Bài 3. Quy trình thủ công tái chế kim loại và một số ngành nghề liên quan đến hóa học tại địa phương - Chuyên đề Hóa học 12 Chân trời sáng tạo

MĐ

Hầu hết kim loại có thể tái chế từ nguồn phế liệu kim loại tương ứng. Tái chế kim loại là gì? Quy trình tái chế kim loại như thế nào? Tác động môi trường của quy trình tái chế thủ công kim loại ra sao?

Phương pháp giải:

Nêu khái niệm tái chế kim loại, nêu quy trình tái chế kim loại và các tác động của quy trình tái chế thủ công kim loại tới môi trường.

Lời giải chi tiết:

- Tái chế kim loại là quá trình chuyển đổi các vật liệu kim loại đã qua sử dụng, rác thải kim loại … thành sản phẩm mới đem lại lợi ích cho con người.

- Quy trình chung trong tái chế kim loại gồm: 

Thu gom → Phân loại, làm sạch → Băm nghiền → Nấu chảy → Tinh chế → Đúc.

- Hoạt động tái chế kim loại thủ công thường tác động tiêu cực đến môi trường và con người (không xử lí chất thải, khí thải và nước thải một cách triệt để).

TL1

Tại sao tái chế kim loại lại giúp tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí carbon dioxide?

Phương pháp giải:

Quá trình khai thác kim loại từ quặng làm phát thải lượng lớn khí carbon dioxide. Năng lượng điện được sử dụng trong quá trình tinh chế kim loại từ quặng nhiều hơn so với năng lượng điện được sử dụng trong quá trình tái chế kim loại.

Lời giải chi tiết:

- Tái chế kim loại giúp tiết kiệm năng lượng vì năng lượng điện được sử dụng trong quá trình này ít hơn so với năng lượng điện được sử dụng trong quá trình tinh chế kim loại từ quặng.

- Tái chế kim loại giúp giảm phát thải khí carbon dioxide vì lượng khí CO2 phát thải trong quá trình này ít hơn lượng khí CO2 phát thải trong quá trình tinh chế kim loại từ quặng.

- Ví dụ: Sản xuất nhôm từ quặng cần năng lượng điện là 45 kWh/kg nhôm trong khi sản xuất nhôm từ phế liệu nhôm chỉ cần 2,8 kWh/kg nhôm. Tính trung bình, quá trình sản xuất nhôm từ quặng phát thải 12 kg CO2/ kg nhôm, trong khi sản xuất nhôm từ phế liệu chỉ phát thải 0,6 kg CO2/ kg nhôm.

TL1

Theo em, quy định phân loại rác thải trong phạm vi từng hộ gia đình có tác động thế nào đến quá trình thu gom phế liệu khi tiến hành tái chế kim loại?

Phương pháp giải:

Trong quy trình tái chế kim loại có khâu phân loại. Phân loại rác thải giúp giảm chi phí và thời gian phân loại, tăng chất lượng phế liệu.

Lời giải chi tiết:

Tác động của quy định phân loại rác thải trong phạm vi từng hộ gia đình đến quá trình thu gom phế liệu khi tiến hành tái chế kim loại:

- Giúp tăng hiệu quả thu gom: thu gom kim loại hiệu quả hơn, không cần phải phân loại lại từ các loại rác tổng hợp.

- Tăng chất lượng nguồn nguyên liệu tái chế: giúp phế liệu ít bị ô nhiễm, dính bẩn bởi các loại rác thải khác.

- Tiết kiệm chi phí: giảm thời gian và chi phí cho quá trình thu gom, phân loại.

TL2

Việc tái chế kim loại đóng vai trò quan trọng như thế nào trong đời sống?

Phương pháp giải:

Nêu ý nghĩa của việc tái chế kim loại.

Lời giải chi tiết:

1. Tiết kiệm tài nguyên

Ngày nay, sau một thời gian dài khai thác tài nguyên thiên nhiên, trữ lượng khoáng sản ngày càng cạn kiệt, nguồn quặng dùng cho sản xuất kim loại ngày càng khan hiếm và tăng giá. Do vậy, tái chế kim loại là giải pháp phát triển bền vững, giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên, đem lại lợi ích lâu dài cho các thế hệ hiện tại và tương lai.

2. Tiết kiệm năng lượng

Quy trình tái chế kim loại (quy trình thứ cấp) thường cho chi phí sản xuất thấp hơn nhiều so với quy trình sản xuất từ quặng (quy trình sơ cấp).

3. Bảo vệ môi trường

Quá trình tái chế kim loại thường sử dụng ít nhiên liệu hơn, phát thải khí nhà kính ít hơn và giảm thiểu sử dụng đất để chôn lấp phế liệu, bảo tồn hệ sinh thái,... so với sản xuất kim loại từ quặng.

4. Tạo việc làm, thu nhập cho người lao động

Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã quan tâm, đầu tư cho ngành công nghiệp tái chế kim loại, mang lại cơ hội việc làm cho hàng triệu lao động tham gia vào các khẩu từ thu gom, phân loại tới gia công ở các nhà máy, cơ sở sản xuất.

