Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ẠO

U Y

…………..o0o…………..

H Ư

BÁO CÁO TIỂU LUẬN KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NÂNG CAO ĐỀ TÀI:

HVTH:

GVHD:

NGÔ THỊ TRÀ MY

- 1670377

ĐÀO NGUYỄN VŨ

- 1670378

PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

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

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2017

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... i Tổng quan về gốm xây dựng ................................................................................. 1

Khái niệm ........................................................................................................ 1

1.2.

Các nguyên liệu chính sản xuất vật liệu gốm xây dựng .................................. 1

1.3.

Phân loại: ........................................................................................................ 1

1.4.

Các đặc tính của gốm xây dựng ..................................................................... 1

1.5.

Ưu điểm và nhược điểm của vật liệu gốm ...................................................... 2

U Y

1.1.

Tổng quan thải công nghiệp vô cơ dùng cho sản xuất gốm............................ 2

2.1.

ẠO

II. Tổng quan chất thải công nghiệp vô cơ dùng cho sản xuất gốm và tình hình xử lý chúng ........................................................................................................................... 2 Chất thải từ công nghiệp khai thác và chế biến ........................................ 3

2.1.2.

Chất thải tro và xỉ...................................................................................... 4

2.1.3.

Chất thải kim loại ...................................................................................... 4

2.1.4.

Chất thải thủy tinh..................................................................................... 5

2.1.5.

Các loại chất thải vô cơ khác.................................................................... 5

TR ẦN

H Ư

2.1.1.

Ảnh hưởng của việc bổ sung chất thải vô cơ trong sản xuất gốm xây dựng .. 9

2.3.

Tình hình xử lý chất thải công nghiệp vô cơ ................................................. 11

10 00

III.

2.2.

Công nghệ tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong gốm xây dựng .............. 12

IV. Các nghiên cứu khoa học về sử dụng chất thải công nghiệp vô cơ trong sản xuất gốm xây dựng .................................................................................................... 13

Mô hình thí nghiệm ................................................................................. 14

ÁN

4.1.1.

-L

Í-

4.1. Tái chế chất thải từ khai thác than để thu hồi than và sản xuất gạch thân thiện môi trường ..................................................................................................... 13 Kết quả thu được.................................................................................... 14

4.1.3.

Kết luận .................................................................................................. 21

4.1.2.

IỄ N

ÀN

4.2. Tái chế các chất thải công nghiệp trong sản xuất gốm sứ: nghiên cứu trường hợp thủy tinh ........................................................................................................... 21 4.2.1.

Sử dụng thủy tinh với hàm lượng cao (> 60% trọng lượng) trong gạch . 22

4.2.2.

Sử dụng kính thải trong sản xuất gạch (<20% trọng lượng)................... 23

4.2.3.

Kết luận .................................................................................................. 24

V. Kết luận – kiến nghị ............................................................................................. 24 Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 25

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | i

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” I. 1.1.

Tổng quan về gốm xây dựng Khái niệm

Vật liệu gốm xây dựng là vật liệu nhân tạo, được sản xuất từ nguyên liệu chính là đất sét, qua quá trình gia công cơ học và gia công nhiệt, làm 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.

Các nguyên liệu chính sản xuất vật liệu gốm xây dựng Đất sét: Đất sét là nhóm các khoáng vật, khi trộn với nước cho hỗn hợp có độ dẻo, giữ nguyên hình dạng khi khô và dưới tác dụng của nhiệt, tạo ra sản phẩm sau nung có độ bền và một số tính chất khác thích hợp cho xây dựng. Thành phần hóa học - khoáng của đất sét bao gồm các nhóm sau: + Nhóm Caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O) gồm: 46.54% SiO2, 39.5% Al2O3, 13.96% H2O. + Nhóm Môntmôrilônit (Al2O3.4SiO2.H2O + nH2O) gồm 3 lớp: 2 tứ diện SiO4 và 1 bát diện AlO6 + Nhóm khoáng chứa Alkali (illit hay mica) + Fe2O3, CaO, MgO… - Ngoài ra, trong sản xuất gốm xây dựng còn các phụ gia có tác dụng tăng cường độ bền, giảm nhiệt độ nung, giảm độ co rút khi sấy, khi nung, giảm khả năng hấp thụ nước… 1.3. Phân loại: - Dựa theo công dụng chia gốm xây dựng thành: + 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 chia gốm xây dựng thành: + Gốm tinh: có cấu trúc hạt mịn, sản xuất phức tạp, chẳng hạn như gạch trang trí… + Gốm thô: có cấu trúc hạt lớn, sản xuất đơn giản, chẳng hạn như gạch xây, ngói… 1.4. Các đặc tính của gốm xây dựng

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

1.2. -

Đối với mẫu gốm thành phẩm dùng cho xây dựng, cần có những đặc tính sau:

IỄ N

ÀN

Độ bền:phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, độ đồng nhất của cấu trúc và loại vật liệu… Độ bền nén của sản phẩm được tính theo công thức Rcompr = P / S Trong đó: P - Tải trọng tối đa đạt được trong quá trình kiểm tra; S - Diện tích mặt cắt ngang của mẫu (không tính diện tích trống) Cường độ uốn cong của gốm được tính theo công thức: Rflex = 3PL / 2BH2 Trong đó: P - Tải trọng tối đa đạt được trong quá trình thử nghiệm; L - Khoảng cách giữa các trục của các trụ đỡ; B - Chiều rộng mẫu; H - Chiều cao mẫu ở giữa một độ uốn mà không có lớp bằng phẳng.

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 1

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

U Y

TR ẦN

H Ư

1.5. -

ẠO

Khả năng hấp thụ nước: dùng để đánh giá độ truyền nhiệt và những tính chất khác của vật liệu như độ rỗng của vật liệu hay mật độ. Khả năng chống chịu đông rã: là hỗn hợp được thay đổi nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 105oC, khả năng chống chịu này tính theo chu kỳ và không nhỏ hơn 10 chu kỳ đông rã. Độ co rút khi sấy, nung: ảnh hưởng đến vật liệu và tạo ra những vết nứt không mong muốn. Mật độ: là khối lượng thể tích, dùng để xác định độ đặc rỗng của vật liệu, có thể xác định độ ẩm, cường độ, hệ số truyền nhiệt của vật liệu Độ truyền nhiệt: là tính chất của vật liệu cho truyền từ phía có nhiệt độ cao sang phía có nhiệt độ thấp hơn. Nhiệt dung: là lượng nhiệt vật liệu dung nạp vào khi được nung nóng. Độ rỗng: ảnh hưởng đến mật độ, độ bền, độ hấp thu nước và độ truyền nhiệt… Độ dẫn điện… Ưu điểm và nhược điểm của vật liệu gốm Ưu điểm: + Có 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. Nhược điểm: + Giòn, dễ vỡ và tương đối nặng; + Thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, ảnh hưởng không tốt đến môi trường từ việc phát thải khí…

10 00

Từ những nhược điểm trên, các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu và phát minh ra nhiều loại gạch, vừa hạn chế được các nhược điểm này, vừa 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. Tổng quan chất thải công nghiệp vô cơ dùng cho sản xuất gốm và tình hình xử lý chúng 2.1. Tổng quan thải công nghiệp vô cơ dùng cho sản xuất gốm Sự tăng trưởng của nền kinh tế và công nghiệp trong những thập kỷ qua đã làm gia tăng các loại rác thải khác nhau (đô thị, công nghiệp, xây dựng...) bất chấp các chính sách quản lý chất thải đã được thông qua trong nước và trên thế giới. Việc bán phá giá hoặc quản lý không hợp lý chất thải từ các ngành sản xuất khác nhau đã có tác động đáng kể đến môi trường, dẫn đến ô nhiễm nước, đất, không khí và tiếng ồn và các biến chứng khác. Khi đó, việc bổ sung vào các vấn đề môi trường hiện có cần tiêu thụ một lượng chi phí để xử lý. Tuy nhiên, 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. Vật liệu xây dựng truyền thống như bê tông, gạch, khối rỗng, khối rắn, ngói… đang được sản xuất từ các nguồn tài nguyên hữu hạn hiện có. Điều này gây tổn hại đến môi trường bởi việc không ngừng khái phá và làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên. Hơn nữa, các chất độc hại khác như nồng độ cao cacbon monoxit, oxit lưu huỳnh, oxit nitơ và các vấn đề về hạt bụi lơ lửng luôn được thải vào khí quyển trong quá trình sản xuất vật liệu xây dựng. Việc phát thải các chất độc hại vào môi

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

II.

