Bài viết tiến hành tìm hiểu khả năng phối liệu bã thải sau quá trình hòa thách, khử sắt quặng đồng sulfua cho sản xuất gạch không cụ thể là tỷ lệ phối trộn; thông số kỹ thuật của sản phẩm; đánh giá mức độ rò rỉ của các thành phần rò rỉ nguy hại.
Nghiên cứu - Trao đổi Xử lý tận dụng bã thải sau trình hòa tách khử sắt quặng đồng sunlfua phối trộn sản xuất gạch block m NGUYỄN ĐỨC NÚI, PHÍ VĂN CÔNG, TRẦN ANH TUẤN Phòng Công nghệ vật liệu môi trường - Viện Khoa học vật liệu Đặt vấn đề Các loại vật liệu/bã thải rắn có hàm lượng kim loại nặng thải từ trình công nghệ sản xuất tái chế bã thải thứ cấp trình luyện kim, hòa tách, thủy luyện bã thải vấn đề môi trường quan tâm việc đổ thải, lưu giữ không an toàn chất thải nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường tiếp nhận (nước, đất, không khí…), lan truyền thông qua chuỗi thức ăn gây ảnh hưởng đến sức khỏe người Lượng bã thải sinh từ trình hòa tách, khử sắt quặng đồng sulfua công đoạn khác chế biến tái chế bã thải giàu kim loại nặng ngày nhiều hát triển công nghiệp tái chế nhiều quốc gia Ở Việt Nam, theo QCVN 07:2009 BTNMT Thông tư 36/2015/ BTNMT loại bã thải xếp vào danh mục chất thải nguy hại [4] Công nghệ xử lý loại chất thải thường lựa chọn đóng rắn kết hợp chôn lấp vónh cửu nơi quy định Việc nghiên cứu tái sử dụng loại bã thải cho mục đích khác tiếp tục tận thu kim loại có 36 Tµi nguyên Môi trờng baừ baống caực bieọn phaựt taựch chiết hóa lý [1,2], sử dụng làm nguyên liệu màu cho gốm sứ thu kết định Tuy nhiên hướng tái sử dụng có hạn chế định giá thành cao, đồng thời phát sinh chất thải gây ô nhiễm khác Việc đóng rắn bã thải thành sản phẩm gạch không nung giải số hạn chế công nghệ Nghiên cứu tiến hành với mục đích tìm hiểu khả phối liệu bã thải sau trình hòa tách, khử sắt quặng đồng sulfua cho sản xuất gạch không nung bao gồm nội dung chủ yếu (i) Xác định tỷ lệ phối trộn; (ii) Đánh giá thông số kỹ thuật sản phẩm; (iii) Đánh giá mức độ rò rỉ thành phần nguy hại chủ yếu sau hóa rắn Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Bã thải lấy Công ty Cổ phần tài nguyên môi trường làm vật liệu nghiên cứu Lượng bã thải đưa vào nghiên cứu khoảng 100 kg Kú - Th¸ng 12/2017 2.1 Lấy mẫu phân tích mẫu bã thải Mẫu bã thải tươi (ngay sau lấy) aays mẫu theo hướng dẫn QCVN 07:2009/ BTNMT xác định pH; xác định độ ẩm theo phương pháp trọng lượng (sấy nhiệt độ 1050C đến trọng lượng không đổi) Mẫu bã thải sau qua rây mm nghiền mịn (qua rây 0,1 mm) công phá hỗn hợp axit đặc HCL, H2SO4 HF theo tỷ lệ 2:5:8 Dung dịch thu dùng để xác định hàm lượng kim loại nặng (Fe, Cu, Mn) phương pháp hấp phụ nguyên tử (MUV-AAS 6800 Shimadzu, Nhật Bản) 2.2 Xử lý sơ bã thải Sau xác định pH, tiến hành trung hòa bã thải sữa vôi Ca(OH)2 để đưa pH khoảng 6,8- 7,0 Tiến hành rút nước phơi khô, sau tiến hành nghiền bã thải