tiểu luận xử lý nước thải quặng titan

Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 1 TIỂU LUẬN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG TITAN • Tầm quan trọng của titan trong công nghiệp : Titan là một trong những kim loại chiến lược của thế kỷ 21. Do có đặc tính bền, nhẹ (tỷ trọng 4,5), có nhiệt độ nóng chảy cao (1725 0 C) và nhiệt độ sôi cao (3400 0 C), nên titan là kim loại không thể thiếu trong công nghiệp quốc phòng, hàng không, vũ trụ và các ngành y tế, thể thao,… Một hợp chất của titan là Pigment Titan dioxit (TiO2) có vai trò quan trọng trong công nghiệp và đời sống, trong nhiều lĩnh vực chưa có gì thay thế được. Ứng dụng các đặc tính không độc, độ mịn, độ che phủ cao, bền hóa học và rất bền màu, dùng cho mỹ phẩm để chặn các tia tử ngoại; sơn phủ bền màu cho ôtô, cho sản xuất kính, diệt khuẩn, chống rêu mốc,… • Tiềm năng khai thác Titan trong nước : Việt Nam có nguồn tài nguyên quặng titan khá phong phú và được phân bố rộng rãi trên nhiều vùng lãnh thổ. Quặng titan ở Việt Nam có hai loại: quặng gốc và qu:ặng sa khoáng. Nước ta có nguồn tài nguyên quặng titan phong phú, phân bố rộng rãi trên nhiều vùng lãnh thổ nhưng chủ yếu tập trung ở các vùng ven biển từ Thanh Hoá đến Bình Thuận. • Tình hình khai thác titan ở nước ta : Công nghệ khai thác và chế biến thô: Hiện tại công nghệ thiết bị khai thác, tách lọc khóang vật nặng và tuyển quặng tinh từ sa khoáng titan ở trong nước đã làm được. Có thể sử dụng cho các đơn vị sản xuất. Trong thành phần quặng tinh có Ilmenit, Rutil, Anataz, Zircon và một số loại khác. Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 2 Công nghệ làm giàu quặng tinh quặng: Ilmenit (FeTiO3) trong quặng sa khoáng chứa 52-55 % TiO2, trong quặng tụ khoáng chứa 40 - 48 % TiO2. Nó là nguyên liệu chính để sản xuất chất màu TiO2 và Ti. Giá xuất khẩu FOB Úc 75-85 USD/tấn ilmenite 52-55 % TiO2. Rutil tự nhiên và anataz trong Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 3 quặng tinh cũng được dùng để sản xuất chất màu TiO2. Trong thành phần của ilmenit chứa nhiều sắt nên trước qui trình sản xuất chất màu TiO2 người ta phải xử lý loại bớt sắt làm giàu quặng Hiện có nhiều qui trình làm giàu tinh quặng đang sử dụng trong ngành titan thế giới. Ta qui về hai dạng sau: Phương pháp nung khử tạo ra xỉ titan chứa 75- 90% TiO2: Phương pháp này phát triển rất sớm. Về cơ bản có hai qui trình: xử lý một bước và xử lý hai bước. Qui trình một bước, có suất đầu tư thấp, sử dụng lò nhiệt quặng hở thông thường, tiêu tốn nhiều năng lượng 2700-3.200 kwđiện/tấn xỉ, tiêu tốn nguyên vật liệu cao, năng suất thấp, ô nhiễm môi trường cao. Hiện nay nhiều nước đang cho thanh lý dây truyền thiết bị theo qui trình này. Qui trình tiên tiến xử lý hai bước mới ra đời vài năm gần đây, do rất ít nhà công nghệ titan chuyên nghiệp nắm giữ. Nó cho phép giảm suất tiêu hao điện xuống còn và thấp hơn 1500kw/tấn xỉ, đồng thời cho ra sản phẩm chất lượng tốt ổn định hơn, suất tiêu tốn nguyên vật liệu thấp hơn, năng suất cao hơn, xử lý ô nhiễm môi trường triệt để. Qui trình xử lý hai bước đang thay thế dần qui trình một bước. Phương pháp hoá học sản xuất rutile tổng hợp (SR) chứa trên 90 % TiO2: Phương pháp này kết hợp vừa xử lý nhiệt (nung) vừa dùng hoá chất (H2SO4, HCl, một số loại muối,vv…). Thành phần sắt trong ilmenite không tách thành gang như trong phương pháp sản xuất xỉ mà ở dạng oxít, hoặc clorua. Phương pháp hóa học sinh ra khá nhiều chất độc