Nghiên cứu đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi trường của xỉ thải pirit từ quá trình sản xuất axit sunfuric

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ THỊ PHƯỢNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA XỈ THẢI PIRIT TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SUNFURIC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ THỊ PHƯỢNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MƠI TRƯỜNG CỦA XỈ THẢI PIRIT TỪ Q TRÌNH SẢN XUẤT SUNFURIC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Chuyên ngành: Hóa Mơi trường Mã số: 60440120 Người hướng dẫn khoa học: TS HỒNG VĂN HÀ PGS.TS TRẦN HỒNG CƠN Hà Nội, 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan pirit xỉ thải pirit 1.1.1 Pirit 1.1.2 Xỉ thải pirit 1.2 Các trình vận chuyển kim loại nặng từ pirit xỉ thải pirit vào môi trường 1.3 Sự phơi nhiễm tác động kim loại nặng pirit vàxỉ thải pirit lên người 1.3.1 Asen 1.3.2 Sắt 10 1.4 Tình trạng ô nhiễm xuất phát từ xỉ thải pirit Thế Giới Việt 11 Nam Chương 2: THỰC NGHIỆM 16 2.1 Đối tượng nghiên cứu 16 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu dạng hòa tan hấp phụ asen 16 2.4 Danh mục hóa chất, thiết bị cần cho nghiên cứu 19 2.5 Thực nghiệm 19 2.5.1 Phương pháp khối phổ cảm ứng cộng hưởng plasma (ICP-MS) 19 phân tích kim loại nặng 2.5.2 Phương pháp lấy mẫu 21 2.5.3 Quy trình chiết dạng hòa tan hấp phụ asen lên xỉ pirit 21 Chương : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết với nước cất 23 3.2 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết với dung dịch axit 24 ascorbic 0.1M 3.3 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết với dung dịch 26 amoni oxalate 0.2M axit ascorbic 0.1M 3.4 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết rửa xỷ với dung 28 dịch natri hydrocacbonat 0.5M 3.5 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết rửa xỷ với axit 30 nitric 65% 3.6 Tính tốn lượng asen chiết từ pha khác 31 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Ơ nhiễm mơi trường gây từ việc khai thác quặng pirit 15 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn giá trị pH hàm lượng sắt dịch chiết nước cất theo thể tích 24 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn biến đổi hàm lượng asen sắt theo thể tích dung dịch chiết 26 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với amoni oxalate ascorbic 28 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn biến đổi hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ NaHCO3 0.5M 29 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn biến đổi nồng độ sắt asen theo thể tích dung dịch chiết 31 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết phân tích mẫu nước sông Tinto Odiel 14 Bảng 2.1 Danh mục thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu 19 Bảng 2.2 Các tác nhân sử dụng cho trình chiết pha liên kết asen xỉ pirit 22 Bảng 3.1 Hàm lượng sắt asen chiết xỉ nước cất 23 Bảng 3.2 Hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với axit ascorbic 0.1M 25 Bảng 3.3 Hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với amoni oxalate ascorbic 27 Bảng 3.4 Hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ NaHCO3 