Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: "Nghiên cứu xây dựng đánh giá chu trình vận chuyển vật chất chì Việt Nam" công trình nghiên cứu khoa học tôi, số liệu nghiên cứu luận văn trung thực rõ ràng Tài liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc trích dẫn rõ ràng Tôi xin chịu trách nhiệm trước Nhà trường Viện luận văn Ngƣời cam đoan Vũ Hoàng Minh Thọ Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Nguyễn Đức Quảng, người quan tâm, tận tình bảo giúp đỡ em trình hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Cô - Viện Khoa học Công nghệ môi trường tạo điều kiện để em thực nghiên cứu luận văn Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè bên cạnh ủng hộ động viên em suốt thời gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 03 năm 2014 Học viên Vũ Hoàng Minh Thọ Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG CHÌ Ở VIỆT NAM 1.1 Vài nét sơ lƣợc chì (Pb) 1.1.1 Trạng thái tự nhiên .9 1.1.3 Tính chất hóa học 1.2 Ứng dụng Pb 10 1.2.1 Công nghiệp hóa học công nghiệp kỹ thuật điện 10 1.2.2 Công nghiệp nhiên liệu 10 1.2.3 Y học 11 1.2.4 Trong ngành lượng học nguyên tử kỹ thuật hạt nhân 12 1.3 Ảnh hƣởng chì tới sức khỏe 12 1.4 Tình hình khai thác chế biến chì Việt Nam .14 1.4.1 Thực trạng khai thác chế biến quặng chì Việt Nam 14 1.4.2 Công nghệ khai thác chế biến quặng Chì 15 1.5 Hiện trạng ô nhiễm chì liên quan đến ắc quy chì Việt Nam 16 CHƢƠNG 2: CHU TRÌNH LUÂN CHUYỂN VẬT CHẤT CỦA CHÌ TRONG CÔNG NGHIỆP ÁC QUY CHÌ .18 2.1 Tình hình sản xuất sử dụng ác quy chì Việt Nam 19 2.1.1 Ứng dụng ác quy chì kinh tế .19 2.1.2 Hiện trạng phát triển mua bán ác quy chì thị trường 22 2.1.3 Định hướng phát triển ngành sản xuất ắc quy chì 25 2.1.4 Ắc quy xe đạp & xe máy điện: Hiện trạng dự báo 28 Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội 2.2 Thải bỏ, thu gom tái chế ắc quy chì .31 2.2.1 Hiện trạng tái chế .31 2.2.2 Tái chế ác quy chì 33 2.2.3 Quy trình công nghệ tái chế ác quy chì 36 2.2.4 Lượng ắc quy thải Việt Nam 39 2.2.5 Các vấn đề môi trường .40 2.3 Hoạt động xuất nhập sản phẩm chì .42 2.3.1 Xuất chì .42 2.3.2 Nhập chì 42 2.4 Chu trình luân chuyển vật chất chì .44 2.4.1 Mục đích xây dựng chu trình luân chuyển .44 2.4.2 Chu trình vận chuyển vật chất Chì 44 CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ 46 CHU TRÌNH LUÂN CHUYỂN VẬT CHẤT CHÌ 46 3.1 Tính toán dòng vật chất chu trình 46 3.1.1 Lượng chì dùng cho sản xuất ắc quy Việt Nam .46 3.1.2 Lượng chì thải bỏ từ phương tiện giao thông .46 3.1.3 Thất thoát chì sản xuất tài chế ác quy chì 48 3.1.4 Xác định dòng vật chất chì Việt Nam 48 3.2 Đánh giá chu trình 50 3.3 Dự báo nhu cầu sử dụng chì năm tới 53 3.4 Đề xuất giải pháp quản lý vật chất chì 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường CP : Cổ phần CTR : Chất thải rắn CTNH : Chất thải nguy hại CP : Cổ phần GTVT : Giao thông vận tải QLCTR : Quản lý chất thải rắn QĐ : Quyết định TT : Thông tư SXCN : Sản xuất công nghiệp TNHH : Trách nhiệm hữu hạn XĐĐ : Xe đạp điện Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đóng góp giá trị sản xuất công nghiệp ngành nguồn điện hóa học 20 Bảng 2.2 Dự báo nhu cầu sử dụng sản phẩm nguồn điện hóa học 22 Bảng 2.3 Các doanh nghiệp ngành theo thành phần kinh tế 23 Bảng 2.4 Sản lượng ắc quy sản xuất nước 24 Bảng 2.5 Các doanh nghiệp ngành nguồn điện hóa học theo cấu sản phẩm 25 Bảng 2.6:Danh mục dự án đầu tư nhóm sản phẩm nguồn điện hóa học 28 Bảng 2.7: Lượng phương tiện giao thông theo năm gần .38 Bảng 2.8: Lượng ác quy chì sử dụng phương tiện giao thông……… ….39 Bảng 2.9 Nguồn phát sinh thành phần chất thải pin-ắc quy……… … 40 Bảng 2.10 Lượng chì xuất năm gần đây………………………………….42 Bảng 3.1 Ước tính lượng chì cho sản xuất ác quy chì Việt Nam 46 Bảng 3.2 Lượng ác quy chì thải bỏ hàng năm .46 Bảng 3.3:Lượng chì có ác quy thải bỏ hàng năm 46 Bảng 3.4 Hệ số phát thải công đoạn 47 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Đường vào thể người chì…………………… ……………………… 12 Hình 2: Sơ đồ tái chế ắc quy chì có đầu tư công nghệ…………………………….