Mở ra mỏ vàng cát sạch từ sáng chế 'rửa' mặn cát biển

Chiều muộn một ngày cuối tháng, điện thoại đổ chuông, đầu dây bên kia vang lên hồ hởi: "Anh lại nhận giải nữa rồi – lần này là giải thưởng toàn cầu của tổ chức Sở hữu Trí tuệ thế giới (WIPO) đấy..."

Tôi nhận ra ông với chất giọng miền Nam đầm ấm - kỹ sư Võ Tấn Dũng, Giám đốc Công ty Cát sạch Phan Thành - Người từng nếm trải những thất bại cay đắng, thậm chí phá sản vì đam mê máy móc và ý tưởng "lạ đời" làm cát sạch.

Ông chính là người biến cát biển thành cát sạch đạt chuẩn xây dựng với sáng chế mang tính đột phá: Dây chuyền "Công nghệ tuyển rửa cát biển nhiễm mặn thành cát sạch xây dựng đạt tiêu chuẩn TCVN 7570:2006" được Cục sở hữu Trí tuệ Bộ KHCN cấp bằng độc quyền sáng chế. Sáng chế này ứng dụng vào thực tế đã đạt nhiều giải thưởng trong nước, quốc tế và bằng khen của Thủ tướng các thời kỳ.

Sáng chế "rửa" mặn cho cát biển, góp phần đáp ứng nguồn vật liệu, tiết kiệm chi phí cho các dự án hạ tầng, xây dựng.

Thôi thúc từ nỗi ám ảnh với cát "bẩn"

Nhớ lại một ngày hè tháng 8/2019, tại ấp Bãi Vòng (Phú Quốc), tôi có dịp tận mắt xem dây chuyền rửa cát vận hành khép kín: Từ hút cát mặn, va đập, chà xát, sàng lọc cho đến thu gom cát thành phẩm.

Theo đó, cát biển được hút lên, va đập, chà xát, sàng, rửa lọc liên tục – cho ra thành phẩm vàng óng, mịn màng, hoàn toàn không còn mùi mặn.

Ông Dũng trong bộ đồ bảo hộ sẫm màu, khuôn mặt sạm nắng, trong tiếng máy rền vang, vừa lau mồ hôi vừa giải thích: "Đây là dây chuyền tuyển rửa cát biển đầu tiên mà chúng tôi đưa vào ứng dụng thực tiễn. Không hóa chất, điều khiển tự động, vận hành đơn giản, cát ra sạch, chuẩn kỹ thuật, dùng được cho mọi công trình".

Kỹ sư, nhà sáng chế máy tuyển rửa cát biển Võ Tấn Dũng, Giám đốc Công ty Cát sạch Phan Thành.

Từng là kỹ sư thi công, ông thấm thía sự bất cập khi dùng cát "nguyên khai" nhiều bùn sét, tạp chất. Sản phẩm này, sau khi thi công, tường dễ bị thấm, sơn bong tróc, bê tông nứt nẻ… Mỗi lần như vậy, chi phí sửa chữa sẽ đội lên gấp đôi. Điều đó ám ảnh thôi thúc ông mày mò thiết bị rửa cát, cải tiến dần thành dây chuyền hoàn chỉnh.

Với công suất 100 - 300 m%/giờ, công đoạn tuyển rửa đã loại bỏ được ion clo và tạp chất qua cơ chế cơ lý khép kín, không dùng hóa chất. Đặc biệt là có thể loại bỏ tới 98% tạp chất và muối chỉ sau một lần xử lý. Nhờ vậy, sản phẩm đủ điều kiện dùng cho bê tông, vữa xây dựng và đặc biệt cần thiết cho vùng biển và hải đảo, giúp tự chủ vật liệu xây dựng, giảm áp lực lên tài nguyên sông ngòi.

Dây truyền tuyển rửa cát sạch.

Tiết kiệm lớn cho dự án xây dựng

"Trong bối cảnh nguồn cát sông phục vụ cho sự phát triển của ngành xây dựng dần cạn kiệt thì việc sử dụng cát biển qua xử lý đạt tiêu chuẩn cát xây dựng để thay thế được xem là một giải pháp hiệu quả", ông Lê Việt Hùng, Phó giám đốc Trung tâm Xi Măng - Bê tông, Viện Vật liệu Xây dựng (VLXD) chia sẻ.

Theo tính toán, dây chuyền xử lý cát biển có thể tiết kiệm 80.000–250.000 đồng/m³ chi phí vận chuyển, nhất là đối với các đảo xa; giảm từ 10–17% lượng xi măng nhờ chất lượng cát đầu vào ổn định; tăng tuổi thọ công trình lên hơn 100 năm, giảm thấm, rêu mốc, bảo trì tốn kém.

Ngoài ra, việc khai thác cát biển thay vì cát sông, còn giúp giảm áp lực lên nguồn nước ngọt, hạn chế sạt lở bờ sông, một vấn nạn nghiêm trọng ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).