0.5M 29 Bảng 3.5 Hàm lượng sắt asen dịch chiết với axit nitric 65% 30 Bảng 3.6 Hàm lượng asen chiết từ pha 31 MỞ ĐẦU Ơ nhiễm mơi trường trở thành hiểm họa đời sống sinh giới người phạm vi nào, từ quốc gia, khu vực đến tồn cầu Ơ nhiễm mơi trường sản phẩmcủa q trình cơng nghiệp hóa thị hóa diễn 200 năm Ô nhiễm lan tràn vào nơi, từ đất, nước đến khí quyển, từ bề mặt đất đến lớp sâu đất đại dương Theo khảo sát sơ bộ, bãi xỉ thải pirit Cơng tyCổ phần Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao theo năm tháng lên tới hàng vạn "Mỏ" phế thải đồ sộ "nghi can" bênh ung thư gây hậu nặng nề nhiều hộ dân xã Thạch Sơn Trong quặng pirit ngồi thành phần FeS2 cịn có chứa kim loại nặng độc hại Mn, Pb, As…Khi đốt quặng pirit làm ô nhiễm môi trường đất, nước, khơng khí xung quanh Xỉ thải bỏ sau đốt pirit để lấy SO2 để sản xuất axit sunfuric đổ môi trường nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng cho môi trường nước đất Việc nghiên cứu khả gây ô nhiễm môi trường từ xỉ thải pirit đến môi trường sức khỏe người yêu cầu cấp thiết không mặt khoa học mà vấn đề an sinh xã hội Chính lý trên, chúng tơi lựa chọn thực đề tài: Nghiên cứu, đánh giá khả gây ô nhiễm môi trường xỉ thải pirit từ trình sản xuất sunfuric.Trong luận văn này, sâu nghiên cứu khả hấp phụ, dạng hình thái hấp phụ asen lên xỉ thải pirit, từ đánh giá khả gây ô nhiễm môi trường lượng asen có mặt xỉ pirit giải phóng mơi trường Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quanvề pirit xỉ thải pirit 1.1.1 Pirit Pirit hay pirit sắt, khoáng vật disulfua sắt với cơng thức hóa học FeS2 Ở Việt Nam, pirit có nhiều nơi mỏ pirit Giáp Lai, Vĩnh Phúc, Ba Trại Pirit thông thường tìm thấy dạng gắn liền với sulfua hay ôxít khác mạch thạch anh, đá trầm tích, đá biến chất tầng than, vai trị khống vật thay hóa thạch Trong thành phần pirit đơi chứa lượng nhỏ vàng Vàng asen xuất thay kèm cấu trúc pirit Tại khu trầm tích vàng Carlin, Nevada, pirit asen chứa tới 0.37 % theo trọng lượng vàng[2] Pirit chứa vàng loại quặng vàng có giá trị Pirit bị lộ thiên ngồi khơng khí q trình khai thác mỏ khai quật phản ứng với ôxy nước để tạo thành sulfat, gây nước mỏ axít Q trình axít hóa tạo từ phản ứng vi khuẩn chi Acidithiobacillus, dạng vi khuẩn tìm kiếm nguồn lượng chúng cách ơxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ với việc sử dụng ôxy tác nhân ơxi hóa Các ion Fe3+ đến lượt lại công pirit để sinh ion Fe2+và sulfat Fe2+lại tạo Fe3+và chu trình tiếp diễn pirit cạn kiệt[16] Pirit thông thường hay bị nhầm lẫn với khoáng vật marcasit đặc trưng tương tự chúng Marcasit dạng đa hình pirit, nghĩa có cơng thức pirit khác cấu trúc khác biệt hình dáng tinh thể tính đối xứng Tuy nhiên, trạng thái ơxi hóa hình thức giống pirit nguyên tử lưu huỳnh xuất cặp tương tự persulfua Marcasit họ hàng trạng thái ổn định giả (giả bền) pirit chuyển sang dạng pirit bị đốt nóng hay thời gian đủ dài Thành phần hóa học pirit là: Fe – 46,6%; S – 53,4% Pirit thường chứa kim loại nặng As, Co, Ni, Cu, Cd, Pb, Hg, Cr Pirit có cấu trúc tinh thể kiểu NaCl vị trí ngun tử clo thay [S2]2-, phân bố dọc theo trục bậc 3, cịn ion Fe2+ tâm hình mặt Khống vật có mặt tinh thể đẳng cực thường xuất dạng khối