Tóm tắt nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến quá trình ổn định hóa rắn bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Thị Huế NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ NUNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH HÓA RẮN BÙN ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 85 02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN MẠNH KHẢI Hà Nội MỤC LỤC Mở đầu Chương - Tổng quan 1.1 Bauxite tiềm bauxite 1.2 Công nghệ sản xuất alumin 1.3 Thành phần tính chất Bùn đỏ 1.4 Độc tính bùn đỏ 1.5 Các phương hướng sử dụng bùn đỏ giới Việt Nam 1.6 Q trình ổn định hóa rắn Chương – Đối tượng phương pháp nghiên cứu 36 2.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.2 Phương pháp nghiên cứu 37 2.2.1 Phương pháp sử dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng 37 2.2.2 Phương pháp ngâm chiết xác định độc tính vật liệu 40 2.2.3 Phương pháp xác định thành phần khoáng vật vật liệu 43 2.2.4 Phương pháp thử nghiệm vật lý 43 2.2.5 Phương pháp xác định độ co ngót gạch nung 44 2.2.6 Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp 44 2.2.7 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 44 Chương – Kết thảo luận 45 3.1 Bùn đỏ Tây Nguyên vấn đề môi trường 45 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình ổn định hóa rắn 51 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến cấu trúc vật liệu 54 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến dịch chiết mẫu 56 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến độ co ngót 61 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến độ cứng vật liệu 63 Kết luận kiến nghị 66 Tài liệu tham khảo 68 MỞ ĐẦU Việt Nam ba nước có trữ lượng quặng bauxite đứng đầu giới, đến bauxite trở thành nguồn tài nguyên quan trọng Việt Nam Phần lớn trữ lượng bauxite Việt Nam tập trung Tây Nguyên, đặc biệt tỉnh phía Nam Tây Nguyên Lâm Đồng Đắc Nông [6] Hiện nay, Việt Nam bắt đầu triển khai xây dựng hai nhà máy sản xuất alumin đầu tiên, công suất 600.000 tấn/năm: nhà máy alumin Tân Rai nhà máy alumin Nhân Cơ Nhà máy vào hoạt động thử nghiệm cuối năm 2012 nhà máy thứ hai theo kế hoạch bắt đầu hoạt động sản xuất vào năm 2014 Tuy nhiên, vấn đề bất cập lớn triển khai dự án nhôm Tây Nguyên vấn đề môi trường sinh thái Các chuyên gia nước thành viên Hội đồng tương trợ kinh tế xem xét dự án nhôm Việt Nam khuôn khổ hợp tác đa phương song phương cho dự án có ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường sinh thái khu vực diện rộng [50] Một vấn đề quan trọng mà tất nước sản xuất alumin quan tâm vấn đề bùn thải q trình chế biến quặng, cịn gọi bùn đỏ Đặc trưng bùn đỏ có pH cao có kích thước hạt mịn, nhỏ 1mm Do đó, bùn thải khơ dễ phát tán bụi vào khơng khí gây nhiễm, tiếp xúc với bụi gây bệnh da, mắt Một số thành phần hóa học bùn đỏ: Fe 2O3, Al2O3, SiO2 TiO2, Na2O, K2O, CaO số nguyên tố kim loại có giá trị như: V, Ga Bên cạnh đó, bùn đỏ cịn chứa số nguyên tố phóng xạ, kim loại nặng, chất thải nguy hại, oxalate gây tác động xấu cho sức khỏe người môi trường [8] Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nung đến q trình ổn định hóa rắn bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng” cần thiết để tận dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng Chương - TỔNG QUAN 1.1 Bauxite tiềm bauxite 1.1.1 Bauxite 1.1.2 Quá trình hình thành bauxite 1.1.3 Thành phần khống vật bauxite Bauxite tồn dạng cấu trúc tùy thuộc vào số lượng phân tử nước chứa cấu trúc tinh thể gồm: gibbsite Al(OH) 3, boehmite γ-AlO(OH) diaspore α-AlO(OH): - Gibbsite có hàm lượng alumin tối đa 65,4% - Boehmite diaspore hai có hàm lượng alumin tối đa 85% 1.1.4 Tiềm bauxite giới Việt Nam 1.1.4.1 Tiềm bauxite giới Theo số liệu điều tra thăm dị trước năm 2000, giới có 40 nước có tài nguyên bauxite có nước có trữ lượng tỷ Guinea (7,4 tỷ tấn), Australia (5,8 tỷ tấn), Việt Nam (2,1 tỷ tấn), Jamaica (2 tỷ tấn), Brazil (1,9 tỷ tấn) 1.1.4.2 Tiềm bauxite Việt Nam Từ năm 1975 đến cơng tác điều tra, thăm dị bauxite Việt Nam đưa lại kết với dự báo đến "chóng mặt", chủ yếu liên quan đến loại bauxite laterite vỏ phong hóa đá bazan tuổi Neogen Pliocen Pleistocen miền Nam Việt Nam [6]: • 2000 - 2005: 6,75 tỷ quặng nguyên khai, • 2007: 5,4 tỷ quặng nguyên khai (2,298 tỷ quặng tinh), • 2009: 6,75 tỷ quặng nguyên khai (1,62 tỷ quặng tinh), • 2010: 6,91 tỷ quặng nguyên khai (3,088 tỷ quặng tinh), 1.2 Công nghệ sản xuất alumin 1.2.1 Công nghệ làm giàu chế biến quặng bauxite 1.2.2 Công nghệ sản xuất alumin 1.2.3 Công nghệ sản xuất nhôm khu vực Tây Nguyên Đập, vận chuyển quặng Chất thải rắn, tiếng ồn Nước chứa soda Nghiền ướt Khí thải, bụi Tiền khử silic, pha lỗng Hịa tách N i Loại bỏ cát Hậu khử silic Lắng Lọc tinh Trao đổi nhiệt Khử oxalate Phân cấp hạt Rửa Kết tủa h i Kết bôn g Rửa B ù n đ ỏ Bùn oxal ate Lọc sản phẩm Al(OH)3 Nung 1170oC Alumin Vận chuyển vào kho Khí thải, bụi thải, tiếng Khí ồn bụi 1.3 Thành phần tính chất bùn đỏ 1.3.1 Vấn đề bùn thải - bùn đỏ 1.3.2 Thành phần bùn đỏ Khi phân tích thành phần hóa học bùn đỏ tất mẫu bùn đỏ chứa nguyên tố: Si, Al, Fe, Ca, Ti… Bảng 1.6 Thành phần bùn đỏ số nhà máy alumin giới [22] Nguyên tố Mẫu 1(Kaiser) Mẫu % Al B Ba Be Ca Co Cu Cr Fe 2-4 < 0,005 0,02