Đáp ứng nhu cầu nhôm: Khai thác hay tái chế

Các dự án khai thác bô-xít ở Tây Nguyên đang được dư luận đặc biệt quan tâm và đang được đưa lên diễn đàn thảo luận trong kỳ họp thứ 5 của Quốc hội khóa XII. Các khía cạnh khác nhau liên quan đến kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phòng, môi trường, … đã được nhiều nhà khoa học, trí thức trong và ngoài nước phân tích, bình luận. Câu hỏi về nên hay không nên khai thác nguồn tài nguyên bô-xít có thể được sáng rõ hơn khi tính toán đến các giải pháp khác phục vụ nhu cầu nhôm nguyên liệu. Tái chế nhôm liệu có thể là một hướng đi khả thi?

Nhôm có ở đâu?

Nhôm là nguyên tố phổ biến trong vỏ Trái đất nhưng lại hiếm ở dạng tự do, hầu hết nhôm tồn tại dưới dạng các hợp chất. Nhôm là kim loại tương đối mới và được sản xuất với quy mô công nghiệp chỉ khoảng trên 100 năm lại đây.

Nhôm khi mới được phát hiện là cực kỳ khó tách ra khỏi các loại đá có chứa nó. Nhôm bị ôxi hóa rất nhanh và ôxít nhôm là một hợp chất cực kỳ bền vững. Việc phân lập nhôm từ quặng, ôxít nhôm (Al2O3) là rất khó.

Bô-xít là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâu …. với thành phần chủ yếu là các khoáng vật của nhôm cùng với các khoáng vật oxit sắt, các khoáng vật sét. Từ bô-xit có thể tách ra alumina (Al203) – nguyên liệu chính để luyện nhôm.

Trên thế giới, quặng bô-xít có nhiều ở Guinea, Việt Nam, Australia, Brazil, Jamaica, Ấn Độ, … Trong đó, Việt Nam có trữ lượng bô-xít đứng thứ 3 với khoảng 5,4 tỷ tấn trong tổng số 38 tỷ tấn trên toàn thế giới (1). Trên thế giới, Úc, Trung Quốc, Mỹ, Brazin và Jamaica là những nước sản xuất nhiều alumina nhất.

Năm 1825, công nghệ chế biến nhôm từ bô-xít lần đầu tiên được phát hiện ở phương Tây bởi Han Oerstad – một nhà hóa học Đan Mạch. Ông đã chiết xuất được một lượng nhỏ nhôm từ bô-xít.

Vài thập kỷ sau, công nghệ mới được phát minh, làm giảm giá thành luyện nhôm, tuy nhiên nhôm vẫn chỉ được dùng làm đồ trang sức. Đến năm 1886, quy trình điện phân Hall-Heroult mới được phát minh để chế biến nhôm từ alumina.

Và vào năm 1889, Karl Bayer đưa ra quy trình Bayer chiết được số lượng lớn alumina từ bô-xít. Từ đó đến nay, đây vẫn được coi là công nghệ chủ lực để sản xuất alumina từ bô-xít.

Nhôm và ứng dụng

Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ, tỷ trọng nhỏ, dễ uốn, dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc (đặc biệt khi tạo hợp kim với các nguyên tố khác). Nhôm có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp ôxít bảo vệ. Nó cũng không nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí với điều kiện thông thường. Chính vì thế, sau sắt, nhôm được sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới.

Hợp kim nhôm được sử dụng nhiều trong việc chế tạo các chi tiết của các phương tiện vận tải như máy bay, tên lửa, ôtô, … Chúng còn được sử dụng nhiều trong đóng gói, xây dựng, trang thiết bị, đồ bếp, chế tạo máy móc…

Khai thác bô-xít và những tác động

Trải qua gần 200 năm, công nghệ khai thác bô-xít để sản xuất alumina cũng có nhiều biến chuyển.

Ban đầu người ta dùng công nghệ “bóc thủy lực”, tức là dùng các dòng nước mạnh phun để làm bở đá và quặng được thu gom sau đó ở hạ nguồn. Qui trình khai thác này hủy hoại môi trường nghiêm trọng vì nó đã tạo ra một lượng bùn khổng lồ trôi dạt vào sông ngòi gần đó, gây ra những hệ quả xấu cho hệ sinh thái.

Sau này, người ta tiến hành tạo ra hố lộ thiên nơi bô-xít, tức là bóc lớp đất bề mặt ra và xúc lớp bô-xít dày từ 4 – 6m ở dưới chở đi. Đất đá thải từ qui trình này có thể được chuyên chở đi nơi khác.

Hiện nay, 80% bô-xít trên thế giới được khai thác lộ thiên và 20% còn lại khai thác hầm lò ở Hungary và Nam Âu. Các nước có tài nguyên bô-xít đều phát triển trở thành một ngành công nghiệp lớn của đất nước (2).

Nhưng dù trong thời kỳ nào, khai thác bô-xít đều vấp phải những nghi ngại và cản trở do những tác động xấu mà nó đem lại.

Khai thác bô-xít đồng nghĩa với việc phá vỡ cấu trúc văn hóa truyền thống của cư dân bản địa, những lề thói tập tục bao đời cũng như gây ra những xáo trộn về cuộc sống, sinh kế.

Đất rừng, đất nông -lâm nghiệp và rừng xung quanh khu vực (nếu có) khai thác sẽ bị mất, phá vỡ môi sinh.

Đặc biệt, trong quá trình khai thác bô-xít, bùn đỏ (hay còn gọi là bụi đỏ) – một sản phẩm phụ của qui trình Bayer, một hợp chất độc hại – các tạp chất trong bô-xít không hòa tan trong quá trình tinh chế là điều đáng lo ngại nhất. Bùn đỏ là những hạt bụi mịn dễ gây ô nhiễm không khí, dễ xâm nhập vào đất và nguồn nước …

Những bài học từ bang Orissa (Ấn Độ) và quốc gia Haiti vẫn còn đó. Những hứa hẹn về phát triển kinh tế – xã hội vùng, thông thương giao lưu từ các nhà đầu tư, sản xuất chỉ là danh nghĩa. Nguồn tài nguyên bô-xít của họ cứ được khai thác cạn dần nhưng họ đã không nhận được gì nhiều hơn là sự xáo trộn cuộc sống, xung đột, ô nhiễm, đói nghèo và bệnh tật đeo bám. Đó cũng chính là điều mà rất nhiều nhà khoa học, môi trường cũng như người dân đang quan ngại về vấn đề khai thác bô-xít tại Tây Nguyên hiện nay.

Tái chế nhôm – Lựa chọn khôn ngoan

Tài nguyên bô-xít cũng có hạn trong khi nhu cầu của con người ngày càng cao. Hằng năm, có hàng trăm nghìn các sản phẩm (được sản xuất từ nhôm hoàn toàn hay một phần) bị thải loại gây nên một sự lãng phí rất lớn. Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu tái chế nhôm từ những phế thải đó.

Cho đến tận những năm cuối thập niên 1960 – khi có sự bùng nổ của việc sử dụng nhôm để làm vỏ của các loại đồ uống, tái chế nhôm nhận được sự chú ý của cộng đồng nhiều hơn. Các nguồn tái chế nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa và cửa sổ nhôm cũ, các thiết bị gia đình, công-te-nơ và các sản phẩm đã quan sử dụng khác.

Ngành công nghiệp nhôm là ngành sản xuất sử dụng nhiều điện năng và yêu cầu vốn đầu tư lớn. Đầu tư nhà máy điện phân nhôm cần trung bình khoảng 4500 – 5000 USD/tấn công suất, còn tiêu hao điện năng cho 1 tấn nhôm điện phân khoảng 13.000 – 14.000USD kWh/tấn (3).

Theo Viện nghiên cứu Nhôm quốc tế (IAI), lợi ích về mặt môi trường từ việc tái chế nhôm là rất lớn. Chỉ có 5% lượng CO2 được thải ra trong suốt quá trình tái chế so với việc tinh luyện nhôm mới từ quặng bô-xít. Hơn nữa, tái chế nhôm còn làm hạn chế việc mở rộng, khai thác mỏ, tức đất tự nhiên trên thế giới sẽ đỡ bị tàn phá hơn (4).

Tổng lượng nhôm được tái chế từ phế thải đã tăng từ 1,4 triệu tấn năm 1980 lên 6,8 triệu tấn vào năm 2004. Ngành vận tải là một nguồn cung cấp nhôm tái chế quan trọng nhất. Ngày nay, nhôm tái chế được sản xuất nhờ sự đóng góp từ 44% phế thải của ngành vận tải, 28% phế thải của ngành đóng gói/bao bì; 10% phế thải của ngành kỹ thuật và cáp; và 7% phế thải từ ngành xây dựng; và một số ít nguồn khác. Tuy nhiên, theo dự đoán trong thập kỷ tới, phế thải nhôm từ ngành xây dựng sẽ tăng 33% còn phế thải nhôm từ ngành vận tải sẽ giảm xuống còn 32% (5).

Tái chế nhôm giúp tiết kiệm trên 80% nhu cầu năng lượng so với quá trình tinh chế nhôm mới từ nguyên liệu thô vì nó cắt giảm đi các quy trình nung chảy tốn nhiều năng lượng. Do đó sẽ giảm thải những chất có hại vào môi trường, trong đó có khí nhà kính. Tái chế nhôm cũng sẽ là một yếu tố cần thiết cho sự phát triển bền vững. Hiện nay, tái chế nhôm giúp giảm thiểu 80 triệu tấn khí nhà kính thải ra mỗi năm, tương đương với việc phát thải của 15 triệu ôtô (5).

Thế giới hiện có khoảng 2/3 lượng nhôm đã từng được sản xuất ra từ năm 1886 vẫn đang được sử dụng. Trong khi đó, từ giữa năm 1990 – 2000 đã có 7,1 triệu tấn lon/hộp nhôm bị bỏ đi tương đương với 8,236 tỷ USD doanh thu bị mất. Lượng nhôm bỏ đi này đủ để sản xuất một lượng máy bay thương mại gấp 25 lần số máy bay hiện có trên toàn thế giới! (2).

Tại Mỹ, từ năm 1970 - 2001 đã có 903 tỷ lon/hộp nhôm bị bỏ đi. Chỉ tính riêng năm 2001 đã có 50,7 tỷ lon/hộp nhôm bị vứt bỏ, nếu số lượng này được tái chế thì có thể tiết kiệm được năng lượng tương đương với 16 triệu thùng dầu thô, số lượng dầu đó đủ cung cấp năng lượng cho 2,7 triệu gia đình Mỹ hay cho hơn 1 triệu xe ô tô trong một năm. Đồng thời, việc tái chế này cũng có thể ngăn chặn được việc thải ra 75.000 tấn khí thải dioxide sulfur và ô-xít ni-tơ phát ra từ việc sản xuất nhôm tinh luyện mới (2).

Trong khi đó, tại xứ sở sương mù Anh quốc, 75% các lon nước uống được làm bằng chất liệu nhôm. Năm 2001, Anh sử dụng 5 tỉ lon nước uống dạng này, 42% trong đó đã được tái chế, Dù đây là con số cải thiện vượt bậc so với 2% tái chế năm 1989, vẫn có 3 tỉ lon bị vứt đi. Các nhà khoa học đã tính toán được rằng, tái chế 1 kg nhôm tiết kiệm được 6kg bô-xít, 4kg hóa chất và 14kWh điện. Nếu tất cả những hộp/lon nhôm ở Anh được tái chế thì mỗi năm sẽ có ít hơn 14 triệu thùng rác đựng vỏ lon/hộp (6).

Triển vọng tái chế nhôm ở Việt Nam

Không một ai phủ nhận vai trò của nhôm trong nhiều lĩnh vực và người ta cũng chưa tìm được kim loại nào thay thế nhôm mặc dù các quy trình sản xuất nhôm gây nhiều tác động xấu đến môi trường, văn hóa xã hội của những cư dân bản địa đặc biệt tại những vùng mỏ quặng bô-xít.

Nhưng những tác động xấu đó có thể được hạn chế rất nhiều thông qua việc tái chế nhôm, bên cạnh thói quen tiêu dùng có trách nhiệm của người sử dụng. Tại sao chúng ta phải lãng phí nhôm phế thải và chỉ chú trọng vào khai thác quặng trong khi nhôm được tái chế không bị giảm chất lượng?

Hiện nay chưa có con số chính thức về lượng nhôm được tái chế ở Việt Nam. Tuy nhiên, theo một số thống kê sơ bộ, ở các làng nghề có đến 95,2% lượng phế thải kim loại được tái chế, mang lại tổng số 700.000 tấn sản phẩm mỗi năm. Tái sử dụng và tái chế ở Việt Nam được đánh giá là rất tốt. Riêng trong lĩnh vực công nghiệp, một số ngành có khả năng thực hiện tái chế 80% lượng chất thải (7).

Trong khi ngành công nghiệp khai khoáng đòi hỏi tính chuyên môn và kỹ thuật của lực lượng lao động tham gia, ngành tái chế hiện đang là sinh kế của rất nhiều người nghèo đô thị. Bên cạnh đó, một số làng nghề cũng đã và đang giàu lên nhờ tham gia vào tái chế rác thải. Nhôm chắc chắn nằm trong danh sách kim loại được ưu tiên thu gom, tái chế.

Câu hỏi đặt ra là: Nếu chỉ tính nhu cầu trong nước, liệu tái chế nhôm có đáp ứng được không? Khả năng tái chế nhôm hiện tại như thế nào? Các nhà hoạch định chính sách liệu đã có được thông tin đầy đủ về ngành tái chế sôi động và hàng ngày đang biến những thứ bỏ đi thành vật liệu hữu ích không?

Công ty thu mua phế liệu Bảo Phát tổng hợp

Nhận xét - Bình luận ::

Có thể bạn quan tâm