Luyện kim là gì?

Luyện kim không phải là ngành sản xuất mới xuất hiện, chúng thậm chí có lịch sử từ rất lâu, là một trong số các ngành quan trọng, tạo ra các đồ dùng, vật dụng cần thiết phục vụ cho hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người. Nhưng, vấn đề môi trường liên quan đến ngành luyện kim thì chỉ trong thời gian gần đây mới được chú trọng, thực tế, có rất nhiều vấn đề xảy ra trong quá trình nhà máy luyện kim hoạt động, để phát triển bền vững, cần áp dụng giải pháp ở nhiều giai đoạn.

Chiếm giữ vai trò quan trọng trong việc sản xuất đồ dùng gia dụng và công nghiệp, ngành luyện kim không tránh khỏi việc sản sinh ra các chất gây ô nhiễm môi trường

Luyện kim là gì?

Ngành luyện kim đề cập đến nhiều vấn đề khác nhau, định nghĩa và đặc điểm của chúng tương đối đa dạng:

  •  Luyện kim là khoa học về việc chế tạo kim loại và hợp kim ở các dạng/hình dạng khác nhau và đặc biệt là có các tính chất phù hợp với ứng dụng thực tế.
  •  Luyện kim là khoa học và nghiên cứu về các hành vi và tính chất của kim loại và quá trình khai thác chúng từ quặng của chúng.
  •  Luyện kim là khoa học liên quan đến các quy trình được sử dụng để chiết xuất kim loại từ quặng của chúng, tinh chế và hợp kim hóa kim loại cũng như tạo ra các đồ vật hữu ích từ kim loại.
  •  Luyện kim là một ngành khoa học ứng dụng – nó liên kết khoa học về kim loại với các ngành công nghiệp kim loại.

Lịch sử luyện kim có thể có từ hàng ngàn năm trước, khi con người lần đầu tiên tìm kiếm kim loại vì nhiều đặc tính có lợi của nó. Một ví dụ về điều này là khi vũ khí của Ai Cập được làm bằng một số kim loại được đánh giá cao về sức mạnh của chúng vào khoảng năm 3000 trước Công nguyên. Bằng chứng đầu tiên về luyện kim khai thác cũng có thể có từ hàng nghìn năm trước khi các hình thức luyện kim cơ bản được sử dụng để chiết xuất quặng hữu ích.

Mặc dù có nhiều khái niệm khác nhau nhưng đa số mọi người đều biết đến luyện kim với cương vị là một ngành kỹ thuật sản xuất và chế tạo vật dụng được làm từ kim loại.

Ngành luyện kim tác động đến đất, nước, không khí; do đó, cần đến giải pháp xử lý toàn diện cho lĩnh vực này

Ngành luyện kim gây ô nhiễm môi trường như thế nào?

Ngành luyện kim được chia thành 3 loại chính gồm: Khai khoáng luyện kim, luyện kim cơ khí, luyện kim vật lý. Mỗi ngành này có đặc điểm khác nhau:

  • Luyện kim khai thác: Luyện kim khai thác liên quan đến việc xử lý các nguyên liệu thô tự nhiên để chuyển đổi chúng thành kim loại và hợp kim hữu ích. Nó cũng liên quan đến phản ứng của kim loại với xỉ và khí. Do đó phản ánh những thay đổi về thành phần trong kim loại nóng chảy trước khi hóa rắn vũng hàn.
  • Vật lý luyện kim: Luyện kim vật lý liên quan đến việc xác định, kiểm soát và thay đổi các tính chất của kim loại và hợp kim theo yêu cầu của nhân loại. Nó tính đến sự thay đổi pha theo nhiệt độ và/hoặc thành phần. Nó phản ánh về nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi tính chất cơ lý. Nghiên cứu mối quan hệ giữa các cấu trúc và tất cả các tính chất của kim loại.
  • Cơ khí luyện kim: Luyện kim cơ học giải quyết tất cả các khía cạnh này của đối tượng; đặc biệt với gia công cơ khí (ví dụ: Cán, rèn, Đùn, kéo sợi, kéo sâu, dập, gia công, hàn, đúc, v.v.), việc kiểm tra các tính chất cơ học (ví dụ: độ bền kéo, độ cứng, độ mỏi, độ rão, v.v.), các mối quan hệ giữa các đặc tính này với thiết kế kỹ thuật và lựa chọn vật liệu cũng như hiệu suất của kim loại khi sử dụng. Luyện kim cơ khí là lĩnh vực luyện kim liên quan chủ yếu đến phản ứng của kim loại với lực hoặc tải trọng.

