Nghiên cứu xử lý, thu hồi niken trong bùn thải công nghiệp

IH QU GIA H N I TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUY N NH NGUY T NGHIÊN CỨU XỬ LÝ, THU HỒI NIKEN TRONG BÙN THẢI CÔNG NGHI P LU N VĂN TH S KHOA H Hà Nội, 2019 IH GIA H N I QU TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUY N NH NGUY T NGHIÊN CỨU XỬ LÝ, THU HỒI NIKEN TRONG BÙN THẢI CÔNG NGHI P Chuyên ngà :K ọ i ƣờ M s : 8440301.01 LU N VĂN TH NG IH NG N KHO H S KHOA H : PGS.TS N uyễ T ị Hà PGS.TS L V Hà Nội, 2019 C i u LỜI CẢM ƠN hi PGS , hi , KC 08.18/16-20 “ nh ý ặ e ” ý D ặ ũ ẽ ý ý ủ kho X ! tháng 01 Họ viên N uyễ N uy 2019 M CL C MỞ Đ U 1 Tính cấp thiết đề tài M c ti u nghi n cứu Nội dung nghi n cứu CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 T i i 1.1.1 .3 e e 1.1.2 e 1.1.3 1.1.4 Ảnh hưởng bùn thải chứa niken đến môi trường sức khoẻ người .11 1.2 Hi lý xử lý bù ải ứ i 12 ý 12 1.2.1 1.2.2 ý e 14 1.3 C u ồi i bù ải 16 1.3.1 e 16 1.3.2 e 19 CHƢƠNG Đ I TƢ NG V PHƢƠNG PH P NGHIÊN CỨU .21 2.1 Đ i ƣ i 2.2 P ƣơ ứu 21 i ứu 21 2.2.1 .21 2.2.2 21 2.2.3 21 2.2.4 ghi n cứu thu h i kim o i niken bùn thải b ng phư ng ph p h a t ch 22 CHƢƠNG K T QUẢ V THẢO LUẬN 25 3.1 Đá 3.1.1 iá v B i lƣ bù ải ứ i .25 25 3.1.2 29 3.1.3 30 3.2 Đá iá i i xử lý lý bù ải ứ i i 40 3.3 D báo mứ độ phát sinh bùn thải bùn thải chứa niken từ ngành công nghi p công nghi p m n .40 3.4 Kế â í ầ bù ải i 43 3.5 Kết nghiên cứu khả thu hồi kim loại niken bùn thải mạ điện 45 3.5.1 3.5.2 Ả .46 ủ ỷ ặ 48 3.5.3 Ảnh hưởng pH dịch sau h a t ch đến tỷ ệ thu h i kim o i nặng .50 3.5.4 Ả ủ ỷ /R ỷ ặ 51 ủ 3.5.5 .52 3.5.6 Kết khảo s t s qu trình dịch niken đầu vào trước điện phân 53 3.6 Đ xuấ iải bù 3.7 Đị ế biế ƣớ u ồi i iế i bằ ải ƣơ i 55 56 K T LUẬN, KI N NGHỊ 57 T I LI U THAM KHẢO 58 Ph l c Bảng kết phân atichs thành phần niken mẫu bùn thải công nghiệp mạ 61 Ph l c Thống k lượng bùn thải công nghiệp mạ phát sinh số sở công nghiệp 05 năm gần (2013 – 2017) 67 Ph l c Mẫu Bảng hỏi 72 DANH M C BẢNG Bảng 1.1 hế độ công nghệ mạ niken mờ Bảng 1.2 hất làm bóng cơng nghệ mạ bóng niken Bảng 1.3 hế độ công nghệ mạ niken muối sunfamat Bảng 1.4 hế độ công nghệ mạ niken pirophotphat Bảng 1.5 Khối lượng bùn thải mạ điện số công ty mạ 10 Bảng 1.6 Tỷ lệ thu hồi số kim loại hai chủng sinh vật B.subtilis S.cerevisiae 17 Bảng 1.7 Tỷ lệ thu hồi số kim loại nặng nồng độ axit khác .20 Bảng 3.1 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ cơng nghiệp mạ miền Bắc (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở l n) 36 Bảng 3.2 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ cơng nghiệp mạ miền Trung (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở l n) 38 Bảng 3.3 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ công nghiệp mạ miền Nam (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở lên) 39 Bảng 3.4 ự báo mức độ phát sinh bùn thải từ công nghiệp mạ Việt Nam 42 Bảng 3.5 Kết phân tích thành phần bùn thải Goshi Thăng Long theo phương pháp EDX 43 Bảng 3.6 ộ pH dung dịch hòa tách theo thời gian hòa tách 48 Bảng 3.7 Tỷ lệ thu hồi kim loại Ni pH dịch sau hòa tách khác 50 Bảng 3.8 Tỷ lệ thu hồi niken điều kiện L/R khác 51 Bảng 3.9 Hiệu suất thu hồi kim loại Ni từ bùn thải ông ty Goshi Thăng Long 52 DANH M C H NH Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ mạ niken - crom .8 Hình Sơ đồ quy trình hòa tách bùn thải để thu hồi kim loại nặng 22 Hình 3.1 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp mạ tr n địa bàn TP Hà Nội 25 Hình 3.2 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bắc Ninh 26 Hình 3.3 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 27 Hình 3.4 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Thái Nguyên 27 Hình 3.5 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn thành phố Hải Phòng .28 Hình 3.6 Lượng bùn thải thu gom, xử lý tr n địa bàn thành phố Nẵng 30 Hình 3.7 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh 32 Hình 3.8 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bình ương 33 Hình 3.9 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh ồng Nai 34 Hình 3.10 