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 2

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

U Y

trường gây ô nhiễm không khí, nước, đất không những ảnh hưởng đến động thực vật, cảnh quan thiên nhiên mà còn tác động mạnh mẽ đến sức khoẻ con người. Chi phí vật liệu xây dựng ngày càng tăng do nhu cầu cao, khan hiếm nguyên vật liệu và giá năng lượng cao. Từ quan điểm của việc tiết kiệm năng lượng và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn, việc sử dụng các thành phần thay thế trong vật liệu xây dựng hiện nay là một vấn đề toàn cầu. Vì vậy, việc nghiên cứu và phát triển rộng rãi hướng tới việc khám phá các thành phần mới là cần thiết để bổ sung vào nguyên vật liệu ban đầu để sản xuất vật liệu xây dựng bền vững và thân thiện với môi trường.

Sau đây là một số chất thải công nghiệp vô cơ dùng để bổ sung cho quá trình sản xuất gốm thành phẩm: 2.1.1. Chất thải từ công nghiệp khai thác và chế biến

ẠO

Chất thải, phế liệu từ chế biến khoáng sản ở các nhà máy khai thác mỏ thường tích tụ trong đống lớn và gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, đặc biệtđối với lượng lớn chất thải được sản xuất trong quá trình khai thác và chế biến ở các mỏ.

10 00

Tình trạng không ổn định của kỹ thuật địa chất về độ dốc và xói mòn đống phế liệu; Sự bùng cháy tự phát của đất phế thải của than đá (đất sau khi đã sàn lọc để lấy quặng) và sau đó là các vụ nổ, dẫn đến tử vong và gây thương tích; Tạo ra axit và giải phóng kim loại có thể ảnh hưởng đến đất và chất lượng nước mặt và nước ngầm; Ô nhiễm không khí gây ra bởi bụi, CO2… dẫn đến những thay đổi đối với hệ sinh thái và gây xáo trộn môi trường sống; Tác động rõ ràng đến tính thẩm mỹ của cảnh quan xung quanh.

TR ẦN

H Ư

Có rất nhiều rủi ro liên quan đến chất thải từ quá trình khai thác và chế biến, chẳng hạn:

-L

Í-

Các chất thải, bùn thải từ khai thác và chế biến quặng sắt, khai thác than đá…, chất thải từ quá trình làm giàu đá quartzite sắt, quặng molypden… đã được các nhà nghiên cứu chú ý đến và đã nghiên cứu tạo ra các sản phẩm gốm xây dựng có hiệu quả.

IỄ N

ÀN

ÁN

Chẳng hạn, chất thải Mn-Fe từ nhà máy để sản xuất bằng điện phân oxit mangan được sử dụng cho sản xuất gạch, ngói và gạch lát nền. Việc bổ sung 5-7.5% khối lượng của chất thải này vào đất sét và nung ở 950-1100oC có thể làm giảm sự hấp thụ nước và tăng Rflex của gốm. Bằng cách thay đổi các phụ gia, có thể có được gốm nâu sáng và màu nâu sẫm (Solopov, 2010). Theo Efimov, 2000, chất thải từ việc làm giàu của đá quartzite ferrugin (quặng có chứa gỉ sắt) và quặng magnetite (quặng sắt từ) đã được sử dụng trong thành phần nguyên liệu gốm. Tỷ lệ FeO và Fe2O3 trong chất thải dao động tương ứng trong khoảng 7-8% khối lượng và 9-10% khối lượng. Hình thành được các mẫu gạch được làm từ đất sét với đá quartzite ferrugin 10-15 (% khối lượng) hoặc quặng magnetit 1520 (% khối lượng) có độ cản trở các vết nứt cao hơn, với thời gian sấy giảm 10-15% và độ nén không khí giảm 2-3 %. Rcompr và độ chống chịu đông rã của các mẫu gốm với chất thải làm giàu quặng quartzite ferrugin tăng tương ứng từ 20- 21 MPa lên 2528 MPa và tăng từ 15 -17 đến 35-50 chu kỳ đông/rã. Các xu hướng tương tự đã Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 3

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” được quan sát đối với các mẫu có phụ gia là quặng magnetite. Rcompr tăng từ 26 MPa lên 31 MPa và khả năng chống đông rã tăng từ 15 đến 50 chu kỳ. Các hỗn hợp pha trộn đã được thử nghiệm tại một số nhà máy. Các đặc tính của gạch được sản xuất ra được trình bày trong Bảng 1.

2.1.2. Chất thải tro và xỉ

U Y

Các tro được sử dụng trong công nghệ sản xuất gốm 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. Nó có thể chứa tới 20% khối lượng của các chất hữu cơ. Các hạt tro như là hạt nhân khoáng hóa khi nung nóng. Ví dụ, việc thêm tro và xỉ vào nguyên liệu gốm có chứa hơn 15% khối lượng các hạt hữu cơ mà không bị đốt cháy, giúp thúc đẩy quá trình kết tinh không đồng nhất của các tinh thể mullite có dạng lăng trụ ngắn (Kovkov, 2009).

TR ẦN

H Ư

ẠO

Tro bay bao gồm chủ yếu là pha thủy tinh (45-65% khối lượng), silicon dioxide, nhôm oxit, dư lượng cacbon và các vi chất khác nhau (Kovkov, 2009). Nó cũng chứa mullit, thạch anh, cristobalit và hematit (quặng sắt đỏ). Tro bay và các mảnh vỡ của nó dưới dạng trung thể nhiều tro xỉ có một khoảng phân tán rộng tùy thuộc vào nhiên liệu đốt và nơi sản xuất. Chất thải này có thể hoạt động như chất trơ, chất đốt hoặc chất bổ sung cho nguyên liệu gốm. Trong nghiên cứu của Salakhov, 2002, khoảng tối ưu của phụ gia là 10-15% khối lượng tro của các nhà máy nhiệt điện để tăng độ bền và mật độ của gạch và tương ứng giảm sự hấp thụ nước của nó.

10 00

Bụi nhiều tro xỉ có thể chứa các oxit kim loại kiềm trong khoảng 4.5-24.8% khối lượng (Melnikova, 2004). Thêm 5-10% khối lượng bụi chứa nhiều tro xỉ này vào nguyên liệu đất sét cải thiện quy trình nung kết và các đặc tính của mẫu gốm cuối cùng.

Í-

Thành phần tối ưu có chứa đất sét beidellite, xỉ phốt pho và hỗn hợp tro và xỉ với tỷ lệ pha trộn là 60:25:15 được lựa chọn cho gạch ceramic (Kovkov, 2009). Đất sét Beidellite không phù hợp cho sản xuất gạch, nhưng kết hợp với chất thải này, nó trở thành một nguyên liệu thích hợp. Các đặc tính của một viên gạch bằng nguyên liệu gốm như vậy được cho trong Bảng 1.