… 37 Hình 3: Sơ đồ tái chế ắc quy chì thủ công………………………………… ……… 38 Hình 4: Chu trình luân chuyển vật chất chì ……………………………………… 44 Hình 5: Sơ đồ đề xuất dòng vật chất chì Việt Nam .49 Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội MỞ ĐẦU Chì kim loại người khai thác sử dụng, kim loại nặng hàng ngàn năm coi kim loại cổ xưa người Được sử dụng phổ biến nhiều ngành công nghiệp : sản xuất pin, ác quy, công nghiệp sơn, in ấn, mạ, hàn ;chì vật liệu chống ăn mòn, chống phóng xạ, chế tạo vật liệu nặng cho lưới đánh cá… Đây kim loại độc với sức khỏe người chất gây ô nhiễm môi trường phổ biến Con người ngày nhận thức rõ tác hại chì hạn chế sử dụng nhiều lĩnh vực nhu cầu phát triển, tốc độ khai thác sử dụng chì không ngừng gia tăng Tại Việt Nam chì sử dụng tái chế khắp tỉnh thành lại thiếu quản lý quan chức Ngoài việc gây nguy hại tới môi trường, với tốc độ sử dụng chì cho thấy tương lai gần cạn kiệt nguồn cung ứng chì Việc quản lý sử dụng thải bỏ chì trở nên cấp bách Chính đề tài tập chung nghiên cứu xây dựng đánh giá chu trình vận chuyển vật chất chì nước ta, đưa giải pháp quản lý phù hợp để bảo vệ tài nguyên, môi trường Xuất phát từ thực tế nêu , đề tài: “Nghiên cứu xây dựng đánh giá chu trình luân chuyển vật chất chì Việt Nam “ cần thiết phù hợp với nhu cầu thực tiễn Điều góp phần tăng cường hệ thống quản lý môi trường, đồng thời thúc đẩy công phát triển kinh tế- xã hội đất nước ta cách bền vững Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Mục tiêu đề tài: - Xác định đường luân chuyển chì kinh tế - Nghiên cứu tình hình sản xuất tính toán lượng ắc quy chì sử dụng phương tiện - Xác định lượng ắc quy chì tái chế vấn đề môi trường trình tái chế ắc quy chì - Xây dựng đánh giá chu trình luân chuyển vật chất chì có ắc quy chì Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội - Đề xuất giải pháp quản lý khả thi kinh tế, kỹ thuật môi trường Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu: ắc quy chì axit Việt Nam - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu chu trình vận chuyển vật chất chì ắc quy chì axít Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục (biểu bảng, hình ảnh), báo cáo gồm chương: Chương 1: Tổng quan tình hình khai thác sử dụng chì Việt Nam Chương 2: Xây dựng chu trình vận chuyển vật chất chì ắc quy chì Chương 3: Kết luận đánh giá chu trình luân chuyển vật chất Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG CHÌ Ở VIỆT NAM 1.1 Vài nét sơ lƣợc chì (Pb) 1.1.1 Trạng thái tự nhiên Chì kim loai nặng có màu xám thẫm, mềm, dễ dát mỏng dẫn điện tốt Chiếm 10-4% tổng số nguyên tử vỏ trái đất Khi gặp không khí nước, lớp hợp kim tạo ra, bao che chì khỏi bị gỉ sét, ăn mòn[16] Trong đất, Pb có mặt nhiều khoáng vật Chủ yếu galen (PbS) , có cernsute PbCO3, cunglesite PbSO4… Trong nước, Pb không tồn dạng tự mà thường dạng hợp chất kết tủa phức ion vô hữu Trong công nghiệp, Pb điều chế cách đốt cháy galen để chuyển galen thành oxit Sau khử oxit thành kim loại: 2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2 PbO + C = Pb + CO 1.1.2 Tính chất vật lý Chì có màu trắng bạc sáng, bề mặt cắt tươi xỉ nhanh không khí tạo màu tối Nó kim loại màu trắng xanh, mềm, dễ uốn nặng, có tính dẫn điện so với kim loại khác Chì có tính chống ăn mòn cao, thuộc tính này, sử dụng để chứa chất ăn mòn Do tính dễ dát mỏng chống ăn mòn, sử dụng công trình xây dựng phủ bên khới lợp Chì dạng bột cháy cho lửa màu trắng xanh Giống nhiều kim loại, chì mịn có khả tự cháy không khí Khói độc phát chì cháy [16] 1.1.3 Tính chất hóa học Chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxit màu sám xanh bao bọc bề mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa Pb + O2 = 2PbO Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Tương tác với nguyên tố halogen nhiều nguyên tố không kim lọa khác Pb + X2 = PbX2 Chì tương tác bề mặt với axít HCl, H2SO4 loãng bị