5. Thúc đẩy sử dụng công nghệ xanh và mô hình kinh tế tuần hoàn

Hiện nay, các nhà máy tái chế kim loại được trang bị công nghệ ngày càng tiên tiến để làm sạch khí thải bằng cách loại bỏ bụi, hợp chất có tính acid (HCl, HF, SO2...), chất hữu cơ dễ bay hơi, dioxin và furan,...

Khi các công nghệ tái chế hiện đại được áp dụng triệt để, kim loại thu được ở cuối các quy trình tái chế sẽ có chất lượng tương đương kim loại sản xuất từ quặng.

CH tr 18

Hãy tìm hiểu và cho biết nguồn gốc, ý nghĩa của biểu tượng này.

Phương pháp giải:

Tìm hiểu thông tin qua Internet.

Lời giải chi tiết:

- Nguồn gốc: biểu tượng tái chế ban đầu được thiết kế vào năm 1970 bởi Gary Anderson, sinh viên năm cuối tại Đại học Nam California để gửi tới Hội Nghị Thiết kế Quốc tế như một phần của cuộc thi dành cho học sinh trung học và đại học do Tập đoàn Container Hoa Kỳ tài trợ.

- Ý nghĩa biểu tượng: Mỗi mũi tên trong số ba mũi tên có thể biểu thị một bước trong quy trình ba bước tạo thành một vòng khép kín, vòng lặp tái chế.

+ Bước đầu tiên là việc thu thập các vật liệu sẽ được tái chế. Các vật liệu thu thập được làm sạch và phân loại để tái sử dụng.

+ Quy trình sản xuất là mũi tên thứ hai trong biểu tượng tái chế. Các vật liệu có thể tái chế được sản xuất thành các sản phẩm mới để bán lẻ hoặc thương mại.

+ Bước thứ ba là việc mua và sử dụng thực tế các sản phẩm được làm từ vật liệu tái chế.

+ Và cứ thế vòng lặp được diễn ra một cách tuần hoàn.

VD

Tại sao các làng nghề tái chế kim loại thủ công thường gây ra những tác động xấu đến môi trường?

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm công cụ và thiết bị tái chế kim loại thô sơ của làng nghề thủ công.

Lời giải chi tiết:

Tái chế kim loại thủ công được chế tạo theo quy trình đơn giản bằng các công cụ và thiết bị thô sơ tại hộ gia đình hay cơ sở sản xuất nhỏ. Vì vậy, người sản xuất thường không có đủ điều kiện đầu tư đồng bộ để bảo đảm hiệu quả, chất lượng và an toàn. Từ đó, hoạt động tái chế kim loại thủ công thường tác động tiêu cực đến môi trường và con người (không xử lí chất thải, khí thải và nước thải một cách triệt để).

BT1

Cho các phát biểu sau về vai trò của tái chế kim loại:

a) Giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên.

b) Giúp tiết kiệm năng lượng.

c) Giúp giảm lượng rác thải chôn lấp.

d) Giúp hạn chế các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.

e) Giúp giải quyết việc làm cho người lao động.

Số phát biểu đúng là

A. 2.                      B. 3.                          C. 4.                                      D. 5.

Phương pháp giải:

Vai trò của tái chế kim loại:

+ Tiết kiệm tài nguyên

+ Tiết kiệm năng lượng

+ Bảo vệ môi trường

+ Tạo việc làm, thu nhập cho người lao động

+ Thúc đẩy sử dụng công nghệ xanh và mô hình kinh tế tuần hoàn

Lời giải chi tiết:

Tất cả phát biểu trên đều đúng.

→ Chọn D.

BT2

Nhôm có thể được tái chế từ các phế liệu nhôm như vỏ lon nhôm, chậu nhôm,... Việc tái chế nhôm có lợi ích gì so với việc điều chế nhôm từ quặng?

Phương pháp giải:

Quá trình khai thác kim loại từ quặng làm phát thải lượng lớn khí carbon dioxide. Năng lượng điện được sử dụng trong quá trình tinh chế kim loại từ quặng nhiều hơn so với năng lượng điện được sử dụng trong quá trình tái chế kim loại.

Lời giải chi tiết:

Việc tái chế nhôm mang lại nhiều lợi ích so với việc điều chế nhôm từ quặng:

- Tiết kiệm năng lượng hơn: Sản xuất nhôm từ quặng cần năng lượng điện là 45 kWh/kg nhôm trong khi sản xuất nhôm từ phế liệu nhôm chỉ cần 2,8 kWh/kg nhôm.

- Bảo vệ môi trường hơn: Trung bình, quá trình sản xuất nhôm từ quặng phát thải 12 kg CO2/ kg nhôm, trong khi sản xuất nhôm từ phế liệu chỉ phát thải 0,6 kg CO2/ kg nhôm.

- Tiết kiệm tài nguyên: Tái chế kim loại giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên, đem lại lợi ích lâu dài cho thế hệ hiện tại và tương lai.

Ngoài ra việc tái chế nhôm từ phế liệu còn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất kim loại, tạo việc làm cho người lao động, giảm thiểu diện tích bãi chứa phế liệu kim loại và hạn chế ô nhiễm nguồn nước ngầm …