(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ quặng Apatit và đánh giá khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Cao Thị Hồng NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỪ QUẶNG APATIT VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HOÁ HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Cao Thị Hồng NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỪ QUẶNG APATIT VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 52 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HOÁ HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Hướng dẫn 1: PGS.TS Đinh Thị Mai Thanh Hướng dẫn 2: TS Nguyễn Thu Phương Hà Nội 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Cao Thị Hồng ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Công nghệ Môi trường – Học viện Khoa học Công nghệ tận tình dạy bảo, truyền đạt cho tơi kiến thức tảng suốt thời gian học tập tạo điều kiện thuận lợi cho q trình hồn thành luận văn Tơi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Đinh Thị Mai Thanh, TS Nguyễn Thu Phương - người trực tiếp hướng dẫn khoa học đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình nghiên cứu khoa học Tôi xin cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, phịng chức tạo điều kiện sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè người thân giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho tơi hồn thành khố học thực thành công luận văn Luận văn tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, thầy phản biện thầy cô khoa để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2021 Học viên Cao Thị Hồng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ QUẶNG APATIT 1.1.1 Giới thiệu quặng apatit 1.1.2 Tổng quan quặng apatit Việt Nam 1.1.3 Xử lý quặng sau khai thác 1.1.4 Ứng dụng quặng apatit 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUẶNG APATIT TRONG NƯỚC 10 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUẶNG APATIT TRÊN THẾ GIỚI 11 1.4 TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM CÁC ION KIM LOẠI TẠI VIỆT NAM 16 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC 17 1.5.1 Phương pháp kết tủa hóa học 17 1.5.2 Phương pháp trao đổi ion 18 1.5.3 Phương pháp keo tụ điện hóa 18 1.5.4 Phương pháp hấp phụ 19 CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 21 2.1.1 Nguyên vật liệu, hóa chất 21 2.1.2 Thiết bị 21 2.2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG: Pb2+, Zn2+ BẰNG QUẶNG APATIT BIẾN TÍNH 21 iv 2.2.1 Biến tính quặng trước hấp phụ 21 2.2.2 Lựa chọn điều kiện hấp phụ số ion kim loại nặng: pb2+, zn2+ quặng apatit biến tính 23 2.3 NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 25 2.3.1 Phương trình động học giả định bậc 25 2.3.2 Phương trình động học giả định bậc hai 26 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.4.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 26 2.4.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 27 2.4.3 Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X (EDX) 27 2.4.4 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 27 2.4.5 Phương pháp đo phổ nhiễu xạ ( X – ray Diffraction XRD) 27 2.4.6 Phương pháp đo Zeta (DLS) 28 2.4.7 Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (Brunauner Emmett – Teller BET) 28 2.4.8 Phương pháp xác định giá trị pH điểm đẳng nhiệt 28 2.4.9 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spectrophotometric – AAS) 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH BIẾN TÍNH QUẶNG APATIT 31 3.1.1 Ảnh hưởng nồng độ axit HNO3 31 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian hòa tan 31 3.1.3 Ảnh hưởng thời gian già hóa 32 3.2 ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC CỦA QUẶNG APATIT VÀ APATIT BIẾN TÍNH 35 3.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 35 v 3.2.