lập phương Các mặt lập phương có sọc (các đường song song mặt tinh thể hay mặt cát khai) kết xen kẽ khối lập phương với mặt diện pirit Pirit hay xuất dạng tinh thể bát diện dạng diện pirit (hình thập nhị diện với mặt ngũ giác) Pirit khơng hịa tan HCl, hịa tan HNO3 dễ hòa tan dạng bột [3] 1.1.2 Xỉ thải pirit Pirit nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric Sau đốt pirit để thu SO2, phần chất rắn lại xỉpirit thải bỏ 4FeS2 + 11O2 → Fe2O3 + 8SO2 Thành phần xỉ thải pirit Fe2O3, nhiên xỉ chứa lượng FeS2 chưa đốt cháy Theo tài liệu tham khảo, xỉ thải pirit chứacác nguyên tố kim loại nặng khác chì, asen, đồng, kẽm, cadimi…[8] Xỉ pirit dùng trình nghiên cứu luận văn lấy bãi thải Công ty Cổ phần Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao Theo kết nghiên cứu cho thấy xỉ thải pirit Công ty Cổ phần Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao chứa lượng lớn As Theo thời gian chúng bị phát tán môi trường xung quang tượng rửa trơi tích lũy lịng đất Đối với bãi xỉ pirit tồn đọng từ nhiều năm qua (ước tính 30.000 tấn, với diện tích khoảng 20 ha), Cơng ty gia cố, xây cao bờ đập bãi xỉ bờ ngăn hồ đệm bãi xỉ tiếp giáp với xã Thạch Sơn nhằm ngăn chặn nguồn nước thải từCông ty Để xử lý triệt để bãi xỉ, thời gian qua Công ty ký hợp đồng với Cơng ty cổ phần Chế biến khống sản Vĩnh Phú nhằm xử lý bãi xỉ pirit tồn đọng để thu hồi quặng sắt, theo cam kết đến hết năm 2012, xử lý xong toàn lượng xỉ pirit tồn đọng Công ty xử lý khoảng 1.200 tấn, song từ tháng 7/2010, Công ty cổ phần Chế biến khoáng sản Vĩnh Phú dừng việc xử lý với lý tìm kiếm cơng nghệ 1.2 Các trình vận chuyển kim loại nặng từ pirit xỉ thải pirit vào môi trường Dưới tác động nước, chất khí O2, CO2 nguồn lượng xạ mặt trời, pirit bị biến đổi phân hủy Quá trình biến đổi phân hủy gọi trình phong hố Có ba loại phong hố: - Phong hóa vật lý: gây ảnh hưởng nhiệt độ, gió bão, rửa trơi, xói mịn… - Phong hóa hóa học: gây hàng loạt q trình hóa học hòa tan, kết tủa, hấp phụ, nhả hấp phụ, tạo phức… - Phong hóa sinh học: gây trình thay đổi hệ thống sinh học bao gồm động, thực vật Tuy nhiên, phân chia loại phong hố tương đối thực tế yếu tố ngoại cảnh tác động đồng thời, loại phong hoá đồng thời diễn Các q trình phong hố liên quan mật thiết hỗ trợ cho nhau, tuỳ điều kiện cụ thể mà trình xảy mạnh Luận văn trình bày sâu dạng phong hóa hóa học Khác với q trình phong hố vật lý, q trình phong hố tác dụng tác nhân hố học làm cho thành phần hoá học pirit thay đổi Các yếu tố H2O, O2, CO2 tác động lên pirit làm cho chúng bị phá Mục đích chiết Dịch chiết Dạng hòa tan Nước cất Ion hấp phụ NaHCO3 Sắt hoạt động Ascorbic Nồng độ 6.7 60.0 0.5M 8.5 30.0 0.1M 3.0 30.0 Hydroxit tinh thể Đệm amoni Amonioxalat mang asen oxalat + ascorbic 0.2M + ascorbic 0.1M Asen HNO3 khoáng sunfua pH dung Khối lượng xỉ dịch chiết (g) 30.0 3.0 65% Chương3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết với nước cất 22 30.0 Để xác định asen dạng muối hòa tan, nước cất lựa chọn làm tác nhân chiết Kết nồng độ asen sắt dịch chiết lắc xỉ với nước cất trình bày Bảng 3.1 Hình 3.1 Bảng 3.1: Hàm lượng sắt asen chiết xỉ nước cất STT Thể tích Tổng thể tích Hàm Hàm pH dung dung dịch dung dịch rửa