Đang tải... (xem toàn văn)
Bauxit là một trong những khoáng sản phổ biến trên thế giới để chế biến nhôm kim loại và Việt nam được xác định là một trong những nước có nguồn Bauxit lớn trên thế giới. Theo kết quả điều tra thăm dò địa chất chưa đầy đủ, ở nước ta khoáng sản Bauxit phân bố rộng từ Bắc đến Nam với trữ lượng khoảng 5,5 tỷ tấn quặng nguyên khai, tương đương với 2,4 tỷ tấn quặng tinh; tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (chiếm 91,4%), trong đó Đăk Nông 1,44 tỷ tấn (chiếm 61%). So với các mỏ Bauxit trên thế giới, Bauxit ở Việt Nam được đánh giá có chất lượng trung bình 12. Bùn đỏ là bã thải của quá trình sản xuất nhốm từ quặng bauxit theo phương pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao gồm các hợp chất như sắt, nhôm... và một lượng lớn xút dư thừa do quá trình hòa tan và tách quặng bauxit. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn bẩn”. Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ. Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít người, ven biển để tránh độc hại 12. Đặc biệt ở nước ta hiện nay đang xây dựng nhiều dự án khai thác Bauxite như: Nhân Cơ (Tỉnh Đắc Nông) và Tân Rai (Tỉnh lâm Đồng), cả hai nhà máy đều có công suất 600.000 tấn aluminnăm. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến năm 2015 mỗi năm sản xuất khoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra môi trường 10 triệu tấn bùn đỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ như thế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng trên vùng Tây Nguyên. Hiện tại, ở Việt Nam hầu như chưa có biện pháp hữu hiệu để xử lý cũng như tận dụng nguồn chất thải này. Mặc dù, bên trong bùn đỏ có chứa một số thành phần hóa học rất hữu ích cho các ngành công nghiệp khác như: công nghiệp thép, công nghiệp xi măng, vật liệu xây dựng nhẹ…12. Bên cạnh đó ô nhiễm môi trường nước hiện nay vẫn là một vấn đề được toàn xã hội quan tâm. Cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các chất thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, mạ điện, lọc hóa dầu hay công nghệ dệt nhuộm…, đã tạo ra các nguồn ô nhiễm chính chứa các kim loại nặng độc hại...Trong đó phải kể đến ion Zn2+. Zn là dinh dưỡng thiết yếu nhưng nó sẽ gây ra các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Zn còn có khả năng gây ung thư, gây ngộ độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm 5,13. Để xử lý các kim loại nặng và màu trong nước thải nói chung và ion Zn2+ nói riêng thì có rất nhiều phương pháp, trong đó phương pháp hấp phụ được đánh giá là một phương pháp hữu hiệu. Hiện nay, hướng nghiên cứu các vật liệu hấp phụ là chế tạo các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường và được chế tạo từ các chất thải. Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên nên em chọn hướng nghiên cứu:“Nghiên cứu ứng dụng chất thải bùn đỏ từ quá trình sản xuất bauxit làm chất hấp phụ ion Zn2+”. Việc nghiên cứu đề tài này sẽ giải quyết được hai vấn đề: Giảm được lượng chất thải của quá trình khai thác, chế biến Bauxite. Làm giảm giá thành sản xuất chất hấp phụ cho xử lý môi trường.