Tính đến đầu năm 2019, theo thống kê của Tổng cục năng lượng, Bộ Công thương, với 23 nhà máy nhiệt điện chạy than trên toàn quốc đang hoạt động, lượng tro, xỉ thải ra hàng năm khoảng 15 triệu tấn và đến năm 2022 với 43 nhà máy thì lượng tro xỉ tương đương hàng năm là khoảng 29 triệu tấn. Theo các số liệu thống kê khác thì đến đầu năm 2017, số lượng này là khoảng trên 20 triệu tấn. Nguy cơ không đủ bãi chứa, “vỡ trận” gây ô nhiễm môi trường là hiện hữu. Cũng theo thống kê trên thì hiện tất cả các cơ sở sử dụng tro xỉ để làm vật liệu không nung, nền đập thủy điện, đường giao thông, kè bờ... mới chỉ tiêu thụ được khoảng 3 – 4 triệu tấnnăm. Việc sử dụng tro xỉ nhiệt điện hiện nay gặp nhiều khó khăn về nhiều mặt; đó là phải loại bỏ than dư xuống dưới 5% mới có thể sử dụng được. Các khó khăn khác tác động đến khả năng tái sử dụng rộng rãi tro xỉ là việc vận chuyển và tăng giá thành khi luôn luôn phải kết hợp cùng với xi măng để đóng rắn. Do điều kiện đặc thù của Việt Nam, công nghệ đốt và chất lượng than rất khác nhau giữa các nhà máy nên lượng than dư trong tro xỉ cao, không đồng đều và sự phối kết hợp giữa các ngành chưa tốt..., cho nên để xử lý tái sử dụng tro xỉ nhiệt điện cần phải có giải pháp đơn giản hơn, giá thành rẻ hơn, không cần phải tuyển nổi để loại than dư dưới 5% và không cần sử dụng xi măng làm tác nhân hóa rắn. Công nghệ sử dụng chất kết dính vô cơ không qua thiêu kết (thường gọi là polyme vô cơ) có thể đáp ứng được yêu cầu trên; do công nghệ này sử dụng các chất kết dính vô cơ điều chế từ các khoáng chất có sẵn trong tự nhiên chứa Si, Al, Fe, Mg... trong môi trường có độ kiềm khác nhau. Các chất kết dính này cứng hóa các vật liệu bở rời theo cơ chế kết dính và bao bọc các hạt vật liệu với nhau trong điều kiện không nước (khô) bằng các liên kết phân tử làm cho vật liệu rắn chắc và bền vững theo thời gian. Xuất phát từ những điều trên, đề tài luận văn này được thực hiện với tiêu đề “Nghiên cứu xử lý tro xỉ nhiệt điện bằng chất kết dính vô cơ trên cơ sở cao lanh.”
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ DUNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN BẰNG CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ TRÊN CƠ SỞ CAO LANH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ DUNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN BẰNG CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ TRÊN CƠ SỞ CAO LANH Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 8440112.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phương Thảo PGS TS Trần Hồng Côn Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin cảm ơn TS Phương Thảo, PGS TS Trần Hồng Cơn giao đề tài tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt nhất suốt trình nghiên cứu hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nợi nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu suốt thời gian qua, góp phần cho bản thân em hoàn thành luận văn được tốt Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô, anh chị bạn Phòng thí nghiệm Hóa Mơi trường, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu học tập tại Cuối em xin cảm ơn nhóm đề tài ĐT – CNMT 01/17, gia đình người thân tạo mọi điều kiện tốt nhất