lượng sắt lượng asen dịch chiết rửa (mL) (mL) (mg/L) (mg/L) 100 100 0.671 0.016 3.4 100 200 0.224 -(*) 3.7 100 300 0.118 - 3.8 100 400 0.058 - 4.4 100 500 0.031 - 4.5 100 600 0.033 - 4.9 100 700 0.068 - 5.1 100 800 0.058 - 5.1 100 900 0.054 - 5.8 10 100 1000 0.045 - 6.4 11 100 1100 0.033 - 6.5 (*: Nhỏ giới hạn phát hiện) 23 0.6 6.5 Nồng độ Fe (mg/L) pH 0.5 5.5 0.4 0.3 pH Nồng độ Fe (mg/L) 0.7 4.5 0.2 0.1 3.5 200 400 600 800 1000 1200 Tổng thể tích dung dịch chiết (mL) Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn giá trị pH hàm lượng sắt dịch chiết nước cất theo thể tích Từ số liệu thu ta thấy ban đầu lắc xỉ nước cất ta thu dịch chiết có pH 3.38 (pH ban đầu nước cất 6.75) Điều khẳng định xỉ có chứa khí oxit axit hấp phụ xỉ SO2, SO3, NOx, CO2…Các khí gặp nước tạo thành axit rửa với nước làm pH dịch chiết giảm Sau pH dịch chiết tăng dần đến trung tính Lúc tồn lượng SO2, SO3 rửa hoàn toàn Khi pH dịch chiết tăng, nồng độ sắt dịch chiết có xu hướng giảm dần Nồng độ sắt cao đạt 671 ppb thấp đạt 31 ppb Lượng asen từ xỉ chiết với nước mẫu đầu 33ppm, mẫu sau không thấy xuất Như ta thấy lượng muối sắt asen tan với xỉ tương đối thấp 3.2 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết với dung dịch ascorbic 0.1M Axit ascorbic 0.1M lựa chọn để chiết asen pha sắt III hoạt động ferihydrite Fe(OH)3, lepidocrocite γ – FeOOH ascorbic có khả khử Fe(III) khống vơ định hình dạng sắt (II) [9] Ascorbic khử khống sắt (III) hoạt động mà khơng khử 24 khoáng sắt dạng tinh thể bền vững hematite goethite Khi sắt (III) bị khử sắt (II), dạng asen liên kết với pha sắt hoạt động giải phóng vào dịch chiết Bảng 3.2 Hình 3.2 hàm lượng sắt asen biến đổi giá trị pH trình chiết xỉ với axit ascorbic 0.1M Bảng 3.2: Hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với axit ascorbic 0.1M STT Thể tích dung Tổng thể tích dung Hàm lượng Hàm lượng pH dung dịch rửa (mL) dịch rửa (mL) sắt (mg/L) asen (mg/L) dịch chiết 100 100 297.5 0.15 2.9 100 200 189.7 0.20 3.3 100 300 144 0.30 3.8 100 400 120.9 0.30 3.9 100 500 109.2 0.39 3.9 100 600 105.7 0.40 3.9 100 700 102.1 0.41 3.9 100 800 81.4 0.33 3.9 100 900 75.8 0.20 3.9 10 100 1000 67.2 0.08 3.8 25 350 0.45 Nồng độ Fe (mg/L) 0.35 250 0.3 200 0.25 0.2 150 Nồng độ As (mg/L) 0.4 300 0.15 100 Nồng độ Fe (mg/L) Nồng độ As (mg/L) 0.1 50 0.05 200 400 600 800 1000 1200 Tổng thể tích dung dịch chiết (mL) Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn biến đổi hàm lượng asen sắt theo thể tích dung dịch chiết pH dịch chiết tăng dần đạt giá trị ổn định sau chiết với 300 mL axit ascorbic Hàm lượng sắt chiết từ xỉ tương đối lớn giảm dần trình chiết từ 297.5 ppm xuống 67.2 ppm Ngược lại, hàm lượng asen tăng dần trình chiết từ 0.394 ppm lên 0.890 ppm sau giảm dần Điều chứng tỏ có lượng asen liên kết với pha sắt hoạt động xỉpirit 3.3 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết rửa xỉ với amoni oxalat 0.2M ascorbic 0.1M Để chiết dạng asen phân bố khoáng sắt tinh thể (hematite, goethite), hỗn hợp amoni oxalat ascorbic lựa chọn cho bước chiết kết hợp khả tạo phức chelat ligand oxalat với sắt tinh thể tính khử axit ascorbic sắt (III) [12] Bảng 3.3 Hình 3.3 biểu diễn hàm lượng asen sắt dung dịch