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẤT THẢI BÙN ĐỎ TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BAUXIT LÀM CHẤT HẤP PHỤ ION Zn 2+ TRONG NƯỚC THẢI” ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP: PHÒNG THÍ NGHIỆM BỘ MÔN LỌC - HÓA DẦU THỜI GIAN THỰC TẬP: 09/06/2014 ĐẾN 20/07/2014 Cán bộ hướng dẫn Sinh viên: Lê Văn Bắc TS. Tống Thị Thanh Hương Lớp: Lọc Dầu A - K54HĐ Mã số sinh viên: 0964040006 Hà Nội – 9/2014 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Quá đợt thực tập tốt nghiệp tại bộ môn Lọc Hóa - Dầu và tìm đề tài làm đồ án tốt nghiệp. Không chỉ giúp em hệ thống lại kiến thức mình đã học mà em còn giúp em mở rộng kiến thức của mình sang các mảng, các lĩnh vực khác nhằm tìm kiếm đề tài làm đồ án tốt nghiệp. Cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những Thầy Cô giáo trường Đại học Mỏ Địa Chất nói chung, và những Thầy Cô giáo trong Khoa Dầu Khí, trong bộ môn Lọc Hóa - Dầu nói riêng. Đặc biệt là cô Ts.Tống Thị Thanh Hương đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, chu đáo và định hướng cho em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp. Em xin trân trọng gửi đến quý thầy cô những lời chúc tốt đẹp nhất. Trong quá trình thực tập tốt nghiệp, cũng như làm báo cáo do vốn kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự quan tâm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 4 tháng 9 năm 2014 Sinh viên thực hiện Lê Văn Bắc Sv: Lê Văn Bắc Page 2 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Sv: Lê Văn Bắc Page 3 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bauxit là một trong những khoáng sản phổ biến trên thế giới để chế biến nhôm kim loại và Việt nam được xác định là một trong những nước có nguồn Bauxit lớn trên thế giới. Theo kết quả điều tra thăm dò địa chất chưa đầy đủ, ở nước ta khoáng sản Bauxit phân bố rộng từ Bắc đến Nam với trữ lượng khoảng 5,5 tỷ tấn quặng nguyên khai, tương đương với 2,4 tỷ tấn quặng tinh; tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (chiếm 91,4%), trong đó Đăk Nông 1,44 tỷ tấn (chiếm 61%). So với các mỏ Bauxit trên thế giới, Bauxit ở Việt Nam được đánh giá có chất lượng trung bình [12]. Bùn đỏ là bã thải của quá trình sản xuất nhốm từ quặng bauxit theo phương pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao gồm các hợp chất như sắt, nhôm và một lượng lớn xút dư thừa do quá trình hòa tan và tách quặng bauxit. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn bẩn”. Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ. Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít người, ven biển để tránh độc hại [12]. Đặc biệt ở nước ta hiện nay đang xây dựng nhiều dự án khai thác Bauxite như: Nhân Cơ (Tỉnh Đắc Nông) và Tân Rai (Tỉnh lâm Đồng), cả hai nhà máy đều có công suất 600.000 tấn alumin/năm. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến năm 2015 mỗi năm sản xuất khoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra môi trường 10 triệu tấn bùn đỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ như thế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng trên vùng Tây Nguyên. Hiện tại, ở Việt Nam hầu như chưa có biện pháp hữu hiệu để xử lý cũng như tận dụng nguồn chất thải này. Mặc dù, bên trong bùn đỏ có chứa một số thành phần hóa học rất hữu ích cho các ngành công nghiệp khác như: công nghiệp thép, công nghiệp xi măng, vật liệu xây dựng nhẹ…[12]. Bên cạnh đó ô nhiễm môi trường nước hiện nay vẫn là một vấn đề được toàn xã hội quan tâm. Cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các chất thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, mạ điện, lọc hóa dầu hay công nghệ dệt nhuộm…, đã tạo ra các nguồn ô nhiễm chính chứa các kim loại nặng độc hại Trong đó phải kể đến ion Zn 2+ . Zn là dinh dưỡng thiết yếu nhưng nó sẽ gây ra các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Zn Sv: Lê Văn Bắc Page 4 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất còn có khả năng gây ung thư, gây ngộ độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm [5,13]. Để xử lý các kim loại nặng và màu trong nước thải nói chung và ion Zn 2+ nói riêng thì có rất nhiều phương pháp, trong đó phương pháp hấp phụ được đánh giá là một phương pháp hữu hiệu. Hiện nay, hướng nghiên cứu các vật liệu hấp phụ là chế tạo các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường và được chế tạo từ các chất thải. Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên nên em chọn hướng nghiên cứu:“Nghiên cứu ứng dụng chất thải bùn đỏ từ quá trình sản xuất bauxit làm chất hấp phụ ion Zn 2+ ”. Việc nghiên cứu đề tài này sẽ giải quyết được hai vấn đề: − Giảm được lượng chất thải của quá trình khai thác, chế biến Bauxite. − Làm giảm giá thành sản xuất chất hấp phụ cho xử lý môi trường. CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ BAUXIT. 1.1.1 Giới thiệu về bauxit. Bauxit là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá Sv: Lê Văn Bắc Page 5 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất trình xói mòn. Quặng bauxit phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới. Từ bauxit có thể tách ra alumin (Al 2 O 3 ), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân, chiếm 95% lượng bauxit được khai thác trên thế giới. Tên gọi của loại quặng nhôm này được đặt theo tên gọi làng Les Baux-de-Provence ở miền nam nước Pháp, tại đây nó được nhà địa chất học là Pierre Berthier phát hiện lần đầu tiên năm 1821. Thành phần hóa học chủ yếu là Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaO, TiO 2 , MgO… trong đó, Al 2 O 3 là thành phần chính của quặng. 1.1.2 Tình hình khai thác và sản xuất bauxite ở Việt Nam và trên thế giới. 1.1.2.1 Tình hình khai thác và sản xuất bauxit trên thế giới. Theo công bố của cục khảo sát địa chất Mỹ vào tháng 1 năm 2009 thì tiềm năng bauxite của toàn thế giới khoảng 55 – 75 tỷ tấn, phân bố trên các châu lục như bảng 1.1 [12]. Bảng 1.1 Phân bố các trữ lượng ở các Châu lục STT Châu lục Tỷ lệ phân bố (%) 1 Châu Phi 33 2 Châu Đại Dương 24 3 Châu Mỹ và Carribe 22 4 Châu Á 15 5 Các nơi khác 6 Trên thế giới có khoảng 40 nước có bauxit, trong đó những nước có tiềm năng lớn hàng đầu được trình bày ở bảng 1.2: Bảng 1.2 Các nước có tiềm năng lớn hàng đầu về bauxit STT Tên nước Trữ lượng Bauxit (10 9 tấn) 1 Guinea 8,6 2 Australia 7,8 3 Việt Nam 5,5 4 Brazil 2,5 5 Jamaica 2,5 6 Trung Quốc 2,3 7 Ấn Độ 1,4 Ứng dụng chủ yếu của Bauxite là làm nguyên liệu cho công nghiệp luyện nhôm. Ngành công nghiệp sản