Nghiên cứu chế độ hoạt hóa bentonit bằng nhiệt làm vật liệu hấp phụ chất phóng xạ

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa vật liệu khoáng sét bentonit tới đặc trưng của vật liệu và khả năng hấp phụ chất phóng xạ U, và kim loại nặng Fe, Mn lên vật liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế độ hoạt hóa bentonit bằng nhiệt làm vật liệu hấp phụ chất phóng xạNGHIÊN CỨU CHẾ Độ HOạT HóA BENTONIT BằNG NHIỆT LÀm VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẤT PHóNG Xạ Nguyễn Thúy Lan (1) Đinh Văn Tôn Thân Văn Liên2 TÓM TẮT Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa vật liệu khoáng sét bentonit tới đặc trưng của vật liệu và khả năng hấp phụ chất phóng xạ U, Th và kim loại nặng Fe, Mn lên vật liệu. Kết quả cho thấy, ở chế độ hoạt hóa nhiệt dao động trong khoảng 500oC trong thời gian 2 giờ thì vật liệu vừa hấp phụ có hiệu quả các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng, vừa đảm bảo tính kinh tế khi vật liệu được đưa vào sản xuất ở quy mô công nghiệp. Từ khóa: Hoạt hóa nhiệt, Phóng xạ, Vật liệu hấp phụ, Bentonit. 1. Mở đầu xạ U, Th và kim loại nặng Fe, Mn lên vật liệu, từ đó lựa Vật liệu hấp phụ dùng để xử lý nước thải công chọn được chế độ nhiệt tối ưu để chế tạo vật liệu hấpnghiệp nói chung và nước thải chứa phóng xạ nói phụ có tính cạnh tranh trên thị trường về mặt kinh tếriêng đòi hỏi cần phải có dung lượng trao đổi ion lớn và hiệu quả xử lý môi trường.và có độ bền trong môi trường nước. Đối với vật liệu 2. Phương pháp nghiên cứuhấp phụ được chế tạo trên nền khoáng sét bentonit có 2.1. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của chế độtính chất trương nở mạnh và khả năng tạo ra huyền hoạt hóa bằng nhiệt tới đặc trưng của vật liệu hấp phụphù bền và dễ tan trong nước nên cần phải nghiên cứu Sử dụng vật liệu khoáng sét bentonit vùng Bìnhchế độ hoạt hóa bentonit bằng phương pháp nhiệt để Thuận đã được làm giàu tới hàm lượng montmorillonitthu nhận được vật liệu vừa có khả năng hấp phụ các trên 70% để nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụnguyên tố phóng xạ và kim loại nặng có hiệu quả vừa chất phóng xạ và kim loại nặng. Vật liệu khoáng sétcó độ bền cao trong môi trường nước. bentonit được sử dụng trong nghiên cứu này có Quá trình hoạt hóa bằng tác nhân nhiệt đối với kích thước 1-2 mm. Kết quả phân tích thành phầnkhoáng sét bentonit là quá trình xử lý vật lý trong đó hóa học của vật liệu được trình bày trong Bảng 1.vật liệu được nung ở nhiệt độ cao. Đối với từng loạivật liệu khoáng sét, sự biến đổi trong cấu trúc và thành Bảng 1. Thành phần hóa học (%) của khoáng sétphần của chúng khi hoạt hóa bằng các nhiệt độ khác bentonitnhau Hơn nữa quá trình hoạt hóa nhiệt cũng giúp loại SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O MKNbỏ tạp chất và nước đi kèm theo khoáng sét. Trong 57,08 13,67 3,15 2,18 2,09 2,34 1,04 17,18giai đoạn làm mất nước, những chất hấp phụ và nướccùng với các tạp chất được loại bỏ khỏi khoáng sét. Kết Tiến hành thí nghiệmquả làm giảm trọng lượng và tăng diện tích bề mặt của Cho 20g vật liệu khoáng sét bentonit vào chénkhoáng sét, cung cấp nhiều vị trí cho hấp phụ và từ đó nung bằng gốm, cho chén nung cùng vật liệu vào lòlàm tăng khả năng hấp phụ của khoáng sét. Tiếp tục nung. Tiến hành nung vật liệu ở các giá trị nhiệt độtăng nhiệt độ hoạt hóa sẽ dẫn đến việc tách các nhóm 100, 200, 300, 400, 500 và 6000C trong khoảng thờihydroxit (OH). Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng nhiệt độ gian 2 giờ. Khi đạt được thời gian nung, lấy vật liệu ranung sẽ phá cấu trúc của vật liệu khoáng sét và làm khỏi lò nung và làm nguội trong khoảng 2-3 giờ và cấtgiảm diện tích bề mặt của vật liệu. trong bình kín để phục vụ các nghiên cứu tiếp theo. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng 2.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng củacủa nhiệt độ hoạt hóa vật liệu khoáng sét bentonit tới nhiệt độ hoạt hóa tới khả năng hấp phụ của vật liệuđặc trưng của vật liệu và khả năng hấp phụ chất phóng Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa1 Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Bộ Công Thương2 Viện Công nghệ Xạ hiếm, Bộ Khoa học và Công nghệ66 Chuyên đề số II, tháng 7 năm 2016 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ(nung) tới khả năng hấp phụ kim loại của vật liệu, đã thước trung (kích thước cỡ phân tử, bán kính hiệutiến hành làm thí nghiệm về khả năng hấp phụ của dụng ở giữa khoảng 2 nm và 50 nm) và nhỏ (bán kínhnguyên tố phóng xạ U, Th ...