chiết xỉ với đệm amoni oxalat 0.2M ascorbic 0.1M 26 Bảng 3.3: Hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với amoni oxalat ascorbic STT Thể tích dung Tổng thể tích dung Hàm lượng Hàm lượng pH dung dịch rửa (mL) dịch rửa (mL) sắt (mg/L) asen (mg/L) dịch chiết 100 100 439.0 20.50 5.5 100 200 484.0 30.00 5.6 100 300 497.2 24.93 5.6 100 400 480.6 19.00 5.6 100 500 472.9 15.50 5.5 100 600 463.5 12.30 5.5 100 700 457.0 6.92 5.5 100 800 445.0 2.44 5.5 100 900 435.2 1.35 5.6 10 100 1000 425.5 0.86 5.6 11 100 1100 415.7 0.42 5.5 12 100 1200 406.0 0.06 5.5 13 100 1300 396.2 0.04 5.5 14 100 1400 386.5 0.04 5.6 27 35 500 30 25 400 20 300 15 200 Nồng độ As (mg/L) Nồng độ Fe (mg/L) 600 10 100 0 300 600 900 1200 Nồng độ Fe (mg/L) Nồng độ As (mg/L) 1500 Tổng thể tích dung dịch chiết (mL) Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ với amoni oxalat ascorbic Kết cho thấy pH dịch chiết tương đối ổn định sử dụng hệ đệm oxalat ascorbic Lượng asen chiết tương đối lớn đạt cực đại lần chiết thứ hai (30mg/L) sau giảm dần 3.4 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết rửa xỉ với dung dịch natri hydrocacbonat 0.5M Dung dịch NaHCO30.5M (pH = 8.50) sử dụng để tách asen dạng hấp phụ bề mặt xỉpirit Dạng asen hấp phụ bề mặt xỉ giải hấp hai yếu tố: giá trị pH môi trường khoảng 8.50 có mặt ion bicacbonat Khi giá trị pH mơi trường cao 8.50, xảy trình giải hấp lượng asen hấp phụ bề mặt xỉ kết hợp với có mặt ion bicacbonat gây trình hấp phụ cạnh tranh với asen làm cho lượng asen hấp phụ bề mặt xỉ giảm Bảng 3.4 Hình 3.4 biểu diễn hàm lượng asen sắt dịch chiết sử dụng tác nhân NaHCO3 0.5M 28 Bảng 3.4: Hàm lượng sắt asen q trình chiết xỉ NaHCO3 0.5M STT Thể tích dung Tổng thể tích dung Hàm lượng Hàm lượng dịch rửa (mL) dịch rửa (mL) sắt (mg/L) asen (mg/L) pH dung dịch chiết 100 - 0.46 8.7 100 200 0.19 0.48 8.9 100 300 0.22 0.48 9.0 100 400 0.29 0.42 9.0 100 500 0.05 0.32 9.0 100 600 0.03 0.26 9.0 100 700 - 0.10 8.9 0.3 0.50 0.25 0.40 0.2 0.30 0.15 0.20 0.1 0.05 0.10 0.00 200 400 600 Nồng độ As (mg/L) 100 Nồng độ Fe (mg/L) Nồng độ sắt (mg/L) Nồng độ asen (mg/L) 800 Tổng thể tích dung dịch chiết (mL) Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn biến đổi hàm lượng sắt asen trình chiết xỉ NaHCO3 0.5M Từ kết chiết xỉ với dung dịch NaHCO3 0.5M trình bày Bảng 3.4 Hình 3.4, ta nhận thấy pH dung dịch tương đối ổn định 8.5 Trong môi trường pH cao, sắt chủ yếu tồn dạng kết tủa 29 hydroxit sắt lượng sắt dung dịch chiết tương đối thấp, lượng asen giải phóng tương đối thấp giảm dần 3.5 Biến thiên nồng độ asen sắt dịch chiết rửa xỉ với dung dịch axit nitric 65% Sử dụng dung dịch axit nitric đậm đặc 65% chiết dạng asen liên kết bền vững với sắt pirit khả oxy hóa mạnh Khi lượng sắt pirit chưa cháy hết xỉ bị oxy hóa lên sắt (III) giải phóng dạng asen liên kết pha sắt pirit Bảng 3.5 Hình 3.5 biểu diễn biến đổi hàm lượng sắt asen dịch chiết với axit nitric 65% Bảng 3.5: Hàm lượng sắt asen dịch chiết với axit nitric 65% Thể tích dung Tổng thể tích dung Hàm lượng Hàm lượng asen dịch rửa (mL) dịch rửa (mL) sắt (mg/L) (mg/L) 100 100 1210.0 33.20 100 200 1618.0 60.20 100 300 1166.0 21.00 100 400 822.0 13.34 100 500 650.0 8.36 100 600 