xuất nhôm kim loại tiêu thụ khoảng 85% quặng Bauxit trên toàn thế giới. Phần Bauxit còn lại được sử dụng trong 2 lĩnh vực chính là sản xuất Alumin chuyên dụng ( 10% ) bao gồm Alumin nung và Alumin hoạt hóa, và sản xuất vật liệu chịu lửa ( 5%). Ví dụ như là gạch chịu lửa, xi măng chịu lửa và các vật liệu mài [13]. Tình hình sản xuất bauxit trên thế giới được thể hiện ở bảng 1.3: Bảng 1.3 Khai thác bauxit trên thế giới [14,15] (Đơn vị : 1000 tấn) TT Quốc gia Sản lượng khai thác Trữ lượng Trữ lượng Sv: Lê Văn Bắc Page 6 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất khai thác ban đầu2007 2008 1 Hoa Kỳ - - 20 000 40 000 2 Australia 62400 63 000 5 800 000 7 900 000 3 Braxin 24 800 25 000 1 900 000 2 500 000 4 Trung Quốc 30 000 32 000 700 000 2 300 000 5 Hy Lạp 2 220 2 200 600 000 650 000 6 Guinea 18 000 18 000 7 400 000 8 600 000 7 Guyana 1 600 1 600 700 000 900 000 8 Ấn Độ 19 200 20 000 770 000 1 400 000 9 Jamaica 14 600 15 000 2 000 000 2 500 000 10 Kazakhstan 4 800 4 800 360 000 450 000 11 Nga 6 400 6 400 200 000 250 000 12 Suriname 4 900 4 500 580 000 600 000 13 Venezuela 5 900 5 900 320 000 350 000 14 Việt Nam 30 30 2 100 000 5 400 000 15 Các nước khác 7 150 6 800 3 200 000 3 800 000 16 Tổng cả thế giới (làm tròn) 202 000 205 000 27 000 000 38 000 000 Theo đánh giá của AOA VAMI RUSAL (Nga), sản lượng alumin (nhôm oxit) của thế giới năm 2007 đạt 74,7 triệu tấn, tăng 6,9% so với năm 2006 và tăng 40,1% so với năm 2000. Sự tăng trưởng mạnh mẽ sản lượng alumin đạt được là do nhu cầu về nhôm tăng mạnh, đặc biệt là từ nhu cầu của Trung Quốc và các quốc gia thuộc Mỹ La tinh. Cũng theo dự báo của RUSAL sản lượng alumin trên thế giới giai đoạn 2008-2014 sẽ tăng khoảng 50 triệu tấn. Phần lớn alumin được giao dịch trên thị trường Thế giới thông qua những hợp đồng dài hạn, chỉ có một phần nhỏ, khoảng 10% tham gia vào thị trường trôi nổi. Giá alumin trên thị trường dao động bằng khoảng từ 11-15% so với giá nhôm. Nhóm Broc Hunt nghiên cứu thị trường alumin thế giới và cho ra một dự báo dài hạn về thị trường alumin đến năm 2020 theo bảng dưới đây: Bảng 1.4 Dự báo về thị trường alumin đến năm 2020 [14] Đơn vị: Triệu tấn 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2020 Sản lượng 97,7 100,5 104,0 107,0 113,4 118,3 126,8 129,3 148,7 Nhu cầu 95,7 99,4 101,8 107,5 113,1 118,8 127,1 130,3 148,3 Thừa/T hiếu 2,0 1,1 2,1 -0,5 0,3 -0,5 -0,3 -1,0 0,4 Sv: Lê Văn Bắc Page 7 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1.1.2.1 Tình hình khai thác và chế biến Bauxit ở Việt Nam. Việt Nam được xác định là một trong những nước có nguồn tài nguyên bauxit vào loại lớn trên thế giới, tổng trữ lượng và tài nguyên dự báo khoảng 5,5 tỷ tấn, trong đó khu vực miền Bắc khoảng 91 triệu tấn, còn lại tập trung chủ yếu ở khu vực miền Nam khoảng 5,4 tỷ tấn (chiếm 98% tổng trữ lượng cả nước), trong đó gồm Đăk Nông khoảng 3,42 tỷ tấn (chiếm 60% tổng trữ lượng); Lâm Đồng khoảng 975 triệu tấn (chiếm 19%); Gia Lai - Kon Tum khoảng 806 triệu tấn (chiếm 12%) và Bình Phước khoảng 217 triệu tấn (chiếm 5%) và một số khu vực ven biển Quảng Ngãi và Phú Yên [1,11,12]. Hình 1.1 Sự phân bố quặng bauxit tại Việt Nam Đây là yếu tố quan trọng và quyết