Nghiên cứu xây dựng và thử nghiệm công nghệ chống thấm hồ thải quặng đuôi ở các nhà máy tuyển khoáng sử dụng màng phun áp lực thay thế màng chống thấm HDPE

Trong ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản, màng HDPE được sử dụng làm lớp lót chống thấm cho hồ thải quặng đuôi, các hồ chứa nước tuần hoàn, hồ môi trường… Với hệ số thấm nhỏ (khoảng 10-12¸10-16 cm/s), HDPE làm giảm tốc độ di chuyển của nước thải trong hồ chứa, từ đó ngăn dòng chảy ô nhiễm hoặc mang theo các chất độc hại ngấm vào nguồn nước ngầm và môi trường khu vực. HDPE được sản xuất ở dạng tấm và hàn nối tại công trường. Mặc dù là vật liệu phổ biến, dễ lắp đặt và được ứng dụng rộng rãi nhưng màng HDPE hiện đang sử dụng tại Việt Nam thường bị hư hỏng tại vị trí các mối hàn, quá trình thi công dễ bị rách thủng do tác động cơ học, khả năng bảo trì và sửa chữa khó khăn. Màng phun áp lực (Polyurea) là lớp màng được tạo ra từ hỗn hợp hai thành phần vật liệu phun trên một bề mặt đã được chuẩn bị cẩn thận. Công nghệ này không chỉ tạo ra lớp màng phun đàn hồi, kháng hóa chất, chống thấm tương tự HDPE mà còn có khả năng chịu nhiệt, lão hóa, biến dạng do nhiệt, chống đâm thủng vượt trội. Do được thi công bằng phương pháp phun nên màng tạo thành liền mạch, không có mối hàn, phù hợp với điều kiện thi công phức tạp của hồ thải, khắc phục hoàn toàn các nhược điểm của màng HDPE. Quặng đuôi có thể tồn tại trong một thời gian rất dài và khối lượng tăng dần theo từng giai đoạn sản xuất của mỏ. Vì vậy, các lớp lót chống thấm cần phải phù hợp với các điều kiện thi công phức tạp, và hạn chế tối đa các sự cố có thể xảy ra, đảm bảo cách ly lâu dài quặng đuôi với môi trường. Công nghệ chống thấm bằng màng phun áp lực đã được ứng dụng từ những năm 1980 trong các ngành xây dựng và gần đây đang được nghiên cứu để sử dụng cho hồ thải quặng đuôi. Với khả năng hạn chế tối đa các rủi ro tới môi trường từ hồ thải, cần phải sớm nắm bắt được công nghệ để có cơ sở ứng dụngrộng rãi cho các hồ thải quặng đuôi, đặc biệt là các loại quặng đuôi có tính chất nguy hại, phải đảm bảo yêu cầu chống thấm nghiêm ngặt. Theo đó, nhóm đề tài của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ – Luyện kim do ThS. Lê Hữu Khương làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Xây dựng và thử nghiệm công nghệ chống thấm sử dụng màng phun áp lực thay thế màng chống thấm HDPE ở hồ thải quặng đuôi các Nhà máy tuyển khoáng”.

Nội dung của đề tài sẽ tổng quan lại các công nghệ chống thấm trên thế giới, các thông tin chung về vật liệu chống thấm bằng màng phun áp lực, một số kết quả phân tích vật liệu trong phòng thí nghiệm, xây dựng công nghệ chống thấm bằng màng phun áp lực, công tác thử nghiệm tại hồ chứa nước thải của mỏ đá kim Núi Pháo, đánh giá kết quả và đề xuất phương án mở rộng công nghệ.

Quá trình nghiên cứu, xây dựng và thử nghiệm màng phun áp lực quy mô nhỏ tại hồ chứa nước thải mỏ Đa kim Núi Pháo cho thấy màng phun áp lực có tính chất tương tự màng HDPE kháng UV tốt, trong đó, độ bền chọc thủng gấp 2 lần màng HDPE, độ bền chịu nhiệt và độ bền kéo tốt hơn màng chống thấm HDPE có cùng độ dày và không có các mối hàn. Giá thành dự tính của màng phun áp lực gấp 2,3 lần giá của màng HDPE đang sử dụng trên thị trường với cùng độ dày. Cân nhắc các điều kiện môi trường và tính chất nguy hại của quặng đuôi, sử dụng màng phun áp lực sẽ hạn chế tối đa các sự cố ảnh hưởng đến môi trường. Việc ứng dụng công nghệ chống thấm bằng sử dụng màng phun áp lực sẽ giảm thiểu tác động tiêu cực từ các hồ thải quặng đuôi tới môi trường, từ đó góp phần xây dựng nghành khai thác và chế biến khoáng sản xanh, phát triển bền vững.

Màng phun áp lực có giá thành cao hơn hẳn màng HDPE có cùng độ dày, tuy nhiên có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và hạn chế tối đa các sự cố có thể xảy ra đối với môi trường do tác động của hồ thải quặng đuôi. Trong quá trình triển khai thi công thực tế cho các hồ thải quặng đuôi, các đơn vị thiết kế và thi công cần phải cân nhắc các điều kiện môi trường, đồng thời kiểm soát sát sao các điều kiện thi công như đã nêu trong quy trình công nghệ đề xuất. Đối với các công trình có tính chất đặc biệt nghiêm trọng, khuyến nghị sử dụng màng phun áp lực với độ dày 1,5 đến 2mm. Với các công trình có yêu cầu cao, có thể sử dụng màng với độ dày từ 0,75 đến 1,5mm.

Tuy nhiên, kết quả của nhiệm vụ chỉ dừng lại ở việc xây dựng công nghệ và đánh giá hiệu quả của màng phun áp lực tương ứng với kinh phí được giao. Đề nghị Bộ Công Thương tiếp tục triển khai nhiệm vụ sản xuất thử nghiệm và xây dựng tiêu chuẩn về thi công và nghiệm thu màng phun áp lực chống thấm để cung cấp các tài liệu quan trọng và có tính pháp lý cao trong việc quản lý chất lượng thi công màng phun áp lực.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17480/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Theo: vista.gov.vn