Vale đã sản xuất khoảng 250.000 tấn sản phẩm cát bền vững, được chứng nhận là có thể thay thế cát thường được khai thác trái phép.

Sau 7 năm nghiên cứu và đầu tư khoảng 50 triệu reais, Vale đã phát triển quy trình sản xuất các sản phẩm cát chất lượng cao, có thể sử dụng trong ngành xây dựng. Công ty đã áp dụng quy trình sản xuất sản phẩm cát này vào khu vực khai thác quặng sắt ở Minas Gerais, chuyển đổi vật liệu cát trước đây cần sử dụng phương pháp đắp đập hoặc chất đống thành các sản phẩm có quy trình sản xuất tuân thủ cùng tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng như sản xuất quặng sắt. Năm nay, công ty đã chế biến và sản xuất khoảng 250.000 tấn sản phẩm cát bền vững, và công ty dự định bán hoặc tặng chúng cho việc sản xuất bê tông, vữa, xi măng hoặc lát vỉa hè.

Ông Marcello Spinelli, Phó Chủ tịch điều hành mảng kinh doanh quặng sắt của Vale, cho biết các sản phẩm cát là kết quả của các hoạt động vận hành bền vững hơn. Ông nói: “Dự án này đã thúc đẩy chúng tôi hình thành nền kinh tế tuần hoàn nội bộ. Ngành xây dựng có nhu cầu rất lớn về cát. Các sản phẩm cát của chúng tôi cung cấp một giải pháp thay thế đáng tin cậy cho ngành xây dựng, đồng thời giảm thiểu tác động môi trường và xã hội của việc xử lý chất thải quặng.”

khu vực khai thác Bulkoutu có bãi chứa sản phẩm cát bền vững.

Theo ước tính của Liên Hợp Quốc, nhu cầu cát toàn cầu hàng năm vào khoảng 40 đến 50 tỷ tấn. Cát đã trở thành nguồn tài nguyên thiên nhiên bị khai thác nhiều nhất sau nước, và nguồn tài nguyên này đang bị khai thác bất hợp pháp và mang tính chất bóc lột trên quy mô toàn cầu.

Các sản phẩm cát bền vững của Vale được coi là sản phẩm phụ của quặng sắt. Quặng thô dưới dạng đá khai thác từ tự nhiên trở thành quặng sắt sau nhiều quy trình xử lý vật lý như nghiền, sàng lọc, xay xát và tuyển khoáng trong nhà máy. Sự đổi mới của Vale nằm ở việc tái chế các sản phẩm phụ của quặng sắt trong giai đoạn tuyển khoáng cho đến khi đạt được các yêu cầu chất lượng cần thiết và trở thành sản phẩm thương mại. Trong quy trình tuyển khoáng truyền thống, những vật liệu này sẽ trở thành chất thải, được xử lý bằng cách sử dụng đập hoặc chất thành đống. Giờ đây, mỗi tấn sản phẩm cát được sản xuất đồng nghĩa với việc giảm đi một tấn chất thải.

Các sản phẩm cát được sản xuất từ ​​quá trình chế biến quặng sắt đều được chứng nhận 100%. Chúng có hàm lượng silic cao và hàm lượng sắt cực thấp, đồng thời có độ đồng nhất về thành phần hóa học và kích thước hạt cao. Ông Jefferson Corraide, giám đốc điều hành khu vực hoạt động tích hợp Brucutu và Agualimpa, cho biết loại sản phẩm cát này không nguy hiểm. “Sản phẩm cát của chúng tôi về cơ bản được chế biến bằng phương pháp vật lý, và thành phần hóa học của vật liệu không thay đổi trong quá trình chế biến, do đó sản phẩm không độc hại và vô hại.”

Việc ứng dụng các sản phẩm cát của Vale trong bê tông và vữa gần đây đã được chứng nhận bởi Viện Nghiên cứu Khoa học Brazil (IPT), Falcão Bauer và ConsultareLabCon, ba phòng thí nghiệm chuyên nghiệp.

Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoáng sản Bền vững thuộc Đại học Queensland ở Úc và Đại học Geneva ở Thụy Sĩ đang tiến hành một nghiên cứu độc lập để phân tích đặc điểm của các sản phẩm cát Vale nhằm tìm hiểu xem liệu vật liệu xây dựng thay thế có nguồn gốc từ quặng này có thể trở thành nguồn cát bền vững và giảm đáng kể lượng chất thải do hoạt động khai thác mỏ tạo ra hay không. Các nhà nghiên cứu sử dụng thuật ngữ “cát quặng” để chỉ các sản phẩm cát có nguồn gốc từ phụ phẩm quặng và được sản xuất thông qua quá trình chế biến.

quy mô sản xuất

Vale cam kết bán hoặc tặng hơn 1 triệu tấn sản phẩm cát vào năm 2022. Khách hàng của họ đến từ bốn khu vực bao gồm Minas Gerais, Espirito Santo, Sao Paulo và Brasilia. Công ty dự đoán rằng đến năm 2023, sản lượng sản phẩm cát sẽ đạt 2 triệu tấn.

“Chúng tôi sẵn sàng mở rộng hơn nữa thị trường ứng dụng các sản phẩm cát từ năm 2023. Để phục vụ mục đích này, chúng tôi đã thành lập một đội ngũ chuyên trách đầu tư vào lĩnh vực kinh doanh mới này. Họ sẽ áp dụng quy trình sản xuất sản phẩm cát vào quy trình sản xuất hiện có để đáp ứng nhu cầu thị trường”, ông Rogério Nogueira, Giám đốc Tiếp thị Quặng sắt của Vale, cho biết.

Hiện tại, Vale đang sản xuất các sản phẩm từ cát tại mỏ Brucutu ở San Gonzalo de Abaisau, Minas Gerais, và sẽ bán hoặc tặng chúng.

Các khu vực khai thác khác ở Minas Gerais cũng đang điều chỉnh về môi trường và khai thác để tích hợp quy trình sản xuất cát. “Các khu vực khai thác này sản xuất vật liệu cát có hàm lượng silic cao, có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng tôi đang hợp tác với nhiều tổ chức, bao gồm các trường đại học, trung tâm nghiên cứu và các công ty trong và ngoài nước để phát triển các giải pháp mới nhằm cung cấp nguồn cát thải. Đó là một hướng đi mới.” Ông André Vilhena, giám đốc kinh doanh mới của Vale nhấn mạnh.

Ngoài việc sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có trong khu vực khai thác quặng sắt, Vale cũng đã phát triển một mạng lưới giao thông gồm đường sắt và đường bộ để vận chuyển các sản phẩm cát đến nhiều bang ở Brazil. Ông Verena nói thêm: “Mục tiêu của chúng tôi là đảm bảo tính bền vững của ngành kinh doanh quặng sắt. Thông qua hoạt động kinh doanh mới này, chúng tôi hy vọng sẽ giảm thiểu tác động đến môi trường, đồng thời tìm kiếm cơ hội thúc đẩy việc làm và tăng thu nhập.”

sản phẩm sinh thái

Vale đã tiến hành nghiên cứu về ứng dụng chất thải quặng từ năm 2014. Năm ngoái, công ty đã khai trương Nhà máy Gạch Puku, nhà máy thí điểm đầu tiên sản xuất các sản phẩm xây dựng sử dụng chất thải quặng từ hoạt động khai thác mỏ làm nguyên liệu chính. Nhà máy này nằm trong khu vực khai thác Pico ở Itabilito, Minas Gerais, và nhằm mục đích thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn trong quá trình chế biến quặng sắt.

