Các mỏ đá cứng chủ yếu được khai thác để sản xuất cốt liệu đá dăm, thường cũng tạo ra vật liệu mịn không bán được. Các mỏ đá này thường là bán vĩnh viễn chỉ khai thác được trong vài thập kỷ, với công suất lớn và tại một địa điểm cố định, tạo điều kiện thuận lợi cho quy định và thực thi quy định.

Nhà máy sản xuất cát nhân tạo ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất

Hình minh họa một nhà máy sản xuất cát ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, sản phẩm được bán ra trên toàn cầu.

Trong trường hợp này, khi thiết bị nghiền mịn được bổ sung cho mỏ đá cứng với mức đầu tư thấp, cát nhân tạo có thể được sản xuất bằng cách nghiền tiếp các sản phẩm phụ để tạo ra cát chất lượng cao. Nghiền mịn có thể đạt được bằng cách sử dụng máy nghiền cát (VSI), như thấy qua ở đây hoặc sử dụng công nghệ con lăn nghiền.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể thu được sản phẩm cuối cùng có chất lượng để sử dụng cho các mục đích khác nhau bằng cách nghiền va đập tốc độ cao; máy nghiền tạo hình li tâm trục đứng mang lại sự ổn định và hình dáng cho vật liệu với chất lượng gần giống với cát tự nhiên. Hình dạng hạt của sản phẩm cuối cùng càng chất lượng thì hiệu quả của nó trong hỗn hợp bê tông, nhựa đường và hỗn hợp cơ bản càng tốt. Máy thổi khí được sử dụng để loại bỏ lượng hạt mịn và bụi không cần thiết khỏi sản phẩm, hoặc có thể loại bỏ bằng máy rửa cát.

Ưu điểm của cát nhân tạo so với cát tự nhiên là khả năng sản xuất với hình dạng và kích thước hạt chính xác. Khi được sử dụng trong bê tông, có thể tiết kiệm sử dụng xi măng mà vẫn đạt được bê tông có chất lượng, độ bền và độ toàn vẹn cấu trúc tối ưu. Không hoàn toàn loại bỏ các tác động đến môi trường, nhưng nó có thể mang lại những lợi ích tiềm năng bền vững đáng kể so với cát sông khai thác trái phép. Một số lượng cát nhân tạo đã được sản xuất ở các tỉnh Kiên Giang và An Giang.

Nếu giá cát sông tăng cao (do can thiệp và/hoặc quy định, như ở Ấn Độ), đây có thể là động lực tài chính mạnh mẽ để đầu tư vào thiết bị sản xuất cát nhân tạo nhằm tiết kiệm chi phí hơn so với cát tự nhiên đang chịu các chế độ quản lý và thực thi mạnh mẽ. Cát nhân tạo không chứa bùn và sét, và hạt đặc hơn cát tự nhiên. Nó cũng có độ bền uốn cao hơn, chống mài mòn tốt hơn, trọng lượng riêng cao hơn và độ thấm thấp hơn. Sau thời gian làm quen ban đầu, các nhà thầu nay đã thích cát nhân tạo hơn cát tự nhiên vì chúng cho phép họ sản xuất bê tông cao cấp hơn với chi phí thấp hơn, đặc biệt là nhờ giảm được lượng xi măng cho bê tông hiệu suất cao. Ví dụ, các nhà sản xuất bê tông trộn sẵn ở Yangon, Myanmar thích sử dụng cát nhân tạo hơn là cát được cung cấp từ sà lan khai thác dưới lòng sông ở Irrawaddy cho các loại bê tông kết cấu có thông số kỹ thuật cao hoặc cho các nhà thầu quốc tế yêu cầu cao, mặc dù giá cát nhân tạo cao hơn.Một ví dụ nổi bật về việc chuyển từ cát tự nhiên sang cát nhân tạo là ở Hyderabad, thành phố thủ phủ của bang Telangana, trung tâm công nghệ của Ấn Độ, nơi tốc độ phát triển nhanh chóng tạo áp lực lớn lên sự phát triển kết cấu hạ tầng khu vực. Thành phố từ lâu đã gặp nhiều khó khăn về nguồn cung cát sông, nhưng các chính sách của chính phủ đã cấm sử dụng cát sông vì tình trạng cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và tác hại của việc nạo vét và khai thác đá bừa bãi ở lòng sông trở thành mối đe dọa lớn đối với môi trường. Hiện đang có chuyển đổi nhanh chóng từ cát tự nhiên sang cát nhân tạo, đem đến lợi ích đcho tất cả các bên liên quan.

Giá cát tự nhiên trong năm 2018

Giá cát tự nhiên năm 2018 tại các bang khác nhau của Ấn Độ. Giá này cũng chịu ảnh hưởng một phần từ kinh tế. Giá cát của Ấn Độ những năm gần đây biến động lớn khắp tiểu lục địa do sự sẵn có của nguồn nguyên liệu và các hạn chế trong việc cấp phép. Khi khai thác cát sông bị cấm ở nhiều thành phố của Ấn Độ vào năm 2017, giá cát giao tận nơi đã tăng đột biến (xem hình bên trái hiển thị giá năm 2018) thay đổi theo hệ số hơn 7 lần từ 38 đô la Mỹ/tấn ở Mumbai đến 5,40 đô la Mỹ/tấn ở Andhra Pradesh.

Như đã mô tả ở trên, tại các thị trường giá cao, các đơn vị khai thác mỏ đá cứng đã phản ứng bằng cách đầu tư vào máy nghiền cát để sản xuất cát nhân tạo. Do đó, hiện nay không còn tình trạng thiếu hụt và giá cát tính cả vận chuyển ở Mumbai đã ổn định ở mức 9,50 đô la Mỹ/tấn. Các quốc gia khác (như Trung Quốc và Malaysia) cũng có các bài học kinh nghiệm tốt tương tự. Trên thực tế, việc chuyển đổitừ cát tự nhiên sang cát nhân tạo đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới

Vũ Đức Tùng