-L

2.1.3. Chất thải kim loại

IỄ N

ÀN

ÁN

Chất thải của ngành công nghiệp luyện kim rất đa dạng, bao gồm xỉ, bụi luyện kim, cát từ xưởng đúc thải bỏ… Do các tính hóa học riêng biệt của nó, đặc trưng của khoáng vật và hạt, chúng có thể thay đổi đáng kể tính chất của gốm sứ như màu sắc, độ bền, nhiệt nung… Chẳng hạn, việc bổ sung các chất phụ gia giúp làm tăng độ bền và mật độ gạch và giảm lượng hấp thụ nước (Salakhov, 2002) theo % khối lượng như sau: chất thải bụi từ sản xuất của xưởng đúc 2-3, xỉ sắt 3-5, xỉ phốt pho 3-7, chất thải galvanic Al-Na 1-2.5. Xử lý chất thải ở dạng nóng chảy này tạo ra nguy cơ nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường, chủ yếu là đối với nước ngầm. Các thành phần chính của dòng hàn là oxit silic, mangan, sắt, canxi, magiê, nhôm, canxi florua, lưu huỳnh, phốt pho, thỉnh thoảng kali, natri, titan, zirconi và cacbon. Theo Chen và cộng sự, 2011 và Dovzhenko, 2012 đã cho thấy khả năng xử lý chất thải này bằng cách thêm 5-10% khối lượng của chất thải này vào đất sét kaolinite để sản xuất gạch ceramic. Khảo sát được thực hiện mẫu hình trụ 115 x 254 mm bằng cách nén ở 24 MPa, sau đó làm Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 4

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” khô chúng trong một ngày tại 110°C và nung chúng ở 950°C trong 2 giờ. Kết quả của việc bổ sung chất thải này vào đất sét là sự hấp thụ nước và độ rỗng của một mẫu gốm giảm, đồng thời tăng mật độ và Rflex của gạch thành phẩm.

2.1.4. Chất thải thủy tinh

U Y

Nguồn chất thải thủy tinh bao gồm bình chứa, đèn, cửa sổ, panel màn hình, gương, sợi thủy tinh... Nhà máy sản xuất thủy tinh chủ động xử lý thủy tinh vụn của từ quá trình sản xuất, nhưng 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. Tuy nhiên, vấn đề sử dụng chúng là rất nghiêm trọng.

ẠO

Các chất phụ gia thủy tinh với những tính chất của riêng biệt, khi kết hợp với nguyên liệu chính để sản xuất gốm xây dựng, loại chất thải này có thể đóng vai trò của chất gây cháy và làm giảm nhiệt độ khi nung. Đồng thời, việc bổ sung thủy tinh vụn còn làm giảm độ xốp, sự hấp thụ nước, làm giảm độ co rút của gốm và cải thiện độ bền của gốm thành phẩm.

TR ẦN

H Ư

Vật liệu gốm này có đặc tính phù hợp cho lót đường thu được trong nghiên cứu của Voronin và cộng sự 2014 bằng cách thêm vào nguyên liệu gốm 30% khối lượng thủy tinh vụn với chất thải chế biến thạch anh và nung ở 1000oC. Kết quả thu được với mật độ 2.4 g/cm3, Rcompr = 88 MPa, và khả năng chống chịu đông rã của hơn 300 chu kỳ, nó tốt hơn gạch và bê tông tương tự. 2.1.5. Các loại chất thải vô cơ khác

10 00

Ngoài ra, còn có các loại chất thải vô cơ khác như phosphor, canxi…từ các nhà máy sản xuất phân bón vô cơ… được sử dụng để bổ sung vào nguyên liệu để sản xuất gốm cải thiện các tính chất của mẫu gốm.

Việc bổ sung chất thải sản xuất isopropylene có chứa oxit nhôm vào nguyên liệu gốm làm giảm độ co rút và làm tăng độ bền của gốm (Ashmarin và Mustafin, 2006; Mustafin, 2006).

ÁN

-L

Í-

Chất thải có chứa canxi từ sản xuất phân vô cơ có thể được sử dụng như là một thành phần của nguyên liệu gốm để tăng độ bền và khả năng chống chịu đông rã. Tỷ lệ phụ gia tối ưu là 5% khối lượng (Naymov và cộng sự, 2014; Naumov, 2012). Các mẫu gốm có khả năng chống chịu 100-200 chu kỳ đông/rã thu được sau khi nén ẩm ở 23-25 MPa và nung ở nhiệt độ Tf là 1020-1050 oC. Phụ gia này làm tăng độ bền của mẫu lên 30%. Sự hấp thụ nước và màu sắc của gốm này như gạch thông thường (xem Bảng 1).

IỄ N

ÀN

Phospho là một lượng lớn chất thải từ sản xuất phân lân. Việc bổ sung tới 30% khối lượng chất thải này vào nguyên liệu gốm làm cho gạch rỗng (24%) có tính dẫn nhiệt là 0.27 W/mK và mật độ 1.47 g / cm3 (Maslennikova, 2000).

Gạch được hình thành bằng một phương pháp plastic và nung ở nhiệt độ 1050 C. Các đặc tính của chúng được đưa ra trong Bảng 1. Bùn sắt từ một nhà máy nhuộm anilin đã được sử dụng để sản xuất gạch có thương hiệu cao (Efimov, 2000). FeO và hàm lượng Fe2O3 trong chất thải dao động trong khoảng tương ứng (phần trăm khối lượng) 10-58 và 12-78. Việc bổ sung từ 5-10% khối lượng của chất thải này vào nguyên liệu gốm được làm từ đất sét làm giảm độ ẩm tạo hình khoảng 2-3% và độ co giãn tuyến tính không khí giảm từ 7% xuống 5%, cũng như tăng khả năng chống rạn nứt của sản phẩm. o

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 5

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

IỄ N

ÀN

ÁN

-L Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Bảng 1. Các đặc tính của mẫu gốm được sản xuất với các phụ gia là chất thải vô cơ

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 6 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 7 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 8 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” 2.2.

Ảnh hưởng của việc bổ sung chất thải vô cơ trong sản xuất gốm xây dựng

Điều quan trọng cần lưu ý là ảnh hưởng của các chất thải vô cơ khi thêm vào trong vật liệu gốm phụ thuộc mạnh mẽ vào đặc tính của đất sét. Việc bổ sung các chất thải này vào nguyên liệu đất sét để sản xuất gốm xây dựng góp phần giúp cải thiện nhiệt độ nung, cải thiện độ bền và khả năng hấp thụ nước của vật liệu.

U Y

Bảng 2 và hình 1 cho thấy ảnh hưởng của các chất phụ gia khoáng hoá (là thành phần của chất thải công nghiệp) về màu sắc của gạch.

ẠO

Ngoài ra, khi thêm các chất thải vô cơ vào thành phần nguyên liệu ban đầu cũng có thể làm gia tăng khí nhà kính như CO2… và có thể giải phóng ra các kim loại trong quá trình rửa trôi chúng, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Do đó, việc sản xuất ra gạch được yêu cầu cao và nghiên cứu nhiều hơn về vấn đề phát thải chất thải ra môi trường. Và theo nhiều nghiên cứu, với thành phần và tỷ lệ phù hợp, lượng phát thải khí nhà kính giảm và đạt tiêu chuẩn cũng như là lượng giải phóng kim loại do quá trình rửa trôi cũng không đáng kể.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

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

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 9

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

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

10 00

Ngoài ra, thành phần hóa học của khí quyển ảnh hưởng đến quy trình nung kết gốm và đặc tính của sản phẩm cuối cùng. Theo Yatsenko, năm 2015, việc điều chỉnh tính chất oxy hóa - khử của môi trường khí đốt trong lò có thể tạo ra các tông màu sáng và tối trong gạch ceramic từ nguyên liệu đất sét bị biến đổi bới chất thải công nghiệp (xem bảng 3)

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

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).

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 10

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” 2.3.

Tình hình xử lý chất thải công nghiệp vô cơ

Các chất thải rắn như thủy tinh, kim loại, plastic là một bộ phận lớn chất thải rắn công nghiệp có nguồn gốc từ các hoạt động sản xuất của con người hiện nay. Số lượng lớn các chất thải này được tạo ra trên toàn cầu ở cả các nước phát triển và đang phát triển do sự gia tăng dân số, công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước.

