Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word Phandau CỘNGHÒAXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM BỘCÔNGTHƯƠNG VIỆNKHOAHỌCVÀCÔNGNGHỆMỎ LUYỆNKIM BÁOCÁOTỔNGKẾTĐỀTÀI CẤPBỘ NGHIÊNCỨUCÔNGNGHỆSẢNXUẤTZE OLITTỪBAUXITVÀCÁTTRẮNGVIỆT NAM Chủnhiệmđềtài KS LêH[.]
CỘNGHỊAXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM BỘCƠNGTHƯƠNG VIỆNKHOAHỌCVÀCƠNGNGHỆMỎ-LUYỆNKIM BÁOCÁOTỔNGKẾTĐỀTÀI CẤPBỘ NGHIÊNCỨUCƠNGNGHỆSẢNXUẤTZE OLITTỪBAUXITVÀCÁTTRẮNGVIỆT NAM Chủnhiệmđềtài:KS.LêHồngSơn 7357 19/5/2009 THNHPHHNI2008 cộnghòaxhộichủnghĩaviệtnam Bộcôngthơng ViệnkhoahọcvàcôngnghệMỏ-Luyệnkim BOCOTNGKTTI NGHIấNCUCễNGNGHSNXUTZE OLITTBAUXITVCTTRNGVIT NAM Chnhimti:KS.LờHngSn BCTK:NghiêncứucơngnghệsảnxuấtzeolittừbauxitvàcáttrắngViệtNam NH÷ngng−êithùchiƯn TT Họvàtên Chứcvụ Cơquan LêHồngSơn Kỹsưhố ViệnKH&CHMỏ-Luyệnkim PhạmBáKiêm Kỹsưhố ViệnKH&CHMỏ-Luyệnkim ViệnKhoahọcvàCơngnghệMỏ-Luyệnkim.2008 MỤCLỤC Sốhiệu Danhmục Tr Mởđầu Tổngquan Tìnhhìnhnghiêncứu,sảnxuấttrongvàngồinước 1.1.1 Tìnhhìnhnghiêncứuởnướcngồi 1.1.2 Tìnhhìnhnghiêncứuởtrongnước Tổngquancơsởlýthuyết Mộtsốvấnđềlýthuyếtlàmcơsởchoqtrìnhhịatáchbauxit 1.2.1.1 KháiqtvềbauxitViệtNam 1.2.1.2 Cơngnghệsảnxuấtaluminat Mộtsốvấnđềlýthuyếtlàmcơsởchoqtrìnhsảnxuấtsilicatnatri 11 1.2.2.1 KháiqtvềcáttrắngViệtNam 11 1.2.2.2 Cơngnghệsảnxuấtsilicatnatri 12 Mộtsốvấnđềlýthuyếtlàmcơsởchoquátrìnhtổnghợpzeolit 14 1.2.3.1 Kháiquátvềzeolit 14 1.2.3.2 Phươngpháptổnghợpzeolit 15 Ứngdụngcủazeolit 16 Phươngphápnghiêncứuvàcôngtácchuẩnbị 17 2.1 Phươngphápnghiêncứu 17 2.2 Thiếtbịvàvậttưnghiêncứu 17 2.2.1 Thiếtbịnghiêncứu 17 2.2.2 Nguyênliệuvàhóachất 18 2.2.2.1 Quặngtinhbauxit 18 2.2.2.2 Cáttrắng 18 2.2.2.3 Cáchóachấtkhác 19 2.2.3 Cơngtácphântích 19 2.2.4 Thànhphầnzeolitcaocấplàmmẫu 19 2.2.5 Sơđồcơngnghệdựkiến 19 Nộidungvàkếtquảnghiêncứu 21 Nghiêncứuqtrìnhxửlýquặngbauxitthuhồinatrialuminat 21 Chuẩnbịthànhphầnphốiliệu 21 Chuẩnbịcỡhạtbauxit 21 Chương1 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 Chương2 Chương3 3.1 3.1.1 3.1.1.1 Chuẩnbịdungdịchluânlưu 21 3.1.2 Nghiêncứuảnhhưởngcủanồngđộchấtrắnkhihòatách 22 3.1.3 Nghiêncứuảnhhưởngcủathờigianhòatách 24 