bào phủ lớp muối khó tan (PbCl2, PbSO4) với dung dịch đậm đặc axit chì tan lớp khó tan bề mặt bảo vệ chuyển thành hợp chất tan[16] PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2 Với axít Nitric nồng độ nào, chì tương tác kim loại Pb + HNO3 = Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Khi có mặt oxy chì tương tác với nước 2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2 1.2 Ứng dụng Pb 1.2.1 Công nghiệp hóa học công nghiệp kỹ thuật điện Trong công nghiệp kỹ thuật điện, kim loại dùng làm vỏ bọc dây cáp bền dẻo dai Một lượng chì lớn dùng để làm que hàn Để bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn, nhà máy hóa chất xí nghiệp luyện kim màu, người ta mạ chì (phủ lớp chì mỏng) lên bề mặt bên buồng tháp để sản xuất axit sunfuric, ống dẫn, bể tẩy rửa bể điện phân Trong nhiều máy móc cấu, gặp hợp kim để làm bi gồm chì nguyên tố khác Ngoài ứng dụng công nghiệp hóa học, chì có ứng dụng quan trong công nghiệp kỹ thuật điện hóa học Pin Ắc quy chì loại nguồn điện thứ cấp, sử dụng phổ biến số loại nguồn điện hóa học Hiện nay, toàn giới phương tiện giao thông thiết bị công nghệ sử dụng hai loại sản phẩm ứng dụng chì Đây tồn chủ yếu chì đời sống phát triển nguy ô nhiễm phổ biến chì tập trung chủ yếu ứng dụng 1.2.2 Công nghiệp nhiên liệu Trong động xăng, phải nén hỗn hợp nhiên liệu trước đốt cháy, nén mạnh động làm việc kinh tế Nhưng mức độ nén cao, hỗn hợp nhiên liệu nổ không chờ đến lúc đốt cháy Chỉ cần pha thêm Vũ Hoàng Minh Thọ 10 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội tính tổng cộng từ năm 2003 đến có khoảng 100,000 ắc quy chì nằm lại Việt Nam mà chưa có hướng giải 2.4 Chu trình luân chuyển vật chất chì 2.4.1 Mục đích xây dựng chu trình luân chuyển Bên cạnh lợi ích từ việc tái chế ắc qui chì hoạt động tái chế làng nghề phát sinh nhiều vấn đề môi trường, gây tác động đến môi trường không khí, nước, đất người Làng nghề phát triển ô nhiễm môi trường trở nên trầm trọng Việc xây dựng chu trình luân chuyển vật chất chì trình tái chế ắc quy chì cho biết vòng đời vật chì tồn ắc quy từ sử dụng đến thải bỏ Quá trình luân chuyển gây nhiều tác hại đến môi trường sống Lượng chì chu trình phần chuyển hóa vào môi trường phần tái chế thành chì thỏi làng nghề 2.4.2 Chu trình vận chuyển vật chất Chì ∆0 Xuất Thất thoát ΣPb4 Tái chế Chì thỏi Nhập ∆2 ΣPb2 Chì thỏi ΣPb1 Quặng chì đƣợc làm giàu ∆1 Ắc quy chì ΣPb1’ ΣPb3 Xe giới (ô tô, xe máy, xe đạp điện) ΣPb2’ Thu gom Công nghiệp nhiên liệu, lƣợng ngành khác Hình 4: Chu trình luân chuyển vật chất chì Vũ Hoàng Minh Thọ 44 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Cân vật chất chì thỏi: ΣPb ═ ΣPb1 + ΣPb2 = ΣPb1’ + ΣPb2’ + ∆1 + ∆2 Trong đó: ΣPb: Tổng lượng chì ΣPb1: Lượng chì làm giàu từ quặng khai thác nước ΣPb2: Lượng chì nhập ΣPb1’: Lượng chì sử dụng sản xuất ắc qui, pin (nguồn điện hóa học) ΣPb2’: Lượng chì sử dụng cho ngành sản xuất nhiên liệu, lượng ngành khác ∆1: Lượng chì thất thoát trình làm giàu quặng chì ∆2: Lượng chì thất thoát trình sản xuất ắc quy chì Cân vật chất chì ác quy chì: ΣPb1’ ═ ΣPb3 + ΣPb4 + ∆0 Trong đó: ΣPb1’: Tổng lượng chì có ắc quy chì ΣPb3: Lượng chì ắc quy chì lưu thông phương tiện giới ΣPb4: Lượng chì thỏi sau tái chế ắc qui chì ∆0: Lượng chì thất thoát trình hoạt động, thu gom tái chế chì Chu trình luân chuyển vật chất chì ắc qui chì chu trình chưa khép kín Hàm lượng chì thu hồi đạt 90%, nhiên lượng bụi chì tạp chất chứa chì trình tái chế ắc qui chì không thu hồi Vũ Hoàng Minh Thọ 45 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ CHU TRÌNH LUÂN CHUYỂN VẬT CHẤT CHÌ 3.1 Tính toán dòng vật chất chu trình 3.1.1 Lượng chì dùng cho sản xuất ắc quy Việt Nam Tính đến hết năm 2013 tổng sản lượng hai nhà máy ắc quy trực thuộc VINACHEM đạt khoảng 2.400.000 kWh/năm, chiếm khoảng 70% tổng sản lượng toàn ngành, chủ yếu tập trung vào sản phẩm ắc quy chì-axít không bảo dưỡng (CMF) phải bảo dưỡng, chiếm khoảng 50% thị phần nước về mảng thị trường thay