551.0 5.09 100 700 471.8 3.67 100 800 412.5 2.77 100 900 366.4 2.15 10 100 1000 329.6 1.72 11 100 1100 299.4 1.41 12 100 1200 274.3 1.17 13 100 1300 253.1 0.73 STT 30 100 1400 234.9 0.44 15 100 1500 219.2 0.16 16 100 1600 205.4 0.07 1800 100 1600 90 80 1400 70 1200 60 1000 50 800 40 30 600 20 400 10 200 0 500 1000 1500 Tổng thể tích dung dịch chiết (mL) Nồng độ As (mg/L) Nồng độ Fe (mg/L) 14 Nồng độ Fe (mg/L) Nồng độ As (mg/L) 2000 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn biến đổi nồng độ sắt asen theo thể tích dung dịch chiết với HNO3 65% Từ kết chiết xỉ với axit nitric Bảng 3.5 Hình 3.5, nhận thấy lượng sắt asen dịch chiết tương đối lớn đạt cực đại lần chiết thứ hai ( Fe 1618.0 mg/L, As 60.2 mg/L), sau giảm dần 3.6 Tính tốn lượng asen chiết từ pha khác Hàm lượng asen pha giải phóng từ xỉ thải pirit tính tốn dựa hàm lượng asen chiết sử dụng tác nhân có lực chiết tăng dần trình bày Bảng 3.6 Bảng 3.6: Hàm lượng asen chiết từ pha Hàm lượng asen (mg/L) Dạng hòa tan 0.016 Pha hấp phụ 2.50 Pha khoáng sắt hoạt động 0.15 31 Pha sắt tinh thể 129.15 Pha sắt pirit 15.91 Như vậy, lượng asen chiết chủ yếu từ pha sắt tinh thể sử dụng tác nhân chiết amoni oxalat ascorbic (chiếm khoảng 87%), asen liên kết với sắt pirit chiếm khoảng 10%, có lượng asen liên kết với pha sắt hoạt động, hấp phụ bề mặt xỉvà dạng hòa tan (khoảng 0.1%) Tính tốn lượng asen chiết từ xỉpirit khoảng 0.52 mg/g, suy với 1kg xỉ lượng asen chiết khoảng 0.52g Với bãi xỉ thải Công ty Cổ phần Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao chất đống hàng nghìn lượng asen số tương đối lớn Ngoài ra, có mặt sắt xỉ vấn đề môi trường cần quan tâm lượng sắt vào nguồn đất nước 32 KẾT LUẬN Sau trình thực luận văn đưa số kết luận sau: Đã thực trình chiết asen từ xỉ thải pirit với năm tác nhân chiết: H2O chiết dạng asen bám bề mặt xỉ, NaHCO3 chiết dạng asen hấp phụ bề mặt xỉ, axit ascorbic chiết dạng asen liên kết với sắt hoạt động, hỗn hợp đệm amoni oxalat ascorbic chiết dạng asen liên kết với pha sắt tinh thể, HNO3 chiết dạng asen liên kết với pha sắt pirit Kết hàm lượng asen chiết từ năm tác nhân cho thấy chủ yếu asen chiết từ dạng sắt tinh thể chiếm tới 80%, sau lượng asen liên kết với sắt pirit chiếm khoảng 17%, có lượng asen hấp phụ sắt hoạt động bám bề mặt xỉ Bãi xỉ thải nguồn gây ô nhiễm asen với hàm lượng tương đối lớn khoảng 0.52 g/kg Đây toán cần đặt để giải vấn đề ô nhiễm môi trường Lâm Thao nói riêng khu khai thác quặng pirit nói chung Từ kết thực nghiệm tình trạng bãi thải pirit, nhận thấy vấn đề môi trường xỉ thải pirit gây bao gồm: - Tạo mơi trường có pH thấp - Hàm lượng kim loại nước thải cao - Lượng xỉ thải pirit khổng lồ Để giải vấn đề này, nước rị rỉ thu thập vào hồ chứa cho bay Sau đó, nước từ hồ chứa bơm vào hồ có khả chứa bùn khác để trung hịa vôi bột cho giá trị pH ổn định Khi đó, bùn thải chủ yếu CaSO4 kết tủa kim loại hòa tan Fe, Cd, Mn Bùn thải bơm vào hồ chứa cho bay nước, bùn khơ sau chủ yếu thạch cao oxit sắt sử dụng làm vật liệu che phủ Để cải thiện chất lượng mơi trường, kết hợp trồng số loại cây, 33 thảm thực vật.Lượng xỉ thải pirit hoạt hóa thành vật liệu xử lý Mn, As cho nước cấp sinh hoạt Xỉ thải ngâm HCl 3M sau