Nghiêncứuquátrìnhxửlýcáttrắngthuhồinatrisilicat 25 3.2.1 Nghiêncứuảnhhưởngcủanhiệtđộtớihiệusuấtquátrìnhthiêu 25 3.2.2 Nghiêncứuảnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấtquátrìnhthiêu 26 3.2.3 Nghiêncứuảnhhưởngcủatỷlệphốiliệuđếnhiệusuấtquátrìnhthiêu 28 3.2.4 Nghiêncứuảnhhưởngcủacỡhạt 29 3.2.5 NghiêncứuảnhhưởngcủatỷlệL/Rvàthờigianđếnqtrìnhhịatách 30 Nghiêncứuqtrìnhtổnghợpzeolit 32 3.3.1 Nghiêncứuảnhhưởngcủathờigianlàmgiáđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 32 3.3.2 Nghiêncứuảnhhưởngcủakhuấytrộnđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 34 3.3.3 Nghiêncứuảnhhưởngcủanhiệtđộkếttinh 35 3.3.4 Nghiêncứuảnhhưởngcủathờigianđếnquátrìnhkếttinh 36 3.4 Thínghiệmtổnghợpmẻlớntrongphịngthínghiệm 38 3.5 Xửlýmơitrường 40 3.5.1 Xửlýchấtthảirắn 40 3.5.2 Xửlýchấtthảinước 41 3.5.3 Xửlýchấtthảikhí 41 Sơđồcơngnghệsảnxuấtzeolit 41 Địnhhướngápdụngkếtquảnghiêncứu 43 4.1 Dựkiếngiáthành 43 4.2 Dựkiếncácđịachỉápdụng 43 Kếtluậnvàkiếnnghị 44 Kếtluận 44 Kiếnnghị 44 Tàiliệuthamkhảo 45 Phụlục 46 3.1.1.2 3.2 3.3 3.6 Chương4 MỤCLỤCBẢNG Sốhiệu Danhmục Tr Bảng1 ThànhphầnhóahọcquặngtinhGiaNghĩa 18 Bảng2 Thànhphầnkhốngvậthọc 18 Bảng3 ThànhphầnhóahọccátThủyTriều 18 Bảng4 Thànhphầnhóahọcmẫusảnphẩm 19 Bảng5 Ảnhhưởngcủanồngđộchấtrắnđếnkhảnănghịatách 23 Bảng6 Ảnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấtqtrìnhhịatách 24 Bảng7 ẢnhhưởngcủanhiệtđộđếnhiệusuấtphânhủySiO 26 Bảng8 ẢnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấtphânhủySiO 27 Bảng9 ẢnhhưởngcủatỷlệphốiliệuđếnhiệusuấtphânhủySiO 28 Bảng10 ẢnhhưởngcủacỡhạtđếnhiệusuấtphânhủySiO 29 Bảng11 ẢnhhưởngcủatỷlệL/Rđếnhiệusuấtqtìnhhịatách 30 Bảng12 Ảnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấthịatách 31 Bảng13 Ảnhhưởngcủathờigianlàmgiàđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 33 Bảng14 Ảnhhưởngcủakhuấytrộnđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 34 Bảng15 Ảnhhưởngcủanhiệtđộkếttinhđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 35 Bảng16 Ảnhhưởngcủathờigiankếttinhđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 37 Bảng17 Sosánhchấtlượngsảnphẩm 41 Bảng18 