Bộ giáo dục đào tạo Trường dại học bách khoa hà nội Nguyễn quốc hưng nghiên cứu quy trình kết tủa dịch tẩy gỉ sữa vôi để chế tạo bột màu dùng cho NPK LÂM THAO Luận văn th¹c sÜ hãa häc NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Thị Mai Hương Hµ néi -2007 Mơc lơc Trang phụ bìa.i Lời cam đoan.ii Lời cảm ơniii Mở ®Çu CHƯƠNG 1:Tổng quan I Giíi thiƯu vỊ chÊt mµu I.1 ChÊt mµu I.2:Mét sè kh¸i niệm dùng để xác định màu .5 I.3 Phân loại chất màu: .6 I.4 Nguyên lý chất gây màu .7 II: Giới thiệu chung ôxit sắt .7 II.1 Chu tr×nh sắt tự nhiên II.2 Các loại ôxit sắt II :Chất mầu sắt 11 II.4:Phương pháp chung chế tạo chất màu sắt .12 III T×nh h×nh nghiên cứu nước .21 III.1:Tình hình nghiên cứu nước ngoµi 21 III.2:Tình hình nghiên cứu nước 40 Chương 2:Nội dung phương pháp nghiên cứu 43 I.nội dung nghiªn cøu 43 II Phương pháp nghiên cứu vµ kü tht sư dơng 43 II.1:Qua sản phẩm trung gian Goetit (α-FeOOH) 43 II.2:Qua s¶n phÈm trung gian lµ Fe3O4 44 III Nguyên liệu, hóa chất thiÕt bÞ sư dơng 45 III.1 Nguyên liệu hóa chất 45 III.2 Thiết bị dụng cụ 45 IV Các phương pháp phân tích dùng nghiên cứu .45 IV.1.Các phương pháp phân tích hóa học 45 IV.2 Các phương pháp phân tích hóa lý .45 Chương 3:Kết th¶o luËn 51 I.Qua sản phẩm trung gian Goetit(-FeOOH) 51 I.1:Nghiên cứu trình kết tña FeCl2 51 I.2 Nghiên cứu chuyển hóa Fe(OH)2 thành Goetit 59 I.3 Nghiªn cøu sù chun hãa Goetit thµnh Hematit .60 I.4 KÕt luËn .61 II.Nghiên cứu chế tạo chất màu đen Fe3O4 từ dung dịch FeCl2 để từ tạo chất màu ®á (α-Fe2O3 ) 62 II.1.Khảo sát ảnh hưởng cđa nhiƯt ®é 63 II.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng ®é NaOH 64 II.3:Khảo sát ảnh hưởng thời gian kết tủa 65 II.4:KÕt luËn 65 KÕt luËn 71 Phô lôc 73 I KÕt qu¶ chụp nhiễu xạ tia X kết tủa tạo ë c¸c pH kh¸c 73 II KÕt chụp nhiễu xạ tia X kết tủa sấy nhiệt độ khác .79 Tài liệu tham khảo 86 Mở đầu Chất màu thành phần vật liệu,được sử dụng rộng rÃi nghành công nghiệp sơn, vật liệu xây dựng, loại vật liệu gốm sứ Hiện chất màu ®ỵc dơng víi mét lỵng rÊt lín ë níc ta,tuy nhiên chủ yếu nhập từ Anh, Nhật, Bỉ, Trung Quốc Trong chất màu sắt sử dụng nhiều có dải màu trải rộng màu đen, màu đỏ, màu vàng, màu nâu Trong chất màu đen manhetit (Fe3O4) sử dụng làm chất màu từ tính với lượng lớn Chất màu đỏ có nhiều loại, chất màu Hematit (-Fe2O3) sư dơng kh¸ phỉ biÕn c¸c lÜnh vùc vËt liệu xây dựng, sơn, gốm sứ, trang trí Nguyên liệu dùng để chế tạo chất màu sắt phong phú, từ FeSO4.7H2O chất thải trình công nghiệp có chứa sắt bùn đỏ bà thải trình sản xuất Hydroxít nhôm theo phương pháp Bayer, dung dịch FeCl2 trình tẩy gỉ nhà máy mạ nước ta nay, nhà máy sản xuất thép mạ tráng kẽm, công đoạn tẩy gỉ thường thải lượng nước thải có chứa hàm lượng kim loại cao (chủ yếu FeCl2) độc chất sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe người Rất nhiều công trình nghiên cứu ®· cho thÊy víi mét nång ®é ®đ lín, sinh vật chết bị thoái hóa, với nồng ®é nhá cã thĨ g©y ngé ®éc m·n tÝnh tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sống sinh vật lâu dài Do nước thải trình tẩy gỉ không xử lý, qua thời gian tích tụ đường trực tiếp hay gián tiếp chúng tích tụ thể người gây số bệnh nghiêm trọng viêm loét da, viêm đường hô hấp, ung thư Theo kết nghiên cứu gần tình trạng ô nhiễm môi trường nước ta cho thấy hầu hết sở, nhà máy xi mạ kim loại cán thép nguội có quy mô vừa nhỏ áp dụng công nghệ cũ lạc hậu lại tập trung chủ yếu thành phố lớn, nơi tập trung lượng lớn dân cư Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh Trong trình sản xuất, sở việc xử lý nước thải trình sản xuất chưa triệt để, dung dịch tẩy gỉ chủ yếu FeCl2 xử lý theo đường trung hòa kiềm tạo thành bùn nhÃo dạng Fe(OH)2 Chúng không tiếp tục xử dụng, đà gây tượng ô nhiễm môi trường Xuất phát từ tồn đà nêu, để giải vấn đề chế tạo Fe2O3 dùng làm chất màu cho số trình (trong có việc sử dụng Fe2O3 để nhuộm màu cho NPK Lâm Thao) Đồng thời để giải triệt để hiệu chất thải nhà máy mạ tráng kẽm, tác giả đà lựa chọn đề tài Nghiên cứu quy trình kết tủa dịch tẩy gỉ sữa vôi để chế tạo bột màu dùng cho NPK Lâm Thao Mục đích đề tài: Tận dụng nguồn phế thải dung dịch FeCl2 nhà máy mạ tráng kẽm, nghiên cứu đề xuất điều kiện kết tủa dung dịch FeCl2 Ca(OH)2 để hình thành dạng Hydrôxít thích hợp cho chế tạo bột màu đỏ dùng NPK Lâm Thao CHƯƠNG 1:Tổng quan I Giới thiệu chất mµu I.1 ChÊt mµu.[3] ChÊt mµu lµ chÊt hÊp thơ chọn lọc lượng ánh sáng, chúng phát lượng mà người cảm nhận qua trung tâm cảm nhận màu sắc thị giác Trong vùng khả kiến 4.10-7 đến 7,6.10-7m, mắt người cảm nhận màu Khả tác động màu lên trung tâm thần kinh thị giác khác nhau, nên khả cảm nhận màu khác Mối quan hệ màu bị hấp thụ ánh sáng nhận biết phức tạp Mối quan hệ đà nghiên cứu chia cách tương đối sau Bảng 1.1: Giải bước sóng phổ tương ứng Bước sóng ánh sáng bị hấp phụ Màu nhận biết