vật chất tinh thần cho em hoàn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 2019 Học viên Nguyễn Thị Dung năm MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU… CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tro xỉ nhiệt điện 1.1.1 Tình hình phát thải tro xỉ nhiệt điện than .2 1.1.2 Tình hình xử lý, tái chế, tái sử dụng tro xỉ .4 1.2 Cơ sở lý thuyết polyme vơ hình thành bê tơng polyme 1.2.1 Cơ chế sự hình thành geopolyme 1.2.2 Cơ chế polyme hóa trực tiếp 11 1.2.3 Cơ chế polyme hóa gián tiếp .12 1.2.4 Một số nghiên cứu ứng dụng công nghệ geopolyme .12 1.3 Tổng quan cao lanh 14 1.3.1 Khái niệm chung 14 1.3.2 Thành phần, chất lượng cao lanh Việt Nam 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 21 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 21 2.2 Hóa chất dụng cụ .21 2.3 Phương pháp nghiên cứu .24 2.3.1 Xác định mợt số thành phần, tính chất ngun vật liệu 24 2.3.2 Tổng hợp chất kết dính vơ sở cao lanh – NaOH 32 2.3.3 Tổng hợp chất kết dính sở cao lanh – Ca(OH)2 32 2.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối liệu đến khả đóng rắn tro xỉ .32 2.3.5 Đánh giá khả gây ô nhiễm thứ cấp vật liệu 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Thành phần, tính chất nguyên vật liệu 34 3.1.1 Thành phần, tính chất tro bay xỉ nhiệt điện 34 3.1.2 Thành phần mợt số mẫu cao lanh khảo sát 35 3.2 Các thơng số chất kết dính vô 37 3.2.1 Chất kết dính cao lanh – NaOH 37 3.2.2 Chất kết dính cao lanh – Ca(OH)2 41 3.3 Ảnh hưởng thành phần phối liệu số điều kiện đến khả đóng rắn tro xỉ .45 3.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 45 3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH)2 đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 47 3.3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp NaOH/ Ca(OH) đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 49 3.3.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất kết dính đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 51 3.3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ tro bay/ tro xỉ nhiệt điện đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 53 3.3.6 Ảnh hưởng lực ép định hình đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 55 3.3.7 Ảnh hưởng thời gian lưu bê tông tươi đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 56 3.3.8 Ảnh hưởng thời gian lưu dưỡng đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 57 3.4 Một số đặc tính hóa lý khác vật liệu sau đóng rắn 58 3.5 Đặc trưng cấu trúc số vật liệu sau đóng rắn .62 3.6 Đánh giá khả gây ô nhiễm thứ cấp vật liệu 65 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Lượng tro nhà máy phía Bắc Bảng 1.2 Sản lượng phần trăm sử dụng tro bay tại một số nước giới Bảng 1.3 Các đặc điểm khống vật nhóm kaolinit -16 Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng nghiên cứu 21 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị sử dụng 22 Bảng 2.3 Thứ tự định lượng chất phân tích Al3+ -30 Bảng 3.1 Thành phần hóa học tro bay tro xỉ ba nhà máy nhiệt điện Phả Lại, ng Bí Thái Bình - 34 Bảng 3.2 Thành phần nhôm, sắt, silic oxit thông số khác mẫu caolanh -35 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc độ trương