Khoá luận tốt nghiệp Xử lý bã thải Gyps bằng than gỗ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ TRANG x LÝ BÃ THẢI GYPS BẰNG THAN GÕ K H Ó A LU Ậ N TỐT N G H IỆP ĐẠ I HỌC Chuyên ngành: H óa học YÔ Hà Nội - 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HOC NGUYỄN THỊ TRANG x LÝ BÃ THẢI GYPS BẰNG THAN GỖ K HÓ A LU Ậ N TỐ T N G H IỆP ĐẠ I HỌC Chuyên ngành: H óa học YÔ c Người hướng dẫn khoa học: ThS Nguyễn Yăn Quang Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thày ThS Nguyễn Văn Quang, người tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Hóa học trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội thày cô phụ trách phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ chất vô - Viện Kỹ Thuật Hóa Học - trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ sở vật chất bảo em trình tiến hành thí nghiệm Cuối em xin chân thành cảm ơn trao đổi, đóng góp ý kiến thẳng thắn bạn sinh viên lớp K38B - Sư phạm Hóa học - trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội giúp đỡ em nhiều trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp động viên, khích lệ bạn bè, người thân đặc biệt gia đình tạo niềm tin giúp em phấn đấu học tập hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2016 Sinh viên NGUYỄN THỊ TRANG MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG V DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Bã thải gyps 1.2 Các phương pháp tận dụng bã thải gyps 1.2.1 Tận dụng xây d ự n g 1.2.2 Tận dụng nông nghiệp 13 1.2.3 Tận dụng để thu hồi gốc lưu huỳnh 15 1.3 Phân hủy gyps 17 1.3.1 Nhiệt động học trình phân hủy gyps k h an .17 1.3.2 Phân hủy gyps môi trường có chất k h 21 1.4 n g dụng sản phẩm sau xử l ý 27 1.4.1 ứ n g dụng Canxi oxit 27 1.4.2 ứ n g dụng Lưu huỳnh đ io x it 27 1.4.3 ứ n g dụng Canxi su n íu a 28 1.5 Nhận x é t 28 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u VÀ THựC NGHIỆM 29 2.1.Nguyên liệu thành phần nguyên liệu 29 2.1.1 Hàm lượng nước tự 29 2.1.2 Hàm lượng nước kết tinh 29 2.1.3 S i0 chất không tan k h c 30 2.1.4 Nhôm oxit sắt o x it 30 2.1.5 Canxi oxit (C aO ) 30 2.1.6 Magie oxit (M gO) 31 2.1.7 Lưu huỳnh ữioxit (S 3) 31 2.1.8 Xác định hàm lượng ion c r .32 2.1.9 Xác định H3PO4 tự (hay P2O5) 32 ii 2.2.Phương pháp nghiên cứu 33 2.3 Phương pháp phân tích X R D 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 K et phân tích mẫu ban đ ầ u 36 3.1.1 Thành phần hóa học học gyps 36 3.1.2 Hàm lượng nguyên tố khác mẫu g y p s 36 3.1.3 Thành phần p h a 38 3.2.Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng khử 39 3.2.1 Ảnh hưởng khối lượng than gỗ thời gian nung đến trình khử gyps nung mẫu 0 ° c 39 3.2.2 Ảnh hưởng khối lượng than gỗ thời gian nung đến trình khử gyps nung mẫu 0 ° c 40 3.2.3 Ảnh hưởng khối lượng than gỗ thời gian nung đén trình khử gyps nung mẫu 0 °c 42 3.2.4 Phân tích thành phàn pha số mẫu sản phẩm thu sau nung nhiễu xạ XRD với mẫu khử than g ỗ 45 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 49 iii DANH MỤC CÁC CHỬ VIẾT TẤT Chữ viết tắt Tên XRD Phổ nhiễu xạ tia X ICP-MS Phương pháp khối phổ plasma ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) DH