3. Giải pháp quản lý, chế biến và sử dụng xỉ gang, xỉ thép trên thế giới:
Do lượng xi gang và xỉ thép phát sinh hàng năm trong quá trình sản xuất gang thép rất nhiều nên các nước đã thực hiện quản lý, nghiên cứu chế biến, sử dụng xỉ gang và xỉ thép nhằm mang lại lợi ích kinh tế cho các doanh nghiệp thép và góp phần bảo vệ môi trường (BVMT) hiệu quả.
- Chế biến và sử dụng xỉ gang: Từ kết quả nghiên cứu thành phần hóa học và khoáng vật của xỉ gang, các nước đã chế biến xỉ gang lò cao theo 2 cách: i) Làm nguội bằng nước tạo ra xỉ hạt; ii) Làm nguội chậm bằng không khí tạo ra xỉ cục có cỡ hạt lớn. Xỉ lò cao ở các nước Châu Âu chủ yếu được chế biến để sản xuất xi măng (60%), làm đường (24%), sử dụng nội bộ (14%) và cho các mục đích khác (2%).
- Chế biến và sử dụng xỉ thép: Các nước đã chế biến xỉ thép bằng cách nghiền nhỏ, sau đó tuyển từ tách thép vụn (mạt sắt) và ôxít sắt để tái sử dụng cho sản xuất quặng thiêu kết và luyện thép, phần còn lại được sử dụng cho các lĩnh vực khác nhau, chủ yếu là làm đường (43%) và sử dụng nội bộ (19%).
Đối với xỉ lò cao, hơn 80% dùng cho sản xuất xi măng (hơn một nửa đã xuất khẩu), làm đường chiếm 15%, các công trình dân dụng 1% và cho các mục đích khác 3%; Đối với xỉ thép sử dụng để làm đường 32%), các công trình dân dụng 29%), tái sử dụng cho sản xuất thép 22%, làm đường nội bộ 5%, sản xuất xi măng 3%, cải tạo đất 3% và còn lại cho các mục đích khác. Dưới đây là một số các giải pháp thực tế được ứng dụng bởi những nhà sản xuất tiên tiến trên thế giới:
a/Nhật Bản
Gang được sản xuất theo công nghệ Lò cao (BF) nêu ở hình trên (còn gọi là “công nghệ luyện kim truyền thống”) với nguyên liệu quặng sắt (quặng cục, quặng thiêu kết, quặng cầu viên), than cốc và nguyên liệu trợ dung (đá vôi, đôlômít, quăczit). Quá trình luyện gang trong Lò cao đã loại bỏ tạp chất và khử ôxy trong quặng sắt để thu được gang lỏng. Gang lỏng được tháo ra ngoài lò qua các lỗ ra gang và sau đó được đúc vào khuôn để sản xuất gang thỏi hoặc gang lỏng sẽ được vận chuyển sang lò luyện thép để sản xuất phôi thép.
Cùng với gang lòng, xỉ gang (BFSlag) được tạo thành chủ yếu từ các oxit và đất chay trong quặng sắt và nguyên liệu trợ dung và tro của than cốc. Định kỳ xỉ được tháo ra ngoài lò qua các lỗ ra xỉ. Khối lượng xỉ gang tạo ra với mức 0,300 - 390 kg xỉ gang/tấn gang lỏng. Đối với những nhà máy luyện gang bằng Lò cao dung tích lớn (V lò >1.000 - 5.000 M3) trên thế giới mức tạo ra xỉ gang chỉ từ 230 - 290 kg xỉ/tấn gang lỏng.
Xỉ gang chứa nhiều khoáng chất khác nhau, khoảng 70% silicat và aluminium silicat, 14% spinen, 4% oxit tự do và 9% các khoáng chất khác. Xỉ gang được chia ra làm 2 loại: i) Xỉ axit chủ yếu là SiO2 (chiếm 50 - 60%); ii) Xỉ bazơ chứa các oxit kiềm như CaO, Al2O3, MgO…
QUẢN LÝ, CHẾ BIẾN VÀ SỬ DỤNG XỈ GANG, XỈ THÉP từ Lò chuyển, Lò điện và LÒ CAO
Trong thời kỳ hội nhập quốc tế đòi hỏi các ngành Công nghiệp Việt Nam nói chung và các daonh nghiệp thép nói riêng phải có tư duy mới và hành động tích cực để tìm hướng đi thích hợp nhằm đảm bảo hài hoà quá trình tăng trưởng sản xuất và bảo vệ môi trường một cách bền vững. Do đó, câu hỏi cấp thiết được đặt ra là có những giải pháp nào tái chế sử dụng xỉ gang thép nhằm mang lại lợi ích về môi trường và kinh tế? Hãy cùng Fortune tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
1. Quá trình tạo xỉ gang trong sản xuất gang Lò cao:
Lò cao là một thiết bị khổng lồ sản xuất gang từ quặng sắt. Muốn thu được gang từ quặng, phải sử dụng chất hoàn nguyên sắt, đồng thời phải cung cấp nhiệt lượng để tạo điều kiện cho phản ứng hoàn nguyên biến liệu lò thành dạng lỏng, tách xỉ gang.