nở cao lanh vào nồng độ NaOH thời gian ngâm 37 Bảng 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH đến nồng độ aluminat silicat tự chất kết dính cao lanh - NaOH -39 Bảng 3.5 Sự phụ thuộc độ nhớt vào hàm lượng NaOH -40 Bảng 3.6 Sự phụ thuộc độ trương nở cao lanh vào hàm lượng Ca(OH) thời gian ngâm 41 Bảng 3.7 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH) đến nồng độ aluminat silicat tự dung dịch 42 Bảng 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH)2 đến độ nhớt chất kết dính 43 Bảng 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn - 45 Bảng 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH)2 cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 48 Bảng 3.11 Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp kiềm NaOH - Ca(OH) cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 50 Bảng 3.12 Ảnh hưởng hàm lượng chất kết dính đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 52 Bảng 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ tro bay/xỉ tới cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 53 Bảng 3.14 Ảnh hưởng lực ép định hình đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn - 55 Bảng 3.15 Ảnh hưởng thời gian lưu bê tông tươi đến cường dợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 56 Bảng 3.16 Ảnh hưởng thời gian lưu dưỡng đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 57 Bảng 3.17 Một số đặc tính hóa lý khác vật liệu sau đóng rắn 59 Bảng 3.18 pH pha nước ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi -66 Bảng 3.19 Nồng đợ chất có khả gây ô nhiễm nước vật liệu tro xỉ sau đóng rắn 28 ngày ngâm nước 68 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tứ diện SiO4 AlO4 -10 Hình 1.2 Cơ chế polyme hóa trực tiếp -11 Hình 1.3 Cơ chế polyme hóa gián tiếp -12 Hình 1.4 Cấu trúc cao lanh -15 Hình 2.1 Máy nén khuôn đúc vật liệu 23 Hình 2.2 Máy nghiền trộn phối liệu PTN -23 Hình 2.3 Hiện tượng nhiễu xạ tinh thể -24 Hình 2.4 Nguyên lý phổ tán xạ lượng tia X 26 Hình 2.5 Nguyên lý phát huỳnh quang tia X -27 Hình 3.1 Giản đồ XRD tro bay tro xỉ nhiệt điện Phả Lại 35 Hình 3.2 Giản đồ XRD cao lanh Trúc Thôn M1 -36 Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaOH đến khả trương nở cao lanh theo thời gian 38 Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH đến nồng độ aluminat silicat tự 39 Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH đến độ nhớt dung dịch (120 giờ) 40 Hình 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH) đến khả trương nở cao lanh theo thời gian 42 Hình 3.7 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH) đến nồng độ aluminat silicat tự dung dịch 43 Hình 3.8 Sự phụ thuộc độ nhớt vào hàm lượng Ca(OH)2 -44 Hình 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng NaOH cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn - 46 Hình 3.10 Ảnh vật liệu sau đóng rắn chất kết dính sở cao lanh – NaOH - 46 Hình 3.11 Ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH) cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 48 Hình 3.12 Ảnh vật liệu sau đóng rắn chất kết dính cao lanh – Ca(OH) 49 Hình 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp NaOH – Ca(OH) cacbon dư đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 50 Hình 3.14 Ảnh vật liệu sau đóng rắn chất kết dính cao lanh kiềm hỗn hợp NaOH – Ca(OH)2 - 51 Hình 3.15 Ảnh hưởng hàm lượng chất kết dính đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 52 Hình 3.16 Ảnh hưởng tỷ lệ tro bay/xỉ tới cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 54 Hình 3.17 Ảnh hưởng lực ép định hình đến cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn - 55 Hình 3.18 Ảnh hưởng thời gian lưu bê tông tươi đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 56 Hình 3.19 Ảnh hưởng thời gian lưu dưỡng đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn 58 Hình 3.20 Hệ số hóa mềm đợ hút nước mợt số mẫu vật liệu sau đóng rắn- 61 Hình 3.21 Hình ảnh chụp SEM mợt số mẫu vật liệu 63 Hình 3.22 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV2 (15%C) 63 Hình 3.23 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV3 (15%C) 64 Hình 3.24 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV4 (15%C) 64 Hình 3.25 Giản đồ XRD tro xỉ một số mẫu vật liệu sau đóng rắn 65 Hình 3.26 pH pha nước ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi 67 TXCX 2, TXCV 2, TXCXV (10-15-20% C) Cường độ kháng nén (MPa) 15.0 Ghi TXCX (10%C) TXCV (10%C) TXCXV (10%C) TXCX (15%C) TXCV (15%C) TXCXV (15%C) TXCX (20%C) TXCV (20%C) TXCXV (20%C) 12.5 10.0 7.5 5.0 Thời gian ( tuần) Hình 3.28 Ảnh hưởng thời gian lưu dưỡng đến cường độ kháng nén vật liệu sau đóng rắn Kết quả bảng 3.16 cho thấy q trình phát triển cường đợ kháng nén theo thời gian lưu dưỡng khô dạng phối liệu khác chất kết dính vơ khác có xu hướng gần tương tự Tất cả sản phẩm đóng rắn có thời gian đạt cường độ kháng nén gần ổn định sau tuần Mặc dù thời gian lưu dưỡng dài hơn, cường độ kháng nén có tăng thêm, khơng đáng kể 3.4 Một số đặc tính hóa lý khác vật liệu sau đóng rắn Ngồi cường đợ kháng nén vật liệu sau đóng rắn, để đánh giá thêm chất lượng khả ứng dụng vật liệu ta xét đến mợt số đặc tính hóa lý khác hệ số hóa mềm, đợ hút nước 58 Bảng 3.23 Một số đặc tính hóa lý khác vật liệu sau đóng rắn Chất kết dính KHM TXCX TXCX TXCX CL-X TXCX TXCX TXCX TXCX TXCX TXCX TXCV TXCV TXCV CL-V TXCV TXCV TXCV TXCV TXCV TXCV TXCXV TXCXV TXCXV TXCXV CL-X-V TXCXV TXCXV TXCXV TXCXV TXCXV TXCXV Cường độ Cường độ Hệ số Độ hút Tỷ kháng nén nén bão hòa hóa nước khối (Mpa) nước (Mpa) mềm Hàm lượng cacbon dư 10% 6,96 6,26 0,9 8,34 7,59 0,91 11,15 10,37 0,93 Hàm lượng cacbon dư 15% 6,1 4,59 0,75 7,81 6,64 0,85 10,05 8,67 0,86 Hàm lượng cacbon dư 20% 5,65 4,07 0,72 7,26 6,39 0,88 9,6 8,06 0,84 Hàm lượng cacbon dư 10% 6,4 5,63 0,88 8,2 7,30 0,89 10,8 9,61 0,89 Hàm lượng cacbon dư 15% 5,8 5,05 0,87 7,2 6,24 0,87 9,6 8,21 0,86 Hàm lượng cacbon dư 20% 5,2 4,06 0,78 6,8 5,24 0,77 8,5 6,97 0,82 Hàm lượng cacbon dư 10% 8,7 8,09 0,93 14,57 13,55 0,93 18,2 17,47 0,96 20,2 19,19 0,95 Hàm lượng cacbon dư 15% 7.9 7,10 0,9 12.8 11,78 0,92 16 15,21 0,95 18.4 17,49 0,95 Hàm lượng cacbon dư 20% 7,2 6,26 0,87 11,7 10,53 0,9 (%) (g/cm3) 9,05 8,8 8,84 1,71 1,72 1,72 9,46 9,23 9,21 1,74 1,73 1,76 9,8 9,67 9,72 1,73 1,76 1,76 13,2 13,2 13,05 1,53 1,6 1,58 14,12 13,88 14,04 1,57 1,62 1,52 14,28 13,85 14,02 1,62 1,6 1,61 9,32 9,21 9,28 9,16 1,72 1,77 