Thông qua việc thực hiện nhiệm vụ khoa học - công nghệ: “Hoàn thiện công nghệ sản xuất thiếc 99,99% Sn bằng phương pháp điện phân tinh luyện có màng ngăn”, TS. Đinh Thị Thu Hiên cùng các cộng sự của mình đã nghiên cứu thành công nghệ này, đạt được nhiều kết quả khả thi, giúp tăng lợi nhuận, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, chi phí nhân công, sản xuất…

Hình ảnh xưởng điện phân​ (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)

Bắt tay thực hiện dự án, nhóm nghiên cứu đã đặt ra mục tiêu làm chủ được công nghệ sản xuất thiếc 99,99% bằng phương pháp điện phân tinh luyện, quy mô công nghiệp có màng ngăn từ thiếc 99,75%. Để thực hiện được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống dây chuyền thiết bị, điện phân tinh luyện bán tự động để sản xuất thiếc quy mô 240 tấn/năm, đồng thời đảm bảo các tiêu chuẩn của môi trường. 

Chia sẻ trên Trang tin Hoạt động khoa học công nghệ ngành Công Thương, TS. Đinh Thị Thu Hiên - Chủ nhiệm dự án chia sẻ: “Trong quá trình tinh luyện thiếc 99,99% có hai sản phẩn phụ chứa thiếc sinh ra đó là tàn cực dương và bùn anot của quá trình điện phân tinh luyện thiếc. Tàn cực dương chiếm khoảng 10 ¸ 15%, thậm chí đến 20% lượng thiếc đưa vào điện phân tinh luyện. Lượng tàn cực này sau khi điện phân sẽ được quay vòng lại để nấu chảy lại và đúc điện cực anot, do đó dự án sẽ không thử nghiệm nghiên cứu quá trình thu hồi thiếc ở tàn cực dương”.

Ngoài ra trong quá trình điện phân tinh luyện, bùn anot sinh ra chiếm từ 1 ¸ 5% khối lượng anot đưa vào điện phân. Tỷ lệ này thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng tạp có trong thiếc thô. Thành phần bùn anot thiếc chủ yếu chứa thiếc và một số nguyên tố kim loại khác như chì, antimon, bitmut, đồng, v.v... "Đây chính là sản phẩm phụ chứa thiếc và các kim loại khác cần thu hồi trong quá trình điện phân tinh luyện thiếc 99,99%" - TS. Đinh Thị Thu Hiên giải thích.

Cũng theo TS. Đinh Thị Thu Hiên, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty TNHH Một thành viên Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên để sản xuất thử nghiệm thiếc 99,99% Sn. Kết quả, đã sản xuất được 200,6432 tấn sản phẩm, bao gồm 139,6108 tấn sản phẩm sản xuất từ nguyên liệu của Công ty và 61,0324 tấn sản phẩm từ nguyên liệu của khách hàng đưa đến gia công. Tổng doanh thu sau khi bán sản phẩm là gần 62 tỷ đồng.

TS. Đinh Thị Thu Hiên chia sẻ, dự án sau khi đưa vào sản xuất, trừ chi phí, lợi nhuận ròng thu được là gần 500 triệu đồng, giúp giảm chi phí một số khâu không cần thiết trong quá trình luyện thiếc. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng đã đề xuất, xây dựng nhiều khung hướng dẫn, để doanh nghiệp có thể áp dụng vào quá trình sản xuất của mình.

“Công nghệ điện phân thiếc 99,99% có độ ổn định cao. Công ty có thể chuyển toàn bộ hệ thống điện phân thiếc hiện nay để sản xuất thiếc 99,99% mà không cần phải đầu tư thêm thiết bị, mà chỉ cần điều chỉnh công nghệ, làm sạch môi trường sản xuất, đào tạo lại công nhân...Với thiết bị như hiện nay, mỗi năm có thể sản xuất được 600-700 tấn sản phẩm thiếc 99,99%. Khi chuyển toàn bộ dây chuyền sang sản xuất thiếc 99,99% sẽ giảm được chi phí sản xuất cố định, trong giá thành đơn vị sản phẩm như: chi phí khấu hao, chi phí quản lý. Ngoài ra, Viện có thể chuyển giao công nghệ điện phân thiếc 99,99% cho các cơ sở sản xuất thiếc trong nước” - TS Đinh Thị Thu Hiên nói.

Cũng trong khuôn khổ thực hiện dự án, nhóm nghiên cứu đã đề xuất xây dựng, hướng dẫn an toàn lao động trong sản xuất, xây dựng quy trình và hướng dẫn quy trình vận hành thiết bị, an toàn lao động trong sản xuất điện phân thiếc; đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân vận hành, các cán bộ quản lý và công nhân xưởng điện phân thiếc của Công ty TNHH Một thành viên Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên. Sau khi dự án kết thúc, những công nhân, cán bộ được đào tạo đã có thể tự làm chủ và tự tổ chức sản xuất thiếc 99,99%.

Dự án đã hoàn thành mục tiêu đặt ra là làm chủ được công nghệ sản xuất thiếc 99,99% từ thiếc 99,75% bằng phương pháp điện phân tinh luyện, quy mô công nghiệp. Khả năng tiêu thụ thiếc 99,99% ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong công nghệ sản xuất đồ hộp, thiết bị công nghệ, điện tử thông minh... Hiện nay, nguồn khoáng sản quặng thiếc ngày càng cạn kiệt, nên sản lượng khai thác, chế biến thiếc ngày càng giảm, chi phí sản xuất ngày càng cao. Chính vì vậy, việc áp dụng công nghệ sản xuất tiên tiến nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng tính cạnh tranh là một trong những vấn đề các doanh nghiệp trong ngành luyện kim đang hướng đến.