Nhà máy hiện có 3 dây chuyền công nghệ hiện đại sản xuất các loại nhôm thanh, 2 hệ thống mạ hoàn th...

Nhà máy hiện có 3 dây chuyền công nghệ hiện đại sản xuất các loại nhôm thanh, 2 hệ thống mạ hoàn thiện sản phẩm, hệ thống đúc nhôm để nấu lại toàn bộ dư liệu trong quá trình sản xuất, [r]

TIỂU LUẬN

CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN

-*** -LUYỆN NHƠM

Nhóm thực hiện

Trịnh quang Vinh Hoàng Thị Lưu Chu Văn Thiện

PHẦN I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÌNH HÌNH LUYỆN NHƠM HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

I. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY

I.1 Giới thiệu chung nhôm

Nhôm kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc ánh kim mờ, có lớp mỏng ơxi hóa tạo thành nhanh để trần ngồi khơng khí Tỷ trọng riêng nhơm khoảng phần ba sắt hay đồng; mềm (chỉ sau vàng), dễ uốn (đứng thứ sáu) dễ dàng gia cơng máy móc hay đúc; có khả chống ăn mịn bền vững lớp ơxít bảo vệ Nó khơng nhiễm từ khơng cháy để ngồi khơng khí điều kiện thông thường

Tổng quát

Tên, Ký hiệu, Số Nhôm, Al, 13

Phân loạikim loại yếu

Nhóm, Chu kỳ, Khối13, 3, p

Khối lượng riêng, Độ cứng 2.700 kg/m³, 2,75

Bề màu trắng bạc

Tính chất nguyên tử

Khối lượng nguyên tử26,981538 đ.v Bán kính nguyên tử (calc.) 125 (118) pm Bán kính cộng hố trị 118 pm

Cấu hình electron [Ne]3s23p1 e - trênmức lượng 2, 8, 3

Trạng thái ơxi hóa (Ơxít) (lưỡng tính)

Cấu trúc tinh thể hình lập phương

Tính chất vật lý Trạng thái vật chất rắn

Điểm nóng chảy 933,47 K (1.220,58 °F)

Điểm sôi 2.792 K (4.566 °F)

Thể tích phân tử 10 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay 293,4 kJ/mol

Nhiệt nóng chảy 10,79 kJ/mol

Áp suất 100.000 Pa 2.792 K

Vận tốc âm 5.100 m/s 933 K

Thông tin khác

Độ âm điện 1,61 (thang Pauling)

Nhiệt dung riêng 897 J/(kg·K) Độ dẫn điện 3,774x107 /Ω·m Độ dẫn nhiệt 237 W/(m·K)

Năng lượng ion hóa

1 577,5 kJ/mol 1.816,7 kJ/mol

3 2.744,8 kJ/mol

4 11.577 kJ/mol

5 14.842 kJ/mol

6 18.379 kJ/mol

7 23.326 kJ/mol

8 27.465 kJ/mol

9 31.853 kJ/mol

10 38.473 kJ/mol

11 42.647 kJ/mol

12 201.266 kJ/mol

13 222.316 kJ/mol

I.2 Lịch sử ngành Sản xuất nhôm

được sản xuất với số lượng công nghiệp khoảng 100 năm

Khi phát nhơm khó tách khỏi loại đá có chứa Vì tồn nhơm Trái Đất nằm hợp chất nên kim loại khó nhận Lý nhơm bị ơxi hóa nhanh ơxít nhơm hợp chất ổn định, không giống gỉ sắt, khơng bị bong

Người khởi nghiệp

Vào cuối kỷ thứ XIX, nhôm thứ kim loại q, cịn bạc Tổng lượng nhơm sản xuất Mỹ vào năm 1884 có 125 pound (01 pound tương đương 450 gram) Tại Trường Cao đẳng Oberlin Bang Ohio, Giáo sư Frank Jewett cho sinh viên thấy mẩu nhôm nhỏ nói với họ rằng, người tìm phương pháp sản xuất cách kinh tế thứ kim loại q người trở nên giàu có Charless Martin Hall số sinh viên Say mê với mẩu kim loại từ 12 tuổi, Hall nung nấu lịng khát vọng sản xuất nhơm ông biến nhà kho gỗ nhỏ đằng sau vườn nhà thành phịng thí nghiệm thơ sơ để hàng ngày vùi vào nghiên cứu

Tài liệu tham khảo

Suốt thời gian học sau tốt nghiệp, Hall liên tục miệt mài với thí nghiệm nhà kho tự chế tạo nồi nấu kim loại cacbon để phục vụ việc tạo ơxít nhơm-alumina Đầu năm 1886, ơng đổ đầy dung dịch cryolite có chứa alumina (Al2O3) vào nồi nấu kim loại cho dịng điện chạy qua Kết ơng thu đống lổn nhổn chất đông cứng, ông chúng nguội đi, sau dùng búa đập vụn Trong đám bụi bốc lên có thấy vài mảnh nhôm nguyên chất

