Tro xỉ là chất thải rắn sinh ra trong quá trình đốt than (nhiệt điện, sản xuất xi măng, hoá chất, phân bón, luyện kim, công nghiệp giấy, nung đốt, sấy nông nghiệp-thực phẩm…). Chỉ tính riêng các Nhà máy nhiệt điện thì lượng tro xỉ than phát thải ra hàng năm đã lên tới hàng chục triệu tấn.

Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2020-2030

Với phương pháp bơm tro cùng nước ra bãi thải, tro xỉ nhiệt điện đang là nguồn gây ô nhiêm đất, ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng, đồng thời diện tích chiếm đất làm bãi chứa hàng nghìn hecta cũng là một vấn đề hết sức nan giải cho ngành nhiệt điện than nước ta.

Tính đến năm 2030, cả nước sẽ có tới gần 80 nhà máy nhiệt điện, tức là sẽ có gần 80 bãi thải-những quả “bom nổ châm” về vấn nạn môi trường.

Thời gian qua, nhiều doanh nghiệp đã áp dụng một số công nghệ để tái chế tro xỉ thành nguyên, nhiên liệu hữu ích nhưng sản lượng tiêu thụ còn thấp. Xử lý tro xỉ là vấn đề thách thức đặt ra nhằm đảm bảo công tác môi trường, đồng thời đó cũng là yêu cầu biến chất thải thành nguồn nguyên liệu quý cho xã hội.

Hàng ngàn năm trước, người la Mã đã biết sử dụng tro núi lửa và đá vôi để xây dựng các công trình. Năm 236 trước công nguyên, công trình Roma Gate xây dựng bằng tro núi lửa và đá vôi, đến nay vẫn còn tồn tại.

Ngày nay, sử dụng tro xỉ là lặp lại công việc đã có hàng ngàn năm trước, không có gì mới mẻ, nhưng sẽ mang lại hiệu quả to lớn về kinh tế-môi trường-xã hội.

Thành phần của tro xỉ

Trong quá trình đốt cháy chất hữu cơ, khoảng 27% chất vô cơ không cháy bị dính vón thành các hạt lớn và rơi xuống đáy lò họi là tro thô (hoặc tro đáy lò). Còn lại 70% là chất vô cơ không cháy, theo khói lò và được thu hồi bằng các phương pháp thu bụi như xiclon, lọc túi…và được gọi là tro mịn (hoặc tro bay).

Thành phần hoá học của tro xỉ giữa các nhà máy nhiệt điện khác nhau do chủng loại than sử dụng (than đá hoặc than nâu), và hầu hết đều là than có chất lượngt hấp nên chất lượng tro xỉ cũng không cao. Sự khác nhau về thành phần hoá học của tro xỉ cần phải được lưu ý khi lựa chọn và xây dựng cấp phối để sản xuất VLXKN. Ngoài ra, màu sắc cuả tro xỉ cũng là một yếu tố ảnh hưởng nhất định.

Theo kết quả phân tích hoá học tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện cho thấy tổng tỉ lệ các oxit (SiO2, Al203 và Fe2O3) của tro xỉ gần như tương đương với thành phần của đất sét. Tuy nhiên, do lượng mất khi nung của tro xỉ cao, không đáp ứng được yêu cầu theo TCVN 10302-2014 nên hạn chế khả năng ứng dụng của tro xỉ.

Như vậy, để sử dụng tro xỉ, cần phải tuyển tro để đáp ứng yêu cầu chỉ tiêu chất lượng vày quy chuẩn hiện hành khi sử dụng cho từng lĩnh vực cụ thể.

Công nghệ tuyển tro bay

Có nhiều công nghệ tuyển tro bay (chủ yếu là nhằm tách than chưa cháy ra khỏi tro): tuyển cơ học; tuyển tĩnh điện và tuyển nổi.

Công nghệ tách khô ly tâm: Tro xỉ từ silo chứa sẽ được bơm lên máy tách. Tại máy tách ly tâm, luồng gió tốc độ cao sẽ tách tro xỉ thành 2 phần: hạt nhẹ (tro bay) cuốn theo gió sang hệ thống lọc bụi túi vải; hạt nặng (bã xỉ) không bị cuốn theo gió rơi xuống thùng chứa trung gian. Luồng gió sau khi qua lọc bụi túi vải là gió sạch được quạt gió tuần hoàn ngược trở lại các máy bơm khí nén, máy tách ly tâm.

Công nghệ tuyển tĩnh điện: Tro xỉ được cho đi qua các khe nhro giữa 2 cực điện song song. Tro bay (hạt mịn) và bã xỉ (hạt to) sẽ chuyển động ngược chiều chuyển về silo chứa khác nhau. Tro bay thu được từ công nghệ tĩnh điện thường có chất lượng cao hơn.

