Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn bùn đỏ với một số khoáng chất địa phương 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 *** - Trần Thị Hằng NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN BÙN ĐỎ VỚI MỘT SỐ KHỐNG CHẤT ĐỊA PHƯƠNG ĐẾN Q TRÌNH ỔN ĐỊNH HĨA RẮN BÙN ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2013 Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** - Trần Thị Hằng NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN BÙN ĐỎ VỚI MỘT SỐ KHOÁNG CHẤT ĐỊA PHƯƠNG ĐẾN Q TRÌNH ỔN ĐỊNH HĨA RẮN BÙN ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường Mã số: 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LƯU ĐỨU HẢI PGS.TS HOÀNG NGỌC QUANG HÀ NỘI – 2013 Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn mình, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: PGS.TS Lưu Đức Hải – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội PGS.TS Hoàng Ngọc Quang – Trường Đại học Tài Ngun Mơi Trường tận tình giúp đỡ hướng dẫn cho em trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội tận tình giảng dạy, bảo, truyền đạt nguồn kiến thức kinh nghiệm quý báu cho em suốt thời gian em học tập trường Cảm ơn đề tài trọng điểm cấp ĐHQGHN QGTĐ.11.06 PGS.TS Lưu Đức Hải làm chủ trì giúp em trình làm luận văn kết ban đầu mục 3.1 luận văn nhóm nghiên cứu tạo tiền đề cho em phát triển nội dung nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm Phân tích mơi trường, khoa Mơi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội nhà máy gạch Vigalcera Hữu Hưng giúp đỡ em trình nghiên cứu Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ em trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013 Học viên Trần Thị Hằng Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tiềm khoáng sản bauxite giới Việt Nam 1.1.1 Khái niệm 1.1.2.Tiềm khoáng sản bauxite giới 1.1.3.Tiềm khoáng sản bauxite Việt Nam 1.2 Hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên vấn đề môi trường phát sinh 1.2.1 Đặc điểm chung hoạt động khai thác, chế biến bauxite Tây Nguyên 1.2.2 Khai thác, tuyển quặng bauxite vấn đề môi trường liên quan 10 1.2.3 Công nghệ sản xuất alumin (Al2O3) 14 1.2.4 Chất thải bùn đỏ vấn đề môi trường phát sinh 18 1.2.4.1 Tính chất độc hại bùn đỏ 18 1.2.4.2 Chất thải bùn đỏ tác động đến môi trường 19 1.3 Một số phương án xử lý bùn đỏ giới Việt Nam 25 1.3.1 Các phương án xử lý bùn đỏ giới 25 1.3.1.1 Sử dụng bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng 26 1.3.1.2 Sử dụng bùn đỏ sản xuất gốm thủy tinh 27 1.3.1.3 Sử dụng bùn xử lý nước 27 1.3.2 Các phương án xử lý bùn đỏ Việt Nam 29 1.4 Phương hướng sản xuất vật liệu xây dựng từ bùn đỏ khoáng chất địa phương 31 1.4.1 Khái niệm cơng nghệ ổn định hóa rắn 31 1.4.2 Cơ chế q trình ổn định hóa rắn 32 1.4.3 Ổn định hóa rắn nhiệt 35 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT 2.1 Đối tượng nghiên cứu 35 2.2 Nội dung nghiên cứu 36 2.3.Phương pháp nghiên cứu 36 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 36 2.3.2.Phương pháp tận dụng bùn đỏ làm vật liệu xây dựng 37 * Nguyên liệu 37 Bùn đỏ: sấy khô từ dây chuyền sản xuất alumin nhà máy hóa chất Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh Sau lấy bùn đỏ tiến hành nghiền mịn, rây qua rây 1mm 37 2.3.3 Phương pháp xác định tỉ lệ phối trộn 39 2.3.4 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 39 2.3.4.1 Phương pháp xác định thay đổi thành phần khoáng vật vật liệu 40 2.3.4.2 Phương pháp ngâm chiết xác định độc tính vật liệu 40 2.3.4.3 Phương pháp xác định khả hòa tách kiềm vật liệu 40 2.2.5 Phương pháp thí nghiệm ngồi thực tế 41 2.2.6 Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp 41 2.2.7 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1.Tính chất vật lý hóa học mẫu bùn đỏ 42 3.1.1 Thành phần giới bùn đỏ 42 3.1.2 Hàm lượng oxit có bùn đỏ 42 3.1.3 Giá trị pH hàm lượng số kim loại nặng bùn đỏ Tây Nguyên 44 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ phối liệu đến khả ổn định hóa rắn 45 3.2.1 Ảnh hưởng phối liệu đến cấu trúc vật liệu 47 3.2.1.1 Thành phần khoáng bùn đỏ trước phối trộn 47 3.2.1.2 Ảnh hưởng phối liệu đến cấu trúc vật liệu 48 3.2.2 Kết đánh giá an tồn với mơi trường vật liệu 50 Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT 3.2.3 Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn đến tính độc hại vật liệu 51 3.2.3.1 Kết xác định dung môi chiết 52 3.2.3.2 Giá trị pH dịch chiết mẫu 53 3.2.3.3 Kết đo kim loại nặng dịch chiết mẫu 55 3.2.4 Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn đến độ cứng vật liệu 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 KẾT LUẬN 59 KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 69 Luận văn thạc sĩ – K19 KHMT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguồn thải khai thác, tuyển quặng bauxite đối 11 tượng bị tác động Hình 1.2 Công nghệ Bayer chế biến alumin từ bauxite 16 Hình 1.3 Quy trình sản xuất alumin 17 Hình 1.4 Mộ số phương án sử dụng bùn đỏ 26 Hình 2.5 Quy trình sử dụng bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng 28 Hình 3.6 Phối trộn vật liệu 45 Hình 3.7 Ủ vật liệu 45 Hình 3.8 Tạo hình gạch kích thước 50 x 50 x 10mm 46 Hình 3.9 Cho vật liệu vào dung mơi chiết 46 Hình 3.10 Lắc mẫu 46 Hình 3.11 Chiết dịch mẫu 46 Hình 3.12 Nghiền vật liệu nhà máy Viglacera Hữu Hưng 47 Hình 3.13 Thao tác định hình gạch 47 Hình 3.14 Tạo hình gạch kích thước 230 x 110 x 63mm 47 Hình 3.15 Kết chụp X- Rây mẫu Bùn đỏ 48 Hình 3.16 Biểu đổ biến đổi thành phần khoáng theo tỷ lệ phối trộn 49 Hình 3.17 Biểu đồ thể thay đổi pH dịch lắc trước sau 52 ... Trần Thị Hằng NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN BÙN ĐỎ VỚI MỘT SỐ KHOÁNG CHẤT ĐỊA PHƯƠNG ĐẾN Q TRÌNH ỔN ĐỊNH HĨA RẮN BÙN ĐỎ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường Mã số: 60 44 03... 1.3 Quy trình sản xuất alumin 17 Hình 1.4 Mộ số phương án sử dụng bùn đỏ 26 Hình 2.5 Quy trình sử dụng bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng 28 Hình 3.6 Phối trộn vật liệu 45 Hình 3.7 Ủ vật liệu 45... 1.3 Một số phương án xử lý bùn đỏ giới Việt Nam 25 1.3.1 Các phương án xử lý bùn đỏ giới 25 1.3.1.1 Sử dụng bùn đỏ sản xuất vật liệu xây dựng 26 1.3.1.2 Sử dụng bùn đỏ sản xuất