U Y

Theo thống kê của ngân hàng thế giới về quản lý chất thải rắn (the World Bank’s Urban Development and Local Government Unit of the Sustainable Development Network), các thành phố trên thế giới hiện đang sản xuất khoảng 1.3 tỷ tấn chất thải rắn mỗi năm và khối lượng này dự kiến sẽ tăng lên 2.2 tỷ tấn vào năm 2025. Đồng thời, tỷ lệ phát sinh chất thải dự kiến sẽ tăng gấp đôi trong vòng 20 năm tới ở các nước có thu nhập thấp.Các bảng 4 và 5 chỉ ra ước tính toàn cầu 2012 và tương lai (năm 2025) về thành phần chất thải dựa trên mức thu nhập quốc gia.

TR ẦN

H Ư

ẠO

Bảng 4. Ước tính trên toàn cầu các chất thải từ thu nhập của các nướcnăm 2012

10 00

Bảng 5. Ước tính trên toàn cầu các chất thải từ thu nhập của các nướctrong tương lai (dự đoán đến năm 2025)

Hiện nay, ở hầu hết các quốc gia có thu nhập thấp và rất thấp, các chất thải này đều bị đốt hoặc chôn lấp. Đây là một cách tiếp cận có thể gây ra nhiều vấn đề môi trường khác nhau như ô nhiễm không khí, phát thải khí nhà kính và chiếm dụng diện tích đất hữu ích. Việc gia tăng phí bãi chôn lấp đang làm trầm trọng thêm vấn đề này.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Bảng 6. Thành phần chất thải rắn trên toàn cầu

Nhu cầu thải bỏ các chất thải này là điều tối quan trọng để đạt được tính bền vững về môi trường. Ngành xây dựng và vật liệu xây dựng xây dựng là một trong những ngành chính khi đảm bảo tính bền vững về môi trường do tiêu thụ nhiều vật liệu, nên việc sử dụng chất thải rắn trong ngành này có thể là một lựa chọn có thể giải quyết vấn đề rác thải trên.

Ở quy mô công nghiệp, hai nhà máy gạch ở Trung Quốc (Fan và cộng sự, 2014) và Ba Lan (Stolecki, 2003) sản xuất hàng năm tương ứng 160 và 20 triệu viên gạch từ đá thải từ mỏ than. Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 11

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” III.

Công nghệ tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong gốm xây dựng

U Y

Hệ sinh thái công nghiệp được coi là một hệ thống nổi bật để hướng dẫn các ngành kinh tế sử dụng vật liệu và năng lượng một cách bền vững và giảm phát thải chất ô nhiễm. Nó nhằm mục đích thiết lập các chu trình khép kín (tái chế và tái sử dụng) thay vì các hệ thống hở nhằm giảm thiểu các tác động tiềm tàng của các hoạt động đô thị và công nghiệp đối với môi trường. Sinh thái công nghiệp xem xét chất thải công nghiệp là sản phẩm phụ hay các vật liệu thay thế có thể cho ngành công nghiệp khác.

ẠO

Tái chế là quá trình tham gia một sản phẩm ở phần cuối của vòng đời hữu ích của nó và sử dụng tất cả hay một phần của nó để làm ra một sản phẩm khác. Tái chế là quá trình tái sản xuất các nguyên liệu đã được chế biến, sản xuất (mà nếu không tái chế thì chúng sẽ trở thành rác thải) trở thành các sảnphẩm mới. Điều này kiến chúng ta không cần chôn lấp hay đốt cháyrác và thực tế cũng đã chứng minh, tái chế rác là một ngành công nghệcực kỳ văn minh, một giải pháp khôn ngoan đối với rác.

H Ư

Công nghệ tái chế rác thải công nghiệp vô cơ trong sản xuất gốm xây dựng ở đây chủ yếu là công nghệ để bổ sung loại chất thải này vào nguyên liệu chính là đất sét nhằm mục đích tạo ra gạch cho xây dựng. Quy trình sản xuất gạch cho xây dựng được thể hiện trong hình 2.

TR ẦN

Chuẩn bị nguyên vật liệu

Chất thải công nghiệp vô cơ

Nước

10 00

Đất sét

Phối trộn nguyên liệu

ÀN

ÁN

-L

Í-

Cân định lượng

Ép tạo hình

Sấy khô

IỄ N

Nung

Hình 2. Quy trình sản xuất gạch có bổ sung chất thải công nghiệp vô cơ Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 12

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” IV. 4.1.

Các nghiên cứu khoa học về sử dụng chất thải công nghiệp vô cơ trong sản xuất gốm xây dựng Tái chế chất thải từ khai thác than để thu hồi than và sản xuất gạch thân thiện môi trường

U Y

Than vẫn là một trong những nguồn năng lượng hóa thạch đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ kể từ khi công nghiệp phát triển. Việc sử dụng than đá là chìa khóa dẫn đến sự công nghiệp hoá và khi đó các mỏ than đã được phát triển. Tuy nhiên, hoạt động khai thác mỏ than bị chỉ trích vì tác động xấu đến môi trường và đặc biệt đối với lượng lớn chất thải tạo trong quá trình khai thác và chế biến than.Sự hiện diện của nồng độ sulfat trong nước ngầm do quá trình oxy hóa pyrit có trong các chất thải này (Battioui và cộng sự, 2013, Bendra và cộng sự, 2011). Hơn nữa, các bãi này gần với thành phố góp phần làm xấu đi mỹ quan môi trường xung quanh.

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Hiện nay, một lượng lớn chất thải mỏ than được đổ tại các địa điểm khác nhau gần Jerada, Ma-rốc (Hình 3). Hai loại bãi được phân biệt. Đầu tiên là một khối lớn loại cũ dưới dạng chất thành đống hình nón (hình 3a). Nó trải dài trên diện tích bề mặt 15 ha và có độ cao 95 m (Darmane và cộng sự, 2009). Loại thứ hai bao gồm các đống chất thải than thấp hơn (Hình 3b). Những chất thải này bao gồm đá thải than đá (CMWR) và chất thải từ quá trình khai thác mỏ than (CMT).

ÁN

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

IỄ N

ÀN

Do hàm lượng cao trong các khoáng chất làm từ aluminosilicate, chất thải mỏ than có thể được sử dụng hiệu quả làm nguyên liệu cho xây dựng và vật liệu xây dựng. Việc sử dụng CMWR trong ngành gạch là một trong những cách quản lý bền vững và hiệu quả nhất. Các nghiên cứu về quy mô phòng thí nghiệm cho thấy sự đốt cháy của một số lượng lớn các hạt than có thể làm tăng kích thước lỗ rỗng trong gạch nung, dẫn đến tỷ lệ hấp thụ nước cao, làm suy giảm hiệu quả lâu dài của gạch nung (Lafhaj và cộng sự, 2008).

Mục đích của nghiên cứu này là thu hồi lượng than còn lại trong CMWR bằng kỹ thuật tách và sau đó 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). Nghiên cứu cũng khảo sát tính Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 13

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” khả thi của sản xuất gạch nung từ CMWR mà không loại bỏ than và để xác định tỷ lệ thay thế tối ưu của đá phiến sét tự nhiên. 4.1.1. Mô hình thí nghiệm

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

Một mẫu đại diện của CMWR được thu thập từ các bãi rác, gần thành phố Jerada. Do hàm lượng carbon cao (hơn 6% khối lượng) dưới dạng than Anthracite nên mẫu CMWR trải qua một quy trình xử lý trước (bằng kỹ thuật tách) để thu hồi lượng than còn lại. Hàm lượng than cao có thể dẫn đến sự suy giảm của các tính chất gạch nung do sự hình thành của lỗ rỗng thô. Phương pháp được sử dụng được minh họa trong hình 4. Khi than được thu hồi, một loại chất thải thứ hai được tạo ra; được gọi là phần cặn của quá trình xử lý than thải của mỏ than (TCMT). Đá phiến sét (ShB) (vật liệu tham khảo) được cung cấp bởi cơ sở sản xuất gạch địa phương. Các chất thải và đá phiến sét đã được đưa qua một cái rây 2 mm, sấy khô ở nhiệt độ thấp (60°C), được đồng nhất và bảo quản trong túi nhựa kín.