Công nghệ tuyển nổi: Tro xỉ được lưu trữ trong bãi thải, sử dụng bơm hút, đổ trực tiếp vào máy phân cấp xoắn, tách xỉ don; Tro xỉ kích thước nhỏ dẫn vào bể trữ à bơm vào thùng khuấy tiếp xúc tuyển nổi. Trong các ngăn của máy tuyển nổi, thuốc tuyển là dầu mỏ và dầu thông được bơm vào; Tro tuyển sẽ được khử nước ở bể lắng, chuyển ra bãi để róc nước tự nhiên và cấp vào máy sấy khô hoặc tro tuyển sẽ được khử nước ở bể cô đặc, lọc ép rồi sấy.

Công nhệ tuyển khô (cơ học và tĩnh điện) là công nghệ tiên tiến nên được ưu tiên phát triển. Diện tích chiếm đất nhỏ; không ảnh hưởng tới môi trường (chỉ sử dụng gió được tuần hoàn khép kín); không tốn thêm năng lượng vào việc sấy khô tro bay sau khi tách; khả năng xử lý quy mô lớn; không sử dụng nước phù hợp điều kiện thực tiễn thiếu nước tại nhiều địa phương (tiết kiệm tài nguyên); không phát sinh nước thải, không ô nhiễm nguồn nước và không ô nhiễm đất do quá trình xả thải bằng nước gây ra,

Ứng dụng của tro xỉ

Tro xỉ trong công nghiệp xi măng; tro bay làm phụ gia bê tông khối lớn; tro bay cho sản xuất bê tông xây dựng thông thường (sản xuất cấu kiện giao thông, thủy lợi, xây dựng dân dụng, công nghiệp…); tro xỉ làm đường giao thông; tro xỉ sản xuất vật liệu xây không nung (gạch xi măng cốt liệu, gạch bê tông nhẹ, gạch Silicat, panel tường, tấm xi măng sợi…); tro xỉ để sản xuất gạch đất sét nung;

Giá trị về mặt môi trường

Giá trị về mặt môi trường: Hạn chế đến mức tối thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường (ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất); Góp phần tiết kiệm và sử dụng hiểu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên (than, cát, đất sét nguyên liệu, nước…), tiết kiệm năng lượng (điện, dầu, củi…) và giảm thiểu sử dụng các hoá chất gây hại trong sản xuất VLXD; Tiết giảm diện tích chiếm đất làm bãi chứa xỉ thải; Khi sản xuất một tấn xi măng sẽ thải ra một tấn khí CO2, vì vậy lượng tro bay thay thế xi măng trong bê tông cũng chính là lượng khí thải tương ứng có thể cắt giảm.

Giá trị về mặt kinh tế: có thể tiết giảm hàng chục ngàn tỉ đồng khi sử dụng tro bay thay thế cho một phần xi măng; Giúp sản xuất các VLXD tốt hơn với chi phí rẻ hơn; tiết giảm chi phí nhập khẩu các phụ gia khoáng trong ngành xây dựng và VLXD; Tạo tiền đề để sản xuất các sản phẩm VLXD có hàm lượng GTGT cao, thay thế cho các sản phẩm đang phải nhập khẩu (cemboard, panel...); Tiết kiệm chi phí quản lý tro xỉ với tư cách là một CTR trong các hoạt động sản xuất có sử dụng than; Nếu được định hướng tốt, có thể tạo ra một ngành công nghiệp mới: công nghiệp chế biến tro xỉ và sản xuất các sản phẩm từ tro xỉ.

Giá trị về mặt xã hội: Cải thiện môi trường, nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân khu vực có nguồn phát thải; Triệt tiêu các xung đột xã hội do tro xỉ thải gây ra (như vụ việc Vĩnh Tân), góp phần giữ vững an ninh, đảm bảo trật tự, an toàn xã hội; Ứng dụng tro xỉ trong sản xuất VLXD gạch không nung tạo điều kiện để người tiêu dùng tiếp cận các sản phẩm VLXD tốt hơn với chi phí rẻ hơn, góp phần nâng cao thu nhập người dân; Ngành công nghiệp chế biến tro xỉ và sản xuất các sản phẩm từ tro xỉ ra đời sẽ tạo ra hàng chục ngàn chỗ làm mới, đảm bảo việc làm và thu nhập sẽ góp phần ổn định và phát triển xã hội.

Như vậy, tro xỉ than không chỉ là một nguồn chất thải rắn cần phải được quản lý nghiêm ngặt, nó thực sự là một nguồn “tài nguyên” chưa được quan tâm khai thác đúng mức. Sử dụng hợp lý tro xỉ trong công nghiệp sản xuất VLXD sẽ mang lại những lợi ích to lớn về kinh tế, xã hội và môi trường. Có thể thấy rằng, tro xỉ than thực sự là một nguồn nguyên liệu vàng của ngành sản xuất VLXD Việt Nam.