SINOCRACK - Bột nở tách đá - soundless stone cracking agent - expansive

1. Thành phần hoá học và cơ chế hoạt động

1.1. Thành phần hoá học chính

• Chủ yếu là oxit canxi (CaO), thường chiếm tỉ lệ cao, có thể dao động từ 70–85% tuỳ công thức của mỗi nhà sản xuất.
• Có thể chứa một phần oxit magie (MgO) hoặc oxit sắt (Fe2O3), SiO2, Al2O3 với hàm lượng nhỏ. Các oxit này đóng vai trò điều chỉnh tốc độ thuỷ hoá và kiểm soát quá trình trương nở, tránh nứt vỡ đột ngột hoặc giảm tính ổn định của sản phẩm.
• Một số loại có thêm phụ gia và chất ổn định, giúp kéo dài hoặc rút ngắn thời gian phát triển lực nở, phù hợp với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm môi trường thi công khác nhau.

1.2. Cơ chế hoá học

• Phản ứng chủ đạo là phản ứng thuỷ hoá của CaO:

CaO+H2​O→Ca(OH)2​+nhiệt

• Quá trình này tỏa nhiệt và làm tăng thể tích. Khi chuyển từ CaO sang Ca(OH)2​, thể tích tăng đáng kể (có thể tới 80–100% tuỳ công thức).
• Khi được trộn với nước và đổ vào lỗ khoan trên đá, vữa sau khi đông kết sẽ sinh lực nở rất mạnh, thường có thể đạt áp lực > 30 MPa (tương đương hàng ngàn tấn/m²), đủ để phá vỡ khối đá/ bê tông/ quặng.

1.3. Tính chất vật lý quan trọng

• Dạng bột mịn (powder), màu xám trắng hoặc xám tro tuỳ tạp chất.
• Khối lượng riêng trung bình trong khoảng 3.1–3.3 g/cm³ (tương đương CaO).
• Độ kiềm (pH) cao khi hoà tan hoặc trộn với nước, thường pH > 12.
• Độ ẩm: cần bảo quản nơi khô ráo, nếu không bột sẽ dễ bị hút ẩm, vón cục, giảm/biến đổi hoạt tính trương nở.
• Nhiệt độ bảo quản khuyến nghị thường trong khoảng 5–30 °C, tránh môi trường quá ẩm hoặc quá nóng.

2. Ứng dụng và ưu điểm trong phá đá/quặng

2.1. Quy trình sử dụng chung

1. Khoan lỗ trên bề mặt đá/quặng cần phá. Đường kính lỗ khoan thường từ 32–50 mm (tuỳ cỡ). Khoảng cách lỗ khoan tuỳ thuộc độ cứng và kết cấu của đá (thường 30–50 cm).
2. Pha trộn bột với nước theo tỉ lệ nhà sản xuất khuyến nghị (thường 1 kg bột : 0,3–0,35 lít nước). Trộn đều để không tạo bọt khí lớn hoặc vón cục.
3. Rót (đổ) vữa vào lỗ khoan, lưu ý không để vữa tràn ra ngoài, giữ bề mặt miệng lỗ cao hơn một chút để bột không bị co xuống khi đông kết.
4. Chờ quá trình trương nở: tuỳ nhiệt độ môi trường, tốc độ phát triển lực nở có thể mất từ 6–24 giờ hoặc hơn. Đá/quặng sẽ xuất hiện vết nứt dọc theo vị trí lỗ khoan hoặc theo các mặt yếu.

2.2. Ưu điểm so với thuốc nổ

• An toàn và ít nguy hiểm: không gây chấn động, không sinh ra sóng xung kích, mảnh văng, hoặc tiếng nổ lớn.
• Không yêu cầu giấy phép nổ mìn: giảm thủ tục pháp lý và chi phí về an ninh vật liệu nổ.
• Giảm ô nhiễm (tiếng ồn, bụi): phù hợp với những khu vực gần khu dân cư hoặc công trình cần giảm rung chấn.
• Dễ kiểm soát hướng nứt: dựa vào bố trí lỗ khoan, người vận hành có thể tạo đường nứt đá theo mong muốn.
• Bảo vệ môi trường, ít ảnh hưởng đến hệ sinh thái hơn so với nổ mìn thường xuyên.

