CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. Tiềm năng và hiệu suất thu hồi cát từ đá mạt
3.3.2. Phương án thu hồi cát và đánh giá hiệu quả kinh tế
Qua kết quả nghiên cứu có thể thấy mô đun độ lớn của đá mạt là 4,3 cao hơn nhiều so với mức tiêu chuẩn mô đun độ lớn là 2,0-3,3 đối với cát thô và 0,7-2,0 đối với cát mịn. Nguyên nhân của việc này là do lƣợng hạt trên sàng 2,5 mm quá lớn chiếm tới 74,3% tổng khối lƣợng đá mạt, trong khi theo tiêu chuẩn thì loại hạt này chỉ đƣợc chiếm 0-25% (cát thô) và 0% (cát mịn). Do đó để đáp ứng yêu cầu về thành phần hạt, thì cần phải làm giảm lƣợng hạt này bằng cách nghiền nhỏ đá hay sàng loại bớt những hạt có kích thước trên sàng 2,5 mm. Đối với yêu cầu đặt ra là thu hồi cát từ đá mạt, có hai phương án để lựa chọn:
- Phương án 1 - Phương án tuyển: Chỉ tuyển rửa cát trực tiếp từ đá mạt mà không nghiền, phương pháp này có ưu điểm là chi phí đầu tư thấp tuy nhiên rất khó kiểm soát mô đun độ lớn của cát và phần hạt lớn hơn loại ra cũng đá mạt cũng có thể ở trong tình trạng không bán đƣợc hoặc phải bán với giá thấp. Đồng thời quá trình tuyển rửa đã tiêu thụ và tạo ra nước thải có độ đục lớn.
- Phương án 2 - Phương án nghiền: Lắp đặt hệ thống nghiền, sàng tuyển cát;
với phương pháp này có thể dễ dàng điều chỉnh được mô đun độ lớn của cát và tận dụng toàn bộ lƣợng đá mạt.
Vì thế đối với phương án không nghiền, với mục tiêu tận thu chất thải và tạo ra nhiều sản phẩm nhất, dựa trên cơ sở thành phần hạt, chúng tôi tính toán và đƣa ra một số phương án tuyển và phối trộn sau :
- PA1: Đầu tiên tách toàn bộ hạt trên sàng 2,5 mm sau đó lại trộn vào cát một lượng hạt trên sàng 2,5 mm với khối lượng tương đương 25% tổng khối lượng cát để thu đƣợc sản phẩm cát thô.
47
- PA2: Đầu tiờn tỏch toàn bộ hạt trờn sàng 2,5 mm và hạt dưới sàng 140 àm sau đó lại trộn vào cát một lượng hạt trên sàng 2,5 mm với khối lượng tương đương 25% tổng khối lƣợng cát để thu đƣợc sản phẩm cát thô.
- PA3: Tách toàn bộ các hạt trên sàng 2,5 mm để đƣợc sản phẩm cát mịn.
- PA4: Tách toàn bộ các hạt trên sàng 2,5 mm và 1,25 mm sau đó trộn một lượng hạt trên sàng 1,25 mm, nhưng dưới sàng 2,5 mm tương đương với 15% tổng khối lƣợng cát để đƣợc sản phẩm cát mịn.
Để tiện cho việc tính toán, ta sử dụng tỷ lệ tích lũy riêng trong bảng 3-1 làm căn cứ tính toán. Thành phần hạt và mô đun độ lớn cho từng phương án được nêu trong bảng 3-5 dưới đây.