định việc phát triển ngành công nghiệp khai thác bauxit, sản xuất alumin và nhôm kim loại của Việt Nam [1]. Việt Nam có hai loại hình quặng boxit: − Loại quặng bơsmit và diaspo, tập trung chủ yếu ở Miền Bắc Việt Nam, phân bố ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Giang). Tổng trữ lượng dự đoán khoảng trên 350 triệu tấn, hàm lượng nhôm dao động trong khoảng 39-65 %. Modul silic (Al2O3/SiO2) bằng 5-8. − Loại quặng gipsit, tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên và Miền Nam Việt Nam, với tổng trữ lượng ước tính khoảng 7,6 tỷ tấn. Tuy nhiên, trừ những khu mỏ lớn ở Lâm Đồng, trữ lượng quặng còn lại được phân bố dàn trải, vỉa quặng không dày và hầu hết đều nằm trong các vùng canh tác nông, lâm nghiệp, nên sẽ có những khó khăn nhất định trong quá trình khai thác để sản xuất nhôm quy mô lớn, do đụng chạm trực tiếp đến việc sử dụng đất canh tác, vấn đề cân bằng nước mặt, vấn đề quặng thải, vấn đề nước thải và nói chung là vấn đề sinh thái. Mặc dù nước ta có tiềm năng về bauxit nhưng ngành công nghiệp khai thác bauxit ở nước ta còn mới và rất nhỏ bé. Quặng bauxit cung cấp cho nhà máy Hóa Sv: Lê Văn Bắc Page 8 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chất Tân Bình mới chỉ dùng để sản xuất nhôm hydroxit. Nếu chỉ tính riêng ngoại tệ để nhập nhôm kim loại, hàng năm nước ta phải chi một lượng ngoại tệ lớn như sau [20,21]. − Năm 2000 : khoảng 160 triệu USD − Năm 2005 : khoảng 250 triệu USD − Năm 2010 : khoảng 390 triệu USD − Năm 2015 : khoảng 480 triệu USD Hiện nay thì nước ta đã và đang xây dựng 2 thêm nhà máy khai thác và chế biến Bauxite: Nhân Cơ (Tỉnh Đắc Nông) với công suất 600.000 tấn/năm và Tân Rai (Tỉnh lâm Đồng) với công suất 600.000 tấn/năm [15]. 1.1.2. Quy trình Bayer – Nguồn gốc sinh ra bùn đỏ. Từ khi được phát minh đến nay, công nghệ Baye vẫn chiếm chủ đạo trong công nghiệp sản xuất alumin của thế giới. Hiện nay và dự báo trong tương lai, khoảng 90% sản lượng alumin của thế giới vẫn được sản xuất bằng công nghệ này. Hiện nay, trên thế giới vẫn tồn tại 2 công nghệ Bayer sản xuất alumin từ bauxit. Công nghệ bayer Châu Âu và công nghệ bayer Châu Mỹ. Bauxit dạng gipxit (hydratgilit) dễ dàng tách thì chỉ cần áp dụng công nghệ Bayer của Châu Mỹ, bauxit khó hòa tách như bơmit hay diaspor thường phải áp dụng công nghệ Bayer của Châu Âu hoặc kết hợp công nghệ Bayer với thiêu kết hoặc thiêu kết đối với bauxit diaspor chứa nhiều silic. Bùn đỏ là chất thải sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm bằng quy trình Bayer. Bản chất của phương pháp Bayer là việc sử dụng dung dịch kiềm đặc NaOH ở nhiệt độ cao để hòa tan chọn lọc các khoáng vật nhôm hidroxit có trong quặng bauxit, được tóm tắt trong các phương trình 1.1, 1.2, 1.3 dưới đây. Nhiệt độ của phản ứng còn tùy thuộc vào thành phần của gibbsite (γ-Al(OH) 3 ), boehmite (γ-Al(O)OH), và diaspore (α-Al(O)OH) trong quặng bauxit. Bauxit có hàm lượng gibbsite cao thì đòi hỏi nhiệt độ hòa tách thấp hơn (khoảng 145 – 175 o C), trong khi với hàm lượng boehmite và diaspore cao thì cần hòa tách ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 175 – 245 o C) và nồng độ kiềm mạnh hơn. Hòa tách: Al(OH) 3(s) + NaOH (aq) Na + Al(OH) 