Đihiđrat HH Hemihyđrat HDH Hemiđihydrat SA Amoni sunfat FGD Flue-gas desulfurization gypsum ( thạch cao nhà máy khử lưu huỳnh) CAS Canxisunfoaluminat IV DANH MỤC CÁC BẢNG Nội dung Bảng 1.1 Hợp chất hóa học điển hình gyps số vùng Trang Mỹ Bảng 1.2 Nồng độ nguyên tố vi lượng gyps Bảng 1.3 Nồng độ chất phóng xạ quặng gyps Bảng 1.4 Kết phân tích mẫu gyps điển hình theo công nghệ DH, HH, HDH Bảng 1.5 M ột số kiện thông số C aS 4, CaO, S 2, 18 Bảng 1.6 Tỷ lệ dạng lưu huỳnh nhiệt độ khác 22 Bảng 1.7 Các thông số nhiệt động c C 25 Bảng 3.1 Thành phần hóa học bã thải gyps 36 Bảng 3.2 Hàm lượng hóa học nguyên tố khác bã thải gyps 37 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than gỗ đến hiệu 41 suất phản ứng nung mẫu nhiệt độ 900°c Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than gỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu nhiệt độ 1000°c V 43 DANH MỤC CẢC HĨNH Trang Nội dung Hình 1.1 Gyps nhà máy DAP Đình Vũ - Hải Phòng Hình 1.2 Sự phụ thuộc AGT(cp) vào nhiệt độ T phản ứng 3-1 20 Hình 1.3 Cân cấu tử luu huỳnh với nhiệt độ tuơng ứng 22 Hình 1.4 Sự phụ thuộc AGT phản ứng 3-18 vào nhiệt độ 24 Hình 1.5 Sự phụ thuộc AGT phản ứng (3-22) theo nhiệt độ 26 Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu bã thải gyps ban đầu 38 Hình 3.2 Kết phân tích XRD mẫu nung 700°c than gồ Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than gồ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu Hình 3.4 Ảnh 44 1000°c c nung 700°c 1000°c (Mẩu 13) Hình 3.5 XRD mẫu sản phẩm lg gyps + 0,2g (Mầu 42 900°c than gỗ hưởng thời gian nung khối lượng than gỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu 40 10), 800°c ( Mẩu 11), 900°c (Mầu VI 12), 45 MỞ ĐẦU Hiện có nhiều nhà máy sản xuất axit photphoric để sản xuất DAP thải môi trường lượng gyps tương đối lớn Theo Hanan Tayibi cộng sản suất P2O5 axit photphoric tạo khoảng gyps [11,14], Theo số liệu thống kê năm 2009 hàng năm thé giới có khoảng 100 triệu đến 280 triệu bã thải gyps [11] Bã thải gyps chủ yếu bao gồm thạch cao chứa lượng lớn tạp chất photphat, Horua suníat, chất phóng xạ tự nhiên, kim loại nặng yếu tố vi lượng khác [16] Theo báo cáo nhóm tác giả Hanan Tayibi 15 % lượng gyps sản xuất năm toàn giới tái chế cho mục đích khác: Tái chế gyps bao gồm sử dụng nông nghiệp để cải tạo đất, làm vật liệu xây dựng Trên 85% bã thải gyps mồi năm chôn lấp đất ven biển [11] Ở Việt Nam, nhà máy sản xuất phân bón DAP đặt Đình Vũ (Hải Phòng) nằm sát biển, sau năm hoạt động thải môi trường 995.000 chất thải gyps, tạo thành núi nhân tạo cao tới 30 mét [3,4], Chất thải có thành phần chủ yếu dạng bã thạch cao có chứa axit, nguyên tố phóng xạ, nguyên tố gây ảnh hưởng trực tiếp cho môi trường làm ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống sinh hoạt, sản xuất người dân quanh vùng [3,4] Hình 1.1 Gyps nhà mảy DAP Đình Vũ - Hải Phòng Đứng trước tình hình đó, việc nghiên cứu xử lý bã thải Gyps nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường tái chế thành nguồn nguyên liệu vấn đề ngày trở nên cấp thiết Khóa luận lựa chọn đối tượng nghiên cứu bã thải gyps nhà máy DAP Đình Vũ (Hải Phòng), hướng nghiên cứu phân hủy nhiệt canxi sunfat để tạo CaO s khả quan Lượng S tạo quay lại đưa sản xuất axìt suníuric, lượng CaO thu hồi phụ gia cho ngành sản xuất xỉ măng Đây hai hợp chất hóa học có ứng dụng quan trọng công nghiệp hóa chất Để đạt mục tiêu cần tiến hành nghiên cứu thành phần, tính chất bã gyps; nghiên cứu tận dụng phế thải gyps; khảo sát yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ thành phần, kích thước h t ) đến hiệu suất phản ứng; đề xuất hướng công nghệ xử lý bã Gyps Theo hướng nghiên cứu này, chọn đề tài: “X lý bã thải Gyps than g ỗ ” Theo phương trình V ulf - bragg: À,=2dsin0 Trong đó: d: khoảng cách hai mặt phang nguyên tử thuộc mạng lưới tinh thể phân tích 0: góc chùm tia X với mặt phang phản xạ x,0 đại lượng đo nên ta tính d Mặt khác người ta đo cường độ tương đối vết nhiễu xạ cách so sánh độ đen với độ đen vết có cường độ mạnh phim Cường độ tương đối vết biểu diễn tỷ số I/I0 (lo độ đen của vết có cường độ mạnh nhất, I độ đen vết xét) Khi chiếu chùm tia X lên mẫu với góc khác ta thu giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mà với chất tinh thể có vạch phổ ứng với giá trị d cường độ I/I0 đặc trưng sở cho ta phân tích định tính Tuy nhiên điều kiện thí nghiệm trùng hoàn toàn (d, I/I0 ) xảy thực tế trùng khoảng 95 % đủ tin cậy Thiết bị đo: Giản đồ nhiễu xạ tia X khóa luận ghi máy Siemens D5005-Brucker - Đức trường Đại học Khoa học tự nhiên, sử dụng ống phát tia X Cu với bước sóng K a = 1,54056Ả, điện áp 40KV, cường độ dòng điện 40mA, nhiệt độ 25°c, góc quét 20 thay đổi từ 10 + 70°, tốc độ góc quét 0,025°/s Khóa luận sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X để xác định thành phần pha chất có nguyên liệu ban đầu, chất có sản phẩm sau phản ứng trao đổi phản ứng khử gyps tác nhân khử than gồ 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân tích thành phần gyps ban đầu 3.1.1 Thành phần hóa học gyps Quá trình sản xuất axit photphoric nhà máy DAP Đình Vũ - Hải Phòng từ apatit có thành phần hiệu suất trình sản xuất thay đổi nên bã thải gyps có thành phần hóa học thay đổi Dưới mẫu tiến hành phân tích thành phàn hóa học, két phân tích thành phàn bã thải gyps bảng 3.1 Bảng 3.1 Thành phần hóa học bã thải gyps Thành phần (%) Chất HzO tự 0,165 H20 kết tinh 15,69 Chất đen 5,295 S i0 chất không tan 10,52 A120 Fe20 1,65 CaO 27,76 F' 1,85 MgO 1,0 so3 35,02 p 2o 1,05 3.1.2 Hàm lượng nguyên tố khác mẫu gyps Sử dụng phương pháp phân tích khối phổ cảm ứng ICP-MS xác định nguyên tố khác có nguyên liệu ban đầu Thành phần hóa học nguyên tố khác gyps trình bày bảng 3.2 36 B ảng 3.2 Hàm lượng hóa học nguyên tố khác bã thải gyps STT Chỉ tiêu phân tích Hàm lượng (mg/kg) Mo 0.20 Mg 598 B 10.41 p 7139 Mn 1267 La 40.18 Sc 1.48 V 6.92 Ce 33.21 10 Pr 8.82 11 Nd 36.83 12 Sm 7.29 13 Eu 1.62 14 Gd 9.93 15 Tb 1.33 16 Dy 8.05 17 Ho 1.88 18 Er 5.63 19 Tm 0.62 20 Yb 3.30 21 Lu 0.36 22 u 0.67 Qua bảng 3.2 cho thấy, nguyên liệu ban đầu có số nguyên tố vi lượng có vai trò tốt đến trồng Tuy nhiên có nhiều nguyên 37 tố phóng xạ gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống, kết tương tự với công bố tác giả Hanan Tayibi, Richardj cộng [11,16], 3.1.3 Thành p h ầ n p h a Ket phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) mẫu bã thải gyps ban đàu cho thấy mẫu xuất pha tinh thể C aS 4.2H20 có cấu trúc đơn tà với thông số ô mạng sở: Các cạnh: a = 5.679; b = 15.202; c = 6.522 Các góc: a = 90° ;/? = 118.43° ; ỵ = 90° E Ị f » : ũ u i g ■ G y p iH _raw - T |p e : I I/T I h c tE - S t a r t D-DDD ■- E rf: ID.MD ■- 51ip: D.D3D ■- S t t f ỉ to t - l E a p : 25 'C (!?