Bảng 3-5: Tính toán thành phần hạt của cát nhân tạo theo các phương án tuyển rửa khác nhau
Kích thước lỗ sàng 2,5 mm
1,25 mm
630 àm
315 àm
140 àm
< 140
àm Tổng Mđl
PA1
Tỷ lệ so với lƣợng đá mạt
đƣa vào (%)
8,58 7,04 6,56 2,81 1,75 7,57 34,31
Lƣợng tích lũy 3,1
(%) 25,0 45,5 64,6 72,8 77,9 100,0
- Tỷ lệ (%) 25,0 20,5 19,1 8,2 5,1 22,1
PA2
Tỷ lệ so với lƣợng đá mạt
đƣa vào (%)
6,05 7,04 6,56 2,81 1,75 0 24,21
Lƣợng tích lũy 2,5
(%) 25,0 54,1 81,2 92,8 100,0 -
-
Tỷ lệ (%) 25,0 29,1 27,1 11,6 7,2 -
PA3
Tỷ lệ so với lƣợng đá mạt
đƣa vào (%)
0 7,04 6,56 2,81 1,75 7,57 25,73 2,1
48
Lƣợng tích lũy
(%) 27,4 52,9 63,8 70,6 100,0
-
Tỷ lệ (%) 27,4 25,5 10,9 6,8 29,4
PA4
Tỷ lệ so với lƣợng đá mạt
đƣa vào (%)
0 3,30 6,56 2,81 1,75 7,57 21,99
Lƣợng tích lũy 1,8
(%) - 15,0 44,8 57,6 65,6 100,0
-
Tỷ lệ (%) - 15,0 29,8 12,8 8,0 34,4
Qua bốn phương án sàng, tuyển và phối trộn kể trên, có thể thấy:
- Với phương pháp tuyển (PA1), ta chỉ có thể thu hồi tối đa 34,31% lượng đá mạt đem tuyển khi lựa chọn loại sản phẩm là cát thô. Tuy nhiên lƣợng bột đá trong cát lại rất cao lên tới 22,1 %. Với lƣợng bột cao nhƣ vậy, khi bán cát sẽ gặp rất nhiều khó khăn vì sẽ không đạt tiêu chuẩn của cát nghiền và không phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng. Còn khi loại hết phần bột trên thì tỷ lệ tạo thành cát chỉ đạt 24,21%. Do đó nếu muốn đạt đƣợc thành phần cát đúng với TCVN 9205 : 2012 ta cần rửa bớt phần bột đá và giảm lƣợng hạt trên sàng 2,5 mm so với PA1, nếu dùng cách này ta có thể thu hồi được lượng cát tương đương 28,8 % lượng đá mạt đưa vào và cát sẽ có mô đun độ lớn là 3,1.
- Đối với cát mịn các phương án PA3 và PA4 là 2 phương án trên lý thuyết sẽ cho tỷ lệ tạo cát cao nhất, tuy nhiên lại không đảm bảo về thành phần hạt theo TCVN 9205 : 2012. Nguyờn nhõn do lƣợng hạt trờn sàng 1,25 mm và 630 àm lớn hơn so với tiêu chuẩn 10%, do đó cần giảm lƣợng hạt này đi một lƣợng khoảng 2,2% khối lƣợng đá mạt đƣa vào. Ngoài ra, theo [5] thì trong cát nghiền hàm lƣợng bột có đường kính <0,15mm là khá cao, thường >15%. Điều này rất có lợi cho bê tông khối lớn (đặc biệt là bê tông đầm lăn), vì nó làm giảm lƣợng dùng chất kết dính trong bê tông. Bê tông sử dụng cát nghiền có cường độ giảm so với bê tông sử dụng cát tự nhiên, tuy nhiên mức độ giảm là không đáng kể. Khả năng chống thấm
49
có phần tốt hơn so với bê tông sử dụng cát tự nhiên nhờ hàm lƣợng bột mịn trong cát lớn. Hàm lƣợng bột mịn này có tác dụng lấp đầy các lỗ rỗng trong bê tông từ đó tăng tính chống thấm cho bê tông. Song, cũng theo [5] bê tông sử dụng cát nghiền có cỡ hạt mịn <0,15mm ở mức 15% sẽ có độ co ngót mềm và co khô tương đương với bê tông cát tự nhiên và nhỏ hơn cát nghiền không trộn thêm bột mịn. Giá trị co ngót này sẽ tăng cao khi hàm lƣợng hạt mịn lên tới 20%. Trong khi đó lƣợng hạt
< 140 àm trong cỏt đạt tới 29,4% (PA3) và 34,4% (PA4). Do đú nếu chọn phương sản xuất cát mịn bằng phương pháp tuyển rửa thì hiệu quả thu hồi cát sẽ < 20%.
Phương pháp thu hồi cát bằng tuyển trực tiếp sẽ có hiệu quả rất thấp, khó vận hành và gặp nhiều vấn đề phức tạp về mặt công nghệ, sản phẩm làm ra có chất lƣợng không cao. Các sản phẩm sản xuất bằng phương pháp này sẽ gồm khoảng 33% cát nghiền và 64 % đá sạch có cỡ hạt từ 2,5-13 mm, ngoài ra lƣợng đá thải khoảng 3%.