Dựtínhkhốilượngcácngunvậtliệucho1Kgsảnphẩm 43 MỤCLỤCHÌNH Sốhiệu Danhmục Tr Hình1 Sơđồngunlýcơngnghệhịatáchhaigiaiđoạn Hình2 Sơđồngunlýcơngnghệthiêukếtsảnxuấtaluminat 10 Hình3 SơđồngunlýcơngnghệBayer-thiêukếtsảnxuấtaluminat 10 Hình4 Sơđồngunlýcơngnghệbayersảnxuấtaluminat 10 Hình5 ĐườngđẳngnhiệthệAl2O3-Na2O-H2Oởcácnhiệtđộ95 C,150 Cvà200 C 11 Hình6 Sơđồngunlýcơngnghệsảnxuấtnatrisilicat 13 Hình7 GiảnđồtrạngtháihệNa2O-SiO2 13 Hình8 Sơđồngunlýcơngnghệtổnghợpzeolit 15 Hình9 Thiếtbịthínghiệm 19 Hình10 Sơđồcơngnghệdựkiến 20 Hình11 Quitrìnhchuẩnbịcỡhạtbauxit 22 Hình12 Quitrìnhchuẩnbịdungdịchlnlưu 22 Hình13 Ảnhhưởngcủanồngđộchấtrắnđếnhiệusuấthịatách 23 Hình14 Ảnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấtqtrìnhhịatách 25 Hình15 ẢnhhưởngcủanhiệtđộđếnhiệusuấtphânhủySiO 26 Hình16 ẢnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấtphânhủySiO 27 Hình17 ẢnhhưởngcủatỷlệphốiliệuđếnhiệusuấtphânhủySiO 28 Hình18 ẢnhhưởngcủacỡhạtđếnhiệusuấtphânhủySiO 29 Hình19 ẢnhhưởngcủatỷlệL/Rđếnhiệusuấtqtìnhhịatách 31 Hình20 Ảnhhưởngcủathờigianđếnhiệusuấthịatách 31 Hình21 Ảnhhưởngcủathờigianlàmgiàgelđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 33 Hình22 Ảnhhưởngcủatốcđộkhuấytrộnđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 35 Hình23 Ảnhhưởngcủanhiệtđộkếttinhđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 36 Hình24 Ảnhhưởngcủathờigiankếttinhđếntỷlệtinhthểtrongmẫu 38 Hình25 PhổXRDmẫuM17 39 Hình26 PhổhồngngoạimẫuM17 39 Hình27 ẢnhSEMmẫuM17 40 Hình28 Sơđồcơngnghệsảnxuấtzeolittừbauxitvàcáttrắng 42 o o o MỞĐẦU ViệtNamchưasảnxuấtđượczeolitđểsửdụngtrongcơngnghiệpsảnxuấtchấttẩy rửanhưnglạicónguồnngunliệuchosảnxuấtzeolitrấtlớnlàbauxitvàc t trắng.Tạimột s ốtỉnhvenbiểnmiềnTrungcó mộtsốmỏba u xi t nhỏc ó tổngt r ữlượngkhoảng6triệutấn (MỏVânHịa,AnXn,SơnĐình ),trữlượngnàyl nhỏchocơngnghiệpsảnxuấtalumi nnhưnglạirấtthíchhợpchoviệckhaithácđ ể sảnxuấtz e o l i t MiềnT r u n g cũnglàn ơic ó trữlượngc t silicc ó đ ộ sạchc a o thíchhợpchoviệcsảnxuấtnatrisilicat,mộttrongnhữ ngngunliệucầnthiếtchoviệcsảnxuấtzeolitcóđộsạchcao.Nhucầutrungbìnhcủazeol itchocơngnghiệpchấttẩyr ửakhoảng10.000T / triệud â n , v ớidânsốn ướct