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

4.1.2. Kết quả thu được - Đặc tính vật lý: 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 (Samara, 2007). Sự phân bố kích thước hạt được thể hiện trong hình 5. Mục đích đầu tiên là chuẩn bị than gangue để có được tính chất gần như tương tự như vật liệu tham khảo (ShB). Đây là lý do tại sao ShB và CMWR thể hiện sự phân bố kích cỡ hạt Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 14

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

H Ư

ẠO

U Y

tương đương nhau. D50 cho ShB và CMWR thay đổi trong khoảng 300-400 µm trong khi đó ở TCMT nhỏ hơn 15 µm. Theo kết quả quan sát được thì tỷ lệ các hạt sét (<2 µm) là quan trọng hơn trong TCMT (10% khối lượng) so với trong CMWR (4% khối lượng) và ShB (3% khối lượng).

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

Hình 5. Phân bố cỡ hạt của đá thải than đá (CMWR), chất thải từ mỏ than đã qua xử lý (TCMT) và đá phiến sét cho gạch như vật liệu tham khảo (ShB). Các tính chất vật lý khác được trình bày trong bảng 7. Chỉ số lasticity của chất thải là rất quan trọng trong trường hợp của TCMT. Điều này là do sự hiện diện của một lượng lớn vật liệu sét. Tác động của việc bổ sung chất thải than được đánh giá bằng cách kiểm tra các thông số yêu cầu liên quan đến quá trình sản xuất như sự co rút khi nung, độ bền khi uốn cong, độ xốp, mật độ, sự hấp thụ nước và sự mất nước khi nung và phụ thuộc vào việc bổ sung chất thải, tính chất vật lý có xu hướng khác nhau. Độ co rút bởi nhiệt tăng lên khi bổ sung cả CMWR và TCMT vào vật liệu. Sự gia tăng sự co rút khi đốt với việc bổ sung chất thải than phản ánh quy trình nung kết được tăng cường, có xu hướng làm đặc khối gạch và tăng mức độ giảm khối lượng của nó. Tỷ lệ hấp thụ nước thấp nhất đối với gạch tham khảo (8% khối lượng) và cao nhất đối với mẫu có chứa 100% CMWR (12% khối lượng). Nói chung, sự hấp thụ nước tăng lên cùng với việc bổ sung chất thải than đá. Sự gia tăng tỷ lệ hấp thụ nước được giải thích là sự gia tăng độ rỗng của gạch với sự bổ sung chất thải than đá. Điều này là do sự phân hủy của chất hữu cơ (than), dẫn đến sự giải phóng khí và độ rỗng cao. Hơn nữa, sự khác biệt này có thể được quy cho quá trình thủy tinh hóa và nung kết. Cơ chế này dẫn đến sự giảm số lượng lỗ rỗng trong mẫu này. Việc kiểm tra độ rỗng của các mẫu gạch sử dụng phương pháp đo độ rỗng xâm nhập thủy ngân cho thấy các mẫu gạch CMWR chứa các lỗ có đường kính lớn hơn trong các khoảng (0.05-14 µm) và (42-71 µm), trong khi tỷ lệ cao của các lỗ rỗng trong gạch TCMT nằm trong khoảng (0.05-4 µm). Kết quả thu được cho thấy sự không đồng nhất của các lỗ rỗng trong gạch CMWR và sự đồng nhất của các lỗ rỗng trong các gạch TCMT. Độ bền uốn được ảnh hưởng đáng kể bởi loại chất thải than được thêm vào. Người ta nhận thấy cường độ uốn từ 9 MPa đối với gạch tham khảo và tăng lên đến Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 15

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

11MPa và 16 MPa tương ứng đối với gạch có chứa 60% khối lượng của CMWR và TCMT. Gạch từ 60% đến 100% CMWR và TCMT, cường độ uốn tăng lên khi bổ sung TCMT và giảm đi khi thêm CMWR. Độ bền uốn của gạch chứa 100%. TCMT lớn hơn 83% so với gạch tham khảo. Việc gia tăng cường độ uốn với việc bổ sung TCMT có thể được giải thích bằng sự tương tác liên kết cao giữa các hạt mà đã được cải tiến về độ mịn và độ dẻo. Sự hiện diện của những lỗ có đường kính khác nhau mà được xem là những điểm yếu lớn có thể giải thích cho việc giảm độ bền uốn trong gạch CMWR. Sự hình thành của một pha thủy tinh được biết đến để tăng cường độ bền cơ học của thân gốm cũng có thể là lý do đằng sau của việc tăng cường độ bền cơ học trong gạch TCMT. Độ mịn của các hạt trong TCMT cũng có thể là một lý do khác. Các hạt nguyên liệu tốt hơn là tiếp xúc bề mặt và xảy ra hiện tượng khuếch tán, có liên quan đến quá trình nung kết. Mật độ cũng khác nhau với loại chất thải than đá. Việc bổ sung 60% khối lượng của CMWR làm giảm mật độ của gạch tham khảo khoảng 7%. Phát hiện này được dự đoán là do việc loại bỏ chất hữu cơ trong quá trình đốt của gạch, tạo ra các lỗ rỗng bên trong ma trận khí bị đốt cháy. Tuy nhiên, sự gia tăng mật độ 6% được nhận thấy khi 70% TCMT được thêm vào hỗn hợp và giảm 3% khi quan sát thấy khi tăng đến 100% TCMT. Sự gia tăng mật độ trong hỗn hợp có thể được giải thích bằng việc tăng cường quá trình thủy tinh hóa mà có xu hướng lấp đầy các lỗ rỗng trong các hỗn hợp này. Nếu không, sự giảm mật độ trong hỗn hợp là do sự gia tăng độ rỗng trong gạch TCMT. - Đặc tính hóa học: Thành phần hoá học của nguyên liệu được nêu trong bảng 7. Chất thải từ than (CMWR và TCMT) chủ yếu gồm cùng một lượng oxit SiO2 (54-57%), Al2O3 (17-19%), Fe2O3 (8-9%) và kiềm như Na2O (0.6-0.7% trọng lượng), K2O (2.7-3% trọng lượng) và đất kiềm; MgO (1.2-1.4%), CaO (0.8-1%). So với vật liệu tham khảo, chất thải than có hàm lượng tương tự trong silica và lượng cao hơn đối với oxit sắt và oxit nhôm (thể hiện dưới Fe2O3). Tuy nhiên, ShB có tỷ lệ cao các oxit thay thế (K2O, CaO và MgO). Cacbon có ảnh hưởng hơn trong CMWR (6% khối lượng) so với TCMT (1.4% khối lượng) và ShB (0.8% khối lượng). Sự có mặt của cacbon trong nguyên liệu làm giảm nhiệt độ nung kết yêu cầu đối với việc sản xuất gạch. Điều này được đảm bảo bởi năng lượng sản xuất trong quá trình đốt than. Tuy nhiên, sự hiện diện của lượng cacbon cao không được khuyến khích trong môi trường vì nó làm tăng nồng độ khí thải nhà kính. Việc thu hồi than bằng cách tách cặn cho phép giảm lượng cacbon trong mẫu CMWR hơn 77%. - Đặc tính khoáng hóa Số lượng khoáng tinh thể được xác định bởi XRD và được định lượng bằng phần mềm TOPAS được minh họa trong bảng 7. Số lượng muscovite quan trọng đã được phát hiện trong TCMT. Pyrite (FeS2) chỉ được phát hiện ở mức thấp ở ShB và CMWR, còn calcite (CaCO3) chỉ có ở ShB. Sự hiện diện của than và pyrite trong CMWR được xác nhận bằng quan sát kính hiển vi quang học. Chiều dài của các hạt than này ở khoảng 10-600 µm. Sự hiểu biết về các hình thức này là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về hành vi của các đặc tính vật lý và đặc tính cấu trúc vi mô của các phế thải từ than đá. Các kết quả kiểm tra khoáng vật cho thấy thạch anh (SiO2) là pha chiếm ưu thế trong tất cả các mẫu nghiên cứu. Còn lại là albite (NaAlSi3O8), hematit (Fe2O3), spinel (MgOAl2O3), anhydrit (CaSO4) magnetite (Fe3O4) và rutile (TiO2). Sự hình thành anhydrit có thể là do sự tiếp xúc giữa các khoáng chất giàu canxi (ví dụ calcite) Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 16

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

và các khí oxit sunfua do sự phân hủy các khoáng sunfua (ví dụ pyrite). Sự biến mất của khoáng chất muscovite có thể là nguyên nhân của sự xuất hiện của spinel. Tuy nhiên, các thành phần khoáng vật của tất cả các mẫu nghiên cứu hầu hết giống nhau với một số khác biệt nhỏ về số lượng. Như một kết luận, sự khác biệt vật lý và cơ học giữa các mẫu nghiên cứu bị ảnh hưởng lớn bởi hàm lượng pha thủy tinh. Bảng 7. Các thành phần vật lý, hoá học, khoáng hóa và các hoạt động rửa kim loại (TCLP) của CMWR, TCMT và ShB.