Quy trình làm việc của luyện kim trải qua nhiều bước khác nhau, ở mỗi giai đoạn đều sản sinh ra các gây ô nhiễm. Trên cả các phương diện, không khí, nước, đất, con người và sinh quyển, luyện kim có sự tác động mạnh mẽ:

Ô nhiễm không khí

Ngành công nghiệp luyện kim chịu trách nhiệm cho việc phát thải sulfur dioxide, nitơ oxit và clo. Lò luyện đồng được sử dụng trong các quá trình luyện kim. Trong quá trình xử lý, lò phản ứng tạo ra một lượng lớn SO 2 (Okanigbe et al., 2017). Trong 50 năm qua, tổng lượng khí thải sulfur dioxide là 7,5 triệu tấn (Barcan, 2002). Trước khi được sử dụng để sản xuất axit sunfuric, dòng khí phải không có các hạt rắn. Các hạt thô được loại bỏ

Ô nhiễm nước

Xỉ nhiệt luyện được lưu trữ thành đống có thể có cấu trúc khác nhau, từ khối lượng lớn đến xốp (Kierczak et al., 2013). Các ion độc hại được lọc từ vật liệu lắng đọng vào đất và nước. Sự phong hóa của vật liệu lắng đọng kéo theo sự hòa tan sunfua và sunfat, chủ yếu trong môi trường hiếu khí trên bề mặt vật liệu, làm tăng độ xốp của vật liệu. Vật liệu càng xốp thì càng dễ bị thấm nước và không khí (Kierczak et al., 2013). Tự bốc cháy

Ô nhiễm đất

Tình trạng của đất xung quanh các khu công nghiệp phải được theo dõi thường xuyên về mức độ của các nguyên tố độc hại và sự phân bố không gian của chúng. Đất nông nghiệp thường nằm gần các nhà máy công nghiệp và sự ô nhiễm của nó có thể là một yếu tố rủi ro, là nguồn tích lũy sinh học trực tiếp của các nguyên tố trong chuỗi thức ăn. Các chất ô nhiễm này có thể bay trong không khí (ở dạng khí hoặc sol khí) sau đó lắng đọng trên lớp bề mặt của đất và dần dần xâm nhập vào lòng đất.

Tác động đến con người

Kim loại nặng được công nhận rộng rãi là nguyên tố tích lũy sinh học có tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Fe, Zn, Cr, Cup đóng vai trò tích cực trong cơ thể con người, nhưng việc cung cấp quá nhiều các kim loại này có thể gây rối loạn chức năng. Do tác dụng độc hại của chúng ở nồng độ cao nên có một lượng kim loại nặng tiêu thụ hàng ngày: 0,9 mg/ngày Cu, 0,5 mg/ngày Ni, 0,05–0,2 mg/ngày Cr, 8–11 mg/ngày Zn và 8–18 mg /ngày Fe (Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ)

Tác động đến sinh quyển

Các chất gây ô nhiễm do nhà máy luyện đồng thải ra (bụi và khí) gây ra mối đe dọa đối với quần thể sinh vật. Động vật và con người là một trong những đối tượng cuối cùng tiếp nhận các chất độc hại trong chuỗi dinh dưỡng. Hàm lượng kim loại nặng trong thực vật có liên quan mật thiết đến sự tích tụ kim loại nặng trong nước ngầm, đất và không khí có thể cung cấp thông tin về chất lượng không khí, nước và đất. Hàm lượng cao của các nguyên tố riêng lẻ tích lũy ở các phần trên mặt đất có thể là dấu hiệu của ô nhiễm không khí cao, trong khi đó ở.

Xử lý chất thải ngay tại nguồn là giải pháp giảm thiểu ô nhiễm ngành luyện kim hàng đầu hiện nay

Giải pháp khắc phục thực trạng ô nhiễm ngành luyện kim

Để giảm thiểu thực trạng ô nhiễm do ngành luyện kim gây ra, việc đầu tiên cần áp dụng đó là loại bỏ chất thải bằng cách áp dụng các phương pháp xử lý phù hợp. Việc cải thiện hiệu quả của quá trình chế biến quặng cũng đóng góp một phần không nhỏ vào việc giảm lượng chất thải phát sinh.

Nếu ô nhiễm xảy ra, nước, đất và không khí, với các nguyên tố vĩ mô và vi lượng bị xáo trộn và kim loại nặng phải được kiểm tra độ tinh khiết. Xử lý môi trường có thể được thực hiện bằng các quá trình hóa lý và xử lý sinh học. Việc áp dụng một phương pháp cụ thể cũng như hiệu quả của nó phụ thuộc vào lĩnh vực và các điều kiện của nó. Vị trí của chất thải luyện kim gây ô nhiễm môi trường thông qua bụi làm cho đất bị ô nhiễm nhất quả cầu (thạch quyển).

Hệ thống xử lý khí thải công nghiệp ngành luyện kim được áp dụng, kết hợp giữa nhiều thiết bị với sự đa dạng về công nghệ, hướng đến một kết quả hoàn chỉnh, giảm thiểu tối đa các chất thải phát tán ra môi trường.

0901.856.888