a khoảng8 triệun g ườinênnhucầusửdụngzeolitchoch ấttẩyrửatrongtươnglaicủaViệtNamrấtl ớn[1.10].Việcsảnxuấtzeolitsửdụngchocơngn ghiệpchấttẩyrửaởtrongnướcsẽg ó p phầns ửd ụnghiệuq u ảt i n g u y ê n , tạor a n g u ồnn g u y ê n liệup h ụcv ục h o mộtsốn g n h c n g nghiệphóachất.V ì vậyv i ệcn g h i ê n cứuc ô n g n g h ệsảnx u ấtz e o l i t sửdụngchocôngnghiệpchấttẩyrửalàviệccầnthiết Đềtài“Nghiêncứucôngnghệsảnxuấtzeolittừbauxit vàcát trắngViệtN a m ”đ ợ ct r i ểnk h a i nghiêncứut h e o h ợpđồngsố1 R D B S / H ĐKHCNk ý ngày0 / / 0 giữaBộC ô n g Thươngv ViệnK h o a họcv C ô n g n g h ệMỏ-Luyệnkimvớimụctiêu: - Xâydựngquitrìnhcơngnghệsảnxuấtzeolitđạtchấtlượngsửdụngchocơngn g h i ệp chấttẩyrửatừquặngbauxitvàcáttrắngViệtNam - Tạoranguồnsảnphẩmzeolitđầutiênđểchàohàng,tiếntớinghiêncứuqtr ìn h sảnxuấtlớnthaythếdầnsảnphẩmnhậpngoại CHƯƠNG1:TỔNGQUAN 1.1 TÌNHHÌNHNGHIÊNCỨUVÀSẢNXUẤTTRONGVÀNGỒINƯỚC 1.1.1 Tìnhhìnhnghiêncứuởnướcngồi Ởnướcngồicáccơngtrìnhnghiêncứuvềzeolitđãđượccơngbốtrongmộtsốsách,báo cáokhoahọc.Cácsảnphẩmzeolitđãđượcsảnxuấtở quimơcơngnghiệpphụcvụchocáclĩnhv ựccơngnghiệphóahọc,chấttẩyrửa,kỹthuậtmơitrường.Cụthểở HànQuốc,CơngtyCOSM OCHEMICAL(Cơngtychunsảnxuấtcáchóachấtcơngnghiệp)đãsảnxuấtcơngnghiệpze olittrênhaimơđunsảnxuấtvớicơngxuất40.000T/ Nămtừcácngunliệunhậpkhẩu(Mơđun1sảnxuấttheocơngnghệvớingunliệuđầuvàol àbauxitvànướcthủycơđặcvàmơđun2sảnxuấttheocơngnghệvớingunliệuđầuvàolàbau xitvàcáttrắng)[10] 1.1.2 Tìnhhìnhnghiêncứuởtrongnước Zeolitlàkhốngchấtalumosilicatcủamộtsốkimloạicócơngthứchóahọcc h u n g l Me2/ x.Al2O3.nSiO2.mH2Ot r o n g đóMel k i m loạik i ềmn h ưn a t r i , k a l i (Khiđóx=1)ho ặckimloạikiềmthổnhưcanxi,magiê (Khiđóx=2).Ởnướctatừnhữngnăm1990cácnhànghiêncứuởTrườngĐạiHọcBáchKh oa,TrườngĐạiH ọcTổngHợp( N a y l TrườngĐạiHọcKhoaHọcT ựN h i ê n t h u ộcTrườ ngĐạiHọcQuốcGia)đ ãnghiêncứuv tổngh ợpđượcmộtsốloạiz e o l i t đ itừn g u y ê n liệuđầulàkhố ng sétcósẵnở ViệtN a m nh ưcaola nh, be ntonit Mộtsốkếtquảnghiê ncứuvềtổnghợpzeolitđitừkhoángsétthaythếzeolittựnhiênđãđượcchuyểngia o c h o mộtsốcơsởsảnxuấtvớiqui mơ bá n c ng nghiệpđể sảnxuấtzeolitcóchấtlượngvừa phảiphụcvụchongànhni trồngthủysản.