Thu hồi than anthracite Than antracite được biết đến với giá trị gia nhiệt cao. Nó làm giảm nhiệt hơn bất kỳ vật liệu dễ cháy khác. Các kết quả chi tiết của quá trình tách cặn được sử -

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 17

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

dụng trong nghiên cứu này không phải là chủ đề của bài báo hiện tại. Chỉ có các tính chất của tập trung than thu hồi được trình bày (Bảng 8). Than được thu hồi bằng cách tách cặn cho phép thu hồi hơn 60% lượng than còn lại trong CMWR. Kết quả tính toán cho thấy than đá rất tinh khiết (D90<52 µm), gồm tro và lưu huỳnh rất thấp, mang lại giá trị nhiệt cao hơn.

U Y

Bảng 8. Các tính chất vật lý, hóa học và thạch học của than thu hồi.

Ảnh hưởng của nhiệt Trong suốt quá trình sản xuất gạch bằng nhiệt, các biến đổi vật lý, hóa học và khoáng hóa đã diễn ra. 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 chất thải vô cơ 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.

TR ẦN

H Ư

ẠO

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). Ảnh hưởng đến môi trường Việc rửa trôi của các kim loại nặng từ các vật liệu đã được nghiên cứu và được đánh giá theo Quy trình ngâm tẩm đặc trưng về độc tính của Hoa Kỳ (TCLPmethod 1313, USEPA). Dung dịch chiết xuất số 1 dựa trên axit axetic đã được sử dụng để đánh giá sự di chuyển của hầu hết các tạp chất ô nhiễm quan tâm. Kết quả của hoạt động lọc kim loại so với ngưỡng cho chất thải hạt ở bãi chôn lấp được minh họa trong bảng 7. Số lượng kim loại lọc được (Ba, Cu, Zn) từ mẫu TCMT hơi quan trọng so với các mẫu CMWR và ShB. Điều này có thể được giải thích bởi sự gia tăng diện tích bề mặt cụ thể và độ mịn kích thước hạt của TCMT. Nhìn chung, các bằng chứng cho thấy 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. Kết quả kiểm tra NEN chỉ ra rằng sự rửa trôi của kim loại nặng và sulfat từ những viên gạch đã được lựa chọn nằm trong các giới hạn bởi Nghị định về Vật liệu xây dựng (BMD, 1999). Nồng độ sulfat đã được quan sát thấy trong trường hợp gạch nung CMWR. Cần lưu ý rằng việc tách cặn của chất thải than đá có tác dụng có lợi và cho phép giảm nồng độ sulfat hơn 75% và hầu hết các nguyên tố khác trừ chì và molybden. Sự di chuyển của kim loại nặng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ nung, thành phần khoáng vật và độ pH của dung dịch rửa. Trong nghiên cứu này, dung dịch rửa giải số 1 được sử dụng (pH = 4.93 ± 0,05) với tỷ lệ chất rắn-lỏng là 1:20. Kết quả tính di động của kim loại nặng được trình bày trong bảng 9. Lưu ý rằng tính di động của As và Zn tăng lên sau khi xử lý nhiệt, trong khi tất cả các yếu tố di chuyển

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 18

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

khác giảm đáng kể. Tất cả các nồng độ đều phù hợp với các giới hạn đối với chất thải không nguy hại được quy định theo US-EPA.

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

Bảng 9.Các đặc tính về môi trường và độ bền của gạch đã được lựa chọn ở 1020oC.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Ước tính phát thải khí Các điều kiện nung sử dụng gạch đất sét nung (850-1050oC) thường đủ để đảm bảo sự phân hủy toàn bộ các chất hữu cơ, cacbonat và sunfua, dẫn đến phát thải CO2 và SO2. Do sự tồn tại của các khoáng chất như vậy trong các mẫu nghiên cứu được trình bày trong nghiên cứu khoáng hóa (than và pyrit), điều quan trọng là đánh giá lượng khí thải trong quá trình đốt. Ước lượng lượng khí nhà kính phát hành trong quá trình đốt được trình bày trong bảng 10. Chỉ có carbon và lưu huỳnh đã được nghiên cứu để đánh giá ảnh hưởng của việc thu hồi than từ CMWR đối với tỷ lệ phát thải. Kết quả cho thấy phát thải CO2 từ gạch CMWR cao hơn đáng kể so với TCMT và ShB. Bảng 10. Khí thải trong quá trình đốt của các mẫu được lựa chọn (CMWR, TCMT và ShB).

Đây là do lượng carbon cao trong mẫu CMWR. Hơn nữa, lưu ý rằng lượng khí axit hoá (SO2) tương tự như trong trường hợp mẫu CMWR và ShB, trong khi mẫu TCMT thấp hơn đáng kể. Việc thu hồi than bằng cách tách cặn đã làm giảm đáng kể Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 19

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

lượng phát thải CO2 và SO2 tương ứng là 79.76% và 67.92%. Việc giảm phát thải khí SO2 được giải thích bằng sự tạch cặn sulfide trong các hạt than (Hình 6).

IỄ N

ÀN

Hình 6. Sự thay đổi các đặc tính cơ học và vật lý của gạch nung có chứa đến 100% chất thải than đá. Theo kết quả của nghiên cứu này, hai cách chính có thể được đề xuất để quản lý tốt nhất chất thải mỏ than một cách bền vững và hiệu quả (Hình 7). Cách thứ nhất nhằm mục đích sản xuất gạch trực tiếp từ CMWR và cách thứ hai bao gồm sản xuất hai sản phẩm có giá trị: than tinh luyện và gạch chịu lực cao. Lựa chọn cách tối ưu được điều chỉnh bởi các thông số kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Điều chắc chắn là từ góc độ kỹ thuật và môi trường, có thể sản xuất cả hai loại gạch và than antracite chất lượng cao.

