Tổng hợp wollastonite từ tro trấu Việt Nam bằng phương pháp thủy nhiệt

Bài viết Tổng hợp wollastonite từ tro trấu Việt Nam bằng phương pháp thủy nhiệt tập trung khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành khoáng xonotlite dưới điều kiện phản ứng thủy nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp wollastonite từ tro trấu Việt Nam bằng phương pháp thủy nhiệt ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(82).2014 1 TỔNG HỢP WOLLASTONITE TỪ TRO TRẤU VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT SYNTHESIZING WOLLASTONITE FROM RICE HUSK ASH IN VIETNAM BY HYDROTHERMAL METHOD Trần Ngọc Cường, Phạm Cẩm Nam Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; Email: camnamp@yahoo.com Tóm tắt - Wollastonite được tạo thành từ phản ứng nhiệt phân của Abstract - Wollastonite is produced from the pyrolytic reaction of khoáng xonotlite. Xonotlite là sản phẩm của phản ứng thủy nhiệt xonotlite. Xonotlite is a product of the hydrothermal reaction of giữa silicon dioxide trong tro trấu với calcium hydroxide và nước. silicon dioxide from rice husk ash (RHA), calcium hydroxide and Bùn phối liệu được chuẩn bị với hàm lượng của tro trấu và calcium water. The composition slurry was prepared with the content of hydroxide là 45.79% và 54.21% (khối lượng) với tỉ lệ phối liệu RHA and calcium hydroxide at 45.79% and 54.21%, respectively, rắn/nước là 1.25. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến sự hình and the ratio of solid to water was 1.25. The effects of the reaction thành các khoáng calcium silicate hydrate đã được nghiên cứu. temperature on the formation of calcium silicate hydrate were Các sản phẩm của phản ứng sau mỗi giai đoạn được tiến hành examined and figured out. The products obtained in each reaction phân tích bằng huỳnh quang tia X (XRF), quang phổ hồng ngoại phase were analyzed using XRF, FT-IR and XRD to determine the biến đổi Fourier (FT-IR) và nhiễu xạ tia X (XRD) để đánh giá sự formation of xonotlite. The suitable reaction temperature and hình thành của khoáng xonotlite. Nhiệt độ và thời gian phản ứng duration for the synthesis of xonotlite are 200oC and 12 hours. phù hợp cho việc tổng hợp khoáng xonotlite là 200oC và 12 giờ. Wollastonite is then formed by calcining xonotlite at 950oC during Sau đó, khoáng wollastonite được hình thành bằng cách nung 3 hours. xonotlite ở nhiệt độ 950oC và lưu trong 3 giờ. Từ khóa - wollastonite; xonotlite; calcium silicate hydrate; tro trấu; Key words - wollastonite; xonotlite; calcium silicate hydrate; rice calcium hydroxide; XRF; FT-IR; XRD. husk ash; calcium hydroxide; XRF; FT-IR; XRD. 1. Đặt vấn đề thành wollastonite [3-5]. Năm 2010, Song Chen và các cộng sự chế tạo β-CaSiO3 dựa trên hệ CaO−SiO2− Hiện nay, wollastonite (công thức hóa học: CaSiO3) là BaO−B2O3 thông qua các phản ứng ở trạng thái rắn ở nhiệt một nguyên liệu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh độ 9309700C, sử dụng các hợp chất hóa học như H2SiO3, vực công nghiệp. Trong công nghiệp gốm sứ, chúng là H3BO3, Ca(OH)2 và Ba(OH)2.8H2O [6]. Ở nước ta, chưa có nguồn cung cấp calcium oxide (CaO) và silicon oxide công trình nghiên cứu chi tiết nào về tổng hợp khoáng (SiO2) cho men sứ hoặc frit, hay chất tạo thành lớp trung wollastonite được công bố, chỉ có một số nghiên cứu đề gian giữa men và xương. Trong lĩnh vực chất kết dính, cập đến nguyên lý của các phản ứng thủy nhiệt và phản ứng wollastonite còn được ứng dụng làm cốt liệu cho vữa pha rắn liên quan đến quá trình tổng hợp khoáng này. cường độ cao, chất trợ dung dùng trong xi măng đóng rắn nhanh [1]. Nhu cầu sử dụng ngày càng cao, trong khi đó khoáng wollastonite trong thiên nhiên ngày càng khan hiếm, vì vậy nghiên cứu sản xuất các sản phẩm wollastonite tổng hợp để thay thế nguồn tự nhiên là điều cần thiết. Ở trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu tổng hợp wollastonite bằng cách sử dụng các nguồn nguyên liệu chứa silicon dioxide khác nhau để phản ứng với đá vôi hoặc các hợp chất oxide hay hydroxide của calcium. Năm 1987 Lldiko Kotsis và Agnes Balogh đã tổng hợp β-wollastonite với quy trình phản ứng pha rắn giữa đá vôi và nguồn nguyên liệu phế thải SiO2 tại nhà máy hợp kim sắt Zagyvarona [2]. Năm 1993, Muhammad Sharif Nizami tổng hợp Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ mol CaO/SiO2 đến sự hình thành các khoáng trong hệ CaO-SiO2-H2O [7] wollastonite từ tro trấu và đá vôi theo hai con đường: (i) Phương pháp thủy nhiệt, trong đó CaO từ đá vôi và SiO2 từ Gần đây các nhà máy xuất gốm sứ trong nước có xu tro trấu ở áp suất 3080 bar, trong 1 giờ; (ii) Phản ứng pha hướng thay thế nguyên liệu đá vôi đưa vào men sứ bằng rắn theo tỷ lệ mol CaO/SiO2 = 1 ở nhiệt độ 120013000C wollastonite trong quá trình sản xuất. Sự thay thế này một [3]. Tsung và cộng sự tổng hợp wollastonite từ tro trấu mặt góp phần vào giảm thiểu việc phát thải khí CO2 ra môi bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng tro trấu là nguồn trường trong quá trình phân hủy CaCO 3, giảm tiêu hao cung cấp SiO2 bằng phương pháp thủy nhiệt. Sản phẩm thu năng lượng, đồng thời hạn chế dạng khuyết tật bọt khí được l ...