Phương pháp nghiền sử dụng toàn bộ lượng đá mạt, thiết bị nghiền có thể điều chỉnh thành phần hạt dễ dàng. Với phương pháp này ta chỉ cần loại bớt phần bột đá dƣ thừa nên cho hiệu quả tạo cát cao. Ƣớc tính lƣợng cát tạo thành khoảng 80%, sản phẩm phụ là bột đá chiếm khoảng 15% và 5% là đá thải.
b) Đánh giá hiệu quả kinh tế - Chi phí sản xuất
- Phương án chỉ sàng, tuyển
- Sản lƣợng đá nguyên khai: 486.000 tấn - Dây chuyền thiết bị: 2 tỷ đồng
- Giá điện trong giờ thấp điểm 1.388 đồng/kWh - Giá nguyên liệu đá mạt tại mỏ: 45.000 đồng/tấn
- Sản phẩm dự kiến: 33% cát nghiền, 64 % đá sạch có cỡ hạt từ 2,5-13 mm (3% đá thải)
- Khối lƣợng đá mạt (20% đá nguyên khai):
486.000 x 20% = 97.200 (tấn/năm) - Sản lƣợng cát nghiền:
97.200 x 33% = 32.076 (tấn/năm)
50 - Sản lƣợng đá sạch 2,5-13 mm:
97.200 x 33% = 62.208 (tấn/năm)
Bảng 3-6:Chi phí sản xuất cát và đá sạch bằng phương pháp tuyển I. Tài sản cố
định
Chi phí ban đầu (VND)
Thời gian khấu hao
(năm)
Mức khấu hao hàng năm
(VND)
Chi phí cho 1 tấn sản phẩm
(VND)
1. Nhà xưởng 200.000.000 5 40.000.000 424
2. Dây chuyền
thiết bị 2.000.000.000 5 400.000.000 4.242
Tổng 2.200.000.000 5 440.000.000 4.666
II. Vận hành Chi tiết
Tổng chi phí hàng năm
(VND)
Chi phí cho 1 tấn sản phẩm
(VND)
4. Nhân công
Số lƣợng
(người) 4
336.000.000 3.563
Lương tháng
(VND) 7.000.000
5. Điện năng tiêu thụ
Đơn giá
(VND/kWh) 1.388
189.775.000 2.001
Điện năng tiêu thụ cho 1 tấn (kWh/tấn)
1.45
Sản lƣợng
(tấn/năm) 94.284
6. Bảo dưỡng và thay thế
Đơn giá (VND/
tấn sản phẩm) 1.750
164.997.000 1.750
Sản lƣợng (tấn) 94.284
51 7. Vận hành
máy móc, thiết bị khác
Ƣớc tính 60.000.000
(VND/năm) 60.000.000 636
8. Nguyên liệu
Đá mạt
(tấn/năm) 97.200
4.374.000.000 46.391 Đơn giá
(VND/tấn) 45.000
Tổng 5.124.772.000 54.341
Tổng cộng 5.564.772.000 59.007
- Phương án nghiền cát
- Dây chuyền sản xuất: 5 tỷ đồng
- Sản phẩm 80% cát nghiền, 15% bột đá (5% đá thải) - Sản lƣợng cát ƣớc tính:
97.200x 80%= 77.760 (tấn/năm) - Sản lƣợng bột đá ƣớc tính:
97.200 x 15% = 14.580 (tấn/năm)
Bảng 3-7:Chi phí cho sản xuất cát bằng phương pháp nghiền I. Tài sản cố
định
Chi phí ban đầu (VND)
Thời gian khấu hao
(năm)
Mức khấu hao hàng năm
(VND)
Chi phí cho 1 tấn sản phẩm
(VND)
1. Nhà xưởng 200.000.000 5 40.000.000 514
2. Dây chuyền
thiết bị 5.000.000.000 5 1.000.000.000 12.860 Tổng 5.200.000.000 5 1.040.000.000 13.374
II. Vận hành Chi tiết Tổng chi phí
hàng năm
Chi phí cho 1 tấn sản phẩm
52
(VND) (VND)
4. Nhân công
Số lƣợng
(người) 4
336.000.000 4.321
Lương tháng
(VND) 7.000.000
5. Điện năng tiêu thụ
Đơn giá
(VND/kWh) 1.388
296.809.920 3.817