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 20

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

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 4.1.3. Kết luận Khả năng thu hồi than và sản xuất gạch nung từ đá thải than đá đã được nghiên cứu. Sau khi mô tả chi tiết các nguyên vật liệu, các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm đã xác nhận tính khả thi của việc tái sử dụng đá thải than đá từ thành phố Jerada (Morocco) để sản xuất hai sản phẩm có giá trị. Loại thứ nhất gồm than than antracit với giá trị tỏa nhiệt trên 13800 BTU / lb, hàm lượng lưu huỳnh ít hơn 1% và hàm lượng tro thấp hơn 10%. Loại thứ hai gồm gạch nung chất lượng cao chứa tới 100% chất thải than (CMWR và TCMT) phù hợp với yêu cầu của ASTM. Có thể thấy rằng sản xuất gạch từ các mẫu TCMT với độ bền cơ học cao hơn gạch tham khảo. Từ quan điểm về môi trường, việc thu hồi than bằng cách tách cặn làm giảm đáng kể lượng phát thải CO2 và SO2 tương ứng là 79.76% và 67.92%. Đồng thời, số lượng các kim loại đã được rửa từ các loại gạch nung CMWR và TCMT tương ứng với yêu cầu giới hạn do Nghị định về Vật liệu xây dựng và Điều luật Hoa Kỳ-EPA quy định. Sự hợp tác giữa các đơn vị khác nhau như các nhà máy sản xuất gạch (người tiêu dùng chất thải tiềm năng), các nhà hoạt động xây dựng công cộng và tư nhân (khách hàng gạch), các nhà máy nhiệt điện (khách hàng than) và sự tham gia của các bên liên quan (các tổ chức địa phương, khu vực và quốc gia...) được khuyến khích trong việc sử dụng CMWR. Cách làm này sẽ dẫn đến những lợi ích khác nhau như bảo tồn năng lượng, giảm phát thải và bảo tồn nguồn tài nguyên hữu hạn. Hơn nữa, cách sống thân thiện với môi trường và bền vững này là một công nghệ đầy hứa hẹn đặc biệt ở Ma-rốc, nơi nhu cầu than gạch là khá cao. 4.2. Tái chế các chất thải công nghiệp trong sản xuất gốm sứ: nghiên cứu trường hợp thủy tinh Việc sản xuất gạch ngói và gạch ceramic trên thế giới đòi hỏi số lượng lớn các nguyên liệu thô tự nhiên, vì cho đến nay, nó chủ yếu dựa trên sự kết hợp đất sét silica- khoáng Felspat truyền thống. Nguyên liệu tự nhiên được sử dụng trong sản xuất ra các sản phẩm gốm dựa trên thành phần chính là đất sét cho thấy một loạt các biến đổi về thành phần và các Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 21

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

sản phẩm với kết quả là không đồng nhất. Do đó, các sản phẩm này có thể chịu được sự thay đổi về thành phần và thay đổi nguyên liệu, cho phép các loại chất thải khác nhau được kết hợp vào cấu trúc bên trong của nguyên liệu sản xuất ngói và gạch như là một phần của cấu trúc của chúng.

U Y

Về việc sản xuất gạch men, một số nghiên cứu được thực hiện trong những thập kỷ qua liên quan đến việc thay thế các nguyên liệu thông thường bằng các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác như zeolit, đá núi lửa. Ngoài ra, sự thay thế thạch anh bằng chất thải giàu Silica như tro trấu và khói silica được nghiên cứu trong các chế phẩm với kết quả tốt liên quan đến việc giảm nhiệt độ đốt (~ 50°C)

ẠO

Các công trình khác đã khảo sát việc sử dụng các chất thay thế khác nhau như thủy tinh cốc soda-vôi, ống tia cathode của tivi hoặc màn hình máy tính (CRT glass) và đá cắt granit thay thế một phần khoáng Felspat.

H Ư

Với mục đích tạo ra các vật liệu bằng gốm sử dụng nhiều nguyên liệu thay thế, có thể thu được các chế phẩm phù hợp mới thay thế cho đất sét, chất gây cháyhoặc các hợp chất trơ (> 60% khối lượng) bằng cách sử dụng phế liệu từ chất thải thủy tinh.

TR ẦN

4.2.1. Sử dụng thủy tinh với hàm lượng cao (> 60% trọng lượng) trong gạch Nghiên cứu này mô tả tính khả thi để có được một công thức mới của gốm có tỷ lệ thủy tinh cao (> 60% khối lượng), ở kích thước hạt cụ thể và kết hợp hoàn toàn với các thành phần khác như một chất kết dính hữu cơ.

10 00

Nhờ vào lượng thủy tinh tái chế được sử dụng với lượng lớn và tỷ lệ nước thấp (thấp hơn so với lượng nước đối với gạch ceramic thông thường) không cần thiết phải sử dụng các thiết bị trộn năng lượng cao như máy trộn turbo, mà chỉ cần một máy trộn đơn giản là đủ.

-L

Í-

Hỗn hợp cuối cùng được tạo ra dẻo, dễ dàng để thực hiện không chỉ bằng cách nén ép mà còn được thực hiện dễ dàng bằng tấm cán mỏng và bằng tay. Tính khả thi như vậy cho phép sản xuất các tấm có độ dày dưới 5 mm và các sản phẩm trang trí nội thất nghệ thuật.

Nhờ vào lượng thủy tinh tái chế và việc loại bỏ các thành phần truyền thống khác (chất gây cháy và vật liệu trơ), việc sử dụng phế liệuthủy tinhđảm bảo về tính an toàn và sự tương thích với môi trường.

IỄ N

ÀN

ÁN

Nhiệt độ đồng nhất (≤ 1000oC) dưới nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh (1450°C) và thậm chí thấp hơn nhiệt độ điển hình được áp dụng cho các phương pháp xử lý gạch men có độ sáp cao (lên đến 1250°C). Ngoài ra, thời gian nung có thể được giảm xuống đến khi được so sánh với thời gian sử dụng trong chu kỳ nung nhanh công nghiệp của ngói (≤ 60 phút).

Hình 8:Tấm gốm thu được bằng Tất cả những lợi thế này cho phép cách sử dụng chất thải thủy tinh tạo ra một loại vật liệu bền vững với môi (>60% khối lượng). Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Trang | 22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

trường có thể góp phần tạo ra các sản phẩm hoàn chỉnh dễ dàng đạt được ECOLABEL (nhãn sản phẩm tự nguyện được thành lập vào năm 1992 để khuyến khích các doanh nghiệp có các sản phẩm và dịch vụ thị trường đáp ứng được các tiêu chuẩn cao về hiệu quả và chất lượng môi trường) và LEED (đứng đầu trong Thiết kế Năng lượng và Môi trường, một hệ thống chứng nhận công trình xanh được công nhận quốc tế). Ngoài ra, các sản phẩm cuối cùng thu được có thể được đưa vào chính sách Đấu thầu Công cộng Xanh.

U Y

Một khía cạnh quan trọng của việc hình thành vật liệu mới là nó cho phép chuyển giao công nghiệp ở cấp quốc gia hay quốc tế bắt đầu từ các loại chất thải khác nhau. Cuộc thí nghiệm đã được thực hiện bằng cách sử dụng chất thải thủy tinh dùng để bao bọc (PGW) và bóng đèn huỳnh quang (FLG). 4.2.2. Sử dụng kính thải trong sản xuất gạch (<20% trọng lượng)

H Ư

ẠO

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng chất thải thủy tinh trong sản xuất gạch ảnh hưởng tích cực đến tính chất vật liệu. Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát các cơ hội trong tương lai trong lĩnh vực gốm, đặc biệt là tìm kiếm để cải thiện tính chất của vật liệu và giảm sử dụng nguyên liệu nguyên chất bằng cách thay thế bằng ba loại kính có tỷ lệ khác nhau (0-20%):

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

Các kết quả chỉ ra rằng sự gia tăng của thủy tinh vụn vào gạch ảnh hưởng đến tính chất của các sản phẩm này. Khác với đất sét, có tính chất dẻo và co lại sau khi bốc hơi nước, thủy tinh vụn trong hỗn hợp sẽ làm giảm độ co rút của vật liệu khi sấy, tránh trường hợp nứt (hình 9a). Đây là một kết quả quan trọng bởi vì việc giảm kích thước gạch, sẽ dẫn đến nhu cầu sử dụng một lượng lớn vật liệu ban đầu với gánh nặng kinh tế giảm. Theo kết quả của một nghiên cứu khác sử dụng kính soda vôi có kích thước hạt 0.1-0.6 mm và thêm đến 45% khối lượng gạch, sự co rút tuyến tính giảm. Trong hình 9b có thể quan sát các kết quả khác nhau so với hỗn hợp CRT thủy tinh với phễu CRT và thủy tinh PW. Đối với hai kính này, các giá trị co ngót tương đương với tiêu chuẩn. Những kết quả này chỉ ra rằng việc sử dụng loại kính có nhiệt chảy thấp cho phép giảm nhiệt độ nung để duy trì độ co ngót gần không.