Tái chế nhôm

Sự tái chế nhôm từ phế thải trở thành thành phần quan trọng công nghiệp luyện nhôm Việc tái chế đơn giản nấu chảy kim loại, rẻ nhiều so với sản xuất từ quặng Việc tinh chế nhôm tiêu hao nhiều điện năng; việc tái chế tiêu hao khoảng 5% lượng để sản xuất khối lượng sản phẩm Một thực tế phổ biến đầu thập niên 1900 việc tái chế nhơm khơng Tuy nhiên, lĩnh vực hoạt động trầm lắng tận năm cuối thập niên 1960 bùng nổ việc sử dụng nhôm để làm vỏ loại đồ uống cuối đưa việc tái chế nhôm vào tầm ý cộng đồng Các nguồn tái chế nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa cửa sổ nhơm cũ, thiết bị gia đình cũ, contener sản phẩm khác

I.3 Tình hình sản xuất sử dụng nhơm giới

Như Bắc Mỹ Châu Âu dẫn đầu sản xuất nhơm

II. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY

II.1 Phân bố quặng nhơm tình hình sản xuất nước

Việt Nam quốc gia có nguồn lượng dồi với nhiều mỏ quặng bauxite, hội tốt cho việc phát triển lượng dự án kim loại, tạo chu trình sản xuất từ bauxite đến sản phẩm nhơm hợp kim Tuy nhiên tại, Việt Nam chưa có ngành công nghiệp nhôm riêng với quy mô lớn

II.2 Một số nhà máy luyện nhôm sản xuất thành phẩm nhôm l ớn Việt Nam

II.2.1 Nh máy luyện nhôm Bảo Lâm-Lâm Đồng( trực thuộc Tổng cơng ty

khống sản Việt Nam thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam )

Dự kiến bắt đầu hoạt động năm 2009

II.2.2 Nhà máy nhôm Asia Vina – Taiwan (thuộc Công ty Thương mại tổng hợp Quảng Bình)

Nhà máy nhơm Asia Vina - Taiwan doanh nghiệp hàng đầu Việt Nam kể doanh nghiệp có 100% vốn nước ngồi liên doanh sản xuất loại nhơm định hình đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, có sức cạnh tranh cao Nhà máy có dây chuyền công nghệ đại sản xuất loại nhơm thanh, hệ thống mạ hồn thiện sản phẩm, hệ thống đúc nhơm để nấu lại tồn dư liệu trình sản xuất, vừa triệt để tiết kiệm nguyên liệu đắt tiền, vừa làm cho nhà máy giảm thiểu phế thải đến mức cao nhất, với máy kiểm tra độ cứng nhôm, độ dày lớp mạ sản phẩm hệ thống kiểm tra cơ, lý hố sản phẩm đạt u cầu xác cao

Công suất : Từ 3.500 đến 3.700 sản phẩm/ năm

Ngồi cịn nhiều sở đúc nhôm chế tạo nhôm thành phẩm nhỏ l ẻ.

Tham khảo :

PHẦN II

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NHƠM

Q trình luyện nhơm từ sản phẩm quặng nhôm nghèo (boxit-nhôm tồn dạng Al2O3 phức đơn chất) từ nhôm phế liệu

Quặng nhơm khống nhơm tạo thành, có khoảng 250 loại khống nhơm khác thường sử dụng nhiều loại sau:

Tên khoáng vật Cơng thức hóa học Hàm lượng Al2O3

(%)

Corundum Al2O3 100

Diaspo, bơmit Al2O3 H2O (AlOOH) 85

Spinel Al2O3 MgO 71

Hydraogilit, ghipxit Al2O3 2H2O; Al(OH)3 65,4

Kianit, antalunit, silimanit Al2O3 SiO2 63

Caolinit Al2O3 2SiO2.2H2O 39,5

Alunit K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3 37

Nephelin (Na,K)2O.Al2O3 2SiO2 32,3 – 35,9

Trong loại quặng, Boxit quặng nhôm quan trọng nhất, boxit nhôm tồn dạng diaspo, bơmit, hydraghilit, ghipxit đơi caolinit corundum Thành phần hóa học quặng bôxit dao động lớn:

Al2O3: 35-60% SiO2: 0,5-25%

Fe2O3: 2-40% TiO2: vết – 11%

Để đánh giá chất lượng quặng nhôm, người ta đánh gia thông qua tiêu gọi

phN III

Quy trình sản xuất nhôm

I.Khái quát công nghệ sản xuất Nhôm

II SẢN XUẤT NHÔM OXIT

Có phơng pháp sản xuất nhôm oxit chủ yếu:

