Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu điều chế SiO2 kích thước nanomet từ chất thải H2SiF6 phát sinh trong quá trình chế biến quặng apatit Việt Nam

Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn điều chế SiO2, từ đó xây dựng quy trình tổng hợp nano silica từ chất thải H2SiF6 của nhà máy sản xuất DAP; nghiên cứu thử nghiệm sản phẩm nano silica làm chất độn trong cao su tự nhiên bằng phương pháp cán trộn trực tiếp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu điều chế SiO2 kích thước nanomet từ chất thải H2SiF6 phát sinh trong quá trình chế biến quặng apatit Việt Nam 1. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1.1. Mở đầu Axit flosilixic (H2SiF6) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất phânbón từ quặng floapatit có tính độc hại và tính ăn mòn cao. Với lượng phátsinh khoảng 25.000 tấn/năm như hiện nay ở nước ta, đây là vấn đề tháchthức không nhỏ đối với các cơ sở sản xuất trong vấn đề xử lý môi trường[20, 23]. Các phương pháp đã và đang được áp dụng tại các cơ sở sản xuấthiện nay chưa thực sự triệt để và hiệu quả; sản phẩm thu hồi được làNa2SiF6 có tính ứng dụng thấp, nhiều khi phải lưu trữ trong kho thời giandài. Để xử lý và sử dụng có hiệu quả nguồn chất thải axit flosilixic này đãcó nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đi theo hướng tạo racác sản phẩm chứa silic và flo riêng biệt. Nhóm tác giả của Viện Hóa họcViệt Nam đã nghiên cứu trung hòa axit flosilixic bằng dung dịch amoniacđể tạo ra nano silica, thử nghiệm sử dụng nano silica thu được làm chất độngia cường cho cao su [3]. Tuy nhiên với kết quả nghiên cứu mang tínhthăm dò và định hướng công trình mới khảo sát sơ bộ một số yếu tố kỹthuật ảnh hưởng đến quá trình điều chế và chất lượng sản phẩm nano silicanhư môi trường phản ứng, nhiệt độ phản ứng, chất biến tính. Điều quantrọng là quy trình công nghệ mà công trình công bố mới chỉ dừng lại ở quymô phòng thí nghiệm với các mẻ phản ứng có khối lượng nhỏ; quá trình lọcrửa huyền phù silica phải được thực hiện trên giấy lọc với chất đệm tăngcường là (NH4)2CO3, sản phẩm muốn có tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp phảicó thêm công đoạn biến tính kết tủa nano silica bằng n-hexan và xử lý nhiệtở nhiệt độ 750 oC. Luận án “Nghiên cứu điều chế SiO2 kích thước nanomet từ chất thảiH2SiF6 phát sinh trong quá trình chế biến quặng apatit Việt Nam” là côngtrình kế tục hướng nghiên cứu nói trên. Với mục tiêu xây dựng được quytrình công nghệ điều chế nano silica từ chất thải H2SiF6 đồng bộ, khôngnhững tạo ra các sản phẩm nano silica và NH4F có tính ứng dụng và hiệuquả cao mà còn góp phần giải quyết triệt để vấn đề xử lý môi trường tại cáccơ sở sản xuất. Kết quả nghiên cứu của luận án là bước phát triển hoàn thiện cơ bản vềcơ sở lý thuyết, thực tiễn của quá trình điều chế nano silica từ H2SiF6 so vớicác kết quả nghiên cứu mà tác giả luận án đã tham gia trước đây trên cùngmột đối tượng nghiên cứu.1.2. Mục tiêu của luận án - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn điều chế SiO2,từ đó xây dựng quy trình tổng hợp nano silica từ chất thải H2SiF6 của nhàmáy sản xuất DAP. Có thể áp dụng sản xuất ở quy mô công nghiệp. 1 - Nghiên cứu thử nghiệm sản phẩm nano silica làm chất độn trong caosu tự nhiên bằng phương pháp cán trộn trực tiếp.1.3. Những điểm mới của luận án - Đã nghiên cứu điều chế nano silica từ chất thải H2SiF6 theo phươngpháp kết tủa trực tiếp bằng dung dịch NH3 20%. Nano silica tạo ra có chấtlượng tương đương sản phẩm cùng loại của Công ty Akpa (Thổ Nhĩ Kỳ);có các thông số kỹ thuật phù hợp dùng làm chất độn gia cường trong caosu. Đây là một phương hướng mới nhằm góp phần xử lý chất thải độc hạiH2SiF6 của các nhà máy chế biến quặng apatit làm phân bón. - Xây dựng được quy trình công nghệ đồng bộ sản xuất nano silica từchất thải H2SiF6 bao gồm các công đoạn: kết tủa SiO2.xH2O, lọc rửa kết tủaSiO2.xH2O bằng thiết bị lọc khung bản cải tiến; sấy loại nước bằng thiết bịsấy phun trên nguyên tắc sấy tuần hoàn được thiết kế thêm bộ phận phântán liệu ẩm vào buồng sấy. Với quy trình này có thể ứng dụng để sản xuấtcông nghiệp với các quy mô khác nhau.1.4. Cấu trúc của luận án - Luận án có 115 trang bao gồm Mở đầu (2 trang); Chương 1 – Tổngquan (34 trang); Chương 2 – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (7trang); Chương 3 – Kết quả và thảo luận (60 trang); Kết luận (2 trang); Tàiliệu tham khảo (10 trang). - Trong luận án có 29 bảng, 72 hình vẽ và đồ thị. Liên quan đến luận áncó 130 tài liệu tham khảo và 4 công trình khoa học đã công bố và 1 côngtrình chuẩn bị công bố.2. NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN MỞ ĐẦU Phần mở đầu đề cập đến ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn, mục tiêu,nhiệm vụ nghiên cứu của luận án, những đóng góp mới của luận án và cácphương pháp nghiên cứu. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Phần tổng quan bao gồm các vấn đề:1. 1. GIỚI THI U CHUNG VỀ SILIC1.1.1. Đ điể ấu t v t n ất ủ si i Silic đioxit có hai dạng cấu trúc là tinh thể và vô định hình. Trong tựnhiên silica tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể. Silica vô định hình có thể tồntại trong tự nhiên ở dạng đá opan hoặc được tổng hợp ở các dạng silica sol,silicagel, bột silica, silica kết tủa, thủy tinh khan.1.1.2. Một số tính chất của nano silica Tính chất của nano silica phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt. Khi kíchthước các ...