khoảng 80% mảng thị trường cung cấp cho hãng lắp ráp ô tô sản xuất nước Toyota, Ford, Huyndai, Kia, Suzuki, Trường Hải, … Bảng 3.1: Ƣớc tính lƣợng chì cho sản xuất ắc quy Việt Nam Giá trị định mức Sản lƣợng ắc quy (triệu 2011 2012 2013 (tấn) (tấn) (tấn) 2,5 3,8 4,2 32146,875 48863,3 54006,8 34722 52778 58333 kwh) * Ƣớc tính lƣợng chì sử 12,86 kg/kwh dụng theo định mức nguyên liệu Ƣớc tính lƣợng chì sử 50wk/kg ắc quy dụng theo tỷ lệ dung với lƣợng chì lƣợng lƣu trữ khối ắc quy bình quân lƣợng 70% * : Ước tính dựa tổng hợp phân tích báo cáo tài công ty sản xuất ắc quy gồm PINACO, Ắc quy Tia Sáng, Ắc quy Vĩnh Phú Hai cách tính trrn cho kết chênh lệch khoảng 15% Hiện nhà máy tăng cường cải thiện công nghệ để làm giảm lượng chì sử dụng ắc quy Vì chọn kết tính theo phương án 3.1.2 Lượng chì thải bỏ từ phương tiện giao thông Với nhu cầu thải bỏ ác quy otô 2-2,5 năm, ắc quy xe máy xe đạp điện 3-3,5 năm, sử dụng giá trị trung bình ắc quy otô thải bỏ sau 2,2 năm Vũ Hoàng Minh Thọ 46 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội ắc quy xe máy thải bỏ sau 3,5 năm ước tính lượng ắc quy thải bỏ hàng năm bảng sau: Bảng 3.2 Lƣợng ác quy chì thải bỏ hàng năm (tấn) Ắc quy otô thải bỏ sau 2,2 2009 2010 2011 2012 2013 10123 11400 12440 16323 17557 12817 14074 16000 19891 21927 22940 25474 28440 36214 39484 năm Ắc quy xe máy thải bỏ sau 3,5 năm (*) Tổng cộng (tấn/năm) * Tính gộp số lƣợng xe đạp điện năm 2012 2013 Trong bình ắc quy chì, vật liệu chứa Pb, chiếm khoảng 70% trọng lượng ắc quy bao gồm: sườn cực chất hoạt động trát đó, trụ cực, cầu tiếp Sườn cực, trụ cực, cầu tiếp thường chế tạo từ hợp kim chì - antimon (3 - 7% antimon - Sb), dễ dàng tái chế thành hợp kim Pb - Sb Để thu Pb nguyên chất, cần điện phân tinh chế lại Thành phần chất hoạt động gồm: Pb - 75%, SO4-2 - 14,5%, phần nhỏ lại tạp chất Điện dịch chiếm khoảng 18% trọng lượng ắc quy, chứa axit sunfuric 30% lượng nhỏ chì sunfat hòa tan, hạt sunfat chì oxit phân tán Vỏ bình chiếm khoảng - 7% trọng lượng ắc quy, làm từ vật liệu polyetylen, polypropylen, ebonit Khối lượng chì có ác quy thải bỏ tính theo công thức: Pb (kg)= Khối lượng ắc quy(kg) × 0,7 Bảng 3.3:Lƣợng chì có ác quy thải bỏ hàng năm (tấn) Ắc quy otô thải bỏ sau 2,2 2009 2010 2011 2012 2013 7086 7980 8708 11426 12289 8972 9851 11200 13923 15348 16058 17831 19908 25349 27637 năm Ắc quy xe máy thải bỏ sau 3,5 năm (*) Tổng cộng (tấn/năm) Vũ Hoàng Minh Thọ 47 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội 3.1.3 Thất thoát chì sản xuất tài chế ác quy chì * Thất thoát sản xuất ác quy chì Có thể xác định mức độ phát thải chì thông qua hệ thống đánh giá theo hệ số ô nhiễm cục bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) cục bảo vệ môi trường Châu Âu (EEA) phát triển cho ngành lĩnh vực công nghiệp Mức độ phát thải chì công đoạn đánh giá thông qua hệ số phát thải EPA sử dụng sau: Bảng 3.4 Hệ số phát thải công đoạn sản xuất ác quy chì Quá trình Hệ số phát thải (kg/1000 ắc quy) Dạng hạt Chì Đúc lƣới 0,8- 1,42 0,35- 0,4 Trộn hồ nhão 1,0- 1,96 0,5-1,13 Chì oxit (từ lọc túi) 0,05- 0,1 0,05 Lắp ráp ắc quy 13,2- 42 4,79- 6,6 Tại lò nấu chảy thu hồi chì 0,7-3,03 0,35- 0,63 Tổng 56,82- 63,2 5,94- Ngoài lượng chì chủ yếu nằm sản phẩm, phần nhỏ phát sinh dạng ô nhiễm khí thải nước thải, thực tế số nhà máy sản xuất ắc quy Nhà máy sản xuất ắc quy Vĩnh Phú cho thấy định mức phát thải chì từ 0,1 đến 0,15kg/kwh tương ứng với khoảng 1,2% lượng chì thất thoát * Thất thoát công đoạn tái chế Trong công đoạn phát sinh ô nhiễm chì từ hầu hết công đoạn dạng Do tái chế chì Việt Nam phần lớn thực sở thủ công nên lượng phát thải chì gây thất thoát cao Ví dụ Đông Mai, cơi chì khoảng 10 – 12 nguyên liệu thu khoảng -6 chì thành phẩm khoảng 180 – 200 kg bị chì thoát tương đương 3,3% thất thoát theo khói thải, lượng chì tổn thất lớn không thu hồi dạng muối dioxit chì nằm dạng xỉ bám dính hệ thống rót 3.1.4 Xác định dòng vật chất chì Việt Nam Do số liệu thống kê