- Phơng pháp Baye

- Phơng pháp Kiềm thiêu kết

II.1.Phơng pháp Baye

Các khâu trình sản xuất Nhôm ôxit gồm :

1.Hoà tách bôxit

2.Khuấy phân hoá dung dịch NaAlO2

3.Nung Nhôm hyđrôxit

4.Cụ c dung dch cỏi v costic hoỏ

II1.1.Hoà tách bôxit:

- Bôxit sau nghiền nhỏ trộn vào với Kiềm cho vào Ôtôcla(thiết bị hoà tách) Trong Ôtôcla xảy tác dụng dung môi với thành phần bôxit

- Nhôm ôxit bôxit phần lớn dạng ngậm nớc(hiđrôxit) hoà tách tác dụng với NaOH tạo natri aluminat theo ph¶n øng sau :

Al(OH)3 + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq

AlOOH + NaOH + aq = Na Al(OH)4 + aq

- Sắt ôxit không tác dụng với NaOH nên nằm lại bÃ, Silic ôxit tác dụng với NaOH tạo Natri silicat hoà tan vào dung dịch theo phản ứng:

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

- Natri silicat lại tác dụng với Natri aluminat tạo thành natri alumosilicat :

Na2SiO3 + NaAl(OH)4 + aq = Na2O.Al2O3.mSiO2.nH2O + NaOH

- Hợp chất Natri alumosilicat ngậm nớc không tan NaOH dạng rắn, lẫn vào cặn đỏ

- Phản ứng có ích khử SiO2 dung dịch nhng có hại gây mát

Kiềm Al Hàm lợng SiO2 bôxit lớn hàm lợng mát kiềm

và Al nhiều => phơng pháp Baye áp dụng cho loại quặng có hàm lợng SiO2 thấp

- Hiệu suất q trình hồ tách phụ thuộc vào nhiều nhân tố : Nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung dịch, tỉ số rắn lỏng, chất quặng

- Sau lắng lọc dung dịch natri aluminat đợc đem khuấy phân hoá Dung dịch phân hố tạo nhơm hiđrơxit theo phản ứng sau:

Na AlO2 + H2O -> Al(OH)3 + NaOH

- Về chế q trình phân hố đợc chia làm giai đoạn :

+ T¹o mầm Al(OH)3

+ Phát triển mầm

- Nếu nâng cao tỉ số costic trình tạo mầm ngừng Khi tỉ số costic cao trình diễn theo chiều ngợc lại, tức tạo natri

aluminat Vỡ vy phi khng chế nồng độ kiềm thích hợp Giảm nồng độ kiềm có lợi cho q trình khuấy phân hố.Nhiệt độ có tác dụng với q trình khuấy phân hố, giảm nhiệt độ q trình khuấy phân hố xảy nhanh, nhng hạt Al(OH)3 kết tinh nhỏ, khơng có lợi cho việc lọc rửa

sau nµy

- Trong thực tế sản xuất, cần cho thêm Al(OH)3 vào để làm mầm Số mầm

Al(OH)3 cho vào khoảng 1,5-2,5 lần trọng lợng Al2O3 cã dung

dÞch

- Mục đích khuấy làm cho nồng độ dung dịch đồng hạt tinh thể trạng thái lơ lửng

- Sau khuấy phân hoá, dung dịch có tỉ số costic 3,6-3,7.Kết tinh xong đa Al(OH)3 phân cấp Loại Al(OH)3 có cỡ hạt lớn đem rửa nung, loại

ht nh cho quay lại mầm kết tinh cho trình sau Dung dịch sau khuấy phân hố đợc đem đặc costic hố

II.1.3.Nung Al(OH)3

Mục đích việc đem nung làm nớc Al(OH)3 để thu đợc Al2O3

theo ph¶n øng:

2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O

II.1.4.Cô đặc dung dịch costic hoá

- Sau läc, lÊy Al(OH)3 ra, dung dịch lại chủ yếu chứa NaOH, nhng

Na2CO3 Khi cô đặc kết tinh Na2CO3, đem lọc tách Na2CO3 Sau

dùng Ca(OH)2 để costic hố theo phản ứng:

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3

- Sau lắng lọc, thải bã, dung dịch đem dựng li

Một số u nhợc điểm phơng pháp này:

-u im: Lu trỡnh n gin, chất lợng sản phẩm tốt, giá thành hạ

-Nhợc điểm: Chỉ thực với quặng bôxit có hàm lợng SiO2 thấp có lợi

mặt kinh tế

II.2 Phơng pháp Kiềm thiêu kết

Khi hàm lợng SiO2 quặng cao, dùng phơng pháp Baye sn xut s

không có lợi mặt kinh tế làm mát nhôm ôxit kiềm Phơng pháp kiềm thiêu kết cho phép chế biến cách hợp lí loại quặng có hàm lợng Silic cao