đến độ mịn 1-3 mm 2.3 Hóa rắn, ổn định bã thải Mẫu bã thải sau xử lý (mục 2.2) phối liệu với xi măng, mạt đá, cát vàng làm nguyên liệu sản xuất gạch không nung theo tỷ lệ 40:35:15:10 (M3), 35:35:15:15 (M2); 35:30:15:20 (M1) Sau phối trộn tạo độ ẩm thích hợp định hình khuôn mẫu tạo gạch nén ép thủy lực theo quy trình công nghệ Xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng Kim Phương, Đan Phượng, Hà Nội Bảng 2: Một số thông số kỹ thuật sản phẩm với tỷ lệ phối trộn khác 2.4 Đánh giá thông số kỹ thuật mức độ rò rỉ Sản phẩm sau nén ép thủy lực, sau thời gian chờ xi măng đông cứng khoảng tuần điều kiện nhiệt độ không khí thích hợp Mẫu gạch đo kiểm cường độ chịu nén, độ hút nước so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6477 : 2016 [6] Các sản phẩm đánh giá mức độ nguy hại độ trơ (khía cạnh an toàn môi trường) theo EPA (TLCP) [1] cách phân tích hàm lượng kim loại (Fe, Cu, Mn) sau ngâm mẫu gạch môi trường pH = (HNO3) với tỷ lệ mẫu: dung dịch = 1:19 Kết nghiên cứu 3.1 Tính chất bã thải Bã thải sau xử lý sơ phân tích thành phần số kim loại nặng Kết cho thấy thành phần Cu, Fe, Mn bã thải (trọng lượng khô) lớn, hàm lượng pH = 5,1, độ ẩm lớn khoảng 72% Đặc biệt Cu vượt 12 lần so với QCVN 07:2009/BTNMT[4] Bảng 1: Thành phần bã thải 3.2 Thông số kỹ thuật vật liệu sau ép thấp từ 1,12 – 1,26 lần, ccuowngf độ nén trung bình đạt 13,9 N/m2 Khi so sánh thông số kỹ thuật theo TCVN 6477 : 2016 (Bảng 2) mẫu đạt yêu cầu mác gạch M12,5 3.3 Kết đánh giá mức độ an toàn môi trường Kết phân tích hàm lượng số kim loại nặng mẫu nước sau ngâm sản phẩm môi trường axit pH = theo hướng dẫn QCVN 07:2009/BTNMT, tương tự hướng dẫn EPA phép thử TCLP sau thời gian 18h (Bảng 3) [1] Kết phân tích cho thấy mẫu M1, M2 M3 sau ổn định hóa rắn tạo vật liệu gạch không nung tính chất nguy hại tiêu kim loại nặng thấp so với giới hạn tối đa cho phép (QCVN 40:2011/BTNMT, cột B) Hàm lượng Cu ngâm 02 mẫu thử nghiệm (M1, M2) Bảng 3: Kết phân tích hàm lượng số kim loại nặng mẫu nước (mg/l) theo phương pháp thử TCLP Hình 1: Hàm lượng kim loại nước sau ngâm sản phẩm (môi trường pH = 4) Sản phẩm gạch sử dụng bã thải thay phần xi măng, cát vàng, mạt đá theo tỷ lệ mục 2.3 sau nén ép thủy lực ổn định sau 21 ngày chuyển phòng thí nghiệm Viện công nghệ bê tông để đánh giá đặc tính kỹ thuật cường độ nén, độ hút nước theo TCVN 6477 : 2016 [6] Kết thí nghiệm thể Bảng Khi so sánh mẫu M1, M2, M3 với mẫu đối chứng không troọn thỡ cửụứng ủoọ neựn, ủoọ huựt nửụực Tài nguyên Môi trờng Kỳ - Tháng 12/2017 37 ủeu có nồng độ tiêu chuẩn cho phép so sánh với (QCVN 40:2011/BTNMT, cột B) [5] từ 4,54 đến 6,31 lần Hàm lượng Cu cao với mẫu M1, tương ứng với tỷ lệ phối trộn 35:30:15:20, tiếp mẫu M2 Hàm lượng Fe có xu hướng tăng dần theo tỷ lệ lượng bã phối trộn Lượng Fe mẫu nước ngâm tăng dần từ mẫu M3