Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ bauxit Bảo Lộc và định hướng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm nước thải

Đề tài nghiên cứu "Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ bauxit Bảo Lộc và định hướng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm nước thải" nhằm hướng đến mục tiêu giảm được lượng chất thải của quá trình khai thác, chế biến bauxit và tận dụng chất thải dư thừa của quá trình khai thác, chế biến quặng tạo ra loại vật liệu có khả năng xử lý các ô nhiễm ion kim loại nặng và các chất độc hại khác trong môi trường nước. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ bauxit Bảo Lộc và định hướng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm nước thải33(2)[CĐ], 231-237Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT6-2011HẠT VẬT LIỆU CHẾ TẠO TỪ BÙN ĐỎ BAUXITBẢO LỘC VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNGTRONG XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC THẢINGUYỄN TRUNG MINHEmail: nttminh@hn.vnn.vnViện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt NamNgày nhận bài: 4-4-20111. Mở đầuThông thường, có ba nguồn nước thải: nướcthải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và nước thảinông nghiệp, trong đó, nước thải công nghiệp chứanhiều kim loại nặng nhất.Có nhiều phương pháp xử lý nước thải chứakim loại nặng như phương pháp hóa học, (trao đổiion, điện hóa), phương pháp sinh học,… Mỗiphương pháp có ưu nhược điểm nhất định và phạmvi ứng dụng khác nhau. Quá trình xử lý được ứngdụng trong thực tế đòi hỏi những yêu cầu: hệ thốngcó cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư và vận hànhthấp, hiệu quả xử lý cao, thời gian xử lý ngắn,nguyên vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, không gây ônhiễm thứ cấp, nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn quyđịnh của dòng thải…Trên thực tế, khó có phương pháp nào có thểđáp ứng đầy đủ tất cả những yêu cầu trên, thôngthường mỗi phương pháp chỉ giải quyết được mộtphần của yêu cầu đó. Do đó, tuỳ theo điều kiệnkinh tế, kỹ thuật và yêu cầu xử lý mà lựa chọnphương pháp thích hợp. Phương pháp hóa học sửdụng oxyt sắt, mangan và nhôm có sẵn trong cáckhoáng vật tự nhiên là rẻ tiền và tiện lợi nhất.Trong thành phần bùn đỏ Bảo Lộc, Lâm Đồng cómột hoặc nhiều loại khoáng vật chứa các chất này,vì vậy có thể là nguyên liệu có tiềm năng cho việcchế tạo sản phẩm hấp phụ [4].Việc nghiên cứu phát triển các sản phẩm chếtạo từ bùn đỏ hết sức quan trọng và cấp bách hiệnnay, đáp ứng được cả hai mục tiêu: a/ giảm đượclượng chất thải của quá trình khai thác, chế biếnbauxit và b/ tận dụng chất thải dư thừa của quátrình khai thác, chế biến quặng tạo ra loại vật liệucó khả năng xử lý các ô nhiễm ion kim loại nặngvà các chất độc hại khác trong môi trường nước.Trong quá trình sản xuất Alumina, bauxiteđược nghiền nhỏ và lọc qua sàng 1mm. Do đó, bùnthải khi khô là các hạt bụi mịn (60% hạt cóф < 1μm) dễ phát tán vào không khí gây ô nhiễmmôi trường; tiếp xúc thường xuyên với bụi này gâyra các bệnh về da, mắt. Pha lỏng của bùn đỏ có tínhkiềm gây ăn mòn đối với vật liệu. Khi không đượcthu gom, cách ly với môi trường, nước này có thểthấm vào đất ảnh hưởng đến cây trồng, xâm nhậpvào mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước.Nước thải từ bùn tiếp xúc với da gây tác hại như ănda, làm mất đi lớp nhờn làm da khô ráp, sần sùi,chai cứng, nứt nẻ, đau rát, có thể sưng tấy và loétmủ ở vết rách xước trên da.Bùn đỏ sinh ra là tất yếu vì lượng nhôm trongquặng tinh đạt đến 47-49% và phản ứng tách nhômtrong quặng đạt hiệu suất 70-75%. Đây là nguồnthải lớn cần được quản lý, xử lý triệt để và an toàn.Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu xử lý bùnđỏ nhằm mục đích loại bỏ một phần hoặc tiêu hủyan toàn và tận dụng thành phần có ích [1]. Ở ViệtNam đã có những nghiên cứu xử lý bùn đỏ theohướng tận dụng sau: Sản xuất gạch; Sản xuất bộtmàu; Sản xuất Poly Aluminum Cloride P.A.C (CTCT: Aln(OH)mCl3n-m) dùng làm chất trợlắng trong xử lý nước; Sản xuất hỗn hợp muối sắt,nhôm sunfat và clorua dùng làm chất keo tụ;231Nghiên cứu sản xuất chất keo tụ; Nghiên cứuchế tạo hạt hấp phụ ion kim loại nặng trong xử lýmôi trường.đỏ để xử lý ô nhiễm nước thải. Thành phần hóa họccủa bùn đỏ Bảo Lộc được trình bày ở bảng 1.Bảng 1. Thành phần nguyên tố của bùn đỏ Bảo Lộc(phương pháp phổ huỳnh quang tia X - XRF)Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu kết quảnghiên cứu chế tạo hạt hấp phụ ion kim loại nặngđể xử lý ô nhiễm nước thải.Thành phầnhóa học2. Vật liệu và phương phápHàm lượng(% khốilượng)Thành phầnhóa họcHàm lượng(% khốilượng)0,163Al2O327,670P2O5Fe2O336,280Cr2O30,120SiO28,486CuO0,015CaO0,066ZnO0,010TiO2Trong nghiên cứu này chúng tôi phát triển ýtưởng tận dụng thành phần có ích của bùn đỏ để tạora một loại vật liệu mới có khả năng xử lý ô nhiễmkim loại nặng trong nước thải, thân thiện với môitrường, giá thành rẻ, phù hợp với điều kiện ViệtNam. Kết quả nghiên cứu ban đầu sự hấp phụ củavật liệu chế tạo từ bùn đỏ Bảo Lộc, Lâm Đồng vớiion kim loại nặng Pb2+ và các thông số hóa lý, hấpphụ đẳng nhiệt khác, đã chỉ ra khả năng sử dụng bùn5,389ZrO20,064MnO0,045SO30,221K2O0,024MKN20,330Các kết quả đo bằng phương pháp nhiễu xạtia X(XRD) (hình 1) chỉ ra rằng geothite (7-9%),Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau BBL2b900d=1.448d=1.482d=1.696d=1.797d=1.832d=2.042d=1.994d=2.157d=2.507d=2.214d=3.335d=4.127d=3.664500d=4.353Lin (Cps)600d=2.692d=2.653700d=2.4168004003002001000203040506072-Theta - ScaleFile: Thang VDCKH mau BBL2b.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 ...