tiếp tục ngâm NaOH 0.5M để trung hịa, rửa sạch, sấy khơ[6,11,15] 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Huy Bá (2006),Độc học môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (2008), Cơ sở Hố học mơi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội Trịnh Khắc Hoàn (2012), Nghiên cứu đánh giá khả giải phóng kim loại nặng từ xỉ thải pyrit lộ thiên, Luận văn thạc sĩ Hoá học, Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Trịnh Thị Thanh (2010), Giáo trình sở mơi trường nước, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Đức Huệ (2010), Giáo trình độc học mơi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Thanh Huyền (2011), Nghiên cứu ứng dụng xỉ thải pirit công ty Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao làm vật liệu xử lý asen mangan nước ngầm sử dụng làm nước sinh hoạt, Luận văn thạc sỹ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Thị Minh (2012), Phân tích theo dõi đánh giá biến thiên nồng độ chất độc hại giải phóng mơi trường từ xỉ thải pyrit điều kiện yếm khí mơ tự nhiên, Luận văn thạc sỹ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Hồng Nhâm, Hóa học vơ tập 3, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Hồ Viết Q, Cơ sở hóa học phân tích đại, Nhà xuất Đại học Sư phạm, Hà Nội 10 Nguyễn Thị Thu Trang (2011), Tối ưu quy trình chiết trình tự asen từ trầm tích ứng dụng việc giải thích phân bố asen trầm tích vào nước ngầm, Luận văn Thạc sỹ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 35 Tiếng Anh 11 Aguilar,J., Dorronsoro,C., Fernandez,E., Fernandez,J., Garcia,I., Martin, M.Simon,F (2004), “Soil pollution by a pyrite mine spill in Spain: evolution in time”,Environmental Pollution, 132, pp 395-401 12 Johnson,D.Barrie and Kevin B.Hallberg(2005), “Acid mine drainage remediation options: a review”,Science of the Total Environment, 338, pp.3 14 13 Lombi,E., Sletten, R.S., and Wenzel,W.W (2000),“Sequentially extracted arsenic from different size fractions of contaminated soils”,Water, Air, and Soil Pollution, 124, pp.3 - 14 Nieto, J.M., Sarmiento, A.M., Olias, M., Canovas,C.R., Riba, I., Kalman,J., Delvalls,T.A (2006),“Acid mine drainage pollution in the Tinto and Odiel rivers and bioavailability of the transported metals to the Huelva Estuary”,Environment International, 33, pp.445 - 455 15 Primary Industries and Resources SA (2005), Notes on the Brukunga pyrite mine, Minerals and Energy Resources, Australia 16 Vaughan, D.J., Craig, J.R (1978),Mineral Chemistry of Metal Sulfides,Cambridge University, Cambridge 36 ... gây ô nhiễm mơi trường xỉ thải pirit từ q trình sản xuất sunfuric. Trong luận văn này, sâu nghiên cứu khả hấp phụ, dạng hình thái hấp phụ asen lên xỉ thải pirit, từ đánh giá khả gây ô nhiễm môi. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ THỊ PHƯỢNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA XỈ THẢI PIRIT TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SUNFURIC LUẬN VĂN THẠC SỸ... đốt quặng pirit làm ô nhiễm môi trường đất, nước, khơng khí xung quanh Xỉ thải bỏ sau đốt pirit để lấy SO2 để sản xuất axit sunfuric đổ môi trường nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng cho môi trường nước