất nước (0-200oC);

+ Sự phân hủy của chất hữu cơ (chủ yếu là than đá) (425-680oC);

+ Cuối cùng là sự phân hủy các khoáng cacbonat

Các khối lượng giảm đạt được phù hợp với kết quả của LOI đối với các mẫu CMWR, TCMT và ShB lần lượt là 12.5, 8.75 và 6.45% (Bảng 7).

Trang 34

Bảng 7 Các thành phần kim loại rửa trôi của CMWR, TCMT, ShB

 Hầu hết các chất gây ô nhiễm đều ở mức yêu cầu đối với chất thải trong bãi chôn lấp Do đó, chất thải than đá có thể được coi là chất thải không nguy hại.

Trang 35

Các điều kiện nung (850-1050oC) đủ để phân hủy toàn bộ các chất hữu cơ, cacbonat và sunfua  phát thải CO2

và SO2

 Phát thải CO2 từ gạch CMWR cao hơn so với TCMT và ShB.

 Lượng khí axit hoá (SO2) tương tự như trong trường hợp mẫu CMWR và ShB, trong khi mẫu TCMT thấp

hơn đáng kể.

Bảng 10 Khí thải trong quá trình đốt của các mẫu được lựa chọn (CMWR, TCMT và ShB).

Trang 36

Hình 7 Sơ đồ minh họa các cách được đề xuất để quản lý tốt nhất chất thải than mỏ một cách bền vững và hiệu quả

Trang 37

Việc bổ sung chất thải vào hỗn hợp gốm có thể:

 Cải thiện chất lượng gạch và giảm chi phí sản xuất

 Làm tăng độ bền của gốm và cải thiện màu sắc của chúng

 Làm giảm nhiệt độ nung  Tiết kiệm nguồn năng lượng.

 Các kim loại nặng độc hại bị ràng buộc một cách an toàn trong khối gốm và không gây ra các tác động có hại trong tương lai.

 Quan trọng cho sự phát triển của ngành công nghiệp gốm sứ và kêu gọi nghiên cứu bổ sung ở mức độ thay thế hoặc tỷ lệ thích hợp, tùy theo từng trường hợp, sẽ cải thiện tính chất của các gốm xây dựng.

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

Trang 38

THANKS FOR YOUR ATTENTION!!!

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	5,84 MB