4(aq) - (Gibbsitic bauxit) (1.1) AlO(OH) (s) + NaOH (aq) + H 2 O Na + Al(OH) 4(aq) - (Boehmitic bauxit) (1.2) Kết tủa: Na + Al(OH) 4(aq) - Al(OH) 3(s) + NaOH (aq) ( 1.3) Tạo alumin: 2Al(OH) 3(s) Al 2 O 3 + 3H 2 O (1.4) Sản phẩm của quy trình tạo ra dung dịch natri aluminat và phần bã rắn không tan (gồm 45% dịch lỏng và 55% cặn bùn), hay còn gọi là bùn đỏ, được tách ra bằng Sv: Lê Văn Bắc Page 9 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất phương pháp lắng gạn. Thông thường cứ mỗi tấn nhôm được sản xuất ra thì có khoảng 1 – 1.5 tấn bùn đỏ, do đó lượng bùn đỏ thải ra hàng năm là rất lớn. Bùn đỏ có độ kiềm rất lớn (pH khoảng 10 – 13) nên đòi hỏi phải trung hòa về pH < 9 (tốt nhất là khoảng 8.5 – 8.9) trước khi được thải ra môi trường. Phần dung dịch lỏng của bùn đỏ vẫn còn chứa một lượng tương đối cao aluminium và một số anion của kim loại chuyển tiếp khác. Một số trong số chúng có thể gây hại cho môi trường, do đó chúng phải được loại bỏ trước khi thải vào môi trường. Sơ đồ nguyên lý dây chuyền công nghệ kiềm Bayer được giới thiệu trong hình dưới đây: Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất alumin theo phương pháp kiềm Bayer Sự khác nhau về tính chất lý, hóa và khoáng vật của bùn đỏ là do nguồn quặng bauxit và quá trình hòa tách được sử dụng. Nhìn chung, thành phần của bùn đỏ còn chủ yếu là các sắt oxit (hematite, goethite), boehmite, một số aluminium hydroxit, canxi oxit, titan oxit (anatase và rutile), thạch anh, sodalite. Những thành phần này giúp cho bùn đỏ có độ bền hóa học và giúp tạo nên bùn đỏ có độ hoạt động bề mặt cao Sv: Lê Văn Bắc Page 10 [...]... hấp phụ ion Zn 2+ trong nước của bùn đỏ được xử lý ở các thời gian khác nhau − Nghiên cứu, đánh giá khả năng hấp phụ ion Zn2+ trong nước của mẫu bùn đỏ hoạt hóa − Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ của mẫu bùn đỏ hoạt hóa đối với ion Zn2+ (pH, lượng bùn đỏ ban đầu đem hấp phụ và thời gian hấp phụ) − Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ − Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm 2.3 HÓA CHẤT... Địa chất Bùn đỏ cũng được sử dụng làm nguyên liệu cho việc sản xuất gốm sứ, bột màu, sơn: do hàm lượng oxit sắt cao, bùn đỏ dùng làm chất tạo màu cho gạch, bê tông, sơn, thủy tinh Ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý nước: hấp phụ các anion như F -, NO3-, PO43- [5, 12], hấp phụ các kim loại nặng [10, 12], hấp phụ thuốc nhuộm [8], hấp phụ các hợp chất hữu cơ khác như phenol…, hay các vi khuẩn, virus trong nước. .. khuẩn, virus trong nước Ứng dụng làm vật liệu xử lý khói thải của các quá trình công nghiệp [5] Ứng dụng làm chất xúc tác cho các quá trình hidro hóa, clo hóa hay xúc tác oxi hóa hidrocacbon…[13] 1.2.6 Bùn đỏ từ nhà máy hóa chất Tân Bình Ở Việt Nam, nhà máy hóa chất Tân Bình cũng sản xuất aluminium hidroxit từ quạng bauxit Lâm Đồng theo phương pháp Bayer Thành phần hóa học chủ yếu của Bauxit Lâm Đồng được... (%) H: là hiệu suất hấp phụ ion Zn bằng bùn đỏ hoạt hóa C0: là nồng độ ion Zn2+ ban đầu (mg/L) 2+ Page 31 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Ce: là nồng độ ion Zn2+ còn lại sau hấp phụ (mg/L) 2.6.2 Tải trọng hấp phụ của bùn đỏ đối với ion Zn 2+ Tải