Ông Trần Văn Hữu, hộ dân ở xã Hàm Ninh, Phú Quốc chia sẻ: "Từ 2020 nhà tôi xây bằng cát sạch Phan Thành, giờ chưa hỏng gì cả. Trước hay bong sơn, thấm nước, giờ thì khô ráo quanh năm."

Đặc biệt, các công trình công như trạm y tế, trường học, trụ sở xã đảo cũng có thể sử dụng vật liệu đạt chuẩn mà không cần vận chuyển từ đất liền, giúp giảm chi phí ngân sách, nâng cao chất lượng đầu tư công.

Góp mặt nhiều công trình trong nước, quốc tế

Theo đại diện Bộ Xây dựng, dây truyền được chuẩn hóa theo Thông tư 04/2023/TT-BXD, công nghệ rửa cát biển có thể được nhân rộng tại hàng trăm địa phương ven biển, tạo nên ngành công nghiệp chế biến cát sạch phục vụ nội địa và xuất khẩu.

Công đoạn thành phẩm cát sạch Phan Thành.

TS. Nguyễn Quang Hiệp, Viện trưởng Viện VLXD cho biết: "Hiện nay hệ thống TCVN cơ bản đầy đủ các loại cát sử dụng cho bê tông và vữa. Viện VLXD cũng đã lấy mẫu và phân tích chất lượng của sản phẩm cát biển chế biến của dây truyền công nghệ này theo TCVN 13754:2023".

Và cát biển (cát nhiễm mặn) được sử dụng làm VLXD và vật liệu san lấp ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Singapore, UAE…, tạo nên các công trình lớn được thế giới biết đến.

Ở Việt Nam, cát biển đã được sử dụng làm vật liệu san lấp cho các dự án tại một số địa phương như: Khu công nghiệp Đình Vũ, Khu đô thị Đồi Rồng, Khu đô thị Cát Bà (thành phố Hải Phòng); Khu đô thị Hạ Long Xanh và Khu công nghiệp Quảng Yên (tỉnh Quảng Ninh); Khu đô thị biển Phú Cường (tỉnh Kiên Giang)...

Dự báo, nhu cầu vật liệu san lấp phục vụ các dự án lấn biển đang triển khai khoảng 130 - 140 triệu m3 (chưa kế nhu cầu san lấp đường giao thông, nâng cao đê chắn sóng…) và khu đô thị ven biển hàng chục triệu m3 cát biển làm san lấp.

"Mô hình này hoàn toàn có thể nhân rộng tại các tỉnh ven biển như Bến Tre, Sóc Trăng, Quảng Ngãi. Tuy nhiên vẫn phải đảm bảo quan trắc để tránh ảnh hưởng đến môi trường đất, nước và cây trồng xung quanh" ông Hiệp nhấn mạnh.

Sáng chế góp phần bảo vệ tài nguyên

Theo báo cáo của Bộ Xây dựng, Việt Nam đang đối mặt với nguy cơ khan hiếm cát xây dựng do khai thác quá mức. Nhiều nơi như ĐBSCL sạt lở nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hàng ngàn hộ dân.

Trong bối cảnh đó, mỗi m3 cát sạch thành phẩm sau xử lý không chỉ có giá trị kinh tế cao hơn mà còn tạo công ăn việc làm cho người dân địa phương, góp phần xóa đói giảm nghèo. Từ đây, ngành công nghiệp chế biến cát có thể hình thành, với tiềm năng xuất khẩu lớn, nhất là khi nhiều nước cũng đang thiếu cát xây dựng.

Mạng lưới máy tuyển rửa cát sạch hình thành, sẽ giảm áp lực lên cát sông, tạo thêm nguồn lực phát triển hạ tầng vùng sâu vùng xa. Theo đó, Thông tư số 04 của Bộ Xây dựng ban hành Quy chuẩn quốc gia về sản phẩm hàng hóa, VLXD quy định đối với cát tự nhiên dùng cho bê tông và vữa, cát sạch từ biển có thể trở thành nguồn vật liệu chủ lực trong các gói thầu xây dựng lớn, các công trình trọng điểm quốc gia, thậm chí tham gia vào chuỗi sản xuất sản phẩm VLXD phục vụ thị trường xuất khẩu.

Ông Lương Văn Hùng, Vụ KHCN MT&VLXD Bộ Xây dựng cho biết: Công nghệ tuyển rửa cát sạch của Công ty Cát Sạch Phan Thành phù hợp với Quyết định số 126/QĐ-TTg ngày 25/01/2019 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt "Đề án phát triển vật liệu xây dựng phục vụ các công trình ven biển và hải đảo đến 2025".

Sáng chế này góp phần đảm bảo đáp ứng kịp thời về nguồn vật liệu cho các dự án đường cao tốc, xây dựng hạ tầng giao thông kết nối các vùng, cảng biển, cửa khẩu, khu vực cụm công nghiệp vùng ĐBSCL cũng như đáp ứng nhu cầu VLXD, vật liệu san lấp nền móng các công trình cơ sở hạ tầng khác trong vùng.

Mộc Miên