năm không hoàn chình, nên chọn số liệu năm 2012 Vũ Hoàng Minh Thọ 48 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội năm có số liệu hoàn chỉnh để xây dựng sơ đồ dòng vật chất chì Việt Nam Qua khảo sát nghiên cứu, Việt Nam có nhóm đối tượng liên quan đến dòng vật chất chì sản phầm ắc quy chì gồm : -Các nhà sản xuất ắc quy ,nhà nhập ắc quy - Các nhà phân phối, sửa chữa bảo dưỡng -Người tiêu dùng -Các đơn vị khai thác chế biến quặng chì -Các sở thu gom tái chế Ngoài môi trường nơi tiếp nhận toàn phần chất thải từ công đoạn suốt vòng đời chì 3800 48863 Nhà SX ắc quy 45063 585 (1,2%) Nhập sản phẩm ắc quy Phân phối, sửa chữa bảo dưỡng Môi trƣờng Khai thác chế biến quặng chì 1450 73871 836 (3,3%) Người tiêu 25349 Hoạt động thu gom, tái chế Thất thoát Xuất 70000 24513 Nhập Hình 5:Sơ đồ đề xuất dòng vật chất chì Việt Nam Vũ Hoàng Minh Thọ 49 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội 3.2 Đánh giá chu trình Chu trình luân chuyển vật chất chì trình tái chế ắc quy chì trình bày cho thấy trình tồn chì từ lúc sản xuất đến lúc thu hồi Kết đánh giá chu trình luân chuyển vật chất chì: - Trong trình làm giàu quặng: Lượng chì làm giàu từ quặng chì kẽm nước thu hồi triệt để thu lấy tinh quặng chì 52% Pb sản xuất chì thô 96% Pb, hàng năm thu hồi hàng chục nghìn chì năm - Lượng chì xuất khẩu: Hoạt động xuất chì Việt Nam chủ yếu theo dạng: xuất dạng sản phẩm hoàn chỉnh (ắc quy); xuất chì sơ tuyển xuất chì thô sai tái chế Các nhà sản xuất ắc quy Việt Nam chủ yếu tiêu thụ thị trường nội địa, số lượng xuất nhỏ chủ yếu tập chung vào đơn vị Công ty cổ phần Pin- Ắc quy chì miền Nam Công ty CP ắc quy Tia Sáng Dung lượng bình quân xuất công ty đạt khoảng 300,000 kwh năm, quy đổi theo khối lượng khối lượng chì ước tính khoảng 3800 chì - Lượng chì nhập khẩu: Về chì nhập nhẩu làm nguyên liệu cho sản xuất chủ yếu gồm loại chì nguyên chất (>99,97%) hợp kim chì Hiện gần 100% lượng chì dùng cho sản xuất nước chì nhập nhu cầu chì ngành khác nhỏ, không đáng kể - Trong trình sản xuất ắc quy chì: Chì nguyên chất (99,98% Pb) nghiền thành bột hệ thống máy nghiền bột chì Bột chì tạo phối trộn với dung dịch axít H2SO4, phụ gia nước cất thành cao chì máy trộn cao Cao chì đạt độ dẻo cần thiết trát máy trát cao lên sườn cực đúc từ hợp kim (Pb-Sb) (Pb- Ca) máy đúc sườn cực Lá cực sau trát cao ủ, sấy máy sấy lắp ráp thùng chứa dung dịch axít H2SO4 loãng để hoá thành thành điện cực âm điện cực dương phân biệt dòng điện chiều Lá cực sau hoá thành rửa axit sấy khô máy sấy khí trơ đem gia công (cắt mài) Lá cực gia công đạt yêu cầu kỹ thuật đem lắp ráp để tạo thành bình ắc quy thành phẩm - Hoạt động thu gom ắc quy chì: hoàn toàn doanh nghiệp tái chế thực hiện, hiệu thu gom cao tất khâu vòng đời sản phẩm Vũ Hoàng Minh Thọ 50 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Chứng tỏ mô hình thu gom hiệu lãi suất từ hoạt động cao Có thể thấy chế thị trường phát huy vai trò quan trọng hoạt động thu gom tái chế ắc quy chì Việt Nam Với ưu đãi nhà nước thời gian gần lĩnh vực tái chế, doanh nghiệp có điều kiện đầu tư công nghệ tiên tiến với quy mô công nghiệp Sắp tới nhiều doanh nghiệp thành lập tham gia vào hoạt động tái chế Điều cho thấy hoàn toàn áp dụng công cụ kinh tế để thúc đẩy hoạt động tái chê Việt Nam - Trong trình tái chế ắc quy chì axit thải: Chì thu hồi từ cực ắc quy, tâm sườn cực với tỷ lệ khoảng 70% chì 0,7% bụi chì Nhựa thu hồi từ vỏ bình ắc quy cách Các chất thải thứ cấp sinh trình tháo dỡ ắc quy, tinh chế chì xay nhựa Nguồn phát sinh: Nước thải tạo từ trình súc rửa bình ắc quy, từ hệ thống tái chế nhựa, từ hệ thống xử lý khí thải nước thải sinh hoạt công nhân Đặc trưng nước thải thường chứa lượng lớn axit (từ bình ắc quy) chứa nhiều chất rắn lơ lửng Chất thải rắn: Nguồn chủ yếu từ trình tháo dỡ bình ắc quy, xay nhựa bảo dưỡng máy móc Ngoài ra, có chất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn thu gom, tập kết kho chất thải nguy hại trước chuyển đến sở có giấy