trọng hấp phụ của bùn đỏ đối với phenol được tính theo công thức: qe = Trong đó: (C0 − Ce ).V (mg / g ) m qe: tải trọng hấp phụ (mg/g) C0: nồng... khai áp dụng còn nhiều hạn chế và phụ thuộc điều kiện tại chỗ của từng quốc gia, từng địa phương Các ứng dụng bùn đỏ có thể thấy được trong nhiều lĩnh vực như là: Vật liệu xây dựng, thu hồi một số kim loại có giá trị, cải tạo làm đất trồng, sản xuất gốm sứ, sản xuất sơn và bột màu, làm chất hấp phụ, chất xúc tác… Trong lĩnh vực vật liệu xây dựng đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng bùn đỏ là nguyên... này cho phép chất nhiều hơn từ 4-5 lần so với phương pháp thải bùn đỏ dạng huyền phù không lọc Nhược điểm Sv: Lê Văn Bắc Page 16 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất − Chi phí theo phương pháp này có thể cao hơn 30% so với phương pháp thải bùn không lọc do nhu cầu năng lượng cao hơn cho khâu lọc, bơm và hóa chất làm dẻo và xử lý ổn định bùn đỏ − Trong trường hợp bùn đỏ lọc quá chậm thì.. .Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÙN ĐỎ 1.2.1 Khái niệm Bùn đỏ là sản phẩm thải rắn của quá trình tuyển rửa quặng bauxit để tách alumin, tiền chất quan trọng cho công nghiệp sản xuất nhôm Bùn đỏ là hỗn hợp của xút dư có lẫn tạp chất là các oxit kim loại và muối vô cơ rắn Loại bùn này có màu đỏ do sự có mặt của các ion sắt bị oxi hóa với thành phần... bề mặt Sự hấp phụ các anion đơn giản, các anion oxi, các ion hữu cơ trên các oxit sắt đã được nghiên cứu rộng rãi Sự hấp phụ các anion trên các oxit sắt có thể xảy ra trường hợp đặc trưng cũng như không đặc trưng Sự hấp phụ đặc trưng liên quan đến sự thay thế của các nhóm hydroxyl bề mặt bằng ligand chất hấp phụ Đó là hấp phụ hóa học, hấp phụ trao đổi ion Các ion chất hấp phụ đặc trưng làm thay đổi... chứa ion Zn 2+ với nồng độ ban đầu C 0 = 24,7 mg/L có pH = 6 - Khuấy từ ở tốc độ không đổi 300 rpm trong vòng 8h và sau đó ly tâm trong 5 phút ở 3000 rpm để tách phần dung dịch lỏng ra - Dịch lỏng được xác định nồng độ ion Zn2+ còn lại sau khi hấp phụ 2.6 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 2.6.1 Hiệu suất hấp phụ ion Zn2+ Hiệu suất hấp phụ ion Zn2+ bằng bùn đỏ hoạt hóa (vật liệu hấp phụ) được tính như sau: H= Trong. .. Văn Bắc Page 18 Báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất khoa học, công nghệ với các nước đã có thực tế, đã được tổng kết và đặc biệt cần lưu ý tới các tác động về môi trường và xã hội trong quá trình thực hiện 1.2.5 Ứng dụng của bùn đỏ Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu nhằm tìm ra các biện pháp hữu hiệu hơn để sử dụng bùn đỏ Có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng bùn đỏ theo nhiều . Bauxit có hàm lượng gibbsite cao thì đòi hỏi nhiệt độ hòa tách thấp hơn (khoảng 145 – 175 o C), trong khi với hàm lượng boehmite và diaspore cao thì cần hòa tách ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 175 – 245 o C) và. phương pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao gồm các hợp chất như sắt,. mưa được bay hơi, phần khác sẽ chảy đi không gây ra hậu quả do hàm lượng chất rắn của bùn đỏ cao. Hào bao quanh bãi thải cần được xây dựng để dẫn nước mưa. − Sau khi thải đầy bãi thải từ 2-3 tuần,