1,74 1,73 9,69 9,58 9,24 9,27 1,73 1,76 1,75 1,76 9,76 9,83 1,75 1,76 59 TXCXV TXCXV 14,2 16,4 12,92 14,60 0,91 0,89 9,6 9,84 1,76 1,76 Kết quả thu được cho thấy, độ hút nước vật liệu sau đóng rắn nằm khoảng 9,05 đến 14,28% Nhìn chung vật liệu đóng rắn chất kết dính cao lanh – kiềm Ca(OH)2 có đợ hút nước lớn vật liệu đóng rắn chất kết dính cao lanh – kiềm NaOH; sự chênh lệch độ hút nước vật liệu chênh lệch không 5% nhỏ 15% Độ hút nước tăng hàm lượng cacbon dư tăng (nhưng không nhiều) Hầu hết vật liệu đóng rắn sau ngâm nước có cường đợ kháng nén giảm Hệ số hóa mềm dao động khoảng từ 0,72 đến 0,96 thường 0,75 chứng tỏ vật liệu bền môi trường nước Độ bền nước vật liệu cao nhất mẫu kiềm hỗn hợp, thấp nhất mẫu kiềm Ca(OH) Độ bền nước giảm tăng hàm lượng cacbon dư, tăng độ hút nước giảm TXCX TXCX 0.9 0.8 Hàm lượng than dư 10 15 20 Độ hút nước 0.7 Hệ số hóa mềm 10 Hàm lượng than dư 10 15 20 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Hàm lượng than dư 10 15 20 TXCX1 10 15 20 TXCX2 Hàm lượng than dư 10 15 20 TXCX3 (a) Hệ số hóa mềm mẫu TXCX 10 15 20 TXCX1 10 15 20 TXCX2 10 15 20 TXCX3 (b) Độ hút nước mẫu TXCX 60 TXCV Hàm lượng than dư 10 15 20 0.9 0.8 0.6 Hàm lượng than dư 10 15 20 14 12 0.5 Độ hút nước Hệ số hóa mềm 0.7 TXCV 16 0.4 0.3 0.2 10 0.1 0.0 Hàm lượng than dư 10 15 20 TXCV1 10 15 20 TXCV2 10 15 20 TXCV3 Hàm lượng than dư (c) Hệ số hóa mềm mẫu TXCV 10 15 20 TXCV1 10 15 20 TXCV2 10 15 20 TXCV3 (d) Độ hút nước mẫu TXCV TXCXV TXCXV 1.0 Độ hút nước (%) Hệ số hóa mềm 0.8 0.6 0.4 0.0 0.2 Hàmlượng than dư Hàm lượng than dư 10 15 20 10 Hàm lượng than dư 10 15 20 10 15 20 TXCXV1 10 15 20 TXCXV2 10 15 20 TXCXV3 Hàmlượng than dư 10 15 20 TXCXV4 10 15 20 TXCXV1 10 15 20 TXCXV2 10 15 20 TXCXV3 10 15 20 TXCXV4 (f) Độ hút nước mẫu TXCXV (e) Hệ số hóa mềm mẫu TXCXV Hình 3.29 Hệ số hóa mềm độ hút nước số mẫu vật liệu sau đóng rắn Như ta có thể thấy hàm lượng than dư (trong khoảng % khảo sát) có tác đợng đến tính chất vật liệu sau đóng rắn rất Điều có thể lý giải phương pháp tạo bê tông theo chế geopolyme, tro, xỉ kể cả than dư chủ yếu được coi phối liệu làm xương để chất kết dính vơ kiềm hóa kết dính chúng lại với thành khối rắn Vấn đề than dư vượt tiêu chuẩn để sử dụng cho mục đích phụ gia xi măng hay làm bê tông đầm lăn đa số nguồn tro xỉ nhiệt điện nhà máy sử dụng cơng nghệ đốt thơng thường loại than có khả cháy vấn đề nan giải cho việc xử lý, tái sử dụng khối lượng khổng lồ tro xỉ loại Với công nghệ chế tạo bê tơng polyme sử dụng chất kết dính vơ 61 khơng xi măng trình bày giải pháp rất quan trọng để giải loại tro xỉ nhiệt điện có hàm lượng cacbon dư cao 3.5 Đặc trưng cấu trúc số vật liệu sau đóng rắn Hình ảnh SEM số mẫu vật liệu (a) Tro bay (b) Tro xỉ (c) Cao lanh (d) Mẫu TXCV2 (15%C) (e) Mẫu TXCX2 (15%C) (f) Mẫu TXCXV2 (15%C) Hình 3.30 Hình ảnh chụp SEM số mẫu vật liệu 62 Hình ảnh SEM cho thấy hạt tro bay những khối hình cầu, những khối bao bên ngồi chất kết dính Chất kết dính phân bố đều, bao trọn hạt tro bay, xỉ vật liệu bền Các mẫu TXCV2 TXCX2 cho thấy hạt tro bay chất kết dính chưa đồng nhất, phân bố khơng đều, rời rạc Mẫu TXCXV2 kết cấu có phần đặc sít hơn, chất kết dính bao phủ tốt Thành phần nguyên tố lớp kết dính hạt Phân tích thành phần nguyên tố lớp kết dính được tiến hành với mẫu vật liệu sử dụng chất kết dính sở cao lanh – kiềm hỗn hợp NaOH – Ca(OH)2 Hình 3.31 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV2 (15%C) 63 Hình 3.32 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV3 (15%C) Hình 3.33 Ảnh SEM - EDX mẫu TXCXV4 (15%C) Quan sát phân tích thành phần nguyên tố qua EDX mẫu kiềm hỗn hợp cho ta thấy, tăng hàm lượng NaOH hỗn hợp NaOH – Ca(OH) lượng 64 Si Al lớp kết dính tăng, tỷ lệ khối lượng Si/Al tăng từ 1,43 lên 1,59 chứng tỏ tăng hàm lượng kiềm NaOH lượng Si Al hòa tan tập trung lại lớp kết dính tăng theo Hình 3.34 Giản đồ XRD tro xỉ số mẫu vật liệu sau đóng rắn Quan sát giản đồ XRD mẫu vật liệu cho thấy có nhiễu cao, đỉnh peak sắc nét cho thấy sản phẩm có cấu trúc chủ yếu vơ định hình 3.6 Đánh giá khả gây ô nhiễm thứ cấp vật liệu Các phối liệu cao lanh, NaOH hay Ca(OH) cơng nghiệp hóa chất, vật liệu có hàm lượng kim loại nặng As Fe dạng vết; thế, thành phần có thể có ảnh hưởng đến mơi trường chủ yếu nằm tro bay xỉ đáy lò nhà máy nhiệt điện Về mặt lý thuyết, tro xỉ được đóng rắn dạng khối bê tơng với tác nhân cố định có nguy gây nhiễm mơi trường ngăn cản được sự nhiễm chúng môi trường nước khơng khí Trong nghiên cứu này, hai tác nhân đợ kiềm, ion Ca2+ q trình cacbonat hóa tác nhân chủ yếu được sử dụng để cố định yếu tố có thể gây nhiễm mơi trường vật liệu sau đóng rắn Với giá trị pH 10 trộn gia công vật liệu, tất cả kim loại nặng tro xỉ hầu hết dạng oxit được cố định Còn 65 anion asenat, photphat có mặt Ca 2+ được chuyển thành muối không tan nước Riêng Pb mợt số kim loại có tính lưỡng tính, sau đóng rắn, phần tử chủn dạng muối cacbonat có đợ tan cực kỳ thấp Để đánh giá khả gây ô nhiễm thứ cấp vật liệu, viên vật liệu được đóng rắn sau 28 ngày lưu dưỡng được ngâm nước mưa nước muối có nồng đợ NaCl 2,5% Sau 24 dung dịch nước được lấy đo thông số quan tâm kết quả được thể hiện bảng 3.18 bảng 3.19 Bảng 3.24 pH pha nước ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi Thời gian (giờ) 24 48 72 96 120 pH mẫu Nước mưa nhân tạo, pH 6,5 TXCX 11,5 9,6 9,0 8,6 8,5 TXCV 8,1 7,5 7,32 7,32 7,32 TXCXV 10,4 9,0 8,8 8,4 8,2 Nước muối 2,5% TXCX 11,2 8,8 8,4 8,1 8,0 TXCV 7,8 7,2 7,0 7,0 7,0 TXCXV 10,2 8,6 8,4 8,2 8,0 66 pH 14 12 10 TXCX2 (1) TXCXV2 (2) 24 TXCV2 (1) TXCXV2 (1) 48 TXCX2 (2) 72 TXCV2 (2) 96 120 Hình 3.35 pH pha nước ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi Kết quả cho thấy, tất cả sản phẩm đóng rắn tro xỉ sau lần thứ ba tiếp xúc với nước (trong 24 giờ) pH pha nước < Riêng sản phẩm đóng rắn có sử dụng Ca(OH) lần ngâm nước đầu tiên, pH gần trung tính sản phẩm có mặt Ca(OH) hầu hết sau lần ngâm thứ hai pH xuống gần trung tính Đối với ngun tố có khả gây nhiễm nước từ sản phẩm đóng rắn tro xỉ, kết quả phân tích pha nước ngâm sản phẩm (trên bảng 3.19) cho thấy nước ngâm sản phẩm, nồng độ nguyên tố quan tâm nằm ngưỡng nguy hại theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng chất thải nguy hại QCVN 07:2009/BTNMT Bảng 3.25 Nồng độ chất có khả gây ô nhiễm nước vật liệu tro xỉ sau đóng rắn 28 ngày ngâm nước Nguyên tố Fe Mn Ni Cr As Nồng độ 67 Cd Cu Pb Hg (mg/L) Nước mưa nhân tạo, pH 6,5 TXCX2 0,05