Trung tâm Giáo dục Khoa học và Công nghệ Liên bang Minas Gerais và Nhà máy Gạch Pico đã khởi động hợp tác kỹ thuật và cử 10 nhà nghiên cứu, bao gồm các giáo sư, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm, sinh viên cao học, đại học và các khóa học kỹ thuật, đến nhà máy. Trong thời gian hợp tác, chúng tôi sẽ làm việc tại khuôn viên nhà máy, và các sản phẩm trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển sẽ không được bán ra bên ngoài.

Vale cũng đang hợp tác với cơ sở Itabira của Đại học Liên bang Itajuba để nghiên cứu phương pháp sử dụng các sản phẩm cát để lát đường. Công ty dự định sẽ tặng các sản phẩm cát cho khu vực địa phương để phục vụ việc lát đường.

Khai thác mỏ bền vững hơn

Bên cạnh việc phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường, Vale cũng đã thực hiện các biện pháp khác để giảm thiểu chất thải và làm cho hoạt động khai thác mỏ bền vững hơn. Công ty cam kết phát triển công nghệ chế biến khô không cần nước. Hiện nay, khoảng 70% sản phẩm quặng sắt của Vale được sản xuất bằng phương pháp chế biến khô, và tỷ lệ này sẽ không thay đổi ngay cả khi công suất hàng năm được tăng lên 400 triệu tấn và các dự án mới được đưa vào hoạt động. Năm 2015, quặng sắt sản xuất bằng phương pháp chế biến khô chỉ chiếm 40% tổng sản lượng.

Việc có thể sử dụng phương pháp chế biến khô hay không phụ thuộc vào chất lượng quặng sắt được khai thác. Quặng sắt ở Carajás có hàm lượng sắt cao (trên 65%), và quá trình chế biến chỉ cần nghiền và sàng lọc theo kích thước hạt.

Hàm lượng sắt trung bình của một số khu vực khai thác ở Minas Gerais là 40%. Phương pháp xử lý truyền thống là tăng hàm lượng sắt trong quặng bằng cách thêm nước vào quá trình tuyển quặng. Hầu hết chất thải thu được được chất đống trong các hồ chứa hoặc hố chứa chất thải. Vale đã sử dụng một công nghệ khác để tuyển quặng sắt có hàm lượng thấp, đó là công nghệ tách từ khô quặng mịn (FDMS). Quá trình tách từ quặng sắt không cần nước, do đó không cần sử dụng hồ chứa chất thải.

Công nghệ tách từ khô cho quặng mịn được phát triển tại Brazil bởi NewSteel, công ty đã được Vale mua lại vào năm 2018, và đã được ứng dụng trong một nhà máy thí điểm ở Minas Gerais. Nhà máy thương mại đầu tiên sẽ được đưa vào sử dụng tại khu vực khai thác Vargem Grande vào năm 2023. Nhà máy sẽ có công suất sản xuất hàng năm là 1,5 triệu tấn và tổng vốn đầu tư là 150 triệu đô la Mỹ.

Một công nghệ khác có thể giảm nhu cầu về đập chứa chất thải quặng là lọc chất thải và lưu trữ chúng trong các đống khô. Sau khi công suất sản xuất quặng sắt hàng năm đạt 400 triệu tấn, phần lớn trong số 60 triệu tấn (chiếm 15% tổng công suất sản xuất) sẽ sử dụng công nghệ này để lọc và lưu trữ chất thải quặng. Vale đã mở một nhà máy lọc chất thải quặng tại khu vực khai thác Great Varzhin và dự kiến ​​sẽ mở thêm ba nhà máy lọc chất thải quặng nữa trong quý đầu tiên năm 2022, một nhà máy nằm ở khu vực khai thác Brucutu và hai nhà máy còn lại nằm ở khu vực khai thác Itabira. Sau đó, quặng sắt được sản xuất bằng quy trình tuyển ướt truyền thống sẽ chỉ chiếm 15% tổng công suất sản xuất, và chất thải quặng được tạo ra sẽ được lưu trữ trong các đập chứa chất thải quặng hoặc các hố khai thác đã ngừng hoạt động.