phép hành nghề xử lý Nền kho đổ bê tông, tường quét sơn chịu axit Khí thải, bụi: Nguồn: Khí thải bụi phát sinh chủ yếu từ trình nấu luyện chì Đặc trưng khí thải có chứa nhiều khí axit SO2; CO2 bụi chì (~0,7%) Theo điều tra khảo sát số doanh nghiệp nhập Pin- Ắc quy họ không quan tâm đến việc thu gom rác thải pin-ắc quy hỏng, hết hạn sử dụng thải bỏ Mức độ phù hợp: Chu trình luân chuyển vật chất chì phù hợp giai đoạn tồn chì từ lúc làm giàu quặng, sản xuất cho ngành tái chế Vũ Hoàng Minh Thọ 51 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Phù hợp chì có ắc quy chì axit thải - loại chất thải nguy hại, công đoạn tái chế làm thủ công Tuy nhiên, với mục đích trình tái chế thu hồi chì lượng chì đánh giá tương đối xác lượng chì hoạt động sản xuất tái chế ắc quy chì Phù hợp với thực tế trình sống vật chất chì hoạt động sản xuất phát triển Đánh giá trình luân chuyển vật chất chì mặt môi trường Về mặt môi trường trình làm giàu quặng, sản xuất ắc quy chì tái chế ắc quy chì Việt Nam gây ô nhiễm không nhẹ cho môi trường Đặc biệt vấn đề tái chế ắc quy chì làng nghề thủ công làng nghề tái chế chì Đông Mai Hưng Yên ví dụ điển hình Do biện pháp quản lý, thiết bị xử lý ô nhiễm chưa đáp ứng yêu cầu môi trường nên đất, nước không khí làng nghề bị ô nhiễm khói bụi chì, nước thải axít trầm trọng dẫn đến mức độ nhiễm chì trẻ em làng mức báo động Hơn nữa, việc thu gom, tái chế ắc quy chủ yếu hoạt động tự phát người dân với công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe người dân Tuy nhiên tái chế ắc quy chì đem lại nhiều lợi ích mặt kinh tế môi trường có biện pháp tiên tiến công nghệ quản lý Tận dụng chất thải: Ắc quy chì axit thải chất thải nguy hại tái chế vừa tận dụng nguồn nguyên liệu ắc quy thải, vừa thu hồi sản phẩm như: chì, nhựa Qua làm giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên, kéo dài tuổi thọ mỏ chì Giảm ô nhiễm môi trường: Hầu hết, phận ắc quy thu hồi, lượng vật chất phát tán môi trường xung quanh nhỏ (khoảng 10%) Hệ thống xử lý chất thải phát sinh từ hoạt động tái chế phải đáp ứng yêu cầu loại chất thải cần xử lý, hiệu xử lý cao Nước thải sau xử lý quay vòng sử dụng lại; bụi chì dòng khí thải thu hồi, vậy, giảm thiểu đáng kể lượng chất ô nhiễm phát tán vào môi trường Vũ Hoàng Minh Thọ 52 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Sử dụng hóa chất thân thiện với môi trường: Hóa chất sử dụng CaO hóa chất phổ biến, giá thành thấp, gây ảnh hưởng tới môi trường 3.3 Dự báo nhu cầu sử dụng chì năm tới Sản xuất tiêu thụ chì tăng toàn giới Đặc biệt đất nước phát triển Việt Nam mà nhu cầu sử dụng ngày gia tăng Theo dự báo năm lượng lượng phương tiện môtô ô tô gia tăng thêm khoảng 20-25%/ năm đến năm 2021, Việt Nam có tới 60 triệu xe mô tô ô tô loại Điều đồng nghĩa với việc sử dụng lượng lớn chì phục vụ cho loại ắc quy Lượng ắc quy hết thời hạn sử dụng bị thải loại trở thành phế thải sau thời gian sử dụng 3.4 Đề xuất giải pháp quản lý vật chất chì Do hầu hết làng nghề thuộc cấp xã quản lý nên để cải thiện chất lượng môi trường sồng cho người dân lao động làng nghề, số giải pháp quản lý chất thải quyền xã trực tiếp phụ trách Các giải pháp đề xuất sau: • Hoàn thiện quy định thu hồi, xử lý sản phẩm thải bỏ theo hướng yêu cầu doanh nghiệp có trách nhiệm thu hồi sản phẩm hết hạn sử dụng, sản phẩm thải bỏ ắc quy, pin,… Dự thảo quy định cụ thể tỷ lệ thu hồi, xử lý lộ trình thực • Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo trạm thu gom quản lý pin, ắc qui qua sử dụng đặt chợ từ cấp xã/phường trở lên nơi có mật độ tập trung đông người.Trạm thu gom có chức tiếp nhận pin ắc qui thông qua sử dụng với mục đích phân loại từ đầu • Xây dựng chiến lược quản lý chất thải rắn, lập quy hoạch quản lý chất thải rắn cho làng nghề • Tận dụng ắc quy phế thải nước phải xử lý tập trung để tránh tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng làng nghề tái chế ắc quy chì • Quy hoạch, sử dụng hợp lý tiết kiệm nhiên liệu chì cho năm Cần