Thực chất phơng pháp đem hỗn hợp Bôxit - Na2CO3 đá vôi nung

nhiệt độ cao, kết nhận đợc sản phẩm thiêu kết chứa natri aluminat Sau hồ tách thiêu kết phẩm nớc, natri aluminat hoà tan dạng dung dịch, hợp chất khác nằm lại dạng cặn bã Lọc tách bã thu đợc dung dịch aluminat thô Sau khử Silic thu đợc dung dịch aluminat sạch.Đem cacbonát hố khí CO2 thu đợc Al(OH)3 Sau nung Al(OH)3 12000 C s c Al2O3.Lu trỡnh

sản xuất Al2O3 phơng pháp kiềm thiêu kết gồm khâu sau: Thiêu

II.2.1.Thiªu kÕt:

- Mục đích: biến nhơm oxit quặng boxit thành natri aluminat (NaAlO2)

dƠ tan dung dÞch níc, lại SiO2 bôxit tạo canxisilicat

(2CaOSiO2) khó tan

- Cho boxit, dd Na2CO3,CaCO3 hồi liệu vào máy nghiền, sau phân tích

thành phần hoá học nguyên liệu nghiền điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu thiêu kết,bùn quặng chứa 70% nớc, dùng mỏ phun vào lò thiêu

kết.Bùn liệu sau vào lò đợc gia nhiệt, trải qua vùng khử nớc, nung nóng, làm nguội.Tại vùng thiêu kết,phối liệu trải qua bớc sau:

Bớc 1:thiêu kết nhiệt độ thấp, xảy phản ứng:

Na2CO3 + Fe2O3 = Na2O.Fe2O3 + CO2

Na2CO3 + SiO2 = Na2O.SiO2 + CO2

Na2CO3 +Al2O3 = Na2O.Al2O3 + CO2

- Nếu nhiệt độ thấp tạo Na2O.Al2O3.SiO2

Bớc 2:thiêu kết nhiệt độ cao, xảy phản ứng sau:

Na2O.Fe2O3 + Al2O3 = Na2O.Al2O3 + Fe2O3

Na2O.SiO2 + 2CaO + Al2O3 = Na2O.Al2O3 + 2CaO.SiO2

Na2O.Al2O3.SiO2 + 4CaO = Na2O.Al2O3+ 2(2Na2O.SiO2)

II.2.2.Hoà tách thiêu kết phẩm

- Sản phẩm thiêu kết sau nghiền nhỏ đợc đa hoà đa hoà tách

- Mục đích chuyển natri aluminat từ pha rắn vao dd nớc, tạp chất khác để pha rắn tách khỏi dung dịch,dung mơi hồ tách nớc,dd kiềm loãng, dd natri aluminat loãng

- Khi hoà tách thiêu kết phẩm xảy trình sau:

+ natri aluminat hoà tan vào dung dịch

+ natri ferit bị phân huỷ theo phản ứng:

Na2O.Fe2O3 + H2O = Fe2O3 + 2NaOH

- 2CaO.SiO2 thực tế không hoà tan, nhng thời gian hoà tách kéo dài, nồng

dung dịch đậm đặc, nhiệt độ hồ tách cao canxi silicat bắt đầu phản ứng với dung dịch kiềm trình phức tạp

- Mét số natri silicat tạo thành tan vào dung dịch cần đem dung dịch khử SiO2

II.2.3.Khư Silic

- Sau hồ tách đợc dung dịch Aluminat thơ, dung dịch cịn nhiều SiO2

Vì cần khử SiO2 trớc kết tinh Al(OH)3

- Quá trình khử silic dung dịch dịch natri aluminat tiến hành otocla tơng tự nh Ơtơcla dùng để hồ tách bơxit theo phơng pháp Baye Nhiệt độ khử SiO2 khoảng 1700C.Phản ứng chủ yếu trình khử SiO2:

Na2O.Al2O3 +2(Na2O.SiO2) +4H2O= 4NaOH +Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O

Sau khử SiO2 đa dung dịch lắng lọc, kết tủa đa trộn quặng

đem thiêu kết Dung dịch đem cacbonat hoá

II.2.4.Cacbonat hoá dung dịch natri aluminat

- Mc đích: làm cho dung dịch natri aluminat bị phân huỷ, kết tủa Al(OH)3

theo c¸c bíc sau:

+Tríc tiên, cho CO2 không khí tác dụng với NaOH

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

do NaOH bị trung hoà, tỉ số costic dung dịch giảm xuống, hợp chất natri aluminat trở nên không bền vững mà phân huỷ theo phản ứng :

Na2O.Al2O3 + H2O  2Al(OH)3 + 2NaOH

mµ NaOH sinh lại tác dụng với CO2 thúc đẩy phản ứng phân hoá natri

aluminat tin hnh theo chiu thun.Sau có đợc Al(OH)3 ta đem nung thu

đợc Al2O3 theo phản ứng:

Al(OH)3Al2O3 + H2O

- Khi có nhơm oxit, cần dùng Na3AlF6 muối fluorua để điện phân

nhôm.Ta có sơ đồ điện phân Nhơm:

-Bể thờng hình hộp chữ nhật, đáy nối cực âm (2), khối than phía cực dơng(1).Giữa hai cực chất điện phân Criolit-aluminat nóng chảy(4) Dới tác dụng dòng điện chiều, Al dung dịch điện phân tiết tập trung đáy bể,còn oxit bay phía cực dơng, oxi hố cực than, tạo hỗn hợp khí CO +CO2 ngồi Trên bề mặt dung dịch điện phân xung quanh bể tậo

lớp vỏ cứng (6).Cho Al2O3(3) lớp này, thời gian định lại đậy lớp

vỏ để cung cấp Al2O3 vào bể điện phõn

- phơng pháp có nhợc điểm cực dơng tốn điện năng, chất điện phân dễ bị bốc

III.1.Cho Al oxit vào bể ®iƯn ph©n

-Trong q trình điện phân, Nhơm oxit nguyên liệu tiêu hao chủ yếu thu đợc Al cực âm khí cực dơng Vì phải cung cấp nhơm oxit vào bể để trình điện phân đợc liên tục.Cứ thời gian định lại cho nhôm oxit vào bể, cách đập vỡ lớp vỏ điện phân hình thành bề mặt bể, sau lại rải nhơm oxit lên lớp vỏ đó.Thao tác làm thủ cụng hoc mỏy chuyờn dựng

III.2.Thao tác cực dơng

-Quá trình điện phân tiến hành 9500C, cực dơng bị ăn mòn quá

trình điện phân nên phải định kì lại cực dơng xuống, cho thêm hồ vào cực dơng

III.3.§iỊu chỉnh thành phần chất điện phân

Thc tế, bị cực than hấp phụ, bị bay hơi, bị tạp chất khác phân ly,tỉ lệ thành phần chất điện phân khơng ổn định cần điều chỉnh thành phần chất điện phân

Khi cho chạy bể điện phân, NaF Criolit bị cực than hấp phụ, nhng sau thời gian khơng bị hấp thụ nữa, lúc AlF3 bị bay phân

li bëi ph¶n øng:

2Na3AlF6 + 3H2O = Al2O3 + 6NaF + 6HF

Vì vậy, cần cho thêm AlF3 để giữ ổn định tỷ số Criolit

III.4.Ra Al:

Al lỏng tích lũy dần đáy bể trình điện phân Cứ 3-4 ngày tháo Al lần Để đảm bảo cân nhiệt, không nên tháo hết nhôm bể thờng để lại lợng Al lỏng ứng với chiều cao nớc nhơm khoảng 15cm

IV.Tinh lun Nh«m

-Phơng pháp điện phân Criơlit-alumin nóng chảy thu đợc Al có độ 99,5-99,7%Al gọi Al kỹ thuật

-Al thô từ bể điện phân chứa nhiều tạp chất giảm chất lợng nhôm nên phải tinh luyện

- Các tạp chất có Al thờng là:chất điện phân, nhôm oxit, nhôm cacbit, than lẫn vào Al từ bể điện phân,Fe,Si,Ti từ nguyên liệu vào Al trình điện phân, tạp chất thể khí hoà tan Al chủ yếu Hiđrô

- Hai trình tinh luyện Al thờng đợc áp dng cho sn xut:

+ Clorua hoá nấu tách

+ Điện phân lớp

IV.1.Tinh luyện theo phơng pháp clorua hoá, nấu tách( thiên tÝch)

-Mục đích :Khử tạp chát phi kim loại tạp chất thể khí

-Khi tinh luyện clorua hoá, Al tháo bể điện phân cho vào thùng chứa, khống chế nhiệt độ 7500C-7700C, sục khí Clo vào Al khuấy lỏng,khi một

phÇn Al bị clorua hoá tạo AlCl3 dạng Hơi AlCl3 bao quanh hạt rắn phi

kim loại, làm chúng lên mặt kim loại lỏng vớt Đồng thời khí nh H2 bị AlCl3mang

- kh i mt s cỏc tạp chất, ta dùng phơng pháp nấu tách, việc nấu tách đợc tiến hành lò điện trở, khống chế nhiệt độ 700-7100C, đáy lị có độ dốc

IV.Tinh luyện phơng pháp điện phân ba lớp.