««■]-TlBE S t a it H :13 ■ -2-T lE ta : D H D ■ -T lE ta: Ỉ.D H “ —C i t D.D Ị dD-DDí -DD« (D )-G T M I* - C j S03-2H2G -Y : i.1 % - I ly : l.- W L : 1.5 (Dí - U l l l E k t - ỉ i B D D - l 1Ỉ.1IDDD - tf D D D -a ^ l2 I D D O D -k fiti1 I.ID D -g ]H H lD D I» -H « ĩ-U ItE [E « -D /3 (1 |0D O -D 2I-D ĨĨ5 ( Q ]-C U lH O lM E -C ỉO -Y : D.ỈDH - « k f: l.- W L : I H - H ình 3.1 Giản đồ XRD mẫu bã thải gyps ban đầu Từ bảng kết 3.1 phân tích thảnh phần hóa học mẫu gyps ban đầu thành phần pha hình 3.1, cho thấy thành phần mẫu bã thải thạch cao (C aS 04.2H20 ) chiếm khoảng 75% Ngoài ra, gyps chứa 38 hợp chất khác S i0 2, Fe20 nguyên tố khác chiếm khoảng 25% Lượng tạp chất tương đối lớn, gây ảnh hưởng đến trình phân hủy bã thải So với thành phần hóa học bã thải gyps nước khác hàm lượng C aS 4.2H20 bã thải gyps nhà máy DAP Đình Vũ- Hải Phòng thấp Theo tài liệu [17] hàm lượng C aS 4.2H20 95,54%; hàm lượng C aS 4.2H20 95,4% [20] ; gyps Tây Ban Nha (S 3: 50,3 %; CaO: 34,8% ), Cộng hòa Tunisia (S 3: 44,7 %; CaO: 30,1% ) 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng khử 3.2.1 Ảnh hưởng khối lượng than g ỗ thời gian nung đến trình khử gyps nung mẫu 700°c Trộn g gyps với khối lượng than gỗ khác (0,07 g; 0,1 g; 0,15g; 0,2 g; 0,25 g) sau nung 700°c với thời gian từ 30 phút; 60 phút; 90 phút; 120 phút; 150 phút Phân tích thảnh phần chất rắn sau nung xác định khối lượng C aS lại Từ khối lượng C aS lại tính khối lượng C aS bị khử từ tính hiệu suất phản ứng Kết phân tích hóa học thấy khối lượng C aS phản ứng không thay đổi chứng tỏ CaSƠ4 không bị khứ cacbon than gỗ 700°c Kết phân tích XRD mẫu sản phẩm nung 700°c thể hình 3.2 39 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sam ple 1-700C -1h fflF ile : Quang SP mau 1-700C-1 h.raw - Type: W T h locked - Start: 20.000 • - End: 70.010 Step: 0.030 "- S te p tim e: 0.8 s - T em p.: 25 ”C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 '- T h e ta : 0 0 '0 -0 -1 (D) - Calcium Sulfate - C aS 04 - Y : 29.59 % - d x by: - W L: 1.5406 - Orthorhombic - a 6.23000 - b 6.98000 - c 6.97000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gam ma 90.000 - Base-centered - Bbmm ( 0 - 0 0444 (D) Quartz SiQ2 - Y: 1.39 % d x by: - W L: 1.5406 Hexagonal a 4.90300 b 4.90300 c 5.39300 alpha 90.000 beta 90.000 gam ma 120.000 Primitive P3121 (152) - - 112.275 - Hình 3.2 K et phân tích XRD mẫu nung 700°c than g ỗ Từ két hình 3.2 cho thấy chưa xuất pic CaO CaS Chứng tỏ nhiệt độ phản ứng chưa xảy 700°c 3.2.2 Ảnh hưởng khối lượng than g ỗ thời gian nung đến trình khử gyps khỉ nung mẫu 900°c Trộn lg gyps với khối lượng than gỗ khác (0,07 g; 0,1 g; 0,15g; 0,2 g; 0,25 g) sau nung 900°c