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 35 Hình 3.11 Biến động bùn thải công nghiệp mạ phát sinh số sở cơng nghiệp mạ điển hình 05 năm gần 41 Hình 3.12 Phổ đồ phân tích bã thải ông ty Gioshi Thăng Long [11] 45 Hình 3.13 Máy nghiền bi liên t c công suất tấn/ngày đ m .46 Hình 3.14 Thiết bị nghiền nước cánh búa liên t c .46 Hình 3.15 D ng c đo pH nhiệt độ 47 Hình 3.16 Thiết bị hòa tách khuấy từ 47 Hình 3.17 Thiết bị hòa tách có gia nhiệt 47 Hình 3.18 Sự thay đổi độ pH dịch hòa tách theo thời gian hòa tách .49 Hình 3.19.Tỷ lệ thu hồi niken từ bùn thải ph thuộc vào pH dung dịch sau hòa tách 51 Hình 3.20 Khối lượng Ni bùn thải trước sau hòa tách 53 Hình 3.21 Muối niken sunfat kết tinh 54 Hình 3.22 Muối cacbonat bazo niken thứ cấp 55 MỞ Đ U Tí ấ iế ủ đ ài Ngày nay, với q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước đ đ y nhanh tốc độ phát triển kinh tế nước ta Song mặt trái đ gây ảnh hưởng đến chất lượng môi trường, c thể làm suy giảm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, suy thối nhi m mơi trường Bùn thải cơng nghiệp chứa niken có ngành cơng nghiệp mạ điện loại bùn có mức độ nhi m cao, nhi n lại có tiềm thu hồi Ứng d ng mạ điện ngành sản xuất rộng r i, lĩnh vực sản xuất tiêu dùng, ngành khí chế tạo máy, chế t a ph tùng xe máy, tơ, Tùy theo m c đích sử d ng mà áp d ng nhiều k thuật mạ kim loại khác nhau, phổ biến mạ phủ kim loại đồng, niken, k m, crom, vàng bạc, Tuy nhiên, với phát triển ngành công nghiệp mạ điện, môi trường ngày phải tiếp nhận nhiều yếu tố độc hại Bùn thải phát sinh từ hoạt động sản xuất ngành cơng nghiệp chứa lượng chất độc hại định crom, niken, đồng, k m, xianua, có khả gây ảnh hưởng ti u cực đến mơi trường tiếp nhận khơng có biện pháp quản lý xử lý hợp lý Vấn đề ô nhi m mơi trường nói chung tình trạng nhi m môi trường chất thải phát sinh từ ngành công nghiệp mối quan tâm hàng đầu nước giới Tr n giới có nhiều phương pháp xử lý bùn thải phát sinh từ ngành công nghiệp mạ điện như: phương pháp đốt, phương pháp đồng xử lý lò nung xi măng, phương pháp chơn lấp, thu hồi kim loại từ bùn thải, phương pháp điện phân, Tuy nhiên, khả áp d ng vào thực tế phương pháp ph thuộc vào nhiều yếu tố như: hiệu xử lý phương pháp, ưu điểnm, nhược điểm kinh phí đầu tư, o đó, việc nghi n cứu xử lý, thu hồi số kim loại bùn thải mạ điện nhằm đề xuất giải pháp xử lý thích hợp góp phần giảm thiểu ô nhi m môi trường tăng cường hiệu kinh tế cần thiết ể hạn chế tác động, ảnh hưởng từ bùn thải phát sinh từ ngành công nghiệp mạ điện tới môi trường người, đề tài “ ý niken công nghi ” với việc tập trung cho công nghệ mạ điện đ thực hiện, đề tài s sở ph c v cho sở sản xuất hoạt động lĩnh vực giảm thiểu tác động xấu tới môi trường giúp quan quản lý nhà nước kiểm soát chất lượng bùn thải nói chung bùn thải phát sinh từ ngành cơng nghiệp mạ nói ri ng, góp phần cho cơng tác bảo vệ mơi trường đạt hiệu cao M tiêu nghiên cứu - Thu hồi niken từ bùn thải công nghiệp mạ phương pháp hòa tách đề xuất giải pháp tận thu niken phát sinh từ bùn thải công nghiệp mạ nhằm làm giảm tác động ti u cực loại bùn thải đến môi trường Nội u i ứu - Tổng quan bùn thải phát sinh phương pháp xử lý bùn thải phát sinh từ ngành công nghiệp mạ chứa niken tr n giới Việt Nam; - Khảo sát thực địa, lấy mẫu để phân tích đánh giá trạng phát sinh bùn thải mạ chứa niken; - Nghi n cứu xử lý thu hồi kim loại niken bùn thải mạ phương pháp hòa tách cho bùn thải ông ty Goshi Thăng Long; - ề xuất giải pháp quản lý, tái sử d ng, tận thu niken phát sinh từ bùn thải công nghiệp mạ ... chất lượng bùn thải nói chung bùn thải phát sinh từ ngành cơng nghiệp mạ nói ri ng, góp phần cho công tác bảo vệ môi trường đạt hiệu cao M tiêu nghiên cứu - Thu hồi niken từ bùn thải công nghiệp. .. ô 1.3.2 ệ ệ N Hiện nay, công nghệ thu hồi niken từ bùn thải Việt Nam đ quan tâm, c thể đề tài "Nghiên cứu công nghệ xử lý tái sử d ng bã thải rắn công nghiệp mạ crom, niken" Phạm ức Thắng Viện... ngành công nghiệp mạ chứa niken tr n giới Việt Nam; - Khảo sát thực địa, lấy mẫu để phân tích đánh giá trạng phát sinh bùn thải mạ chứa niken; - Nghi n cứu xử lý thu hồi kim loại niken bùn thải