Đánh giá hiện trạng môi trường đất nông nghiệp huyện quỳnh nhai, tỉnh sơn la và đề xuất giải pháp quản lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ̃ NGUYÊN TRƢỜNG GIANG Ƣ́ Ƣ́ NGHIÊN CƢƢ́U CHÂT CHÔNG DÍNH CHO QUĂNGG̣ DANGG̣ VIÊN TRONG CÔNG NGHỆLUYÊṆ THÉP LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ̃ NGUYÊN TRƢỜNG GIANG Ƣ́ Ƣ́ NGHIÊN CƢƢ́U CHÂT CHÔNG DÍNH CHO QUĂNGG̣ DANGG̣ VIÊN TRONG CƠNG NGHỆLUṆ THÉP Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ ̀ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRÂN VĂN QUY Hà Nội - Năm 2016 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu chất chớng dính cho quăngg dạng viên công nghê luyêṇ thép” Trong q trình thực luận văn, ngồi cố gắng nỗ lực thân, nhận giúp đỡ vô quý báu thầy cơ, gia đình bạn bè Trước hết, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Quy – Giảng viên cao cấp Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN tận tình quan tâm, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành tốt luận văn Thêm nữa, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN bổ trợ truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt q trình học tập, nghiên cứu trường Tơi xin cảm ơn đề tài “Nghiên cứu công nghê sản xuất keo chất chống dính theo tiêu chuẩn cho lị hồn ngun sắt xớp”(Thuộc Dự án KHCN: Hồn thiện công nghệ sản xuất sắt xốp nghiên cứu sử dụng sắt xốp để luyện số thép hợp kim phục vụ kinh tế quốc phòng)do PGS.TS Trần Văn Quy làm chủ nhiệm hỗ trợ kinh phí để thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo, anh, chị làm việc Phịng thí nghiệm Phân tích Môi trường, khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, Phịng thí nghiệm Mơi trường, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu người thân gia đình, bạn bè ln ủng hộ, góp ý giúp đỡ tơi trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày… tháng… năm 2016 Nguyêñ Trƣờng Giang i MỤC LỤC ̀ MỞ ĐÂU ̉ CHƢƠNG TÔNG QUAN 1.1 Sơ lƣơcG̣ vềcông nghê lG̣ uyêṇ thép .3 1.1.1 Công nghê ̣luyêṇ thép truyền thống 1.1.2 Cơng nghê ̣hồn ngun trưc ̣ tiếp 1.1.3 Sắt xốp 1.2 Tình hình sản xuất sắt xốp thế giới và ở Việt Nam 1.2.1 Trên thếgiới .9 1.2.2 Ở Việt Nam 11 1.3 Tổng quan vềcông nghệ ép viên quặng sắt 13 1.4 Chất chớng kết dính sử dụng q trình hoàn nguyên trực tiếp 16 1.4.1.Sơ lược về chất chống kết dính 16 1.4.2 Chất chống dính boc ̣ viên quặng cơng nghê ̣luṇ thép .18 1.4.3 Đặc tính vật lý, hóa học của chất chống dính sử dụng công nghệ luyêṇ thép 20 1.5 Các cơng nghê G̣chớng dính đƣơcG̣ áp dungG̣ 23 1.5.1 Phương pháp Midrex (USA - Đức) 23 1.5.2 Phương pháp đóng bánh (Germany- Nhật Bản) 23 1.5.3 Lưu trữ dưới khơng khí trơ (Đức) 23 1.5.4 Phương pháp khuôn Feuor (USA) 24 1.5.5 Quá trình Jaleel (Iraq) 24 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tƣợng nghiên cƣƢ́u 26 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 26 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực tế 26 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 26 2.3.4 Phương pháp phân tích 28 Ƣ́ Chƣơng KÊT QUẢVÀTHẢO LUÂṆ 29 ii 3.1 Đặc tính chất chớng dính và bột quặng 29 3.1.1 Thành phần hóa học vôi bột sửdung ̣ làm chất chống dính nghiên cứu 29 3.1.2 Thành phần của bột