Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý asen từ bùn đỏ biến tính

Các nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bùn đỏ để xử lý nước và nước thải được chú ý bởi bùn đỏ có chứa hỗn hợp các oxit và hydroxit ở dạng hạt mịn có khả năng làm các trung tâm hấp phụ để xử lý các chất gây ô nhiễm. Trong nghiên cứu này, bùn đỏ Tây Nguyên được sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo vật liệu hấp phụ xử lý Asen trong nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý asen từ bùn đỏ biến tính Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU XỬ LÝ ASEN TỪ BÙN ĐỎ BIẾN TÍNH Đến Tòa soạn 21 - 4 - 2015 Vũ Đức Lợi, Dương Tuấn Hưng, Nguyễn Thị Vân Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học Và Công nghệ Việt Nam SUMMARY REMOVAL OF ARSENIC FROM WATER BY USING ACTIVATED RED MUD Red mud is the byproduct from alumina industry and has high metal oxides content which are active components for the adsorption of anion pollutants. In this study, Alumin Lam Dong, Tay Nguyen red mud was characterized and investigated for removal of Arsenic from water. The red mud shows a significant powder structure with very high increase of surface area of almost 1.5 times after activation by heat and acid treatment. The factors influencing the adsorption including acid concentration, pH and contact time were also investigated. The results show that the adsorption properties of activated red mud depend on pH values and acid concentration. The adsorption of As(III) and As(V) reach the maximum when pH are 7.5 and 4; the contact time are 45 minutes and 90 minutes corresponding to the maximum adsorption capacity of 0.48 mg/g and 0.50 mg/g, respectively. The Langmuir isotherm model fits well the arsenic adsorption showing one layer adsorption property. Keywords: red mud, activated red mud, bauxite residue, arsenic adsorption, by-product recycling. 1. MỞ ĐẦU lâu ngày Asen có thể gây bệnh ung thư và 1 Asen khá phổ biến trong môi trường và độc các bệnh hiểm nghèo khác. Ô nhiễm Asen hại với con người. Nước sinh hoạt có chứa trong nước ngầm là môt vấn đề mang tính nồng độ Asen cao đang là vấn đề được đặc toàn cầu và trở thành một thử thách cho các biệt quan tâm do các kết quả nghiên cứu nhà khoa học trên toàn thế giới. Đã có cho thấy chỉ một lượng nhỏ Asen trong nhiều báo cáo về tình trạng này trong nước uống khi vào cơ thể, Asen sẽ được lưu những năm gần đây từ nhiều khu vực trên giữ và tích lũy dần trong các mô giàu chất thế giới như Mỹ, Trung Quốc, Chile, sừng như tóc, móng tay và da. Khi tích lũy Mexico, Canada, Bangladesh, Ấn Độ và Việt 140 Nam. Nhiễm độc Asen từ nước giếng khoan hoạt hoá, bauxit hoạt hoá, hydroxit sắt vô đã trở thành mối đe dọa đối với sức khỏe định hình7, hematit... người dân vùng nông thôn nhiều nơi trên Bùn đỏ là chất thải của ngành công nghiệp thế giới đặc biệt là ở Bangladesh. Ở Việt khai thác và chế biến bauxit sản xuất Nam theo nghiên cứu của Phạm Thị Kim alumin theo quy trình Bayer sử dụng một Trang và cộng sự, hàm lượng Asen trung lượng lớn xút. Nếu không được quản lý bình trong nước ngầm tại các giếng khoan hiệu quả, bùn đỏ có thể mang lại nhiều một số vùng nông thôn đồng bằng sông nguy cơ như ảnh hưởng xấu đến môi trường Hồng lên tới 200 – 300 μg/l trong khi đó Tổ do tính chất kiềm cao (pH 10-13)8 và lượng chức Y tế Thế giới (WHO) đã quy định giới bùn thải lớn. Vấn đề thải và quản lý bùn đỏ hạn cho phép của Asen trong nước uống là đang là một khó khăn lớn cho việc phát 2 10 μg/L. triển ngành khai thác và chế biến bauxit và Asen trong nước tồn tại ở dạng hữu cơ hoặc công nghiệp sản xuất alumin. Các nghiên vô cơ, trong đó dạng vô cơ phổ biến hơn. cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bùn đỏ để Asen ở dạng vô cơ có thể tồn tại ở các dạng xử lý nước và nước thải được chú ý bởi bùn oxi hoá -3, +3, +5; trong đó As(III) và đỏ có chứa hỗn hợp các oxit và hydroxit ở As(V) là dạng chủ yếu trong nước tự nhiên. dạng hạt mịn có khả năng làm các trung Trạng thái oxi hoá của Asen trong nước tâm hấp phụ để xử lý các chất gây ô nhiễm. phụ thuộc chủ yếu vào pH và các điều kiện Trong nghiên cứu này, bùn đỏ Tây Nguyên oxi hoá khử. Đất và nước ngầm có pH thấp được sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo và thế oxi hoá khử thuận lợi cho dạng vật liệu hấp phụ xử lý Asen trong nước. As(III) nhưng As(V) là dạng bền về mặt 2. THỰC NGHIỆM nhiệt động học phổ biến trong nước bề mặt. 2.1. Hoá chất Dạng As(III) khó xử lý tách loại trong nước Do yêu cầu cao về độ tinh khiết nên các tại các giá trị pH trung tính vì trong các hoá chất HCl, dung dịch chuẩn As, phải đạt thiết bị xử lý nước nó thường bị oxi hoá chuẩn phân tích được mua từ Merck Co. thành dạng As(V) trước khi được tách loại (Đức). bởi phương pháp đồng kết tủa hoặc hấp 2.2. Chuẩn bị mẫu bùn đỏ phụ.3 Mẫu bùn đỏ được lấy tại nhà máy Alumin Phương pháp phổ biến nhất để xử lý Asen Lâm Đồng, Tân Rai, Lâm Đồng ...