A mix of cathode ray tube funnel and panel glass (CRT mix); CRT funnel (rich in PbO); Packaging glass (PW) Hình 9: Độ co rút tuyến tính (%) sau khi sấy (a) và sau khi nung (b) đối với các loại kính khác nhau chứa trong gạch thành phẩm so với sản phẩm thương mại (STD). Các phép thử độ bền uốn cho thấy gạch có chứa thủy tinh có các giá trị khác nhau nhưng có thể so sánh với mẫu tiêu chuẩn (12 MPa) và cao hơn mức tối thiểu Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 23

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng” được đề nghị cho gạch đất sét nung chịu lực tải (10 MPa), cho thấy rằng gạch có chứa 10 và 15% trọng lượng CRT kính có các tính chất cơ học tốt nhất.

Cuối cùng, tất cả các mẫu đều có đặc tính thẩm mỹ tốt: không có các khuyết tật bề mặt rõ ràng và cùng một màu gạch.

H Ư

ẠO

U Y

Thí nghiệm này chứng minh rằng việc sử dụng CRT và thủy tinh PW tạo ra sự hấp thụ nước thấp hơn, làm giảm độ co rút và độ bền cơ học tương tự so với gạch không bổ sung kính. Tuy nhiên, từ dữ liệu phân tích, có thể khẳng định 10-15% khối lượng của phế thải là lượng lớn nhất có thể chấp nhận được vì không làm thay đổi mật độ và đặc tính cơ học của gạch (Hình 10)

TR ẦN

Hình 10: Mẫu gạch thử nghiệm được sản xuất bằng chất thải kính (15% khối lượng). 4.2.3. Kết luận

10 00

Việc đánh giá chất lượng các chất thải công nghiệp và nâng cấp các chất liệu thay thế có thể mang lại nhiều lợi thế khi so sánh với việc sử dụng các nguồn tài nguyên chủ yếu, như giảm lượng khai thác nguyên liệu tự nhiên (bảo quản tài nguyên), giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình chế biến tiếp theo (giảm chi phí) và mức phát thải chất ô nhiễm thấp (cải thiện sức khoẻ và an toàn dân số).

ÁN

-L

Í-

Việc tái chế chất thải trong sản xuất gốm là có lợi bởi vì nó có thể hấp thụ lượng lớn chất thải, cũng rất nguy hiểm nếu vứt bỏ ở bãi chôn lấp. Thậm chí nếu việc kết hợp chất thải được thực hiện với số lượng nhỏ, tỷ lệ sản xuất cao sẽ chuyển thành tiêu thụ đáng kể chất thải. Hơn nữa, chất thải có thể tạo thành nguồn nguyên liệu tái tạo rẻ tiền, và đặc biệt thủy tinh có tính chất đặc trưng bởi độ bền của nó.

IỄ N

ÀN

Đặc biệt, sự hiện diện của thủy tinh trong các khối gạch đóng vai trò làm giảm chất dẻo ở nhiệt độ nung. Phù hợp với các quy định về môi trường, "vật liệu xanh" chứa lượng rác thải tiêu dùng cao góp phần đạt được Chứng chỉ LEED (dẫn dầu trong Thiết kế Năng lượng và Môi trường) trong các tòa nhà. V.

Kết luận – kiến nghị Việc bổ sung chất thải vào hỗn hợp gốm có thể cải thiện chất lượng gạch và giảm chi phí sản xuất. Những lợi ích này đặc biệt quan trọng nếu nguyên liệu thô từ đất sét ban đầu thiếu chất lượng phù hợp. Do đó, việc sửa đổi nguyên liệu gốm với phụ gia có thể làm tăng độ bền của gốm thành quả và cải thiện màu sắc của chúng. Một số chất phụ gia có thể làm giảm nhiệt độ nung xuống thấp hơn, do đó giúp tiết kiệm nguồn năng lượng. Lượng chất phụ gia chất thải trong hỗn hợp gốm có thể đạt tới hàng chục phần trăm. Với khối lượng lớn gốm sản xuất ra, khả năng này mở ra một kênh rộng rãi để xử lý chất thải có thể gây hại cho môi trường. Theo kết quả của Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 24

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

quá trình nung kết, 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. Tất cả các yếu tố này là quan trọng cho sự phát triển của ngành công nghiệp gốm sứ và kêu gọi nghiên cứu bổ sung. Các nghiên cứu quan trọng đã được tiến hành về việc phát triển các vật liệu xây dựng mới sử dụng các loại chất thải rắn khác nhau để không còn chất thải công nghiệp vô cơ trong tương lai gần có thể là một thực tế. Các tài liệu nghiên cứu đã xác định được khả năng tái chế chất thải vô cơ như nhựa, kim loại, thủy tinh thành phần của gốm xây dựng. Việc sử dụng các chất thải này 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. Việc ứng dụng các gốm này trong xây dựng thực tế còn hạn chế. Cần có nhiều nghiên cứu hơn để tìm hiểu về những hành vi cũng như việc ứng dụng gốm xây dựng có bổ sung chất thải này vào trong thực tế. Ngoài ra, cần phải thiết lập một phương pháp tiết kiệm năng lượng để sản xuất ra loại gốm phù hợp trong tiêu chuẩn xây dựng. Để khuyến khích ứng dụng thực tế gốm xây dựng có chứa chất thải tái chế, cần phải nghiên cứu để tập trung vào việc thúc đẩy sự chấp nhận của các loại vật liệu xây dựng này đối với các tiêu chuẩn xây dựng trên thể giới. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kết hợp các thí nghiệm, phân tích thống kê và mô hình hóa gốm xây dựng đó để xác nhận kết quả thử nghiệm trong điều kiện thực tế, cho phép sự hiểu biết về mức độ tin cậy của các kết quả. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm sẽ được tiến hành để phát triển quá trình cân bằng pha trộn phù hợp với thiết kế hỗn hợp tiêu chuẩn, để hỗ trợ chấp nhận vật liệu này để xây dựng, công nghệ sẵn có để sản xuất và để xác định chất lượng của gạch sẽ được sử dụng. Các thiết bị tiết kiệm năng lượng để chế biến vật liệu cả ở giai đoạn chuẩn bị và thử nghiệm sẽ được thiết kế và chế tạo. Mô hình toán học số sẽ được sử dụng để xác nhận kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, để hiểu được khả năng ứng dụng thực tế trong tương lai. Tài liệu tham khảo 1. Đỗ Quang Minh, Kỹ thuật sản xuất vật liệu gốm, NXB Đại học Quốc gia Tp HCM, 2012.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

2. N.V. Boltakova, G.R. Faseeva, R.R. Kabirov, R.M. Nafikov, Yu.A. Zakharov, Utilization of inorganic industrial wastes in producing construction ceramics. Review of Russian experience for the years 2000–2015, 2016. 3. Yassine Taha, Mostafa Benzaazoua, Rachid Hakkou, Mohammed Mansori, Coal mine wastes recycling for coal recovery and eco-friendly bricks production, 2016. 4. Oriyomi M. Okeyinka, David A. Oloke, Jamal M. Khatib, A Review on Recycled Use of Solid Wastes in Building Materials, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Civil, Environmental, Structural, Construction and Architectural Engineering Vol:9, No:12, 2015. 5. K.S. Rebeiz, Precast use of polymer concrete using unsaturated polyester resin based on recycled PET waste, Construction and Building MaterialsVolume 10, Issue 3, April 1996. 6. Pai-Haung Shih, Zong-Zheng Wu, Hung-Lung Chiang, Characteristics of bricks made from waste steel slag, Waste Management 24, 1043–1047, 2004

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 25

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài “Tái chế chất thải công nghiệp vô cơ trong việc sản xuất gốm xây dựng”

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

7. Yixin Shaoa, Thibaut Leforta, Shylesh Morasa, Damian Rodriguezb, Studies on concrete containing ground waste glass, Cement and Concrete Research 30, 91– 100, 2000. 8. What a Waste, A Global Review of Solid Waste Management - (the World Bank’s Urban Development and Local Government Unit of the Sustainable Development Network), 2012.

Tiểu luận môn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn nâng cao Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang | 26

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial