1.4. Công nghệ thu hồivà sử dụng tro bay ở trong nƣớc và trên thế giới
1.4.2. Sử dụng tro bay ở trong nƣớc
Tro bay có hàm lƣợng mất khi nung nhỏ hơn 11 % có thể dùng để trộn vào xi măng với tỷ lệ trung bình 10÷20 %. Hiện tại, tro bay Phả Lại (SCLFLY ASH) đã đƣợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch với tỷ lệ trộn 14 %, tại nhà máy xi măng Sông Gianh với tỷ lệ trộn 18 %, và là ngun liệu chính cho Cơng ty TNHH Vina Fly Ash and Cement.
Sử dụng gạch xây không nung từ tro bay để xây dựng nhà cao tầng có hiệu quả kinh tế khá cao. Hỗn hợp vật liệu làm gạch gồm tro bay, xi măng, vôi, thạch cao và bột nhơm, trong đó tro bay là thành phần chính, chiếm đến 70 % khối lƣợng. Vì vậy nhu cầu tro bay để cung ứng cho thị trƣờng sản xuất gạch không nung, gạch bê tông nhẹ và bê tông là rất lớn.
Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại cũng đã đƣợc nghiên cứu sử dụng để cải tạo đất. Ảnh hƣởng của việc bón tro bay đến một số tính chất vật lý đất xám bạc màu (dung trọng, tỷ trọng, độ xốp và thành phần cơ giới của đất). Ảnh hƣởng của việc bón tro bay đối với tính chất hóa học của đất bạc màu (pH, CEC, chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng), ảnh hƣởng của tro bay đến khu hệ sinh vật đất nghiên cứu. Nghiên cứu liều lƣợng thích hợp và đề xuất liều lƣợng tối thích [19].
Đã có những nghiên cứu sử dụng tro bay làm chất liên kết để gia cố vật liệu cát, đá làm mặt đƣờng. Kết quả cho thấy, hỗn hợp 80 % tro bay và 20 % vôi dùng làm chất liên kết để gia cố đƣờng sẽ đạt đƣợc độ bền cơ học khá cao. Khi làm mặt đƣờng có thể sử dụng các hỗn hợp sau: đá + vôi + tro bay ẩm; tro bay ẩm + xi măng hoặc tro bay ẩm
+ vơi + thạch cao. Hiện đã có dự án thử nghiệm xây dựng đƣờng giao thông nông thôn huyện Kim Động, Hƣng Yên. Loại đất gia cố bằng tro bay sẽ có cƣờng độ khá cao, loại vật liệu này hồn tồn có thể sánh với gia cố bằng vơi và một số hố chất khác. Với loại đất gia cố này cóthể dùng làm móng đƣờng hoặc gia cố lề, mái dốc ta luy sẽ cho hiệu quả cao.
Ở nƣớc ta, tro bay đƣợc sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực xây dựng, vấn đề sử dụng tro bay làm vật liệu xử lý môi trƣờng và cải tạo đất chƣa đƣợc quan tâm nhiều. Nghiên cứu xử lý tro bay để tạo ra zeolit P1 làm chất xử lý ô nhiễm môi trƣờng [21]. Tro bay đƣợc xử lý bằng dung dịch NaOH 3,5 M có khả năng sử dụng làm chất hấp phụ trong phân tích mơi trƣờng [20]. Sản phẩm tạo thành là một hỗn hợp các hạt rất nhỏ, hình cầu và tƣơng đối đồng đều; và trong đó có chứa chủ yếu là các hạt quartz, mullite và zeolit P1 (Na). Tro bay sau khi xử lý đƣợc sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ và tách chất đối với hai hỗn hợp các chất bảo vệ thực vật cơ clo M1 và M2. Hiệu suất thu hồi chất đối với M1 là 83,3 đến 89,5 %, đối với M2 là 51,28 đến 93,75 %. Do khả năng hấp phụ kim loại nặng khơng cao, nhiều cơng trình đã nghiên cứu biến tính tro bay, chủ yếu là chuyển hóa thành zeolit bằng cách trộn với xút rắn và nung ở nhiệt độ cao khoảng 500 – 600 oC. Tro bay Phả Lại đã xử lý chuyển thành dạng zeolit dùng làm vật liệu hấp phụ cải tạo đất [19].
Vấn đề nghiên cứu xử lý, biến tính tro bay để ứng dụng trong lĩnh vực cao su và chất dẻo cũng đã đƣợc một số tác giả quan tâm. Tác giả Thái Hoàng và các cộng sự đã nghiên cứu biến tính bề mặt tro bay bằng 2 tác nhân liên kết silan là vinyl trimetoxy silan (VTMS) và 3-glycido propyl trimetoxy silan (GPTMS) [18]. Kết quả thu đƣợc cho thấy, trên bề mặt tro bay hình thành một lớp màng silan hữu cơ rất mỏng. Tro bay biến tính tạo ra đƣợc sử dụng trong nghiên cứu chế tạo và tính chất compozit trên cơ sở nhựa PE, PP và EVA. Trên cơ sở các kết nghiên cứu tính chất cơ lý, khả năng chống cháy, độ bền oxy hóa nhiệt và cấu trúc hìnhthái của vật liệu compozit nhiệt dẻo (PE, PP, EVA) với tro bay khơng biến tính (FA) và tro bay biến tính (MFA) cho thấy:
+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở PE là 15 % hỗn hợp OFA/MFA (V) với tỷ lệ 70/30 về khối lƣợng. Vật liệu thu đƣợc có độ bền kéo đứt lớn hơn 20 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 200 %.
+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở PP là 15-20 % hỗn hợp FA/MFA (G hoặc V) (với tỷ lệ 70/30 hoặc 80/20 về khối lƣợng). Vật liệu thu đƣợc có độ bền kéo đứt lớn hơn 20 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 200 %.
+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở EVA là 10 % hỗn hợp FA/MFA (G) với tỷ lệ 70/30 hoặc 80/20 về khối lƣợng. Vật liệu thu đƣợc có độ bền kéo đứt lớn hơn 15 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 160 %.
Từ những nội dung trên đây cho thấy, khả năng ứng dụng của tro bay rất đa dạng, đặc biệt trong lĩnh vực làm vật liệu xây dựng. Việc nghiên cứu các biện pháp xử lý, biến tính tro bay để ứng dụng vào các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật là vấn đề khơng chỉ có ý nghĩa khoa học, kinh tế rõ rệt mà cịn có giá trị đặc biệt là tận dụng một cách hiệu quả một loại vật liệu phế thải, góp phần sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng.