Đề tài Tình hình sản xuất, thị trường MgO trên thế giới và tiềm năng phát triển tại Việt Nam

nhiều nơi trên thế giới, trừ Viễn Đông và Mỹ. 60% sản lượng MgO nung quá còn lại được bán ra thị trường nội địa hoặc xuất khẩu sang các nước EU, Đông âu, Mỹ để sản xuất VLCL. CH Ai-len: Hiện nay, công ty Premier Periclase Ltd (PPL) là nhà sản xuất MgO nung quá duy nhất tại đây. PPL có hai lò đứng với sản lượng 80-90.000 tấn/năm, đi từ nguyên liệu nước biển. Bất chấp sự tràn ngập của sản phẩm MgO giá rẻ của TQ tại châu Âu, PPL vẫn tiếp tục sản xuất các bậc sản phẩm MgO nung quá chất lượng cao, được tiêu thụ tại thị trường nguyên liệu cho sản xuất gạch MgO-C trên toàn thế giới, đó là một lĩnh vực đặc thù của thị trường MgO. Thị phần của PPL trong lĩnh vực này chiếm khoảng 10.000-20.000 tấn/năm. Ixraen: Công ty Dead Sea Periclase (DSP) tại Ixraen nổi tiếng là nhà sản xuất MgO nung quá chất lượng rất cao, đi từ nguyên liệu nước biển tại Mishor Rotem bên bờ Biển Chết. Mặc dù vậy, DSP cũng đang phải chịu sức ép trước những thay đổi trong công nghệ luyện thép và sản xuất VLCL, một phần do những tác động của những nguồn cung MgO nung quá và nung chảy giá rẻ từ TQ. DSP có công suất thiết kế khoảng 90.000 tấn MgO /năm, trong đó có 30.000 tấn MgO hoạt tính /năm cung cấp cho các thị trường chuyên ngành như sản xuất thép biến thế, sản xuất chất dẻo, cao su,... Nhưng công ty hiện đang sản xuất ở mức thấp hơn công suất thiết kế nhiều, nhất là đối với sản phẩm MgO nung quá chất lượng cao. Cũng như nhiều nhà sản xuất MgO, DSP đang hướng vào các thị trường chuyên dụng cho sản phẩm MgO hoạt tính và Mg(OH)2 của mình. Italia: Nhà máy MgO đi từ nước biển của công ty Cogema tại Priolo, Sicily, có công suất 85.000 tấn/năm, trong đó 75.000 tấn MgO nung quá/năm cho VLCL. Năm 2002, công ty đã đầu tư xây dựng và đưa vào vận hành một lò đứng có khả năng sản xuất MgO nung quá 97% với tinh thể lớn. Nhưng sau đó thiết bị lò đứng này đã gặp phải một số trục trặc kỹ thuật và ngừng hoạt động vào tháng 3 năm 2003. Hà Lan: Nhà máy của Công ty Nedmag Industries Mining & Manufacturing tại Veendam khai thác quặng MgO sâu dưới lòng đất bằng phương pháp khai thác dung dịch, sau đó tiến hành kết tủa magiê hydroxit, rửa, lọc, nung, đóng bánh và nung thiêu kết. Sản phẩm của nhà máy bao gồm: - 155.000 tấn MgO nung quá/năm - 8.000 tấn MgO hoạt tính /năm - 10.000 tấn Mg(OH)2/năm -100.000 tấn nước ót MgCl2 (32%)/năm - 40.000 MgCl2 tấn (dạng vảy)/năm - 60.000 tấn dung dịch CaCl2 (15-40%)/năm - 25.000 tấn CaCl2 (dạng hạt) /năm Nedmag là một trong số ít công ty thành công trong lĩnh vực sản xuất MgO trên thế giới trong những năm qua. Cho đến năm 1993 Nedmag sản xuất mỗi năm 100.000 tấn MgO nung quá. Trong năm 1993 công ty đã tiến hành những thay đổi quan trọng trong phương pháp tiếp cận kinh doanh của mình, đề ra kế hoạch chiến lược về chất lượng, nhờ đó đã tăng sản lượng MgO nung quá lên trên 150.000 tấn/năm. Nedmag đã thực hiện chương trình rộng rãi nhằm tối ưu hóa các hệ thống sản xuất và kinh doanh. Chương trình này được khởi đầu vào năm 1993 và được thực hiện trong thập niên 1990. Những nét cơ bản của chương trình là: - Cải thiện triệt để việc kiểm soát dòng trong bộ phận kết tủa và rửa, nhờ đó tăng 10% hàm lượng Mg(OH)2 trong bánh lọc và giảm tiêu hao năng lượng nung. - Cải thiện tính năng lọc của Mg(OH)2 kết tủa và tính năng đóng bánh của MgO nung, do đó tăng sản lượng của lò nung - Thực hiện kế hoạch bảo dưỡng toàn diện với tính chất phòng ngừa, do đó tăng thời gian vận hành trung bình từ 85 % năm 1994 lên 92 % năm 2000. Kết quả của chương trình này là năm 2000 Nedmag đã sản xuất 152.000 tấn MgO nung quá chất lượng cao. Nhờ sản lượng tăng nên chi phí sản xuất giảm, quá trình sản xuất trở nên nhất quán hơn, chất lượng sản phẩm cao và ổn định hơn. Từ 10 năm nay, Nedmag đã có những mối khách hàng lớn với lượng đặt hàng hàng năm trên 10.000 tấn, số khách hàng cũng tăng từ 30 (năm 1993) lên 56 (năm 2001). Nga và các nước CIS: Công ty Kombinat Magnesit là nhà sản xuất MgO nung quá lớn nhất trong khối các nước CIS. Hiện công ty đang khai thác các mỏ magnezit tại Satka thuộc vùng Chelyabinsk của Nga. Công ty hiện cũng đang vận hành một tổ hợp sản xuất VLCL magiê cỡ lớn. Công suất MgO nung quá của công ty là 2,4 triệu tấn/năm, phần lớn sản lượng MgO được sử dụng cho sản xuất VLCL trong nhà máy của chính công ty. Năm 2002, sản lượng MgO nung quá của Kombinat Magnesit giảm 8,4%, xuống còn 551.000 tấn so với 601.500 tấn trong năm 2001. Trong cùng thời gian đó, sản lượng VLCL của công ty cũng giảm 13,6%, từ 348.300 tấn xuống 301.100 tấn. Các công đoạn sản xuất chính tại Kombinat Magnesit bao gồm: khai thác ngầm và khai thác lộ thiên, nghiền sàng và tuyển quặng, nung magnezit, sản xuất bột periclase bằng cách nung thiêu kết magnezit đã nung, sử dụng lò quay và lò đứng, nung chảy trong lò hồ quang (công suất 30.000 tấn MgO nung chảy/năm). Slovakia: Tại Slovakia có hai nhà sản xuất MgO nung quá là công ty SMZ và công ty Slovmag. Slovmag khai thác magnezit tại một mỏ nhỏ ở Lubenik với công nghệ khai thác tương đối lạc hậu. Magnezit được cung cấp cho nhà máy VLCL của công ty với công suất 80.000 tấn gạch chịu lửa/năm và 75.000 tấn đá nguyên khối /năm. Công ty SMZ khai thác magnezit từ 3 mỏ để sản xuất MgO nung quá hàm lượng 72-91 % cho sản xuất VLCL. Tổng công suất VLCL kiềm tính của công ty đạt 375.000 tấn/năm. SMZ xuất khẩu 85% sản phẩm sang 30 nước ở châu Âu, châu Mỹ, châu Á và châu Phi, trong đó các nước CIS là nhóm khách hàng lớn nhất, chiếm 41% lượng sản phẩm xuất khẩu của công ty. Tây Ban Nha: Công ty Magnesitas Navarras (Magna) là công ty sản xuất MgO lớn nhất nước với công suất 170.000 tấn/năm bao gồm các cấp sản phẩm khác nhau. Hoạt động sản xuất của Magna gồm 3 bước sau: - Khai thác 1.700.000 tấn khoáng tại mỏ Eugui, tuyển thành 515.000 tấn quặng và đưa đến nhà máy tại Zubiri, Navarre. - Xử lý quặng magnezit, thu được 450.000 tấn quặng tinh - Nung 450.000 tấn magnezit, thu được 170.000 tấn MgO Tại Zubiri, công ty có hai lò quay với tổng công suất 170.000 tấn MgO, trong đó có 95.000 tấn MgO hoạt tính và 75.000 tấn MgO nung quá. Magna sản xuất các bậc sản phẩm khác nhau, từ MgO hoạt tính với hàm lượng 84 % MgO cho đến MgO nung quá với hàm lượng 90% MgO. Sản phẩm MgO nung quá được sử dụng chủ yếu (70% sản lượng) làm nguyên liệu cho nhà máy sản xuất VLCL của Magna, cung cấp cho sản xuất thép. 30% sản lượng MgO còn lại được bán ra thị trường cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Magna xuất khẩu 40% sản lượng MgO sang các nước Tây âu khác, năm 2003 doanh số của công ty tăng 10%, dự kiến doanh số năm 2004 sẽ tăng 5%. Thổ Nhĩ Kỳ: Trong lĩnh vực sản xuất MgO nung quá, Thổ Nhĩ Kỳ có công ty MAS thuộc tập đoàn RHI (Áo) và một công ty độc lập khác là Kumas Kutahaya Magnesite Works. Mỏ MgO tại Kutahya đạt sản lượng khai thác 350.000 tấn/năm, cung cấp nguyên liệu cho nhà máy MgO nung quá tại đó. Nhà máy này sử dụng lò quay và có công suất 180.000 tấn MgO nung quá /năm, ngoài ra còn sản xuất mỗi năm 53.000 tấn gạch magnezit, 40.000 tấn vữa MgO. Công ty MAS nằm trên cao nguyên giữa Istanbul và Ankara. Trong 5 năm qua, công ty đã đầu tư trên 20 triệu USD để xây dựng một nhà máy mới trong khu vực khai thác mỏ của mình. Nhà máy này có một lò quay với công suất nung 100.000 tấn/năm, hai lò đứng với công suất 38.000 tấn/năm. Ngoài việc nâng cấp nhà máy xử lý quặng, công ty còn xây dựng một nhà máy mới để sản xuất VLCL. Một đường ống dẫn khí thiên nhiên sẽ được xây dựng để cung cấp năng lượng cho nhà máy. Tổng cộng, MAS có công suất 140.000 tấn MgO nung quá /năm và 23.000 tấn VLCL/năm. Trong những năm qua, các lò nung đã được vận hành hết mức công suất. Phần lớn sản phẩm MgO nung quá được xuất khẩu sang châu Âu. Mỹ: Với việc đóng cửa nhà máy sản xuất MgO nung quá 120.000 tấn/năm ở Michigân của công ty Harbison-Walker Refractories vào tháng 9-2003, hiện ở Mỹ chỉ còn duy nhất một công ty sản xuất MgO nung quá, đó là công ty Martin Marietta Magnesia Specialities tại Baltimore. Nhà máy của công ty tại Manistee có công suất 90.000 tấn MgO nung quá/năm, khai thác nguyên liệu từ một mỏ nước muối và sử dụng đolomit từ Ohio. Công ty tập trung chủ yếu vào thị trường VLCL nội địa, chỉ xuất khẩu chưa đến 10% sản lượng MgO nung quá. Ngoài ra công ty còn cung cấp CaCl2 cho một số công ty khác. 3. Sản xuất MgO nung quá chất lượng cao Hiện nay, do công suất lớn, sản lượng cao và giá bán rẻ, sản phẩm MgO nung quá của Trung Quốc đang có ảnh hưởng chi phối tại nhiều thị trường trên thế giới. Tuy nhiên, phần lớn sản phẩm của TQ chỉ đạt bậc chất lượng thấp, 90-97% MgO. Vì vậy, nhiều nhà sản xuất khác trên thế giới đang tập trung vào sản xuất MgO nung quá chất lượng cao mà TQ chưa thể cạnh tranh được. Sản phẩm MgO nung quá chất lượng cao thường được định nghĩa như sau: > 97% MgO Khối lượng riêng ≥ 3,40 g/ cm3 Cỡ tinh thể MgO trung bình > 120 m Lĩnh vực sản xuất MgO nung quá chất lượng cao trên thế giới bị chi phối bởi khoảng 10 nhà sản xuất chính. Trong đó chỉ có hai nhà sản xuất (QMAG, ôxtrâylia, và Magnesita SA, Braxin) là sử dụng nguyên liệu khoáng tự nhiên, với công suất sản xuất MgO loại này của cả 2 công ty đạt 420.000 tấn/năm. Tất cả các nhà sản xuất còn lại đều đi từ nguyên liệu nước biển hoặc nước ót. Vì vậy, tổng cộng khoảng 75 % sản lượng MgO nung quá chất lượng cao được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp từ nước biển hoặc nước ót, còn 25 % được sản xuất bằng phương pháp nung quặng chứa magiê. Công suất sản xuất và sản lượng thực tế đối với MgO nung quá chất lượng cao tại các khu vực như sau: Công suất và sản lượng MgO nung quá chất lượng cao trên thế giới năm 2001 Đơn vị: tấn Khu vực Công suất Sản lượng thực tế EU 310.000 260.000 Bắc Mỹ 280.000 250.000 Trung và Nam Mỹ 270.000 150.000 Châu Á 250.000 100.000 Trung Đông 60.000 45.000 Châu Đại Dương 150.000 115.000 Tổng cộng 1.320.000 920.000 Phân bố sản lượng MgO nung quá chất lượng cao tại các khu vực trên thế giới như sau: Những công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất MgO nung quá chất lượng cao ở châu Âu là Nedmag (Hà Lan), Premier Periclase (Ailen), Dead Sea Periclase (Ixraen), ở châu Mỹ là Martin Marietta (Mỹ), Quimica der Rey (Mêhicô), Magnesita (Mỹ). Các nhà sản xuất quan trọng khác ở châu Âu là SMZ (Slovák), Grecian Magnesite (Hy lạp), Kumas, MAS (Thổ Nhĩ Kỳ), Magna,... 4. Sản xuất MgO nung chảy 4.1. Sản xuất MgO nung chảy dùng làm vật liệu chịu lửa Trong gần 500 công ty sản xuất MgO ở Trung Quốc, có hơn 100 công ty sản xuất MgO nung chảy dùng làm VLCL. Ước tính, sản lượng MgO nung chảy của TQ đạt khoảng 500.000 tấn/năm, trong đó hơn một nửa được xuất khẩu. Các nhà sản xuất hàng đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất MgO nung chảy dùng cho VLCL là: Nước/công ty Địa điểm nhà máy Nguyên liệu Công suấ (tấn/năm) ôxtrâylia - QMAG Rockhampton Quặng magnezit 30.000 Braxin - Magnesita SA Minos Gerais Quặng magnezit 18.000 Canađa - BAYMAG Exshaw, Alberta Quặng magnezit 14.000 Trung Quốc - Dashiqiao City New Type Reractories Ltd. - Liaoning Qunyi Group Liêu Ninh Liêu Ninh Quặng magnezit Quặng magnezit 160.000 (MgO nung chảy các loại) 100.000 Ixraen - Tateho Dead Sea Mishor Rotem Nước muối 13.000 Bắc Triều Tiên - Korea Magnesia Clinker Industry Group Kimchack North Hangyong Quặng magnezit - Nga - JSC Kombinat Magnezit Chelyabinsk Quặng magnezit 24.000 (dự kiến 2005 tăng lên 33.000 tấn/năm) Nam Phi - Vereeniging Refrac. Ltd Gouteng Quặng magnezit 10.000 Hàn Quốc - Sam Hwa Electrominerals Pohang Nước biển 7.200 Mỹ - Minco Inc. Midway, Tennessee Quặng magnezit/ nước muối 20.000 Nhìn chung, trong bối cảnh thị trường thép toàn cầu mạnh như hiện nay, với giá MgO nung chảy của TQ tăng do giá điện tại nước này tăng và nguồn cung MgO nung chảy từ TQ bị gián đoạn một phần, cơ hội thị trường sẽ mở ra đối với các nhà sản xuất MgO nung chảy mới hoặc hiện đang vận hành tại các nước khác. Với sự gia tăng nhu cầu và sản xuất thép trên thế giới trong thời gian gần đây, nhu cầu MgO nung chảy cũng đang phục hồi. Giá sản phẩm MgO nung chảy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng. Năm 2001, MgO nung chảy loại 97,5% của TQ được bán với giá khoảng 300 USD/tấn ở châu Âu, còn loại 98,5 % được bán với giá 450- 550 USD/tấn. Trong khi đó, sản phẩm MgO nung chảy chất lượng cao với hàm lượng MgO trên 99% của châu Âu, Mỹ, Nhật Bản hoặc Ixraen được bán với giá 1200-1400 USD/tấn. Những sản phẩm chất lượng cao này thường có thị trường riêng và không cạnh tranh với MgO giá rẻ nhưng chất lượng thấp của TQ. 4.2. Sản xuất MgO nung chảy dùng để chế tạo vật liệu cách điện (EGM) Trong thập niên qua, thị trường MgO nung chảy dùng để chế tạo vật liệu cách điện (EGM) đã trở thành một lĩnh vực cạnh tranh khốc liệt. Từ giữa thập niên 1990, cơ cấu cung ứng trên thị trường này đã có những thay đổi quan trọng. Khi đó, thị trường các phần tử gia nhiệt, động lực cho nhu cầu EGM, đã dịch chuyển trên toàn cầu và buộc các nhà sản xuất EGM phải thay đổi theo. Hiện nay, thị trường EGM thế giới chủ yếu bị chi phối bởi công ty UCM (Anh), nhưng các công ty nhỏ hơn cũng đang cạnh tranh quyết liệt để tăng thị phần. Nhu cầu về các phần tử gia nhiệt tăng khiến các công ty đang phải tìm cách tăng công suất và mở rộng sản xuất. Trong xu thế toàn cầu hóa hiện nay, các công ty sản xuất các phần tử gia nhiệt cũng di chuyển theo khách hàng của mình, đó là các nhà sản xuất dụng cụ điện gia đình mà hiện đang tập trung tại một số nước có chi phí nhân công thấp như TQ, Mêhicô. Điều này dẫn đến việc một số công ty sản xuất EGM hàng đầu như UCM, Tateho đã thiết lập các cơ sở sản xuất tại TQ, Mêhicô. Cuối năm 2001, công ty UCM đã thành lập một liên doanh sản xuất và phân phối với công ty Yinkou Tianhu Magnesia Industries Ltd. (YTMI), một công ty sản xuất MgO nung chảy tại Liêu Ninh của TQ. Sự dịch chuyển của UCM về phía TQ được khuyến khích bởi sự tăng trưởng mạnh (khoảng 10%/năm) của thị trường dụng cụ điện gia đình tại đây. YTMI sản xuất khoảng 3000 tấn MgO nung chảy/năm theo tiêu chuẩn của UCM. Nhà máy của YTMI được chạy thử vào tháng 9-2002, sau đó tiến hành một số điều chỉnh và được đưa vào vận hành tháng 11- 2002. Tổng công suất EGM trên thế giới (không kể TQ) đạt khoảng 70.000 tấn/năm. Tại TQ, một số nhà sản xuất thực sự sản xuất sản phẩm EGM bằng phương pháp nung chảy quặng đolomit, nhưng một số nhà sản xuất khác chỉ gia công MgO nung chảy mua từ nơi khác để đạt chất lượng của sản phẩm EGM. Các nhà sản xuất MgO nung chảy của TQ cũng cung cấp sản phẩm này cho thị trường EGM. Nhưng sản phẩm MgO nung chảy của TQ thường không đạt chất lượng đối với những lĩnh vực áp dụng cần nhiệt độ cao, chúng chỉ được áp dụng cho những lĩnh vực nhiệt độ trung bình và thấp. Một trong những vấn đề chính của MgO nung chảy TQ là hàm lượng nguyên tố vi lượng tương đối cao, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng trung hạn. Các sản phẩm này ban đầu thường hoạt động tốt, nhưng hiệu quả giảm nhanh và một thời gian sau là hỏng. Trong những năm 2001-2002, sản lượng MgO nung chảy của TQ dùng cho các phần tử gia nhiệt ở nhiệt độ trung bình đã tăng cao đột ngột, khiến cho doanh số MgO nung chảy của UCM tại châu Á giảm 20%. Nhưng tiếp theo đó là một thời gian mà các nhà sản xuất dụng cụ phải thu hồi sản phẩm do các phần tử gia nhiệt bị hỏng sau khi sử dụng liên tục. Vì vậy, các nhà sản xuất phần tử gia nhiệt lại trở về với MgO nung chảy chất lượng cao do UCM, Minco và Tateho sản xuất. Ngày nay, đa số các nhà sản xuất các dụng cụ điện cho gia đình đều đặt ra thời gian bảo hành 5-10 năm, vì vậy các phần tử gia nhiệt phải được sản xuất bằng MgO nung chảy chất lượng cao. Các nhà sản xuất EGM chính trên thế giới hiện nay là: Nước/công ty Địa điểm nhà máy Nguyên liệu Công suất (tấn/năm) Trung Quốc - Dashiqiao City New Type Refractories Co., Ltd - Liêu Ninh Qunyi Group - Thượng Hải SIIC Zhental Chemical Co. Ltd - Tateho Chemical Dalion - Yingkou Tianhu Magnesia Industries Co. Ltd (UCM) Dashiqiao, Liêu Ninh Dashiqiao, Liêu Ninh Nanqiao, Fengxian, Thượng Hải Dalion, Liêu Ninh Yingkou, Liêu Ninh Quặng Quặng Quặng Quặng Quặng Quặng 160.000 * 100.000 6.000 18.000 3.000 Pháp - Minéraux Industries de Gaillon (Garrot-Chaillac SA) Gaillon Quặng 2.000 Nhật Bản - Tateho Chemical Industries Co. Ltd Ako, Hyogo Nước biển 10.000 Mêhicô - Quimica del Rey (Industries Penoles) Ramos Arzpe, Coahuila Nước ót 10.000 Anh - Electro Furnace Products Ltd (UCM) Kingston-upon-Hull Quặng/ nước ót 18.000 Mỹ - Minco Inc. - Muscle Shoals Minerals Inc. (UCM) Midway, Tennessee Cherokee, Alabama Quặng/ nước ót Nước biển/ nước ót 20.000 12.000 Ghi chú: * Tổng công suất, kể cả EGM và MgO nung chảy dùng làm VLCL. Trong các nhà sản xuất trên, hiện một số công ty như Quimica (Mêhicô) và Minco (Mỹ) chỉ sản xuất ở 50% công suất thiết kế. V. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MgO 1. Các phương pháp công nghệ trong sản xuất MgO Nguyên liệu để sản xuất MgO là nước biển, nước ót, nước muối mỏ hoặc các khoáng vật như quặng carnalit, magiê cacbonat (magnezit). Có nhiều công nghệ sản xuất MgO, phần lớn đều bao gồm công đoạn nhiệt phân hủy trong lò quay hoặc lò đứng. 1.1. Sản xuất MgO từ nước biển, nước ót hoặc nước muối mỏ: Trong sản xuất MgO từ nước biển, nước ót hoặc nước muối mỏ, người ta phân biệt 2 phương pháp chính sau: a) Sử dụng vôi làm tác nhân kết tủa Mg(OH)2 MgCl2 được cho phản ứng với vôi để tạo thành Mg(OH)2 và CaCl2: MgCl2 + CaO + H2O ----> Mg(OH)2 + CaCl2 Tiêu hao vôi cho một tấn sản phẩm MgO là 1,4 tấn. b) Sử dụng đolomit làm tách nhân kết tủa Mg(OH)2 CaCl2 + MgCl2 + (CaO.MgO) + 2 H2O ---> 2 Mg(OH)2 + 2 CaCl2 + H2O Khi sử dụng đolomit, hiệu suất thu hồi Mg(OH)2 sẽ cao hơn. Ở cả hai phương pháp trên, các phản ứng giữa MgCl2 với vôi hoặc đolomit đều tạo ra huyền phù, trong đó Mg(OH)2 là chất không tan nên được tách khỏi CaCl2 và NaCl trong những điều kiện được kiểm soát. Sau đó, Mg(OH)2 được nung trong lò đứng hoặc lò quay (tương tự những lò dùng để nung vôi) để sản xuất các loại sản phẩm MgO tương ứng tuỳ theo nhiệt độ nung. Ngoài 2 phương pháp chính như trên, hiện nay trên thế giới Ixraen là nước duy nhất sản xuất MgO bằng phương pháp nhiệt phân trực tiếp nước biển, cho phép sản xuất MgO với chất lượng rất cao (công ty Dead Sea Periclase). 1.2. Sản xuất MgO đi từ quặng Quặng magnezit (Mg(CO)3) được nung trực tiếp để sản xuất MgO. Các thiết bị nung thường là lò đứng, lò nhiều tầng hoặc lò quay, được đốt trực tiếp bằng dầu hoặc khí đốt. Nhưng quy trình này thường chỉ sản xuất MgO loại chất lượng thấp (90-98 % MgO), trừ phi có được nguồn magnezit chất lượng cao. Mg(CO)3 + nhiệt ------> MgO + CO2 Sơ đồ công nghệ sản xuất MgO đi từ quặng: Khai thác quặng magenit ¯ Nghiền sàng ¯ Nung > 700oC ¯ MgO hoạt tính ¯ Nghiền ¯ Nung (1600-1700oC) ¯ MgO nung quá ¯ Nung chảy (lò hồ quang, > 2750oC) ¯ MgO nung chảy Ở nhiệt độ nung 500-1000 0C người ta thu được MgO có diện tích bề mặt riêng khá cao và hoạt tính lớn, sản phẩm này phản ứng với nước và phản ứng rất mạnh với axit loãng, nên được gọi là MgO hoạt tính. Nhưng đối với phần lớn các ứng dụng, MgO hoạt tính thu được sau khi nung còn phải được nghiền trong các máy nghiền búa hoặc nghiền bi để thu được sản phẩm MgO với các loại cỡ hạt khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng. Khi nhiệt độ nung trên 1600 0C, sản phẩm nung sẽ là MgO hầu như không còn hoạt tính hóa học. 2. Thiết bị lò nung trong sản xuất MgO Lò nung là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong dây chuyền sản xuất MgO, với những đòi hỏi cao về chế tạo thiết bị và công nghệ vận hành. Trước khi các loại lò đứng áp suất cao ra đời, trong quá khứ công nghệ sản xuất MgO đã chuyển dần từ các loại lò đứng kiểu cổ đến các loại lò đứng hiện đại hơn, sau đó là các loại lò quay. Lò đứng áp suất cao bắt đầu được sử dụng từ cuối thập niên 1950 để đáp ứng yêu cầu giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng nhiệt độ nung và chất lượng sản phẩm. Cuối thập niên 1970, sự ra đời của lò đứng áp suất cao với thiết kế tiên tiến của công ty Maerz RCE (Áo) đã tạo ra một bước đột phá thật sự trong sản xuất MgO. Ngày nay, các loại lò đứng của Maerz RCE là những thiết bị lò nung tiên tiến nhất trong sản xuất MgO trên thế giới. So sánh các thông số chủ yếu của lò quay và lò đứng áp suất cao Maerz RCE trong sản xuất MgO như sau: Các thông số chính Lò đứng Maerz RCE Lò quay Chi phí đầu tư Thấp Cao Diện tích chiếm đất Nhỏ Lớn Công suất nung 100 tấn /ngày Nhiên liệu Nhiên liệu dạng khí (kể cả khí than), lỏng và rắn Nhiên liệu dạng khí, lỏ rắn Tiêu hao năng lượng (kJ/kg sản phẩm) 1700-2000 7300-7600 Cỡ tinh thể periclase (mm) 90 60 Hàm lượng bụi trong khí thải Thấp Cao Tiêu hao VLCL Thấp Cao Chi phí bảo dưỡng Thấp Trung bình Nhu cầu thay thế phụ tùng Thấp Trung bình Do nhiệt độ nung cao tại vùng nung tương ứng nên sản phẩm của lò đứng áp suất cao hầu như không còn chứa hàm lượng bo. Nhờ đó chất lượng sản phẩm MgO nung quá dùng làm VLCL tăng rõ rệt. Có thể nói, lò đứng áp suất cao đã mang lại những bước tiến lớn trong sản xuất MgO, nhất là sản xuất MgO chất lượng cao đi từ nước biển. 3. Công nghệ sản xuất MgO tại một số công ty hàng đầu trên thế giới 3.1. Công nghệ sản xuất MgO tại nhà máy Drogheda của công ty Premier Periclase Ltd. (PPL) Hai nguyên liệu chính được sử dụng cho sản xuất MgO tại công ty là nước biển và đá vôi chất lượng cao. Nước biển được sử dụng có nồng độ các muối tan khoảng 3,5 %, trong đó 0,5% là các muối magiê (MgCl2 và MgSO4). Để sản xuất 1 tấn MgO người ta cần 500 tấn nước. Khi thủy triều lên, nước biển được bơm lên từ cửa sông vào bể chứa có dung tích 300.000 m3. Từ bể chứa, nước biển được bơm liên tục đến nhà máy và trước tiên được khử khí để loại bỏ độ cứng. Sau đó, nước đã khử khí được đưa qua một lớp Mg(OH)2 trong thiết bị làm sạch rồi được đưa đến thiết bị phản ứng với vôi. Đá vôi được khai thác từ mỏ đá vôi cách Drogheda 8 km. Độ sạch của đá vôi là yếu tố quan trọng, vì việc loại bỏ tạp chất chủ yếu chỉ được giới hạn ở các biện pháp cơ học như sàng và rửa. Đá vôi được khai thác bằng phương pháp nổ mìn, sau đó được nghiền, sàng, rửa và vận chuyển đến nhà máy. Tại nhà máy, trước tiên đá vôi được nung trong lò quay ở nhiệt độ 1500 0C để thành vôi. Lò nung vôi có chiều dài 74 m, năm 1996 được trang bị thêm thiết bị gia nhiệt sơ bộ dạng thẳng đứng. Đây là thiết bị đầu tiên kiểu này trên thế giới, giá thành 3,8 triệu Euro. Vôi đã nung được cho phản ứng với nước để tạo thành huyền phù (tôi vôi), sau đó được bơm vào thiết bị phản ứng có chứa nước biển đã khử khí. Phản ứng giữa vôi và nước biển sẽ làm Mg(OH)2 kết tủa. Trung bình, mỗi năm công ty sử dụng 214.000 tấn Ca(OH)2 (ở dạng sữa vôi) và 50 triệu tấn nước biển để sản xuất 152.000 tấn Mg(OH)2. Sau khi phản ứng, bùn Mg(OH)2 được bơm vào hai bể chứa lớn với đường kính 100 m, được gọi là các bể làm đặc sơ bộ. Mỗi bể này sâu 5,5 m, chứa được 34.000 tấn nước biển + 3000 tấn Mg(OH)2. Tại các bể này, các tinh thể Mg(OH)2 sẽ lắng xuống, khiến cho bùn Mg(OH)2 phía dưới trở nên đặc hơn, bùn đặc này được đẩy nhẹ ra lỗ thoát của bể nhờ chuyển động quay nhẹ của một cánh khuấy cào dài gần bằng đường kính của bể. Nước chảy tràn từ các bể này là nước trong, chứa vôi dư từ phản ứng kết tủa, được hồi lưu trở lại thiết bị làm sạch để phản ứng với nước biển. Kết tủa Mg(OH)2 của quá trình này được sử dụng bổ sung cho lớp Mg(OH)2 trong thiết bị làm sạch nước biển. Nước chảy tràn từ thiết bị làm sạch được thải xuống lòng biển qua một ống dẫn dài 1,5 km. Bùn Mg(OH)2 từ bể làm đặc sơ bộ được bơm đến thiết bị làm đặc thứ cấp để làm đặc tiếp, sau đó được bơm vào 3 thiết bị lọc chân không lớn đặt ở bên trên các lò đáy bằng. Tại đây, bùn Mg(OH)2 được lọc, bánh lọc được rửa để giảm hàm lượng clorua. Sau đó, bánh lọc được đưa đến 2 máy lọc ép (các máy lọc ép này mới được lắp đặt năm 1995 nhằm mục đích giảm chi phí năng lượng). Bã lọc được đưa thẳng xuống lò nung đáy bằng. Công ty PPL có hai lò đáy bằng vận hành song song được đốt bằng khí thiên nhiên. Mỗi lò có 16 buồng đốt, nguyên liệu nung rơi từ tầng trên xuống tầng dưới theo một đường chữ chi, được các thanh cào chuyển động chậm trong từng buồng đốt đẩy xuống lỗ thoát ở giữa hoặc ở mép buồng đốt. ở 6 buồng đốt trên cùng, nước ẩm trong bã lọc sẽ bay hơi hết. ở các buồng đốt từ số 7 đến 12, Mg(OH)2 bị phân hủy thành MgO ở nhiệt độ trên 900 0C. Sản phẩm lúc này là MgO hoạt tính, nó được làm nguội đến 300-350 0C ở các buồng đốt dưới, sau đó được nén thành các hạt hình que hoặc các bánh MgO. Các hạt này có màu xanh và là nguyên liệu cho công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất, đó là công đoạn nung nhiệt độ cao. Công đoạn nung này được thực hiện trong 2 lò đứng đốt khí, công suất mỗi lò 50.000 tấn/năm. Hiện nay, trong các công ty sản xuất MgO từ nước biển trên thế giới, PPL là công ty duy nhất sử dụng lò đứng cho công đoạn nung cuối cùng. Các lò này được lắp đặt năm 1990, vận hành ở áp suất 700 mBar và nhiệt độ khoảng 2300 0C. Trong lò nung cuối cùng, khí thiên nhiên và không khí được phun vào lò. Nhiệt năng nung làm cho các tinh thể MgO trở nên to hơn, đồng thời các hạt nung nhỏ đi vì khối lượng riêng của chúng tăng lên. Sản phẩm cuối cùng rất đặc, trơ về mặt hóa học, có hàm lượng bo thấp, là nguyên liệu thích hợp để sản xuất VLCL. 3.2. Công nghệ sản xuất MgO tại nhà máy NEDMAG của công ty Magnesia International Nhà máy Nedmag nằm tại Veendam, Hà Lan. Nguyên liệu cho sản xuất MgO của nhà máy là nước muối khai thác từ mỏ muối ngầm dưới lòng đất và đolomit. Khai thác và nung đolomit: Quặng đolomit được khai thác từ các mỏ ở Bỉ, sau đó được nung ở nhiệt độ xác định để kiểm soát hoạt tính của sản phẩm đolomit nung (CaO.MgO). Tôi đolomit đã nung: Đôlomit đã nung được vận chuyển đến nhà máy ở Veendam và được tôi trong nước. Trong quá trình tôi, thành phần CaO sẽ hydrat hóa hoàn toàn, còn thành phần MgO chỉ hydrat hóa một phần. Làm sạch nước muối: Nước muối chứa MgCl2 được xử lý trong thiết bị trao đổi ion để loại bỏ bo, vì bo là nguyên tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng của VLCL chứa magiê. Nhựa trao đổi ion được tái sinh bằng axit HCl. Sau đó, sunfat trong nước muối được khử bằng nước CaCl2. Gyp (CaSO4.2 HÂÂ2O) tạo thành được làm đặc, tách nước bằng máy lọc chân không và thải bỏ xuống các hố khai thác MgCl2. Nước chảy tràn từ thiết bị làm đặc là nước muối sạch dùng cho phản ứng kết tủa Mg(OH)2. Kết tủa Mg(OH)2: Đolomit đã tôi (gồm Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2) được cho phản ứng với nước muối đã tách sunfat: MgCl2 + Ca(OH)2 -------> Mg(OH)2 + CaCl2 Dung dịch CaCl2 được hồi lưu trở lại để tái sử dụng cho quá trình làm sạch nước muối. MgO trong đolomit đã tôi chỉ bị hydrat một phần nên một phần vẫn nằm lại trong kết tủa Mg(OH)2. Rửa Mg(OH)2: Bùn chứa kết tủa rắn Mg(OH)2 và CaCl2 hòa tan được rửa theo kiểu dòng ngược để loại bỏ toàn bộ clorua. Trong quá trình này, người ta bổ sung chất kết bông để tăng hiệu suất lắng và làm đặc Mg(OH)2. Lọc Mg(OH)2: Bùn Mg(OH)2 được lọc tách nước trong ba thiết bị lọc chân không kiểu trống quay, tạo thành bánh lọc với hàm lượng chất rắn khoảng 54 %. Bánh lọc này được vận chuyển đến các công đoạn sản xuất tiếp theo là nung và ổn định hóa. Ổn định hóa Mg(OH)2: Một phần bánh lọc Mg(OH)2 được xử lý giảm độ nhớt để có thể thao tác, vận chuyển và lưu kho dễ dàng hơn, sau đó được bán ra thị trường ở dạng sản phẩm Mg(OH)2. Nung Mg(OH)2: Bánh lọc Mg(OH)2 được nạp vào hai lò nung đáy bằng nhiều tầng, sử dụng các vòi đốt dùng khí thiên nhiên/không khí. Tại đây nguyên liệu được sấy khô và nung ở các nhiệt độ được khống chế (đến 1100 0C) để tạo thành MgO hoạt tính. Bột MgO sau khi nung được đưa đến công đoạn ép hạt, thu được các viên MgO màu xanh, hình quả hạnh. Các hạt này được sàng và đưa vào lò nung hoặc bán ra thị trường ở dạng sản phẩm hạt MgO hoạt tính. Bột MgO sau khi nung cũng có thể được đóng bao trực tiếp và cung cấp cho thị trường ở dạng sản phẩm bột MgO hoạt tính. Nung thiêu kết MgO: Các viên MgO hoạt tính màu xanh từ công đoạn nung Mg(OH)2 được đưa vào nung trong lò đứng có thiết diện hình bầu dục. Thời gian lưu của nguyên liệu trong lò được khống chế bởi một thanh kéo, thanh này lần lượt gạt các hạt đã nung ra khỏi lò. Khi sử dụng các vòi đốt dùng khí thiên nhiên/ không khí, lò có thể đạt đến nhiệt độ 2200 0C, tạo ra MgO nung quá có khối lượng riêng lớn và chất lượng cao. Nghiền và sàng MgO nung quá: Trước tiên, các viên MgO nung quá được nghiền đến cỡ hạt dưới 6 mm, sau đó được sàng trong một hoặc hai công đoạn để phân thành các cỡ hạt theo yêu cầu. Sản phẩm MgO nung quá cuối cùng được đóng bao lớn hoặc bao 25 kg. .3. Công nghệ sản xuất MgO tại công ty Dead Sea Periclase (Ixraen) Công ty Dead Sea Periclase sử dụng nguyên liệu là nước muối đặc, giàu magiê, khai thác từ Biển Chết. Công ty áp dụng quy trình gọi là "quy trình Aman" để sản xuất MgO. Nguyên liệu nước muối được làm sạch và xử lý bằng thiết bị trao đổi ion để loại bỏ tạp chất, đặc biệt là hàm lượng bo là tạp chất không mong muốn khi sử dụng MgO nung quá làm VLCL. Nước muối đã xử lý này được phun vào lò phản ứng ở khoảng 1700 0C để nhiệt phân MgCl2 thành MgO và tạo ra sản phẩm phụ là HCl. Sau đó, MgO được chuyển hoá thành Mg(OH)2. Mg(OH)2 được rửa sạch tạp chất rồi đưa đi nung để thu được các dạng MgO khác nhau. Sản phẩm MgO thu được có độ tinh khiết trên 99,5 %. 3.4. Công nghệ sản xuất MgO tại công ty Martin Marietta Nguyên liệu sử dụng cho sản xuất MgO của Martin Marietta là nước muối khai thác từ mỏ nước muối nằm sâu dưới mặt đất 2500 fít. Về cơ bản, đây là nước muối bão hoà có chứa MgCl2, CaCl2. Nồng độ magiê trong nước muối này khoảng 9 %. Để sản xuất 1 bảng MgO người ta cần sử dụng 2,5 galông nước muối. Trước tiên, nước muối được trộn với đolomit đã nung và nước để tạo thành huyền phù Mg(OH)2 và CaCl2: CaCl2 + MgCl2 + (CaO.MgO) + 2 H2O ---> 2 Mg(OH)2 + 2 CaCl2 + H2O Sau khi để lắng, huyền phù sẽ tách thành pha rắn chứa Mg(OH)2 và pha lỏng chứa CaCl2. Tiếp theo, bùn Mg(OH)2 được lọc để tách hết nước và rửa một số lần để loại bỏ CaCl2. Cuối cùng, bánh lọc Mg(OH)2 được đưa sang nung ở lò quay để nung nhiệt phân thành MgO. Công đoạn nung cũng là công đoạn quyết định loại sản phẩm cuối cùng tuỳ theo nhiệt độ nung. Martin Marietta sản xuất 3 loại MgO sau: - MgO hoạt tính: nhiệt độ nung 700 - 1000 0C - MgO nung cứng: nhiệt độ nung 1000 - 1500 0C - MgO nung quá: nhiệt độ nung 1500 - 2000 0C 4. Công nghệ sản xuất MgO nung chảy MgO nung chảy được sản xuất bằng phương pháp nấu chảy MgO hoạt tính trong lò hồ quang đến nhiệt độ trên 2750 0C. Quá trình này tiêu hao rất nhiều năng lượng, khoảng 3500-4500 kWh/tấn sản phẩm. Thỏi MgO sau khi nung chảy được làm nguội từ từ để sản xuất các tinh thể periclase với kích thước > 1000 mm và khối lượng riêng 3,58 g/cm3. Lõi của thỏi này có chất lượng cao nhất, càng ra phía vỏ thì chất lượng càng giảm. Sau đó, người ta nghiền thỏi MgO nung chảy này, phân loại theo cỡ hạt và theo độ tinh khiết để áp dụng cho các lĩnh vực khác nhau. Công đoạn quan trọng trong gia công EGM là nghiền và phân loại đến mức phân bố cỡ hạt mong muốn (thường là 40 mesh, 425 mm), sau đó phối trộn với các chất phụ gia để tăng hiệu quả và tiến hành công đoạn nung cuối cùng. Công nghệ sản xuất MgO nung chảy tại công ty UCM (Anh): Năm 1996, công ty UCM đã đầu tư 4,7 triệu bảng Anh để nâng công suất của nhà máy sản xuất MgO nung chảy dùng làm vật liệu cách điện (EGM) tại Kingston-upon-Hull (Anh) lên 18.000 tấn/năm. Đây là nhà máy sản xuất EGM lớn nhất của UCM và là một trong những nhà máy tiên tiến nhất trong lĩnh vực sản xuất MgO dùng cho các dụng cụ điện. Nguyên liệu MgO cho nhà máy được nhập khẩu từ Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Ixraen, ôxtrâylia. Nguyên liệu được nạp vào lò điện công suất 1,8 MW. Quá trình nung chảy được giám sát liên tục, đưa vào và rút ra các điện cực graphit bằng cơ chế điều khiển tự động. Sản xuất MgO nung chảy là quá trình tiêu hao rất nhiều năng lượng, vì vậy phần lớn hoạt động nung của nhà máy được thực hiện ban đêm, khi giá điện thấp hơn. Quá trình nung chảy kéo dài 9,5 đến 10 giờ. Sau đó, các thỏi MgO nóng, nặng 13-15 tấn, sẽ trải qua quá trình làm nguội có kiểm soát trong 1-2 tuần để hình thành cỡ hạt tinh thể mong muốn. Tiếp theo, MgO nung chảy được nghiền, sàng và phân loại đến cỡ sàng 40 mesh (425 m), sử dụng máy nghiền và máy phân loại bằng không khí. Bụi mịn được ép thành viên và tuần hoàn trở lại quá trình nung chảy. Sau khi phân loại, MgO nung chảy được nung lại lần cuối cùng để ổn định hóa các hạt MgO nhờ giảm ứng suất. UCM đã phát triển quy trình nung của riêng mình cho công đoạn xử lý nhiệt cuối cùng này, sử dụng lò quay đốt khí được thiết kế đặc biệt, nhờ đó sản phẩm không tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt. MgO được nung ổn định hóa ở nhiệt độ 1000-1050 0C qua 4 vùng nung trong lò. Công suất ban đầu của lò nung là 350 kg/giờ, nhưng UCM đã tiến hành một số thay đổi để nâng công suất lên 1,5 t/giờ. Sau khi nung ổn định hóa, MgO được sàng và phân loại bằng không khí. Công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất EGM là phối trộn phụ gia. Đây cũng là công đoạn then chốt quyết định thành công của sản phẩm. Bản chất của các loại phụ gia thường được giữ kín vì là bí quyết công nghệ của từng công ty. VI. THỊ TRƯỜNG MgO TẠI VIỆT NAM 1. Nhu cầu và hiện trạng sử dụng MgO tại Việt Nam Tại Việt Nam, sản phẩm MgO được sử dụng chủ yếu ở dạng MgO nung quá trong lĩnh vực sản xuất VLCL kiềm tính cho ngành thép, xi măng, một phần cho ngành thủy tinh, gốm sứ. Ngoài ra, MgO hoạt tính cũng được sử dụng sản xuất dược phẩm, sản xuất tấm lợp, vách ngăn, đồ dùng nội thất bằng vật liệu compozit trên cơ sở xi măng sorel gia cường sợi thủy tinh. Hiện nay, nước ta chưa sản xuất MgO nên toàn bộ nhu cầu MgO đều được đáp ứng bằng nhập ngoại. Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2002 chỉ riêng lượng MgO các loại nhập khẩu chính thức qua các cửa khẩu miền Bắc đã là 8573 tấn (trong đó nhập từ TQ 8271 tấn). Năm 2003, con số này đã tăng đến 9821 tấn (nhập từ TQ 7334 tấn). Dự báo, trong 5 năm 2003-2008 tốc độ gia tăng giá trị sản xuất công nghiệp (kể cả xây dựng) tại nước ta sẽ đạt bình quân 12%/năm, trong 10 năm tới đạt bình quân 13%/năm. Đến năm 2010, công nghiệp và xây dựng sẽ chiếm 40-41% GDP, thu hút khoảng 23-24 % lao động xã hội. Do đó, mức độ sử dụng thép, xi măng và vật liệu xây dựng sẽ tăng tương ứng, kéo theo nhu cầu VLCL đi từ MgO. 2.Tình hình sản xuất và thị trường vật liệu chịu lửa tại Việt Nam Trong các ngành thép, luyện kim màu, xi măng, gốm sứ, thủy tinh, hóa chất, các loại lò nung có nhiệt độ từ 1000 0C trở lên đều phải sử dụng VLCL để lót lò và cửa vòi phun nhiên liệu. Chủng loại và chất lượng các loại VLCL này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của sản xuất. Khác với vật liệu gốm thông thường, VLCL có một loạt yêu cầu mang tính đặc trưng. Trong các lò công nghiệp hiện đại, nhiệt độ nung có thể lên tới 1000 - 18000C, do vậy khả năng làm việc của VLCL phải cao hơn nhiệt độ này. Vì thế, đặc tính kỹ thuật quan trọng hàng đầu của VLCL là khả năng chịu nhiệt độ cao của chúng (được gọi là độ chịu lửa). Có rất nhiều loại VLCL khác nhau, từ các loại gạch đinát, samốt, cao nhôm, cho đến các loại gạch chịu lửa kiềm tính (magnesia (MgO), magnesia-spinel, magnesia-crôm,... ). Ở nước ta, lĩnh vực sản xuất VLCL còn chưa phát triển mạnh. Trước năm 1997 có 3 cơ sở sản xuất VLCL, song chủ yếu mới chỉ sản xuất gạch samốt với hàm lượng Al2O3 < 45 %, độ chịu lửa thấp (SK 34 - 1725 0C), không đáp ứng được yêu cầu của ngành thép, vật liệu xây dựng, hoá chất,... Do vậy, hàng năm nước ta vẫn phải nhập ngoại hàng chục nghìn tấn gạch chịu lửa cao nhôm, kiềm tính, zircon,...phục vụ cho các ngành trên. Trước sự phát triển mạnh của nền kinh tế và nhu cầu VLCL ngày càng tăng, năm 2000 Nhà máy VLCL kiềm tính Việt Nam (hiện thuộc Cty Xi măng Hoàng Thạch, Tổng Cty Xi măng Việt Nam) đã được xây dựng tại Đình Bảng, Từ Sơn, Bắc Ninh, và đi vào sản xuất từ năm 2001. Nhà máy có công suất thiết kế 16.500 tấn/năm, với các sản phẩm chính thuộc dòng VLCL MgO, được sử dụng nhiều cho các ngành xi măng, luyện kim, hóa chất,... Hiện nay, đây là nhà máy sản xuất VLCL kiềm tính duy nhất của nước ta. Sản phẩm của nhà máy được sản xuất theo công nghệ tiên tiến của hãng Harbison (Mỹ), trên dây chuyền hiện đại đồng bộ, tự động hoá cao của hãng Laeis Bucher (CHLB Đức). Có thể nói, Nhà máy VLCL kiềm tính Việt Nam là một trong những nhà máy sản xuất VLCL tiên tiến và hiện đại nhất trong khu vực hiện nay. Vì nước ta chưa sản xuất được MgO nên nhà máy phải nhập khẩu toàn bộ nguyên liệu MgO nung quá từ các nước khác nhau. Trong đó, khoảng một nửa là MgO nung quá của TQ với hàm lượng 87-95%, còn lại là MgO nung quá với hàm lượng trên 97%, trước đây nhập từ Mỹ, nay chủ yếu nhập từ ôxtrâylia. Do nhập nguyên liệu từ các nguồn khác nhau nên thành phần nguyên liệu không ổn định, mỗi khi thay đổi nguồn nhập là phải điều chỉnh chế độ vận hành lò nung, gây lãng phí thời gian và tăng chi phí sản xuất. Nếu chạy hết công suất thiết kế thì nhu cầu nguyên liệu MgO nung quá cho Nhà máy VLCL kiềm tính Việt Nam sẽ là 12.000 - 15.000 tấn/năm (tuỳ theo loại sản phẩm). Nhưng hiện nay, nhà máy đang sản xuất ở mức thấp hơn nhiều so với công suất thiết kế. Một mặt, nguyên nhân là do thị trường trong nước vì đã quen dùng VLCL nhập ngoại nên chưa tiếp nhận VLCL sản xuất trong nước. Mặt khác, do phải nhập ngoại nguyên liệu với giá cao và phụ thuộc hoàn toàn vào các đối tác cung ứng từ nước ngoài nên nhà máy gặp những khó khăn nhất định trong sản xuất, giá thành sản phẩm còn cao và chất lượng chưa ổn định. Gần đây, do TQ có chủ trương hạn chế xuất khẩu nguyên liệu và giá nhiên liệu tăng nên giá MgO nhập từ TQ đã tăng nhanh: MgO nung quá loại 87-95% của TQ đã tăng giá gấp rưỡi, từ 140-150 USD/tấn trong năm 2003 lên 200 USD/tấn vào tháng 4-2004. Vì vậy, một vấn đề đặt ra là nhà máy cần có nguồn cung nguyên liệu ổn định với chất lượng tốt và giá cả hợp lý. Một dây chuyền sản xuấ MgO nung quá trong nước có thể sẽ giúp nhà máy giải quyết vấn đề này. 3. Nhu cầu MgO nung quá tại Việt Nam Theo "Quy hoạch điều chỉnh phát triển Công nghiệp Xi măng Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020" của Bộ Xây dựng (năm 2003), Chính phủ đang ưu tiên phát triển các dự án đầu tư nhà máy xi măng quy mô lớn, và dự báo nhu cầu xi măng tại Việt Nam trong những năm tới như sau: Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về VLXD, từ nay tới năm 2010 ngành xi măng sẽ đầu tư xây dựng thêm nhiều nhà máy xi măng mới với công suất 2.000-6.000 tấn clanhke/ngày. Do đó, nhu cầu các loại VLCL cao nhôm và kiềm tính để đáp ứng cho các nhà máy xi măng mới này cũng như phục vụ cho bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ hệ thống lò nung tại các nhà máy xi măng hiện có là rất lớn. Tại nước ta, tiêu thụ VLCL trong sản xuất xi măng trước đây khoảng 1,5 kg VLCL/ tấn clanhke, nay mức tiêu thụ này giảm xuống chỉ còn 0,9 - 1 kg VLCL/tấn clanhke. Hàm lượng MgO nung quá trong VLCL kiềm tính khoảng 85-90%. Nhưng các nhà máy xi măng hiện mới chỉ sử dụng khoảng 1/3 VLCL kiềm tính (dạng MgO) cho vùng lò có nhiệt độ 1400-1500 0C, còn lại là sử dụng samôt, cao nhôm. Năm 2003, Tổng Công ty Xi măng Việt Nam sản xuất và tiêu thụ khoảng 11 triệu tấn xi măng. Tổng sản lượng xi măng cả nước (bao gồm các nhà máy của Tổng Công ty Xi măng Việt Nam, các nhà máy liên doanh và các cơ sở sản xuất tư nhân, các nhà máy địa phương) ước đạt 25 triệu tấn. Với sản lượng như vậy, hiện nay chỉ riêng ngành sản xuất xi măng đã cần khoảng 22.500 tấn VLCL mỗi năm, trong đó có khoảng 7.500 tấn VLCL kiềm tính dạng MgO, tương đương 6.000 - 6.700 tấn MgO nung quá. Dự báo, đến năm 2010 mức tiêu thụ MgO nung quá cho sản xuất VLCL của ngành xi măng sẽ đạt khoảng 12.500 tấn/năm Nếu tính tổng cộng nhu cầu VLCL trong tất cả các lĩnh vực sản xuất công nghiệp (thép, xi măng, thủy tinh, gốm sứ,....) thì nhu cầu MgO nung quá của nước ta đến năm 2010 có thể lên đến 20.000 - 25.000 tấn. VII. KHẢ NĂNG CUNG ỨNG NGUYÊN LIỆU VÀ NĂNG LƯỢNG CHO SẢN XUẤT MgO TẠI VIỆT NAM 1. Nguyên liệu 1.1. Nước ót Nước ta có bờ biển dài khoảng 3000 km. Đây là nguồn nguyên liệu vô cùng to lớn để sản xuất các loại sản phẩm dân dụng và công nghiệp như muối ăn, muối công nghiệp, và tổng hợp các sản phẩm hóa chất quan trọng như xút, clo, các hợp chất magiê, kali, brôm,.... Nước ta có 7 đồng muối công nghiệp quy mô vừa và nhỏ, tổng diện tích đạt 2000 ha, sản lượng khai thác trung bình đạt 600-800.000 tấn/năm (năm 2002 đạt 750.000 tấn). Năm 2003, sản lượng muối đạt khoảng 900.000 tấn. Từ đèo Hải Vân trở vào sản lượng muối hàng năm đạt gần 600.000 tấn, trong đó Quán Thẻ sản xuất khoảng 308.000 tấn muối/năm và tạo ra 185.000 m3 nước ót /năm. Hiện nay, Tổng Công ty Muối Việt Nam đang thi công dự án Khu kinh tế muối công nghiệp và xuất khẩu Quán Thẻ tại Ninh Thuận, với diện tích 2510 ha (diện tích hữu hiệu 2030 ha). Ninh Thuận có bờ biển dài 105 km, lượng mưa ít, gió nhiều, số ngày nắng trong năm lên đến 200 ngày, nước biển có độ mặn cao (trên 30 Bé), thời tiết khô hạn thuận lợi cho sản xuất muối. Sau khi đồng muối công nghiệp Quán Thẻ hoàn thành và đi vào hoạt động, ngoài 450.000 tấn muối công nghiệp ở đây sẽ thu được 225.000 m3 nước ót. Ngoài ra, đồng muối công nghiệp lân cận Ninh Thuận là đồng muối Vĩnh Hảo (cách đồng muối Cà Ná 20 km) với tổng diện tích 510 ha đang sản xuất muối với sản lượng 60.000 tấn/năm. Dự kiến đồng muối này sẽ được mở rộng lên thành 820 ha, với sản lượng muối công nghiệp đạt 90.000 tấn/năm, lượng nước ót thu hồi sẽ đạt 45.000 m3/năm. Thông thường, cứ sản xuất 1 tấn muối thì thu được 0,5 - 0,6 m3 nước ót. Trung bình, mỗi m3 nước ót chứa khoảng 300 kg các loại muối gồm: - 160 kg MgCl2 - 70 - 80 kg MgSO4 - 20 - 30 kg KCl - 60 - 90 kg NaCl Nếu đồng muối công nghiệp Quán Thẻ chính thức đi vào hoạt động, lượng nước ót thu hồi sẽ đủ để cung cấp cho nhà máy sản xuất MgO với công suất 13.000 - 14.000 tấn/năm. Nếu thu hồi cả nước ót từ các khu sản xuất muối lân cận thì sẽ đủ nguyên liệu cho nhà máy sản xuất MgO với công suất 18.000 - 20.000 tấn/năm. 1.2. Quặng magnezit Quặng magnezit Việt Nam thuộc loại quặng nghèo, hàm lượng MgO khoảng 25-28 %. Ước tính nước ta có khoảng 1 triệu tấn magnezit ở huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La. 1.3. Quặng đolomit Quặng đolomit của nước ta chủ yếu có ở các tỉnh phía Bắc với hai dạng là trầm tích nguyên sinh và trầm tích thứ cấp, nhưng phân tán ở các điểm quặng nhỏ lẻ với thành phần chất lượng không đều. Hàm lượng MgO trung bình đạt 30-36%, hàm lượng CaO 16-22 %. Tổng trữ lượng đạt khoảng 990 triệu tấn. 1.4. Đá vôi Đá vôi cũng là một nguyên liệu quan trọng cho sản xuất MgO. Đá vôi Việt Nam phân bố tập trung ở các tỉnh phía Bắc và cực Nam với trữ lượng ước đạt 13 tỷ tấn, tài nguyên dự báo khoảng 120 tỷ tấn. Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố rộng và có tiềm năng lớn hơn cả. Tại Hải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch Đằng và sông Kinh Thày. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi áng Dâu, núi Nham Dương đã được thăm dò tỉ mỉ. Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại Sơn và Tràng Kênh thuộc huyện Thuỷ Nguyên. Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương xuân - Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan. Đá vôi dolomit tập trung ở dãy núi Han, núi dãy Hoàng Thạch - Hải Dương với trữ lượng lên tới 150 triệu tấn. Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là 782 triệu tấn cấp A+B+C1+C2. Hiện nay ở Miền Bắc Việt nam có tới 340 mỏ và các điểm khai thác đá vôi đang hoạt động với qui mô, công suất khai thác khác nhau khá nhiều. Trên các mỏ đá lớn ở Miền Bắc, người ta áp dụng công nghệ khai thác lớp bằng. Thành phần chủ yếu của đá vôi là CaCO3, ngoài ra còn có một số tạp chất khác như MgCO3, SiO2, Fe2O3, Al2O3... Thành phần hoá học của đá vôi tại một số mỏ ở Việt Nam như sau: Hàm lượng (%) CaO SiO2 Fe2O3 MgO Mất khi Tên mỏ nung Tràng kênh (Hải Phòng) 55,44 0,2 0,48 0,4 41,36 Chùa Trầm (Hà Tây) 55,33 0,23 0,1 0,41 43,28 Núi Voi (Bắc Thái) 50,57 0,87 0,63 0,65 31,3 Núi Nhồi (Thanh Hoá) 53,4 0,8 0,65 1,21 43,5 Diễn Châu (Nghệ An) 50,51 1,24 0,24 3,12 43,57 2. Năng lượng Do có công đoạn nung lò nhiệt độ cao nên sản xuất MgO, nhất là MgO nung quá, là quá trình sản xuất tiêu hao nhiều năng lượng. Vì vậy đảm bảo nguồn cung ứng năng lượng và nhiên liệu với giá cả hợp lý là một trong những yếu tố then chốt quyết định sự vận hành thành công và hiệu quả sản xuất của nhà máy MgO. 2.1. Khí thiên nhiên Nước ta có trữ lượng khí thiên nhiên ở ngoài biển và trong đất liền tương đối lớn. Đến nay đã thăm dò đánh giá được trữ lượng khoảng 250 tỷ Nm3, phân bổ cả ở phía Nam và phía Bắc. Khí thiên nhiên là nguồn năng lượng quan trọng cho sản xuất hoá chất và các sản phẩm khác như thép, kim loại màu,... Tuy nhiên, giá khí thiên nhiên và khả năng cung ứng thuận tiện đến nhà máy sẽ là những yếu tố quyết định đối với việc sử dụng có hiệu quả nguồn năng lượng này trong sản xuất MgO nói riêng và hoá chất nói chung. 2.2. Than Than mỡ: Than mỡ là nhiên liệu quan trọng cho các loại lò công nghiệp, nhưng nguồn than mỡ của Việt Nam rất hạn chế cả về tiềm năng và quy mô trữ lượng có thể khai thác. Mặt khác, chất lượng than mỡ trong nước không cao nên ảnh hưởng lớn đến hiệu quả kinh tế của sản xuất. Than antraxit và các loại than gầy khác: Nước ta có tiềm năng lớn về than antraxit, với trữ lượng chắc chắn vào khoảng 3,4 tỷ tấn, tổng trữ lượng địa chất khoảng 6,6 tỷ tấn. Hiện nay than antraxit mới chỉ được khai thác với sản lượng trên 10 triệu tấn ở Quảng Ninh. Ngoài than antraxit, nước ta còn có một số điểm than gầy khác, hàm lượng chất bốc hơi cao, nhưng trữ lượng nhỏ, phân tán, chất lượng thấp. Nhìn chung, xét về các mặt công nghệ, hiệu quả kinh tế, khả năng cung ứng, có thể nói hiện nay khí thiên nhiên là nguồn năng lượng thích hợp cho nhà máy sản xuất MgO. VIII. KẾT LUẬN Nước ta có nguồn nguyên liệu nước ót dồi dào để có thể sản xuất MgO chất lượng cao. Cùng với nguyên liệu đá vôi rất sẵn có trong nước và các nguồn nguyên liệu khác như đolomit, magnezit, ...nguồn nguyên liệu nước ót này đủ để cung cấp cho nhà máy sản xuất MgO công suất 15.000-20.000 tấn/năm. Từ trước đến nay, nước ót sau sản xuất muối vẫn phải thải bỏ ra biển, gây lãng phí lớn về tài nguyên. Mặt khác, tuy nước ta có một nhà máy VLCL kiềm tính công suất 16.500 tấn /năm (tương đương nhu cầu 12.000-15.000 tấn MgO/năm) với dây chuyền sản xuất vào loại tiên tiến nhất khu vực, nhưng hiện vẫn phải nhập ngoại nguyên liệu với giá cao và chất lượng không ổn định. Trong khi đó, nhu cầu VLCL của nước ta vẫn đang ngày càng tăng do nhu cầu xây dựng cơ bản, xây dựng công nghiệp và dân dụng ngày càng lớn, đòi hỏi phải có nguồn cung nguyên liệu MgO trong nước ổn định với chất lượng tốt và giá cả hợp lý. Hiện nay, cụm công nghiệp sản xuất xút - clo - EDC - VCM đi từ nguyên liệu muối công nghiệp là một dự án có quy mô lớn nằm trong phương hướng nhiệm vụ và kế hoạch phát triển của ngành hoá chất Việt Nam. Nếu chương trình này được thực hiện thì nguồn nước ót sau sản xuất muối công nghiệp sẽ rất lớn, cần phải được tận dụng nếu không muốn lãng phí tài nguyên và ảnh hưởng đến môi trường. Vì vậy, sản xuất MgO cần được kết hợp trong cụm công nghiệp lớn này để vừa tận dụng lợi thế về khả năng cung ứng nguyên liệu, nhiên liệu, vừa tận dụng lợi thế về cơ sở hạ tầng, nhờ đó giảm chi phí đầu tư ban đầu. Mặt khác, việc kết hợp sản xuất MgO sẽ làm tăng giá trị của sản xuất muối công nghiệp, giảm giá thành các sản phẩm muối và MgO, hỗ trợ và làm tăng hiệu quả của cả cụm công nghiệp sản xuất hoá chất đi từ nguyên liệu muối biển. Những yếu tố quan trọng trong giá thành sản phẩm MgO sẽ là giá nhiên liệu và đá vôi. Nguyên liệu nước ót là nguyên liệu thu hồi, không phải mất tiền mua, tuy nhiên điều quan trọng là ban đầu phải xây dựng các hệ thống thu gom tập trung và dự trữ quy mô lớn để đảm bảo cho sản xuất ổn định. Trong khi đó, do đá vôi phải vận chuyển từ xa nên có thể sẽ là thành phần lớn trong chi phí nguyên liệu cho sản xuất MgO. Do đặc điểm các nguồn nhiên liệu của nước ta nên nhiên liệu chủ yếu cho sản xuất MgO sẽ là khí thiên nhiên. Giá khí thiên nhiên là một yếu tố có tính chất quốc tế, sự lên xuống của giá khí thiên nhiên ảnh hưởng chung đến hầu hết các nhà sản xuất MgO, vì vậy nhìn chung sẽ không ảnh hưởng nhiều đến khả năng cạnh tranh của sản phẩm sản xuất trong nước. Việc cung ứng khí thiên nhiên cho sản xuất MgO cần phải được xem xét trong mối quan hệ tổng thể với cả cụm công nghiệp xút-clo. Việc hình thành khu công nghiệp tập trung với tổ hợp sản xuất hoá chất xút - clo - EDC - VCM- MgO quy mô lớn và công nghệ tiên tiến sẽ góp phần sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên của đất nước, đáp ứng yêu cầu của thị trường trong nước và thay thế hàng nhập khẩu, tiến tới xuất khẩu ra thị trường khu vực và quốc tế.