Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nung đến trình ổn định hóa rắn bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng Bùi Thị Huế Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Khoa học môi trường; Mã số 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Năm bảo vệ: 2013 Keywords Khoa học môi trường; Môi trường; Nhiệt độ; Bùn đỏ; Vật liệu xây dựng Content MỞ ĐẦU Việt Nam ba nước có trữ lượng quặng bauxite đứng đầu giới, đến bauxite trở thành nguồn tài nguyên quan trọng Việt Nam Phần lớn trữ lượng bauxite Việt Nam tập trung Tây Nguyên, đặc biệt tỉnh phía Nam Tây Nguyên Lâm Đồng Đắc Nông [6] Hiện nay, Việt Nam bắt đầu triển khai xây dựng hai nhà máy sản xuất alumin đầu tiên, công suất 600.000 tấn/năm: nhà máy alumin Tân Rai nhà máy alumin Nhân Cơ Nhà máy vào hoạt động thử nghiệm cuối năm 2012 nhà máy thứ hai theo kế hoạch bắt đầu hoạt động sản xuất vào năm 2014 Tuy nhiên, vấn đề bất cập lớn triển khai dự án nhôm Tây Nguyên vấn đề môi trường sinh thái Các chuyên gia nước thành viên Hội đồng tương trợ kinh tế xem xét dự án nhôm Việt Nam khuôn khổ hợp tác đa phương song phương cho dự án có ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường sinh thái khu vực diện rộng [50] Khi khai thác bauxite, trước mắt bắt buộc phải phá huỷ toàn thảm thực vật để bốc lớp đất phủ bề mặt lớp khoáng vật chứa bauxite với độ sâu hết chiều dày thân quặng Toàn vùng đồi núi dần biến thành đất trống, khơng có khả trồng trọt khơng giữ độ ẩm Một vấn đề quan trọng mà tất nước sản xuất alumin quan tâm vấn đề bùn thải trình chế biến quặng, gọi bùn đỏ Đặc trưng bùn đỏ có pH cao có kích thước hạt mịn, nhỏ 1mm Do đó, bùn thải khơ dễ phát tán bụi vào khơng khí gây ô nhiễm, tiếp xúc với bụi gây bệnh da, mắt Nước thải từ bùn nước chảy tràn qua hồ bùn đỏ tiếp xúc với da gây tác hại ăn mòn da, gây độ nhờn làm da khơ ráp, sưng tấy, loét mủ vết xước da [8] Đặc biệt, nguy gây ô nhiễm nguồn nước ngầm cao lưu giữ bùn với khối lượng lớn thời gian dài Lượng bùn phát tán mùi hơi, hóa chất gây nhiễm, ăn mòn loại vật liệu Một số thành phần hóa học bùn đỏ: Fe2O3, Al2O3, SiO2 TiO2, Na2O, K2O, CaO số nguyên tố kim loại có giá trị như: V, Ga Bên cạnh đó, bùn đỏ chứa số ngun tố phóng xạ, kim loại nặng, chất thải nguy hại, oxalate gây tác động xấu cho sức khỏe người môi trường [8] Trước kia, để lưu trữ bùn đỏ, hầu hết nhà máy sản xuất alumin chứa bùn đỏ ao mở nước bay chiết xuất kiềm Phải vài năm, trình tự nhiên kết thúc bùn khơ lại chôn cất trộn với đất Tuy nhiên, sau cố vỡ bể chứa bùn đỏ nhà máy sản xuất nhôm miền Tây Hungary hậu cho thấy việc chứa bùn đỏ chưa phải giải pháp tốt, mà phải tìm giải pháp hữu hiệu để xử lý, làm giảm nguy cơ, rủi ro bùn đỏ đến mơi trường, sử dụng chất thải loại nguyên vật liệu cho trình sản xuất tạo sản phẩm khác, mang lại lợi ích kinh tế khơng gây tác động xấu đến sức khỏe người môi trường Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: ―Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nung đến trình ổn định hóa rắn bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng” cần thiết để tận dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng Đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung gồm: - Nghiên cứu trình sản xuất thành phần bùn đỏ hai nhà máy Nhân Cơ Tân Rai - Xây dựng quy trình sử dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng - Xác định đặc tính lý, cấu trúc vật liệu - Thử độ an toàn vật liệu Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Khoa học công nghệ (2001), TCVN 6866:2001 - An toàn xạ Giới hạn liều nhân viên xạ dân chúng Bộ tài nguyên môi trường (2009), QCVN 07: 2009 - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia ngưỡng chất thải nguy hại Trần Ngọc Dư (2012), ―Xử lý bùn đỏ chất thải sau q trình cơng nghệ chế biến quặng bauxite‖, Giải pháp công nghệ mới, thân thiện môi trường, Tạp chí Mơi trường thị Việt Nam, 75(3), tr 29-31 Hồ Sĩ Giao, Mai Thế Toản (2008), ―Dự án khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên vấn đề môi trường‖, Tài nguyên Môi trường, (7), tr.51 Lưu Đức Hải, Trần Văn