Công đoạn Luyện gang Lò cao tạo ra xỉ gang (hay xỉ lò cao: Blast Furnace Slag - BFSlag) với mức 0,300 - 0,390 tấn xỉ gang/tấn gang lỏng và tại công đoạn Luyện thép (70% bằng Lò chuyển và 30% bằng Lò điện Hồ quang) đã tạo ra xỉ thép lò chuyển (BOFSlag) và xỉ thép lò điện hồ quang (EAFSlag) với mức 0,150 tấn xỉ thép/tấn thép lỏng.
Mô hình luyện gang thô trong lò cao
Để tìm hiểu thêm về những giải pháp môi trường dành riêng cho các thiết bị ngành công nghiệp mà National Fortune đã nghiên cứu, mời bạn đăng ký nhận email thông tin tại form dưới đây:
b/ Các nước Châu Âu:
4, Lời khuyên cho các doanh nghiệp sản xuất thép ở Việt Nam về xỉ gang, xỉ thép
- Xử lý nguyên liệu cho luyện gang: Nguyên liệu đầu vào cho luyện gang (quặng sắt, than cốc, than cám antraxit để phun thổi vào lò cao và các nguyên liệu khác) cần phải được xử lý đảm bảo chất lượng trước khi nạp vào lò cao. Khi tăng hàm lượng Fe trong quặng sắt lên 1% sẽ giảm tiêu thụ than cốc được 2% và tăng sản lượng gang lên 3%. Giải pháp này còn làm giảm giá thành sản xuất gang và giảm phát thải bụi và KNK (khí CO2).
- Xử lý thép phế (ép và băm thép phế) trước khi nạp vào lò điện (EAF) sẽ tăng hiệu suất sử dụng thiết bị, giảm tiêu hao nhiên liệu và năng lượng (tiêu hao dầu và điện) trên một đơn vị sản phẩm. Kết quả giải pháp trực tiếp là giảm gá thành và gián tiếp đã giảm thiểu phát thải bụi và KNK.
- Giải pháp về chế biến và sử dụng xỉ gang, xỉ thép của ngành Thép Việt Nam
Ngoài việc thực hiện các “Giải pháp kỹ thuật và công nghệ” nhằm hạn chế lượng phát thải xỉ gang, xỉ thép nêu trên cần thực hiện đồng bộ “Giải pháp chế biến và sử dụng xỉ gang, xỉ thép” với một số nội dung sau:
- Thực hiện các Đề tài nghiên cứu - triển khai (R&D) liên quan đến việc quản lý, chế biến và sử dụng xỉ gang, xỉ thép;
- Đẩy mạnh quảng bá và tuyên truyền sử dụng các sản phẩm chế biến từ xỉ gang, xỉ thép;
- Các DN Thép phải hỗ trợ cho các cơ sở có nhu cầu tiêu thụ sản phẩm chế biến từ xỉ gang, xỉ thép. Trong đó chú trọng đến các công trình đường dân sinh ở nông thôn;
- Tiếp tục đầu tư xây dựng các nhà máy chế biến xỉ gang, xỉ thép với công suất trên 1 triệu tấn sản phẩm xỉ các loại/năm từ nguồn vốn xã hội hóa, trong đó chủ yếu là nguồn vốn đầu tư của các DN Thép;
2. Quá trình tạo xỉ thép trong sản xuất thép Lò chuyển và Lò điện
- Quá trình tạo xỉ thép trong Lò chuyển (BOF): Gang lỏng của Lò cao, oxy và các chất khử (soda, vôi, cacbit canxi, dolomit...) được nạp vào Lò BOF để sản xuất thép. Quá trình luyện thép đã tạo ra một lượng xỉ khoảng 150kg xỉ thép/tấn thép lỏng. Thành phần khoáng vật xỉ thép BOF gồm có olivine (CaO.RO, SiO2), Rhodonite (3CaO.RO, 2SiO2) dicalcium silicate (2CaO, SiO2) và tricalcium silicate (3CaO, SiO2).
- Quá trình tạo xỉ thép trong Lò điện hồ quang (EAF): Nguyên liệu để luyện thép bằng lò EAF là thép phế (nhập khẩu hay mua trong nước) và chất khử (chủ yếu là vôi). Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã sừ dụng tới 50% gang lỏng của Lò cao thay cho thép phế, kết quả ứng dụng này đã giảm được tiêu hao điện và điện cực cho luyện thép bằng lò EAF. Quá trình luyện thép lò EAF đã tạo ra một lượng xỉ khoảng 100-150kg xỉ thép/1 tấn thép lỏng.
Cập nhật tin tức thổng thầu ngành thép Danieli, SMS
Tổng thầu ngành xi măng FLSmidth, Polysius, Sinoma, Loesche GmbH