- Quá trình tiến hành bể điện phân có ba lớp lỏng, thực chất phơng pháp Al cực dơng hoà tan theo phản ứng điện hoá sau :

Al - 3e  Al3+

Tại cực âm thu đợc Al theo phản ứng :

Al3+ + 3e  Al

PHẦN IV

XỬ LÝ DÒNG THẢI

* * * * * * * * * *

Công nghệ sản xuất nhôm gồm nhiều trình phức hợp, mà chất thải trình khác chất chứa chúng khác tùy thuộc vào trình Một cách tương đói chia dịng thải thành loại:

+ chất thải rắn

+ khí thải

+ nước thải

+ ảnh hưởng đến vi khí hậu

I. CHẤT THẢI RẮN

I.1 Thành phần

Trong trình có loại chất thải khác đa phần đất đá có lẫn bụi quặng kim loại tạp dạng hợp chất, ngồi cịn có loại chất thải phát sinh ngồi q trình luyện

Quặng đưa vào luyện nhơm cịn chứa nhiều tạp chất đất, đá,các kim loại tạp chất tồn dạng hợp chất… Vì trước đưa vào lò luyện quặng cần xử lý sơ bộ.Quá trình xử lý gồm nghiền, sàng, tuyển rửa quặng làm sinh quặng, bụi quặng rơi vãi,cặn đất, đá sàng, tuyển Thành phần chứa tỷ lệ kim loại thấp nhập vào dòng thải đem xử lý

nguyên liệu hao phí nhiều kim loại cặn thải chứa tỷ lệ kim loại cao Để khắc phục nhược điểm người ta sử dụng phương pháp kiềm thiêu kết giảm tỷ lệ kim loại vào cặn thải Tuy nhiên nói chung hai phương pháp có kim loại thất Khi nung oxit nhơm nhiệt độ cao cần có chất trợ dung(thường CaO) Cặn thải q trình chứa oxit silic,oxit nhơm thất thoát, kim loại nặng, cặn lắng chất vơ khác…Với loại cặn có tỷ lệ kim loại cao tái sử dụng để thu hồi kim loại

Oxit nhôm sau làm đem điện phân thu nhôm thô.Để thu nhôm ta tiếp tục tiến hành điện phân, số lần điện phân nhiều nhơm tinh khiết.Dung dịch điện phân muối Criolit không hịa tan kim loại dương nhơm Vì bùn điện phân chứa kim loại dương nhôm Thành phần chủ yếu kim loại nặng độc hại

Ngoài trình sản xuất cịn phát sinh nguồn thải khác bao bì đựng hóa chất cịn dính hóa chất độc hại, cần xử lý kỹ để đảm bảo an toàn sức khỏe mơi trường

I.2 Qui Trình Xử Lý

Đối với chất thải rắn hai phương pháp phổ biến áp dụng nhiều nước giới chơn lấp thiêu hủy.trong thiêu hủy cho Ngồi cịn có phương pháp hóa lý dùng xỉ làm nguyên liệu cho ngành xây dựng ép gạch viên làm vật liệu phụ cho sản xuất xi măng Tuy nhiên khơng an tồn xỉ có chứa lượng nhỏ kim loại nặng gây nguy hiểm người sử dụng tiếp xúc lâu dài với sản phẩm

I.2.1 Công Nghệ Chôn Lấp

Là biện pháp tiêu hủy áp dụng rộng rãi giới

Theo công nghệ chất thải rắn cố định dạng viên hay khối đem chôn lấp bãi chôn lấp bãi chôn lấp phải đảm bảo cách xa khu dân cư 5km, đất ổn định, chống thấm tốt, mực nước ngầm thấp,cách xa sông hồ

Bãi chôn lấp rác thải rắn :

I.2.2 Thiêu Đốt

Đây trình oxi hóa chất thải nhiệt độ cao phù hợp để xử lý chất thải rắn ( thường từ 1200oC đến 1300oC ) cung cấp đủ oxi Phương pháp chỉ

hiệu vật liệu khó cháy chất thải 30%

Có hai phương pháp thiêu đốt

+ Đốt tự nhiên trực tiếp đốt chất thải môi trường tự nhiên xa khu dân cư, cách lại gây ô nhiễm không khí,khơng tận dụng nhiệt áp dụng với chất dễ cháy

+ Đốt lò thiêu sử dụng lò đốt chuyên dụng để đốt Các lị đốt sử dụng qui trình đốt khép kín có hệ thống tận dụng nhiệt Phương pháp an toàn sử dụng nhiều nước phát triển Tuy nhiên nước ta phương pháp áp dụng để đốt chất thải y tế sở lớn Còn nhà máy luyện kim chưa có điều kiện tiếp cận cơng nghệ Cơng nghệ có nhiều ưu điểm : khả tận dung nhiệt, xử lý triệt để khối lượng, tương đối sạch, không tốn đất chôn Nhược điểm cơng nghệ chi phí lớn, dễ tạo sản phẩm phụ nguy hiểm

II.2.3 Cơng Nghệ Hóa Lý.

+ Trích ly : q trình tách cấu tử khỏi hôn hợp nhờ dung mơi có khả hịa tan chọn lọc số chất có hỗn hợp đó, sản phẩm trích ly tái sử dụng cho mục đích khác

+ Chưng cất : Là trình hỗn hợp chất lỏng bay thành pha cấu tử từ tách chất cần tách

+ Oxi hóa khử : Sử dụng tác nhân oxi hóa khử để tiến hành phản ứng oxi hóa khử chuyển chất thải độc hại thành chất khơng độc độc hơn.Thường sử dụng số chất oxi hóa sau : Na2S2O4 , KmnO4 , K2Cr2O7 , H2O2

… để xử lý số kim loại đa hóa trị

II- KHÍ THẢI

II.1 Thành Phần Hỗn Hợp Khí

Khí thải q trình sản xuất nhơm chứa nhiều loại khí bụi Trong nhiều bụi quặng từ khâu nghiền tuyển quặng CO2, CO từ trình

điện phân, đốt nhiên liệu lượng nhỏ từ thiết bị vận chuyển nhà máy , nước thoát từ octola có tính kiềm , ngồi cịn có khí Cl2, F2, H2

từ q trình điện phân tinh luyện nhôm Một lượng nhỏ kim loại từ lị luyện tinh luyện

Ở nước SNG, oxit nhôm sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu khác lượng khí lớn chứa hàm lượng bụi cao Nếu sử dụng Alunit để sản xuất nhơm oxit khí cịn chứa SO2

Bụi từ q trình nung vơi, thiêu kết, nung oxit nhôm gia công chuẩn bị nguyên liệu Các hợp chất sunphua thoát ủ hồn ngun Alunit …

NGUỒN KHÍ tHỂ TÍCH KHÍ RA TỪ

MỖI THIẾT BỊ ( M3/H)

HÀM LƯỢNG BỤI CĨ TRONG KHÍ KHI

CHƯA LỌC (G/M3)

Các lò thiêu kết 100.103 – 300.103 40 – 150

Lò nung oxit nhôm 10.103 - 72.103 200 - 700

Lị đứng nung vơi 40.103 5

Đây hình ảnh khí thải từ lị luyện

II.1.1 Qui Trình Xử Lý Bụi.

Các khí từ lị thiêu kết lò nung làm hệ thống lọc bụi gồm thiết bị lọc điện kiểu ngang, quạt hút, máy bơm, tháp rửa làm nguội

K: khí dùng cacbonat hóa

: thiết bị lọc điện khô kiểu đáy ngang

: quạt hút

: tháp rửa

: máy bơm

: tháp rửa làm nguội

: thiết bị lọc điện ẩm

trình thấm cacbon dẫn qua tháp rửa làm nguội thiết bị lọc điện ẩm Nước phun vào tháp không hồi lại mà chảy thẳng ngồi Hàm lượng bụi khí sau thiết bị lọc khoảng 0,02 đến 0,1 g/m3

Khí từ bể điện phân hút qua phễu chụp làm phương pháp rửa khí sử dụng dung dịch Na2CO3 loãng khoảng 4% - 6% khử HF

thu dược NaF:

HF + Na2CO3 = NaF + NaHCO3

HF + NaHCO3 = NaF + H2O + CO2

Thường sử dụng dư Na2CO3

Khi dung dịch hấp thụ NaF đạt 35 – 40 g đem chế tạo Criolit Phương pháp rửa khí dung dịch Na2CO3 loãng sử dụng thiết bị khác

nhau , tháp rửa rỗng, tháp rửa có đệm, tháp bọt…

Mặc dù chủ yếu khí khỏi bể điện phân dược hút qua phễu chụp nhiên cịn phần khí vào xưởng qua quạt hút đẩy ngồi làm bẩn mơi trường

Một số nhà máy thử nghệm làm khí hệ thống tháp rỗng có đường kính 6m, phía mở rộng lên 10m, tổng chiều cao tháp khoảng 20m, vận tốc dịng khí tháp khoảng 5m/s

HF có khí dễ làm thiết bị làm khí đến bụi cuối hạt nhựa vơ nhỏ Bụi khơng thu hồi hồn tồn phần chúng có kích thước q nhỏ ( 3m )

III NƯỚC THẢI

III.1 Nguồn Nước thải

Nước thải luyện kim chứa nhiều tạp chất vô

Nước rửa khâu tuyển quặng chứa oxit kim loại, muối Aluminat, muối silicat, tạp chất vô khác đất đá, chất rắn lơ lửng

Nước từ q trình hịa tan hịa tách octola, rửa sản phẩm lắng gạn sản phẩm chứa kiềm, kim loại,một số chất hòa tan As, F…

Dung dịch điện phân thường xuyên thay ra, dung dịch chứa số kim loại tan trình điện phân

Nước làm khí làm nguội xỉ chứa chất rắn lơ lửng, kim loại nặng , có hợp chất S

Để sản xuất oxit nhôm thải khoảng 3m3 nước thải loại.