quặng sử dụng tạo viên ép 30 3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả chớng kết dính cho viên quặng trình nung 30 3.2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng chất chống dính 30 3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả bám dính của chất chống dính lên bềmăṭ viên quăng ̣ 32 3.3 Ảnh hƣởng chất chớng dính tới chất lƣợng viên quặng hoàn nguyên 34 3.4 Ảnh hƣởng chất chớng dính đến khả hoàn ngun trực tiếp viên quăngG̣ 36 3.5 Đánh giá sơ mức độ giảm thiểu tác động môi trƣờng việc sử dụng vơi bơṭlàm chất chớng dính 37 3.5.1 Tác dụng của vôi bôṭ việc khử S P có thành phần quặng 37 3.5.2 Tác động gián tiếp của việc sử dụng vôi bột làm giảm thiểu ô nhiểm môi trường 38 3.6 Đềx́t quy trinh̀ chớng dính cho quăngG̣ dangG̣ viên 40 3.6.1 Môṭ sốyêu cầu chống diń h cho viên quăng ̣ 40 3.6.2 Quy trình chống dính cho quăng ̣ dang ̣ viên 40 3.7 Đềxuất công nghê sG̣ ản xuất chất chống din Ƣ́ h 43 3.7.1 Yêu cầu kỹthuâṭ của chất chống diń h 43 3.7.2 Các quy trình chế tạo chất chống dính áp dụng 43 3.7.3 Tác động đến môi trường sản xuất chất chống diń h 43 3.7.4 Đềxuất quy trình công nghê s ̣ ản xuất chất chống dính an tồn với mơi trường 45 Ƣ́ Ƣ́ KÊT LUÂṆ VÀKHUYÊN NGHI.G̣ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 51 iii DANH MUCG̣ BẢNG Bảng 1.1 Tính chất vật lý CaO [19] 21 Bảng 1.2 Nhiệt hóa học CaO [19] 21 Bảng 1.3 Độ hòa tan CaO H2O theo nhiệt độ [1] 22 Bảng 1.4.Thông số kỹ thuật sáp mềm [15] 25 Bảng 3.1.Thành phần hóa học vơi bột sử dụng nghiên cứu 29 Bảng 3.2 Tiêu chuẩn chất lượng đặc tính kỹ thuật sản phẩm vôi dùng cho luyện kim 29 Bảng 3.3 Thành phần bột quặng sắt tận dungg̣ taọ viên ép 30 Bảng 3.4 Thành phần môṭsốchất viên quăngg̣ 35 Bảng 3.5 Ảnh hưởng chất chống dính đến khả hồn ngun trực tiếp viên quăngg̣ 36 Bảng 3.6 Tác động gián tiếp việc sử dụng vôi bột làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường 38 iv DANH MUCG̣ HÌNH Hình 1.1 Sản lượng sắt sản xuất theo công nghệ Midrex HYL 10 Hình 1.2 Dây chuyền cơng nghệ vê viên quặng dùng cho sản xuất sắt xốp 14 Hình 1.3.Thiết bị vê viên sản phẩm viên quặng 14 Hình 1.4 Thiết bị ép viên quặng dùng cho lị hồn ngun (Ấn Độ) [15] .15 Hình 1.5 Lưu trình nhà máy hồn ngun trực tiếp [15] 15 Hình 3.1.Ảnh chụp viên quặng nhúng vào dung dịch Ca (OH)2 có nồng độ khác 31 Hình 3.2 Viên quăngg̣ chống dinh́ sau nung ởcác nhiêṭđơ g̣nung khác .33 Hình 3.3 Chất lươngg̣ viên quăngg̣ sau hoàn nguyên 34 Hình 3.4 Độ giảm khối lượng viên quặng sau nung 37 Hình 3.5 Quy trinh̀ chống dinh́ cho quăngg̣ dangg̣ viên 40 Hình 3.6 Lị sấy viên quặng trước chống dính sử dụng MIREX 42 Hình3.7 Hê tg̣ hống sấy ngang đươcg̣ sử dungg̣ taịMIREX 42 Hình 3.8 Sơ đồcơng nghê sg̣ ản xuất chất chống dinh.