với thời gian từ 30 phút; 60 phút; 90 phút; 120 phút; 150 phút Phân tích thành phần chất rắn sau nung xác định khối lượng C aS lại Từ khối lượng C aS lại tính khối lượng C aS bị khử từ tính hiệu suất phản ứng Khối lượng C aS bị khử hiệu suất phản ứng 900°c trình bày bảng 3.3 40 B ảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than g ỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu nhiệt độ 900°c Thời gian 0,07gC Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 30 phút Hiệu suất phản ứng(%) 60 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 90 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 120 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 150 phút Hiệu suất phản ứng(%) 0,15gC 0,2 g C 0,25gC 0,228 0,304 0,335 0,373 0,388 30,36 40,48 44,61 49,67 51,66 0,291 0,31 0,359 0,377 0,393 38,75 41,28 47,8 50,2 52,33 0,323 0,36 0,371 0,382 0,402 43 47,94 49,4 50,87 53,53 0,359 0,379 0,386 0,411 0,433 47,8 40,47 51,4 54,73 47,66 0,382 0,417 0,43 0,451 0,468 50,87 55,53 57,26 60,05 62,31 Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) ,lg C Từ bảng 3.3 ta vẽ biểu đồ ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than gỗ đén hiệu suất phản ứng nung mẫu 900°c than gồ 41 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than g ỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu 900°Cbằng than g ỗ Từ hình 3.3 cho thấy 900°c thời gian tăng hiệu suất phản ứng tăng dần, nhiên sau 120 phút hiếu suất phản ứng tăng chậm Khối luợng than gỗ thích hợp dùng cho g gyps 0,15g đến 0,25g 3.2.3 Ảnh hưởng khối lượng than g ỗ thời gian nung đến trình khử gyps nung mẫu I000°c Trộn g gyps với khối lượng than gồ khác (0,07 g 0,1 g; 0,15g; 0,2 g; 0,25g) sau nung 1000°c với thời gian từ 30 phút; 60 phút; 90 phút; 120 phút; 150 phút Phân tích thành phần chất rắn sau nung xác định khối lượng C aS lại Từ khối lượng C aS lại tính khối lượng C aS bị khử từ tính hiệu suất phản ứng Khối lượng C aS bị khử hiệu suất phản ứng trình bày bảng 3.4 42 B ảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than g ỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu nhiệt độ 1000°c Thời gian 0,07gC Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 30 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 60 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 90 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 120 phút Hiệu suất phản ứng(%) Khối lượng CaS04.2H20 bị khử (g) 150 phút Hiệu suất phản ứng(%) ,lg C 0,282 37,55 0,301 40,08 0,305 40,61 0,374 49,8 0,386 51,4 0,15gC 0,2 g C 0,25gC 0,324 0,347 0,386 0,396 43,14 46,21 51,4 52,73 0,35 0,37 0,414 0,441 46,6 49,27 55,13 58,72 0,382 0,411 0,452 0,476 50,87 58,72 60,18 63,38 0,409 0,446 0,478 0,497 54,5 59,39 63,65 66,18 0,449 0,482 0,504 0,522 59,79 64,18 67,11 69,51 Từ bảng 3.4 vẽ biểu đồ ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than gỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu 1000°c 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian nung khối lượng than g ỗ đến hiệu suất phản ứng nung mẫu 1000°c Từ hình 3.4 cho thấy dùng khối lượng than gỗ 0,07 gam khối