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 36 3.2.3 Phương pháp zeta (DLS) 36 3.2.4 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 37 3.2.5 Phương pháp hấp phụ- khử hấp phụ N2 (BET) 38 3.2.6 Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X (EDX) 39 3.3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN HẤP PHỤ CHÌ CỦA QUẶNG APATIT BIẾN TÍNH 41 3.3.1 Ảnh hưởng khối lượng quặng apatit biết tính 41 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian 42 3.3.3 Ảnh hưởng pH dung dịch 44 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ Pb2+ ban đầu 46 3.3.5 Đường đẳng nhiệt hấp phụ 47 3.3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 48 3.4 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN HẤP PHỤ KẼM CỦA QUẶNG APATIT BIẾN TÍNH 49 3.4.1 Ảnh hưởng khối lượng quặng apatit biết tính 50 3.4.2 Ảnh hưởng thời gian 50 3.4.3 Ảnh hưởng pH dung dịch 52 3.4.4 Ảnh hưởng nồng độ Zn2+ ban đầu 53 3.4.5 Đường đẳng nhiệt hấp phụ 54 3.4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 55 3.4.7 Cấu trúc pha vật liệu trước sau hấp phụ Pb2+ Zn2+ 57 3.5 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ĐỒNG THỜI ION Pb2+ VÀ Zn2+ 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tiếng Việt Ký hiệu Tiếng Anh SEM Scanning Electron Microscopy IR Infrared Spectroscopy EDX Energy Dispersive Spectroscopy XRD X-ray Diffration BET Brunauer – Emmett- Teller Phương pháp kính hiển vi điện tử quét Phương pháp phổ hồng ngoại Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X Phương pháp nhiễu xạ tia X Diện tích bề mặt riêng theo Brunauer, Emmett Teller Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN WHO World Health Organization HAp Hydroxyapatit Hydroxyapatit MAP Mono-Ammonium Phosphate Hydroxyapatit pha tạp số ngun tố CNH Cơng nghiệp hóa học vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Nồng độ kim loại nặng Cu, Cd môi trường nước trầm tích 16 Bảng 2.1 Tiêu chuẩn chất lượng quặng tuyển 22 Bảng 3.1 Các thông số trình hịa tan quặng HNO3 31 nồng độ khác 31 Bảng 3.2 Các thông số q trình hịa tan quặng apatit HNO M khoảng thời gian khác 32 Bảng 3.3 Tỉ lệ Ca/P mẫu biến tính với thời gian già hóa khác 34 Bảng 3.4 Đường kính trung bình tinh thể mẫu biến tính với thời gian già hóa khác 34 Bảng 3.5 Thành phần nguyên tố quặng apatit quặng apatit biến tính chất rắn sau lọc 40 Bảng 3.6 Các thơng số q trình loại bỏ Pb2+ tính sử dụng mơ hình động học giả bậc McKay Ho 44 Bảng 3.7 Các thông số Ce, Q, H hấp phụ ion Pb2+ thay đổi pH 45 Bảng 3.8 Các giá trị lnCe, lnQ, Ce/Qe nồng độ Pb2+ trạng thái cân 47 Bảng 3.9 Các thông số H (%), Qe (mg/g), Kd thay đổi nhiệt độ trình hấp phụ Pb2+ (t = 40 phút, khối lượng quặng apatit biến tính = 0.01g, pHo) 49 Bảng 3.10 Các thông số Ho, So, Go trường hợp Pb2+ 49 Bảng 3.10 Các thơng số q trình loại bỏ Zn2+ tính sử dụng mơ hình động học giả bậc McKay Ho 52 Bảng 3.11 Các thông số Ce, Q, H hấp phụ ion Zn2+ thay đổi pH 52 m quặng apatit biến tính = 0,15 g; Co = 50 mg/L; T phịng; t =60 phút 52 viii Bảng 3.12 Các giá trị lnCe, lnQe, Ce/Qe nồng độ Zn2+ trạng thái cân 54 Bảng 3.13 Các thông số H (%), Qe (mg/g), Kd thay đổi nhiệt độ trình hấp phụ Zn2+ (t = 60 phút, khối lượng quặng apatit biến tính = 0,15g, pHo) 56 Bảng 3.14 Các thông số Ho, So, Go trường hợp Zn2+ 56 Bảng 3.15 Hiệu suất vàdung lượng hấp phụ Pb 2+ Zn2+ hỗn hợp ion kim loại nặng thay đổi khối lượng quặng apatit biến tính 58 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Cao Thị Hồng NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỪ QUẶNG APATIT VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ KIM. .. nhiên 2.2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG: Pb2+, Zn2+ BẰNG QUẶNG APATIT BIẾN TÍNH 2.2.1 Biến tính quặng trước hấp phụ Quặng apatit sử dụng sản phẩm quặng tuyển... suất hấp phụ + C0 (mg/L) C (mg/L) nồng độ ion kim loại nặng ban đầu lại sau hấp phụ + V thể tích dung dịch hấp phụ (L) + m khối lượng quặng apatit biến tính (g) Khả hấp phụ ion kim loại nặng