2.3. Lưu ý an toàn

• Phản ứng rất kiềm và sinh nhiệt cao: cần mang găng tay, kính bảo hộ, quần áo bảo hộ.
• Nên tránh để da tiếp xúc trực tiếp với bột ướt vì dễ gây bỏng hoá học.
• Tránh hít phải bụi bột (có thể gây kích ứng đường hô hấp).
• Không để nước rơi vãi/đọng trên bề mặt bột trong bao, tránh bột bị kết tảng gây lãng phí hoặc mất tác dụng.

3. Ứng dụng trong ngành công nghiệp khai thác vàng (Au) từ quặng

Trong khai thác vàng, có nhiều giai đoạn đập, nghiền, tách quặng trước khi đưa vào các quy trình hoà tách (vichemgold), tuyển trọng lực, hoặc tuyển nổi. Sản phẩm bột nở tách đá (SINO-CRACK) có thể được ứng dụng ở một số bước:

1. Phá vỡ quặng kích thước lớn:
   • Trong hầm mỏ (underground mine) hoặc mỏ lộ thiên (open-pit mine) có các khối quặng lớn, khó tách bằng cắt máy hoặc búa đập thủ công. Việc khoan lỗ, dùng bột nở thay thế mìn sẽ an toàn, ít rung chấn, bảo vệ kết cấu chung của mỏ.
   • Giảm nguy cơ sập lò, đặc biệt trong những khu mỏ cũ hoặc vùng địa hình nguy hiểm.
2. Cắt khối quặng theo chiều mong muốn:
   • Với đặc điểm không nổ, bột nở cho phép chia cắt khối đá/quặng chính xác theo vị trí yêu cầu (ví dụ mở đường hầm, lấy mẫu lớn).
   • Tiết kiệm thời gian và công sức, nhất là ở những vị trí cần độ chính xác cao, hoặc trong môi trường hẹp, không thể sử dụng thuốc nổ an toàn.
3. Chuẩn bị cho quá trình nghiền, xay:
   • Sau khi bột nở phá khối quặng thành những tảng nhỏ, quá trình nghiền trong máy nghiền bi/ nghiền hàm sẽ tiết kiệm năng lượng hơn, nâng cao hiệu suất.
   • Giúp chủ động khống chế kích cỡ quặng đầu vào các công đoạn chế biến tiếp theo (chẳng hạn Vichemgold, heap leaching, hoặc amalgamation với thuỷ ngân ở phương pháp truyền thống – mặc dù ngày nay ít được khuyến khích do độc tính).
4. Giảm chi phí vận chuyển và xử lý:
   • Khi tảng đá/quặng đã được phân mảnh hợp lý, chi phí vận chuyển quặng từ mỏ đến nhà máy chế biến hoặc bãi tập kết giảm đáng kể do trọng lượng quặng rời dễ sắp xếp hơn, ít khoảng trống.
   • Hạn chế rủi ro vỡ bất ngờ hoặc rung lắc nguy hiểm trong quá trình vận chuyển.
5. Bảo vệ môi trường, giảm bụi:
   • Việc dùng bột nở hạn chế lượng bụi mịn phát sinh đột ngột so với nổ mìn, đặc biệt quan trọng ở mỏ vàng nằm gần khu dân cư hoặc khu vực nhạy cảm về môi trường (lưu vực sông, rừng bảo tồn…).

4. Tổng kết

• Chất phá đá không dùng thuốc nổ (như SINO-CRACK) chủ yếu dựa trên phản ứng thuỷ hoá của CaO (và một số oxit khác) để tạo lực nở lớn, bẻ tách đá/quặng mà không gây rung chấn, tiếng ồn.
• Tính chất hoá lý: dạng bột mịn, rất kiềm, nhạy cảm với nước, sinh nhiệt và tăng thể tích lớn khi thuỷ hoá.
• Cách dùng: khoan lỗ, trộn bột với nước, rót vào và đợi phản ứng xảy ra. Quá trình nứt vỡ có thể kéo dài từ 6–24 giờ (hoặc hơn), tuỳ loại sản phẩm và nhiệt độ môi trường.
• Ứng dụng trong khai thác vàng: thay thế hoặc hỗ trợ nổ mìn để phá khối quặng lớn, giảm chi phí, giảm rủi ro, tối ưu cho quá trình nghiền, tách vàng. Việc phá quặng bằng bột nở đặc biệt hữu ích ở những khu vực cần kiểm soát độ rung, đảm bảo an toàn thiết bị và nhân công.