Để tinh luyện nhôm thải khoảng 30m3 nước thải.

Nước thải chứa kim loại nặng gây bệnh viêm loét dày, dày,hô hấp,ung thư máu bệnh đường ruột

III.2- Qui Trình xử Lý

Để xử lý kiềm thường dùng cách trung hòa axit tạo muối Để khử F dùng sữa vôi tạo kết tủa CaF2

Kim loại nước thải khử nhiều cách kết tủa, điện hóa, sinh học,trao đổi ion Trong kết tủa phương pháp ứng dụng nhiều

+ Phương Pháp Trao Đổi Ion.

Đây phương pháp dùng Ionit ( nhựa hữu tổng hợp ), chất cao phân tử có gốc hyđrơcacbon nhóm chức trao đổi ion để trình trao đổi tiến hành cột cationit anionit

+ Phương Pháp Điện Hóa.

Phương pháp dựa sở q trình oxi hóa khử để tách kim loại điện cực nhúng nước thải chứa kim loại cho dòng điện chiều chạy qua Từ tách ion kim loại khỏi nước thải mà không cần bổ sung hóa chất Phương pháp thích hợp để xử lý nước thải có nồng độ kim loại cao 1mg/l Tuy nhiên phương pháp cần chi phí lớn

+Phương pháp Sinh Học.

Phương pháp dựa nguyên tắc số loài thực vật, vi sinh vật nước sử dụng kim loại chất vi lượng Nói chung phương pháp khó áp dụng cơng nghiệp xử lý nước có nồng độ chất thải thấp, phương pháp tốn diện tích

Phương pháp dựa phản ứng hóa học chất đưa vào nước thải với kim loại cần tách, PH thích hợp tạo kết tủa tách kết tủa khỏi nước thải

Ở PH định dung dịch nồng độ kim loại vượt q nồng độ bão hịa kim loại tạo kết tủa Rất kim loại tạo kết tủa PH=7 hay môi trường axit mà phần lớn PH khoảng kiềm yếu kiềm Để điều chỉnh PH người ta thường dùng sữa vôi, sô đa xút

Nếu nước thải chứa hàm lượng kim loại cao cần xử lý nguồn để thu hồi kim loại tạo hội tuần hoàn lại nước giảm hàm lượng kim loại dòng thải trước xử lý tập trung

IV ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI KHÍ HẬU

Q trình nghiền tuyển quặng gây ồn, rung sinh bụi Để giảm ồn rung tăng khối lượng thiết bị tạo lớp đệm giảm rung thiết bị lắp đặt hệ thống hút bụi, thơng gió bên nhà máy Các nhà máy phải đặt xa khu dân cư để giảm gây ồn tới khu dân cư

Nhiệt phát sinh từ lò nung thiêu kết, khí phát tán từ trình nung, kim loại, oxit kim loại từ lị tinh luyện, bể điện phân… phát tán mơi trường gây ảnh hưởng tới sức khỏe công nhân viên Nói chung khắc phục phần vấn đề cách tăng cường áp dụng khoa học kĩ thuật, cơng nghệ, máy móc đại nhằm giảm thiểu rò rỉ, phát tán chất độc hại ngồi Tăng cường khí hóa, tự động hóa cơng đoạn, hạn chế việc người tiếp xúc trực tiếp với trình nguy hiểm

Tài liệu tham khảo

1 Kỹ thuật môi trường – NXBKHKT –

2 Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp – nguyễn thị thu thủy Xử lý nước thải - NXB Xây Dựng

4 Webside : moitruong.xaydung.gov.vn www.techmartvietnam.com.vn

Những người thực :

Trịnh quang Vinh

Hoàng Thị Lưu

Chu Văn Thiện

Đoàn Thanh Tuấn

khơng khí Tỷ trọng riêng , Ký hiệu Phân loại kim loại yếu Nhóm , Chu kỳ , Khối 13 , 3 , p Khối lượng riêng , Độ cứng Bề m Khối lượng nguyên tử 26,981538 đ.v. Bán kính nguyên tử ( 125 (118) pm Bán kính cộng hố trị 118 pm Cấu hình electron [Ne 3s 3p e - mức lượng Trạng thái ơxi hóa (Ơxít Cấu trúc tinh thể hì Trạng thái vật chất r Điểm nóng chảy 933,47 K 1.220,58 °F Điểm sôi Trạng thái trật tự từ t Thể tích phân tử 10 Nhiệt bay hơi 293,4 kJ/mol Nhiệt nóng chảy Áp suất hơi 100.000 Pa Vận tốc âm thanh 5.100 m/s Độ âm điện 1,61 (thang Pauling Nhiệt dung riêng 897 J/(kg·K) Độ dẫn điện /Ω Độ dẫn nhiệt 237 W/(m·K) Năng lượng ion hóa www.techmartvietnam.com.vn