Quy, Nguyễn Xuân Huân, Trần Văn Sơn (2012), ―Nghiên cứu số đặc tính hóa học vật lý bùn đỏ nhằm định hướng sản xuất vật liệu xây dựng‖, Tạp chí khoa học ĐHQG, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28(4S), tr 53-60 Lưu Đức Hải (2012), ―Thu thập số liệu, tư liệu công nghệ sản xuất alumin, thành phần tính chất bùn đỏ tư liệu nước‖, Nghiên cứu khả chế tạo vật liệu xây dựng TF bùn đỏ phát sinh công nghệ sản xuất alumin Tây Nguyên, Đại Học Quốc gia Hà Nội Lê Thanh Hải (2007), ―Nghiên cứu xử lý tái sử dụng số loại bùn thải chứa kim loại nặng ứng dụng q trình ổn định hóa rắn‖, Tạp chí phát triển Khoa học Cơng nghệ, 10(1), tr 55-60 Nguyễn Mạnh Khải (2012), ―Nghiên cứu tác động độc hại nguy gây tác động môi trường bùn đỏ‖, Nghiên cứu khả chế tạo vật liệu xây dựng TF bùn đỏ phát sinh công nghệ sản xuất alumin Tây Nguyên, Đại Học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Minh (2012), ―Thu thập phân tích phương pháp quy trình cơng nghệ sử dụng bùn đỏ để sản xuất vật liệu xây dựng‖, Nghiên cứu khả chế tạo vật liệu xây dựng TF bùn đỏ phát sinh công nghệ sản xuất alumin Tây Nguyên, Đại Học Quốc gia Hà Nội 10 Minh Quang (2009), ―Dự án khai thác bauxite Đăk Nông – Cơ hội cho địa phương nghèo‖, Tài ngun Mơi trường, (9), tr.28 11 Trần Văn Sơn (2012), ―Thiết lập quy trình cơng nghệ sử dụng bùn đỏ để sản xuất gạch xây gốm nung‖, Nghiên cứu khả chế tạo vật liệu xây dựng TF bùn đỏ phát sinh công nghệ sản xuất alumin Tây Nguyên, Đại Học Quốc gia Hà Nội 12 TCVN 1451:1998 - Gạch đặc đất sét nung 13 TCVN 6355-2:2009 - Xác định cường độ nén 14 TCVN 6355-3:2009 - Xác định cường độ uốn 15 TCVN 6355-4:2009 - Xác định độ hút nước 16 TCVN 6476:1999 - Gạch bê tông tự chèn 17 TCVN 6477:1999 - Gạch block tự chèn 18 Tổng cơng ty khống sản (2006), ―Đánh giá tác động môi trường Tổ hợp bauxite Lâm Đồng‖ 19 Tổng Cục Địa chất Khoáng sản (2011), Điều tra đánh giá tổng thể tiềm quặng bauxite, quặng sắt laterit miền Nam Việt Nam, Hà Nội 20 Bùi Cách Tuyến, Mai Thế Toản (2009), ―Công nghiệp khai thác Bauxite - sản xuất alumina - nhôm khu vực Tây Nguyên: Tiềm thách thức‖, Tạp chí tài ngun Mơi trường, (8), tr 12 21 Nguyễn Thành Vạn (2012), ―Tài nguyên bauxite Việt Nam phát triển bền vững‖ 22 Nguyễn Khắc Vinh (2009), ―Tài nguyên bauxite Thế giới Việt Nam‖, Tạp chí tài ngun mơi trường (số 7), tr 49-51 Tiếng Anh 23 A Collazo, D Fernández, M Izquierdo, X.R Nóvoa, C Pérez (2005), ―Evaluation of red mud as surface treatment for carbon steel prior painting‖, Progress in Organic Coatings, (52), pp 351–358 24 B Koumanova, M Drame, aqueous solutions M Popangelova (1997), ―Phosphate using red mud wasted in removal bauxite Bayer's from process‖, Resources, Conservation and Recycling, (19), pp 11- 20 25 C Klauber, M Gräfe, G Power (2011), ―Bauxite residue issues: II options for residue utilization‖, Hydrometallurgy, (108), pp 11 – 32 26 Claudia Brunori, Carlo Cremisini, Paolo Massanisso (2005), ―Reuse of a treated red mud bauxite waste: studies on environmental compatibility‖, Journal of Hazardous Materials (B117), pp 55–63 27 D Tuazon , G.D Corder (2008), ―Life cycle assessment of seawater neutralised red mud for treatment of acid mine drainage‖, Resources, Conservation and Recycling, (52), pp 1307–1314 28 ẫdith Poulin , Jean-Franỗois Blais, Guy Mercier (2008), Transformation of red mud from aluminium industry into a coagulant for wastewater treatment‖, Hydrometallurg, (92), pp 16–25 29 Hanifi Binic, Orhan Aksogan, Derya Bakbak (2009), ―Sound insulation of fibre reinforced mud brick walls‖, Construction and Building Materials, (23), pp 1035– 1041 30 Houda Mekki, Michael Anderso, Mourad Benzina (2008), ―Valorization of olive mill wastewater by its incorporation in building bricks‖, Journal of Hazardous Materials, 158), pp 308315 31 Hỹlya Genỗ-Fuhrman, Jens Christian Tjell (2004), ―Increasing the arsenate adsorption capacity of neutralized red mud‖, Journal of Colloid and Interface Science, (271), pp 313–320 32 Li Zhong, Yifei Zhang Yi Zhang (2009), ―Extraction of alumina and sodium oxide from red mud by a