giảm lượng chì nhập tận dụng tốt lượng chì làm giàu Vũ Hoàng Minh Thọ 53 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội từ quặng nước • Tăng cường công tác quản lý, kiểm tra, tra sở khai thác, sản xuất tái chế ô nhiễm gây tác chì • Tăng cường hợp tác nước quốc tế để giải vấn đề tác hại chì triển khai biện pháp phòng ngừa Vũ Hoàng Minh Thọ 54 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ô nhiễm môi trường hoạt động khai thác, sản xuất tái chế chì gây ảnh hưởng lớn đến môi trường Đặc biệt ô nhiễm môi trường công nghệ sản xuất tái chế ắc quy chì Việt Nam gây xúc dư luận xã hội làm cản trở tới việc phát triển công nghệ sản xuất ắc quy chì nói riêng công nghiệp hóa chất Việt Nam nói chung Trên sở nghiên cứu tính toán lượng vật chất chì tồn luân chuyển đời sống phát triển, đề tài thu được: Đề tài nghiên cứu thu thập tài liệu có liên quan đến vật chất chì Trên sở xác định đường luân chuyển vật chất chì kinh tế Phù hợp giai đoạn tồn chì từ lúc làm giàu quặng, sản xuất cho ngành tái chế Xây dựng tính toán cho chu trình luân chuyển vật chất chì qua giai đoạn làm giàu quặng, sản xuất tái thu hồi lượng chì Đặc biệt đề tài đưa công thức tính tính cho lượng chì thải bỏ có ắc quy thải bỏ Đồng thời dự báo nhu cầu sử dụng chì năm tới Đề xuất biện pháp quản lý khai thác, sử dụng tái chế chì mang tính khả thi Vấn đề ô nhiễm chì làng nghề tái chế ắc qui chì gây nhiều ảnh hưởng sức khỏe cho người dân Nhu cầu sử dụng chì nước ta năm gần ngày gia tăng tất lĩnh vực tất vùng miền, đặc biệt nhu cầu sử dụng cho nguồn điện hóa học pin ắc qui Tuy nhiên, hoạt động khai thác, sản xuất tái chế chì để sở dụng nguồn nguyên liệu quý giá cho có hiệu lại vấn đề cần trọng Hoạt động tái chế chì thủ công làng nghề gây hậu nghiêm trọng cho môi trường sức khỏe người dân, dư luận quan chức quan tâm Chỉ khó khăn, bất cập quản lý dòng vật chất chì vận luân chuyển Ngoài việc thu gom, tái chế tự phát có khó khăn sách quản lý chất thải khả thực thi luật định Vũ Hoàng Minh Thọ 55 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội Kiến nghị: Quá trình luân chuyển vật chất chì đời sống kinh tế trình bày cần có hoạt động kiểm soát chặt chẽ quan chức Quy hoạch, sử dụng hợp lý tiết kiệm nhiên liệu chì cho năm Cần giảm lượng chì nhập tận dụng tốt lượng chì làm giàu từ quặng nước Đồng thời tận dụng ắc quy phế thải nước phải xử lý tập trung để tránh tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng làng nghề tái chế ắc quy chì Vấn đề tận dụng ắc quy phế thải không đơn hoạt động kinh tế mà nên tiếp cận góc độ kinh tế - xã hội quản lý môi trường Chỉ có cách nhìn đắn vấn đề đưa giải pháp khả thi Nhà nước có điều luật sách khuyến khích cho việc xử lý tập trung ắc quy qua sử dụng tình hình cải thiện nhiều Chúng ta áp dụng nguyên xi hình mẫu nước cần nghiêm túc xem xét vấn đề khẩn trương đưa giải pháp cần thiết Cần phải nhấn mạnh Nhà nước quan có trách nhiệm không vào vấn đề không tự giải Cần nỗ lực để giảm sử dụng chì thải loại chì môi trường nhằm hạn chế rủi ro cho sức khỏe người, đặc biệt trẻ em phụ nữ độ tuổi sinh sản Bao gồm, hạn chế sử dụng chì sơn, đảm bảo tái sử dụng an toàn rác thải chứa chì, giáo dục cộng đồng thải bỏ an toàn pin có chì (lead-acid battery) máy tính, kiểm soát lượng chì máu trẻ em, phụ nữ tuổi mang thai người lao động Bên cạnh đó, hạn chế gần sử dụng chì xăng dầu, sơn, hàn chì vật liệu hàn chì làm giảm mức chì máu đặc biệt nước phát triển nước ta Đẩy mạnh công tác truyền thông, giáo dục sức khỏe Nâng cao nhận thức người lao động, cộng đồng tác hại chì biện pháp dự phòng Tăng cường công tác quản lý, kiểm tra, tra sở khai thác, sản xuất tái chế ô nhiễm gây tác chì Tăng cường hợp tác nước quốc tế để giải vấn đề tác hại chì triển khai biện pháp phòng ngừa Vũ Hoàng Minh Thọ 56 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Pieter J H Van Beukering and Mathijs N Bouman Empirical Evidence on Recycling and Trade of Paper and Lead in Developed and Developing