hại trong qúa trình sản xuất và trong thành phần thải ra. Do vậy luôn yêu cầu rất nghiêm nhặt công nghệ xử lý chất thải để đảm bảo an toàn độc hại cho nhân viên trực tiếp sản xuất và chống ô nhiễm môi trường. SR được dùng trong công nghiệp que hàn, pigment, titan kim loại. Sau qui trình làm giàu quặng ilmenit ta thu được rutil nhân tạo hoặc xỉ titan. Sản phẩm này dùng làm nguyên liệu cho ngành sản xuất chất màu TiO2, que hàn, titan bọt hoặc xuất khẩu sẽ tạo ra giá trị cao hơn nhiều so với xuất khẩu tinh quặng như hiện nay. Công nghệ sản xuất chất màu dioxyt titan: Có hai qui trình công nghệ hiện đang dùng nhiều trên thế giới để sản xuất pigment TiO2. Qui trình axít sunphuric (Sulphate process) Qui trình dùng axít sunphuric đậm đặc để hòa tách . Ưu điểm của qui trình là nguyên liệu vào có thể dùng ilmenit hoặc xỉ titan hàm lượng TiO2 thấp (75%) là loại rẻ tiền. Nhược điểm là lượng chất thải axít loãng và sunfua sắt khá lớn. Khi dùng nguyên liệu đầu vào là tinh quặng ilmenite, chất thải sunfat sắt khoảng 3,5 - 4 tấn /1 tấn chất màu. Còn axít loãng phải trung hòa bằng vôi để tạo thành thạch cao. Khâu xử lý chất thải khá phức tạp và tốn kém. Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 4 Qui trình clorua hóa (Chloride process): Trong qui trình clorua hoá nguyên liệu vào là xỉ titan 85 - 90% TiO2, rutil nhân tạo và rutil tự nhiên. Ưu điểm của phương pháp clorua hoá là: - Lượng chất thải ít hơn so với phương pháp Sulphate. Khoảng 0,2 tấn chất thải/1 tấn chất màu. Khí clo được thu hồi dùng lại. - Sản phẩm trung gian là TiCl4 đã có thể bán để dùng cho ngành sản xuất titan bọt. - Thành phẩm ở dạng rutil sạch, khoảng kích thước hạt hẹp hơn, được sử dụng rất rộng rãi trong ngành sơn, giấy, plastic, vv…. chiếm 80% thị trường pigment thế giới. Nhược điểm của phương pháp này là sản phẩm phụ là clorua sắt ít được sử dụng phải đem chôn sâu. Do có nhiều ưu điểm hơn so với qui trình sulphate nên trên thế giới người ta chuyển sang dùng phương pháp clorua hoá nhiều hơn. • Hậu quả đi kèm trong quá trình khai thác và chế biến quặng Titan : N h i ề u k h u r ừ n g p h ò n g đã bị chặt phá, xâm lấn để lấy đất khai thác quặng. Thải ra xung quanh môi trường khối lượng cát thải lớn . Quá trình khai thác và tuyển quặng ảnh hưởng lớn đến nguồn nước : +Làm tăng lượng bốc hơi, giảm khả năng cung cấp nước mưa cho tầng chứa nước. + Hạ thấp quá mức mực nước cục bộ dẫn đến suy giảm trữ lượng, gây nhiễm mặn tầng chứa nước. Tại một số mỏ sát ven biển, do việc bơm nước biển vào để khai thác và tuyển quặng đó làm nhiễm mặn tầng chứa nước nhạt. + Nước thải sản xuất chứa hàm lượng bùn cặn, hàm lượng kim loại nặng, các chất dầu mỡ cao là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của nhân dân địa phương trong vùng mỏ. +Trong quá trình khai thác và tuyển quặng titan đòi hỏi sử dụng rất nhiều nước, vì vậy nguồn nước sau khi sử dụng sẽ bị nhiễm xạ ở mức độ khác nhau. Hàm lượng các kim loại nặng như Fe , Cu ,As ,Zn , Pb ,Mn ,các oxit kim loại và muối clorua trong nước xỉ cao do quá trình làm giàu quặng . Chất thải axít loãng và sunfua sắt, clorua sắt trong quá trình sản xuất chất màu dioxyt titan. • Xử lý nước thải như thế nào ? Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 5 Quy trình công nghệ xử lý Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 6 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ : Nước thải từ quá trình chế biến theo hệ thống thu gom chảy vào bể thu gom nước thải. Phía trước bể gom đặt song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn trong nước thải. Bể gom: thu gom hết nước thải trên kênh dẫn bơm vào bể xử lý. Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 7 Sau đó nước thải được bơm lên bể lắng cát, cát thu được từ bể này được đưa qua bể chứa cát . Nước thải từ bể lắng cát được đưa sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ. Tại bể điều hòa, bố trí máy khuấy trộn chìm nhằm mục đích hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 8 tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu, đồng thời cũng châm hóa chất vào đây để điều chỉnh pH trong nước thải. Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 9 Sau đó, nước thải được bơm lên bể tuyển nổi để loại bỏ dầu và các chất lơ lững trong nước thải. Nước thải tiếp tục chảy từ bể tuyển nổi xuống bể keo tụ kết hợp lắng, đồng thời dùng bơm định lượng châm chất keo tư vào hòa trộn với nước thải để tạo ra các bông cặn. Ở đây các chất màu Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 10 và cặn lơ lửng bị kết tủa lại còn nước thải chảy qua cột lọc áp lực để giữ lại cặn lơ lửng, và khử cả lượng màu, mùi còn lại trong nước thải Các chất thường dùng cho quá trình keo tụ là muối sắt và muối nhôm. Sau đó nước thải được đưa sang cột trao đổi ion. [...]... trong quá trình ch bi n qu ng Titan thành các s n ph m giá tr , quá trình b o v sinh thái b n v ng c n ph i h p nhi u bi n pháp khác nhau : SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 11 Ti u lu n x lý nư c th i qu ng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm xu t mô hình ngăn ng a và gi m thi u ô nhi m môi trư ng : - Qu n lý nư c m t và nư c ng m: M t s v n chính trong qu n lý nư c bao g m: Thi t k h ch...Ti u lu n x lý nư c th i qu ng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm trình này ng d ng lo i b các cation và anion trong nư c th i Các cation s trao hydrogen hay sodium, các anion s trao i v i ion hydroxyl c a nh a trao i ion Nư c th i sau khi qua c t trao x ra ngu n ti p nh n i ion t tiêu chu n theo quy Quá i v i ion nh hi n hành c a nhà nư c ư c Trên ây ch là quy trình công ngh x lý nư c th i trong... th c hành quan tr c và th c thi các hư ng d n b o v môi trư ng cho khu v c s n xu t và khu v c xung quanh m SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 12 Ti u lu n x lý nư c th i qu ng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm - Qu n lý hành chính SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 13 ... n… vào h ch a Không khai thác quá sát mép bi n (khu v c khai thác c n cách mép bi n vài trăm mét) tránh nư c bi n xâm nh p vào t ng nư c ng m gây nhi m m n t ng ch a nư c ng t trong các c n cát - Qu n lý qu ng uôi – Xây d ng bãi ch a qu ng uôi (cát) th i ra t quá trình khai thác - tuy n thô và tuy n tinh Ki m tra ch t lư ng qu ng th i (v hàm lư ng qu ng còn l i, kim lo i n ng) trư c khi quy t nh s d . Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 1 TIỂU LUẬN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG TITAN. luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD: ThS Trương Thanh Tâm SVTH : Huỳnh Đức Kỳ - Hóa dầu K31 – ĐH Quy Nhơn 5 Quy trình công nghệ xử lý Tiểu luận xử lý nước thải quặng Titan GVHD:. nước xỉ cao do quá trình làm giàu quặng . Chất thải axít loãng và sunfua sắt, clorua sắt trong quá trình sản xuất chất màu dioxyt titan. • Xử lý nước thải như thế nào ? Tiểu luận xử lý