mild hydro-chemical process‖, Journal of Hazardous Materials, (172), pp 1629–1634 33 LIU Chang-jun, LI Yan-zhong, LUAN Zhao-kun (2007), ―Adsorption removal of phosphate from aqueous solution by active red mud‖, Journal of Environmental Sciences, (19), pp 1166–1170 34 M Giugliano and A Paggi j' (1985), ―Use of tannery sludge in brick production‖, Waste Management & Research, (3), pp 361 -368 35 Mária Omastová, Jan Proken (2007), ―Synthesis and characterization of red mud/polyaniline composites: Electrical properties and thermal stability‖, European Polymer Journal, (43), pp 2471–2480 36 Ran Zhang, Shili Zheng, Shuhua Ma, Yi Zhang (2011), ―Recovery of alumina and alkali in Bayer red mud by the formation of andradite - grossular hydrogarnet in hydrothermal process‖, Journal of Hazardous Materials, (189), pp 827–835 37 S.P Raut, R.V Ralegaonkar, S.A Mandavgane (2011), ―Development of sustainable construction material using industrial and agricultural solid waste: A review of waste-create bricks‖, Construction and Building Materials, (25), pp 4037–4042 38 Shaobin Wang, H.M Ang, M.O Tadé (2008), ―Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes‖, Chemosphere, (72), pp 1621–1635 39 Snigdha Sushil, Vidya S Batra (2008), ―Catalytic applications of red mud, an aluminium industry waste: A review‖, Applied Catalysis B: Environmental, (81), pp 64–77 40 Soo-Jin Park, Byung-Ryul Jun (2005), ―Improvement of red mud polymer-matrix nanocomposites by red mud‖, Journal of Colloid and Interface Science, (284), pp 204–209 41 U Danis (2005), ―Chromate removal from water using red mud and crossflow microfiltration‖, Desalination, (181), pp 135-143 42 V Jobbágy , J Somlai, J Kovács, G Szeiler, T Kovács (2009), ―Dependence of radon emanation of red mud bauxite processing wastes on heat treatment‖, Journal of Hazardous Materials, (172), pp 1258–1263 43 Wanchao Liu, Jiak uan Yang (2009), ―Application of Bayer red mud for iron recovery and building material production from alumosilicate residues‖, Journal of Hazardous Materials, (161), pp 474–478 44 Weiwei Huang, Shaobin Wang, Zhonghua Zhu (2008), ―Phosphate removal from wastewater using red mud‖, Journal of Hazardous Materials, (158), pp 35–42 45 Xiaoming Liu, Na Zhang, Henghu Sun, Jixiu Zhang (2011), ―Structural investigation relating to the cementitious activity of bauxite residue — Red mud‖, Cement and Concrete Research, (41), pp 847– 853 46 Yanju Liu, Ravi Naidu, Hui Ming (2011), ―Red mud as an amendment for pollutants in solid and liquid phases‖, Geoderma, (163), pp –12 47 Ying Zhao, Jun Wang, Zhaok un Luan (2009), ―Removal of phosphate from aqueous solution by red mud using a factorial design‖, Journal of Hazardous Materials, (165), pp 1193–1199 48 Ying Zhao , Lie-yu Zhang, Fan Ni, Beidou Xi (2011), ―Evaluation of a novel composite inorganic coagulant prepared by red mud for phosphate removal‖, Desalination, (273), pp 414 –420 Trang web 49 http://bauxite.world-aluminium.org/refining/process.html 50 http://moitruong.xaydung.gov.vn/moitruong/module/news/viewcontent.asp?ID=533&lan gid=1 51 http://cie.net.vn/vn/Thu-vien/Cong-nghe-san-xuat/Tong-quan-ve-qua-trinh-hinh-thanhkhai-thac-va-che-bien-Bauxite-va-San-xuat-nhom.aspx 52 http://vampro.vn/cong-trinh-khoa-hoc/tai-nguyen-khoang-san/tai-nguyen-bauxite-o-vietnam-va-su-phat-trien-ben-vung.aspx 53 http://www.sochemvn.com/index.php/nha-may-hoa-chat-tan-binh-2 ... không gây tác động xấu đến sức khỏe người môi trường Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nung đến q trình ổn định hóa rắn bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng cần thiết... dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng Đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung gồm: - Nghiên cứu trình sản xuất thành phần bùn đỏ hai nhà máy Nhân Cơ Tân Rai - Xây dựng quy trình sử dụng bùn đỏ làm vật. .. phân tích phương pháp quy trình cơng nghệ sử dụng bùn đỏ để sản xuất vật liệu xây dựng , Nghiên cứu khả chế tạo vật liệu xây dựng TF bùn đỏ phát sinh công nghệ sản xuất alumin Tây Nguyên, Đại