Countries World Development Vol 29 No 10, pp: 1717-1737 Vụ pháp chế Tổng Cục Môi Trường Báo cáo tổng hợp đề tài “ Xây dựng thử nghiệm đánh giá khả áp dụng mô hình thu hồi sản phẩm pin ắc quy hết hạn sử dụng thải bỏ” 2009 Leadpoisoningnews.com (2010), What is Lead poisoning http://www.leadpoisoningnews.com/what_is_lead_poisoning.html Các báo cáo hoạt động công ty ắc quy Tia Sáng 2010, 2011, 2013 Báo cáo tình hình hoạt động công ty ắc quy miền Nam 2013 INEST-HUT Batetery waste: Total volume, recovering ablitity and recycling technology Project report under the management of Hanoi Department of Science and Technology, 2005 US EPA Municipal Solid Waste Generation, Recycling and Disposal in the United State: Facts and Figures for 2008 Available online at http://www.epa.gov/wastes/nonhaz/municipal/pubs/msw2008rpt.pdf Cyclope and Veolia Environmental Service From Waste to Resource: 2009 World Waste Survey Editions Economica, Paris, 2009 Ministry of Environmental and Natural Resources, Vietnamese Environmental Monitoring Report 2010, Hanoi, 2011 10 General Statistics Office Statistical Handbook of Vietnam 2009 Statistical Publishing House 11 Nguyen Thanh Yen, Nguyen Thuong Hien, Do Tien Doan, Phan Thanh Giang, Le Ngoc Lam Đánh giá trạng công nghệ xử lý chất thải nguy hại Việt Nam 2010 12 Shin Takahashi et.al 2009 Environmental contamination and human exposure assessment to persistent toxic substances in e-waste recycling sites in India and Vietnam Vũ Hoàng Minh Thọ 57 11B - QLTNMT Luận văn Thạc sĩ Đại học Bách khoa Hà Nội 13 Lê Quý An, (2003), “Hiện trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam”, NXB Quân đội Nhân dân 14 Hà Văn Hồng, Vũ Xuân Biết, Nguyễn Hoài Nam, Nguyễn Ánh Mai, (2001), “Tái sinh hợp kim Pb-Sb bột hoạt từ phế liệu acquy phương pháp thủy luyện”, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu, Sở KHCN MT Tp HCM 15 Vũ Văn Lệ, (2011), “Hiện trạng giải pháp nâng cao hiệu khai thác, chế biến chì, kẽm”, Tạp chí khoa học công nghệ mỏ số 6/2011, tr22 16 PGS TS Đặng Kim Chi, (2001), “Hóa học môi trưởng”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 17 Lại Văn Hòa, (1996), “Nghiên cứu xác định hàm lượng chì số kim loại máu, tóc công nhân luyện gang công nhân in”, Luận văn tiến sỹ dược, Hà Nội.quả công nghiệp hóa chất Việt Nam” 18 Nguyễn Văn Niệm, Mai Trọng Tú, Bùi Hữu Việt, Nguyễn Anh Tuấn, (2008), ”Đặc điểm địa hóa tác hại sức khỏe cộng đồng nguyên tố chì (Pb) môi trường Việt Nam”, Tạp chí địa chất, loạt A, (309) 19 PGS TS Nguyễn Thị Kim Thái, (2011), “Đánh giá thực trạng quản lý chất thái rắn làng nghề tái chế phế liệu đề xuất giải pháp quản lý”, Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 9/5 – 2011, tr114 20 Trần Văn Trị (chủ biên) nnk, (2000), “Tài nguyên khoáng sản" Việt Nam”, Cục Địa chất khoáng sản Việt Nam, Bộ Công nghiệp nặng, Hà Nội 21 Nguyễn Lương Vũ, (1998), “Khảo sát đánh giá ô nhiễm Chì nước thải đất khu vực Công ty Acqui-Pin Vĩnh Phú”, Luận văn Thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội 22 Best standard – 1001, (2007), “Tiêu chuẩn Nâng cao Mục tiêu Môi trường Bền Vững cho sản xuất pin ắc quy chì” 23 Tập đoàn Hóa chất Việt Nam, (2010), “Quy hoạch phát triển ngành Công nghiệp hóa chất Việt Nam đến năm 2020, có tính đến 2030”." 24 GS TS Đỗ Tất Lợi, “Những thuốc vị thuốc Việt Nam “ Nhà xuất Y học 2004 ,tr 83-84 Vũ Hoàng Minh Thọ 58 11B - QLTNMT ... trình vận chuyển vật chất Chì 44 CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ 46 CHU TRÌNH LUÂN CHUYỂN VẬT CHẤT CHÌ 46 3.1 Tính toán dòng vật chất chu trình 46 3.1.1 Lượng chì dùng... quan tình hình khai thác sử dụng chì Việt Nam Chương 2: Xây dựng chu trình vận chuyển vật chất chì ắc quy chì Chương 3: Kết luận đánh giá chu trình luân chuyển vật chất Vũ Hoàng Minh Thọ 11B - QLTNMT... phẩm chì .42 2.3.1 Xuất chì .42 2.3.2 Nhập chì 42 2.4 Chu trình luân chuyển vật chất chì .44 2.4.1 Mục đích xây dựng chu trình luân chuyển .44 2.4.2 Chu trình