lượng chất rắn giảm nhanh 120 phút đàu sau giảm từ từ cho đén không thay đổi, khối lượng than gồ dùng 0,1 - 0,2 gam khối lượng chất rắn sau phản ứng giảm từ từ không thay đổi Nếu dùng 0,25 gam than gỗ khoảng 90 phút đầu khối lượng chất rắn thu giảm nhanh sau giảm từ từ đạt giá trị không đổi khoảng 150 phút Từ kết hình 3.4 thấy khối lượng than gỗ thích hợp khoảng 0,15 - 0,25g Thời gian nung từ 120 phút đến 150 phút 44 3.2.4 Phân tích thành phần pha m ột số mẫu sản phẩm thu sau nung nhiễu xạ XRD với mẫu khử than g ỗ Kết phân tích thành phần pha số mẫu sản phẩm sau nung than gỗ hình 3.5 Hình 3.5.XRD mẫu sản phẩm l g gyps + 0,2g c nung 700°c (Mầu 10), 800°c ( M ầ u ! ỉ ) , 900°c (Mầu 12), 1000°c (Mẩu 13) Kết hình 3.5 cho thấy nhiệt độ 700°c, 800°c chưa xuất pic CaO Ở 900°c xuất pic C aS yếu 1000°c biến hoàn toàn Pic S i0 xuất thành phần gyps ban đàu có S i0 45 KET LUẠN Đã xây dựng quan hệ nhiệt động phản ứng phân hủy canxi sunfat gyps vào nhiệt độ chất khử có chất khử: - Không có chất khử : AGT(3-1) = -426,437.T + 512002 +5,55.T.LnT + 16,074.10~3.T2-4 14578,42 /T -0,001.10_6.T3/2 - Với chất khử lưu huỳnh: AGT(3-15) = -1696,98.T + 1333050,577 + 40,992.T.LnT + 38,0855.10'3.T2- 20,374.105/T -10'9.T3/2 - Với chất khử cacbon: AGT(3-22) = -849,6452.T + 640544,84 + 38,017.LnT.T + 24,1325.10'3.T2 -1182300/T - 10'9.T3 Khi không dùng chất khử nhiệt độ phân hủy C aS phải 1400K bắt đầu; có chất khử lưu huỳnh nhiệt độ phân hủy CaSƠ4 965K bắt đầu; có chất khử cacbon nói chung nhiệt độ phân hủy C aS 1155K bắt đầu Đã khảo sát giản đồ phân tích nhiệt khử gyps cacbon Kết nhận cho thấy trình khử xảy hai khoảng nhiệt độ khoảng 650°c 1100°c Đã khảo sát ảnh hưởng hàm lượng cacbon, nhiệt độ, thời gian nung đến khối lượng chất rắn thu sau phản ứng Các két thu cho thấy khối lượng cacbon thích hợp dùng để khử gam gyps thành CaS vào khoảng 0,2 0,25g ứng với thời gian phản ứng 120 - 140 phút Đã xác định sản phẩm thu sau nung phương pháp XRD Kết nhận cho thấy trình nung khử gyps cacbon 700°c 1000°c tạo sản phẩm CaS để trình xảy hoàn toàn cần thực 1000°c thời gian tối thiểu 90 phút 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Bùi Long Biên (1995), Phân tích hóa học định lượng, NXB Khoa học Kỹ thuật [2] La Văn Bình (2001), N hiệt động hóa kỹ thuật NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Lưu Ngọc Vĩnh (2013), Nghiên cứu sản xuất sunphát amôn từ chất thải gyps nhà máy DAP - Vinachem K C N Đình Vũ - Hải Phòng Luận văn thạc sĩ, ĐHBK Hà Nội [4] Lưu Ngọc Vĩnh (2013), Báo cáo tổng két đề tài “ Nghiên cứu thăm dò khả thu hồi sử dụng có hiệu hợp chất lưu huỳnh gyps” Công ty cổ phần Thiết ké Công nghiệp Hóa chất - Tập Đoàn Hóa chất Việt Nam [5] Phan Ngọc Nguyên (2005), Kỹ thuật phân tích vật lý Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [6] Tập đoàn hóa chất Việt Nam (2012), So sánh ưu điểm kinh tế trình trích ly H3PO4 (DH, HH, HDH) tận dụng photphogip (PG), số TIẾNG ANH [7] Altun IA, Sert Y (2004), Utilization o f weathered phosphogypsum as set retarder in Portland cement CemConcr Res; 34 (4): 677-80 [8] Amercan society for testing and materials, 1967 book ofA T SM