́ 45 Hình 3.9 Q trình nung đá vơi tạo vôi sống 46 v MỞĐẦU Ngày , qtrinh̀ cơng nghiêpg̣ hóa , hiêṇ đaịhóa đất nước ,ngành cơng nghiêpg̣ luṇ kim vâñ chiếm giư vai tro quan trongg̣ sư g̣phat triển đất nươc.Trong nganh công nghiêpg̣ luyêṇ kim ́ qua trinh quan trongg̣ cua công nghiêpg̣ n ̃ ́ gang thép, nguyên liệu cho ngành cơng nghiệp khí gia cơng ̀ kim loại Quá trình luyện kim sắt truyền thống tồn nhiều hạn chế yêu cầu chi phí đầu tư lớn , nguồn nguyên liệu phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khắt khe , hiêụ quảkinh tếkhông cao vàgây tác đôngg̣ xấu đến môi trường Trong bối cảnh đó, cơng nghệ hồn ngun trực tiếp đời vàkhắc phục hạn chế đóvà dần thay cơng nghệ sản xuất sắt theo cơng nghệ lị cao truyền thống Với ưu điểm , nguồn nguyên liêụ phong phú, chi phi đầu tư cũng vâṇ hành ban đầu thấp, đồng thời tiết kiêṃ lươngg̣ đáng kể, tâṇ dungg̣ đươcg̣ nguồn nhiêṭtrong công nghê g̣va không phat thai gây ô nhiêm̃ môi trương , công nghê hg̣ oan nguyên trưcg̣ tiếp đa trơ công nghê đg̣ ươcg̣ ưu tiên hang đầu nganh c ̃ luyêṇ kim hiêṇ [2] Nguồn ngun liệu cho cơng nghệ hồn ngun sắt trực tiếp khơng quặng cục mà cịn bột quặng tâṇ dụng để tạo viên ép nhờ chất kết dính Đây cũng ưu điểm việc tận dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường công nghệ Tuy nhiên, vấn đềtồn taịcần đươcg̣ khắc phucg̣ cơng nghê hg̣ ồn ngun trưcg̣ tiếp nung viên quăngg̣ đólàsư g̣ kết dinh́ viên ép với , làm ảnh hưởng đến quátrinh̀ sản xuất sắt xốp Vì vậy, việc bọc chống dính cho viên ép để chúng khơng bị dính kết với q trình nung hồn ngun cần thiết q trình hồn ngun trực tiếp Chất chống dính bocg̣ viên quặng địi hỏi khơng chỉcó nhiệt độ nóng chảy cao quặng sắt màcòn chịu nhiệt độ cao nhiệt độ biến mềm hóa lỏng viên quặng Chất chống dinh́ có tác d ụng ngăn ngừa dính liền hay nhiều viên quặng ởg ần nhau, tránh tạo thành cục quặng to, làm ảnh ̀ ̉ hưởng đến trình sản xuất sắt xốp Đểtránh hiêṇ tươngg̣ dinh ́ , viên biến mềm, giảm nhiệt độ , hoăcg̣ taọ cho viên quăngg̣ tươi mơṭlớp chống dính Việc giảm nhiệt độ lị xuống khơng thể giảm nhiệt độ xuống nhiêṭ g̣tồn lị se g̃ iảm theo, sẽkhông đảm bảo đủ nhiệt độ để hồn ngun thành sắt Do đó, việc bọc cho viên quặng tươi lớp chất chịu nhiệt độ cao nhiệt độ biến mềm, nhiệt độ dính viên sắt xốp việc cần thiết Chất chống dính phải có tác dụng bám dính phủ lên bề mặt viên sắt xốp chắc, đồng thành phần chất chống dính phải khơng có hại cho sắt xốp Vì vậy, viêcg̣ lưạ chọn thưcg̣ hiêṇ đề tài “Nghiên cứu chất chống dinh cho quăngg dangg nghê lg uyêṇ thep ” cần thiết có ý nghĩa hơpg̣ ly tai nguyên va bao vê g̣môi trương ́ ̀ Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giáđươcg̣ khảnăng chống dính đáp ứng đươcg̣ yêu cầu kỹthu ật việc chống dính cho quặng dạng viên công nghệ luyêṇ thép Nội dung nghiên cứu bao gồm:  Nghiên cứu môṭsố yếu tốảnh hưởng đến chất lươngg̣ chất chống dinh́ cho quăngg̣ sắt dangg̣ viên;  Nghiên cứu yếu tốảnh hưởng tới khảnăng chống dinh ́ quăngg̣ sắt dangg̣ viên;  Đánh giá hiệu chống dính lựa chọn;  Đềxuất cơng nghê,g̣kỹ thuật chống dính cho viên quặng Như vậy, đáng kể tên nhà máy sản xuất sắt xốp Bắc Cạn có dây chuyền khai thác chế biến quặng bột để vê viên Chưa có sở xây dựng quy mô lớn sản xuất quặng bột ép viên quặng dùng cho hoàn nguyên sản xuất sắt xốp 1.3 Tổng quan vềcông nghệ ép viên quặng sắt Quá trình khai thác quặng sắt phục vụ luyện kim đời từ lâu Lúc này, quặng sắt sử dụng loại quặng cục, có hàm lượng sắt cao (>60%) thuận tiện cho việc luyện kim Tuy nhiên, theo thời gian, lượng quặng chất lượng cao dần cạn kiệt nhu cầu gang thép lại ngày tăng Chính buộc nhà luyện kim phải sử dụng đến nguồn quặng có hàm lượng sắt thấp (