Điện năng tiêu thụ cho 1 tấn (kWh/tấn)
2.75
Sản lƣợng
(tấn/năm) 77.760
6. Bảo dưỡng và thay thế
Đơn giá (VND/tấn sản phẩm)
3.300
256.608.000 3.300
Sản lƣợng
(tấn) 77.760
7. Vận hành máy móc, thiết bị khác
Ƣớc tính 60.000.000
(VND/năm) 60.000.000 772
8. Nguyên liệu
Đá mạt
(tấn/năm) 97.200
4.374.000.000 56.250 Đơn giá
(VND/tấn) 45.000
Tổng 5.323.417.920 68.460
Tổng cộng 6.363.417.920 81.834
53 - Đánh giá hiệu quả kinh tế
Theo công bố của Sở xây dựng Hòa Bình thì giá cát các loại trên địa bàn tỉnh trong 9/2016 dao động từ 90.000-320.000 đồng/m3 (khoảng 75.000-266.000 đồng/tấn), giá đá sạch hiện nay trên địa bàn tỉnh Hòa Bình là 55.000 -67.500 đồng/tấn Nhu cầu sử dụng loại đá sạch từ phương án sàng tuyển khôngcao do đó ta chọn giá bán chỉ ở mức trung bình so với thị trường là 60.000 đồng/ tấn.
Để đánh giá hiệu quả kinh tế của 2 phương án ta vẽ biểu đồ thể hiện sự phụ thuộclợi nhuận sau thuế theo giá bán nhƣ hình 3-5.
Hình 3-5: Biểu đồ lợi nhuậnsau thuế theo giá bán
Qua biểu đồ ta thấy phương án sàng lấy cát sẽ cho lợi nhuận cao hơn khi giá cát bán ra < 99.000 đồng/tấn. Như vậy chất lượng cát càng cao, nhu cầu thị trường càng mạnh thì phương án nghiền cát đem lại lợi nhuận càng cao.
Phương án sàng tuyển có ưu điểm chi phí đầu tư thấp, do đó sản phẩm có thể bán đƣợc với giá thấp hơn mà vẫn cho lãi nhƣng những tính toán trên đều dựa trên giả định các sản phẩm sản xuất ra đều tiêu thụ hết. Tuy nhiên, trên thực tế rất khó kiểm soát chất lượng cát nên sản phẩm làm ra sẽ kém thu hút hơn so với phương án nghiền.
Trái lại, sản xuất cát bằng cách nghiền có mức đầu tƣ ban đầu cao hơn nhƣng
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
80 85 90 95 100 105 110 115 120
Triệu
Nghìn đồng
Lợi nhuận sau thuế - giá bán
PA nghiền cát Pa sàng tuyển
Lợi nhuận
Giá bán
54
lại có thể dễ dàng điều chỉnh thành phần, cỡ hạt do đó cho ra sản phẩm tốt dễ dàng bán đƣợc với giá cao.
Trong tương lai khi hoạt động khai thác cát sông hạn chế sẽ dẫn đến trạng khan hiếm cát và mức giá bình quân của mặt hàng cát sẽ cao hơn. Vì vậy sản xuất cát bằng cách nghiền về lâu dài có những lợi thế ƣu việt hơn so với chỉ sàng lấy cát và đá.
Một số chỉ tiêu kinh tế của phương án nghiền cát với giá bán 99.000 đồng/tấn nhƣ sau:
- Lợi nhuận sau thuế:
Lợi nhuận = (Doanh thu - Tổng CP) x (1 - thuế TNDN)
= (99.000 x 77.760 - 6.363.417.920) x (1-20%)
= 1.067.857.664 (đồng)
=> Tỷ suất lợi nhuận ƣớc tính đạt 16,78 % - Sản lƣợng hoàn vốn:
- Thời gian thu hồi vốn:
Để đạt hiệu quả cao nhất về mặt kinh tế và môi trường, công ty nên đầu tư dây chuyền thiết bị để nghiền đá mạt thành cát.
55