Standards, Part 9: Cement, lime and Gypsum Philadelphia, 1967 [9] Erlenstadt, Gunter (1980), Upgrading o f Phosphogypsum fo r the Construction Industry.The Florida Institute of Phosphate Research, November, 1980 [10] H A the c Denier van der Gon (1994), Impact o f gypsum application on methane emission from a wetland rice field GLOBAL BIOGEOCHEMICAL CYCLES, VOL 8, NO 2, PAGES 127-134, JUNE 1994 47 [11] Hanan Tayibi, Mohamed Choura,Felix A Lopez, Francisco J Algucil, Aurora Lopez-Delgado (2009), Environmental impact and management o f phosphogypsum Journal of Environmental M an­ agement Volume 90, Issue 8, June 2009, Pages 2377— 2386 [12] Hiroaki Katsuki, and Sachiko Furuta, Sridhar Komarneni (1999), Microwave- versus Conventional-Hydrothermal Synthesis o f Hydroxyapatite Crystals from Gypsum, J Am Ceram Soc., 82[8] 2257-59 [13] Koopman C (2001), Purification o f gypsum from the phosphoric acid production by recrystallization with simultaneous extraction PhD thesis, TU, Delf [14] Lubka atanasova (2002), Exergy Analysis o f the Process o f Thermal Decomposition o f Phosphogypsum to Lime and Sulfur Dioxide Vol.5 (No.3), p p.119-126, September-2002, ISSN 1301-9724 [15] Mohammed Panahi Kordlaghari, D.L Rowell,(2006),The role o f gypsum in the reactions o f phosphate with soils, Geoderma 132 105-115 [16] Richardj, Guimond and Jahfsm Hardin, (1989),Radio activity Released from phosphate - containning fertilizers and from Gypsum,Radiat Phys Chem Vol.34,No 2,pp.309-315 [17] Shakhashiri Cancium oxide.Chemical of week Chemistry 103- l www.scifun.org [18] Singh M (2002), Treating waste phosphogypsum fo r cement and plaster manufacture CemConcr Res; 32 (7): 1033-8 [19] Taha, R., Seals, R.K., (1992), Engineering properties and potential uses o f by product phosphogypsum Proceedings of Utilization of W aste Materials in Civil Engineering Construction, New York, NY American Society of Civil Engineering [20] Zellars - Wiliams, inc (2008), Evaluation o f potential commercial processes fo r the production o f sulfuric acid from phosphogypsum Final report Lakeland Florida 48 PHỤ LỤC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample 1-700C-1h ESFile: Quang SP mau 1-700C-1h.raw-Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 “ -Step: 0.030 “ -Step time: 0.8 s - Temp.: 25 “C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 “ -Theta: 10.000 °001-074-1782 (D) - Calcium Sulfate CaS04 - Y: 29.59 % - d x by: - WL: 1.5406 Orthorhombic a 6.23000 b 6.98000 c 6.97000 alpha 90.000 beta 90.000 gamma 90.000 Base-centered Bbmm ( 000-003-0444 (D) - Quartz SiQ2 - Y: 1.39 % d x by: - WL: 1.5406 Hexagonal a 4.90300 b 4.90300 c 5.39300 alpha 90.000 beta 90.000 gamma 120.000 Primitive P3121 (152) - - 112.275 - Phụ lục l.X R D mẫu sản phẩm l g gyps + 0,2g than g ỗ nung 700°c Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample 2-800C-1h 2-Theta - Scale EfflFile: Quang SP mau 2-800C-1 h.raw - Type: 2Th/Th locked Start: 20.000 °- End: 70.010 “ -Step: 0.030 “ Step time: 0.8 s Temp.: 25 “C (Room) Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 “ Theta: 10.000 " 001-074-1782