Đãcóc n g t r ì n h n g h i ê n cứut ổnghợpz e o l i t NaYt ừk h o n g p h l o g o p i t Tr on g thờig i a n gầnđây,nhucầusửdụngzeolitchong ànhcơngnghiệpchấttẩyrửa,cơngnghiệphóachấttăngmạnh.K hi sdngtrongc ụng n ghipsnxutchttyrathỡcỏc p h õ n tzeolitphiphõntỏntttrongnc.duytr ỡsphõntỏnttkớchthccanúrtquantrng,kớchthchtt2,0ữ3,5àmllýtng vàchỉcóthểcóđ ợ ctừqtrìnhtổnghợpzeolittừcácngunliệusạch,vớicácđặctín hsaucủaz e o l i t làmchonóđượcsửdụngtrongcơngnghiệpchấttẩyrửa[3.4]: - Hấpphụcácionkimloạilàmcứngnước - Hútcácchấtbẩnvàcácchấtkháchịatantrongnướcrửa - Kếtbơngvớicácchấtbẩnhịatan 1.2 TỔNGQUANCƠSỞLÝTHUYẾT 1.2.1 Mộtsốvấnđềlýthuyếtlàmcơsởchoqtrìnhhịatáchbauxit: 1.2.1.1 KháiqtvềbauxitViệtNam: ViệtN a m l mộtt r o n g nhữngnướcc ó tiềmn ăngl ớnv ềb a u x i t trongk h u v ựcv àtrênthếgiới.Trênlãnhthổnướctabauxit cócảởbamiềnBắc,Trungvà Namnhưngtậ ptrunglớnnhấtởcaongunnamTrungBộ.ViệtNamcónguồntàin g u y ê n bauxitphong phúnhưngchưacónềncơngnghiệpkhaithác, cơngnghiệpchếbiếnđểsảnxuấtcácsảnp hẩmtừbauxit.Quacơngtácthămdịchothấyquặngb a u x i t ởnướctacótrữlượnglớnvàđư ợcchialàmhailoại: +Quặngbauxitgốctrầmtích(MiềnBắc)chủyếulàloạiquặngdiaspo,khitiếnhànhtuyển choquặngtinhcóhàmlượngoxytnhơmAl2O3khoảng42,0÷50,7%.Quặngcóchấtlượngkhátốt nhưngcóđộcứnglớnnênnếusảnxuấtaluminphảidùngcơngnghệBayerởnhiệtđộcaohoặcdù ngcơngnghệthiêukếtrấtphứctạp,vìvậytiêuhaonănglượnglớn,chiphísảnxuấtvàgiáthànhsả nphẩmcao +Quặngbauxitgốcphonghóa(MiềnNam)chủyếulàloạigipxit,khi tiếnh n h tuyểnchoquặngtinhcóhàmlượngoxytnhơmAl2O3khoảng44,4÷53,2%,h m lượngđ i oxytsilicSiO2t ừ1, ÷ 5,1%.Chấtlượngquặngt i n h t h í c h hợpc h o o o cơngnghệBayerởnhiệtđộ105 C÷150 Cvàápxuấtkhíquyển Quacáct i liệut h a m khảo,đ ố iv ớic c v ù n g quặngc ó t r ữl ượngn h ỏn h ưc c m ỏởmiềnBắcvàvenbiểnmiềnTrungthìkhơngthểsửdụngđểquihoạchsảnxuấtaluminnhưn gcóthểquihoạchđểchếbiếncácsảnphẩmkháctừbauxitthìcóhiệuquảtốthơnvàhợplýhơn 1.2.1.2 Cơngnghệsảnxuấtaluminat: QtrìnhxửlýquặngbauxitdựatrênquitrìnhcơngnghệBayerlàmộtchutrình khépk í n t r o n g h ệAl2O3-Na2OH2O.N g u y ê n liệul q u ặngt i n h b a u x i t đượcđậpnghiềnv ớis ực ó mặtcủad u n g d ịchk