Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xử lý thu hồi niken trong bùn thải công nghiệp

I H QU GIA H N I TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUY N NH NGUY T NGHIÊN CỨU XỬ LÝ, THU HỒI NIKEN TRONG BÙN THẢI CÔNG NGHI P LU N VĂN TH S KHOA H Hà Nội, 2019 I H QU GIA H N I TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUY N NH NGUY T NGHIÊN CỨU XỬ LÝ, THU HỒI NIKEN TRONG BÙN THẢI CÔNG NGHI P Chuyên ngà :K ọ i ƣờ M s : 8440301.01 LU N VĂN TH S KHOA H NG I H NG N KHO H : PGS.TS N uyễ T ị Hà PGS.TS L V C i u LỜI CẢM ƠN hi , PGS hi , nh KC 08.18/16-20 “ ý ặe ” ý Dặũ ẽ ý ý kho ủ X ! tháng 01 2019 Họ viên N uyễ N uy MC LC MỞ Đ U 1 Tính cấp thiết đề tài M c ti u nghi n cứu Nội dung nghi n cứu CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 T 1.1.1 i i e 1.1.2 e 1.1.3 e 1.1.4 Ảnh hưởng bùn thải chứa niken đến môi trường sức khoẻ người 11 1.2 Hi lý xử lý bù 1.2.1 ải ứ i 12 ý 12 1.2.2 ý 1.3 C e 14 u ồi i bù ải 16 1.3.1 e 16 1.3.2 e 19 CHƢƠNG Đ I TƢ NG V PHƢƠNG PH P NGHIÊN CỨU .21 2.1 Đ i ƣ i 2.2 P ƣơ ứu 21 i ứu 21 2.2.1 .21 2.2.2 21 2.2.3 21 2.2.4 ghi n cứu thu h i kim o i niken bùn thải b ng phư ng ph p h a t ch .22 CHƢƠNG K T QUẢ V THẢO LUẬN 25 3.1 Đá iá v i 3.1.1 B 25 3.1.2 29 3.1.3 30 3.2 Đá iá i i lƣ bù ải ứ xử lý lý bù i 25 ải ứ i i 40 3.3 D báo mứ độ phát sinh bùn thải bùn thải chứa niken từ ngành công nghi p công nghi p m n 40 3.4 Kế â í ầ bù ải i 43 3.5 Kết nghiên cứu khả thu hồi kim loại niken bùn thải mạ điện 45 3.5.1 3.5.2 Ả .46 ủ ỷ ặ 48 3.5.3 Ảnh hưởng pH dịch sau h a t ch đến tỷ ệ thu h i kim o i nặng 50 3.5.4 Ả ủ ỷ /R ỷ ặ .51 3.5.5 ủ 52 3.5.6 Kết khảo s t s qu trình dịch niken đầu vào trước điện phân 53 3.6 Đ xuấ iải bù 3.7 Đị ế biế iế ƣớ u ồi i i bằ ải i 55 ƣơ .56 K T LUẬN, KI N NGHỊ 57 T I LI U THAM KHẢO 58 Ph l c Bảng kết phân atichs thành phần niken mẫu bùn thải công nghiệp mạ Ph l c Thống k lượng bùn thải công nghiệp mạ phát sinh số sở công nghiệp 05 năm gần (2013 – 2017) 67 Ph l c Mẫu Bảng hỏi 72 61 DANH M C BẢNG Bảng 1.1 hế độ công nghệ mạ niken mờ Bảng 1.2 hất làm bóng cơng nghệ mạ bóng niken Bảng 1.3 hế độ công nghệ mạ niken muối sunfamat Bảng 1.4 hế độ công nghệ mạ niken pirophotphat Bảng 1.5 Khối lượng bùn thải mạ điện số công ty mạ 10 Bảng 1.6 Tỷ lệ thu hồi số kim loại hai chủng sinh vật B.subtilis S.cerevisiae 17 Bảng 1.7 Tỷ lệ thu hồi số kim loại nặng nồng độ axit khác .20 Bảng 3.1 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ công nghiệp mạ miền Bắc (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở l n) 36 Bảng 3.2 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ cơng nghiệp mạ miền Trung (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở l n) 38 Bảng 3.3 sở phát sinh bùn thải mạ chứa niken điển hình từ cơng nghiệp mạ miền Nam (lượng bùn thải phát sinh từ 50 tấn/năm trở lên) 39 Bảng 3.4 ự báo mức độ phát sinh bùn thải từ công nghiệp mạ Việt Nam .42 Bảng 3.5 Kết phân tích thành phần bùn thải Goshi Thăng Long theo phương pháp EDX 43 Bảng 3.6 ộ pH dung dịch hòa tách theo thời gian hòa tách 48 Bảng 3.7 Tỷ lệ thu hồi kim loại Ni pH dịch sau hòa tách khác 50 Bảng 3.8 Tỷ lệ thu hồi niken điều kiện L/R khác 51 Bảng 3.9 Hiệu suất thu hồi kim loại Ni từ bùn thải ông ty Goshi Thăng Long 52 DANH M C H NH Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ mạ niken - crom Hình Sơ đồ quy trình hịa tách bùn thải để thu hồi kim loại nặng 22 Hình 3.1 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp mạ tr n địa bàn TP Hà Nội 25 Hình 3.2 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bắc Ninh 26 Hình 3.3 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 27 Hình 3.4 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Thái Nguyên 27 Hình 3.5 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn thành phố Hải Phòng 28 Hình 3.6 Lượng bùn thải thu gom, xử lý tr n địa bàn thành phố Nẵng 30 Hình 3.7 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh 32 Hình 3.8 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bình ương 33 Hình 3.9 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh ồng Nai 34 Hình 3.10 Lượng bùn thải chứa niken phát sinh từ doanh nghiệp tr n địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 35 Hình 3.11 Biến động bùn thải cơng nghiệp mạ phát sinh số sở công nghiệp mạ điển hình 05 năm gần 41 Hình 3.12 Phổ đồ phân tích bã thải ơng ty Gioshi Thăng Long [11] .45 Hình 3.13 Máy nghiền bi liên t c công suất tấn/ngày đ m 46 Hình 3.14 Thiết bị nghiền nước cánh búa liên t c 46 Hình 3.15 D ng c đo pH nhiệt độ 47 Hình 3.16 Thiết bị hịa tách khuấy từ 47 Hình 3.17 Thiết bị hịa tách có gia nhiệt 47 Hình 3.18 Sự thay đổi độ pH dịch hòa tách theo thời gian hịa tách 49 Hình 3.19.Tỷ lệ thu hồi niken từ bùn thải ph thuộc vào pH dung dịch sau hịa tách 51 Hình 3.20 Khối lượng Ni bùn thải trước sau hịa tách 53 Hình 3.21 Muối niken sunfat kết tinh 54 Hình 3.22 Muối cacbonat bazo niken thứ cấp 55 MỞ Đ U Tí ấ iế ủ đ ài Ngày nay, với q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước đ đ y nhanh tốc độ phát triển kinh tế nước ta Song mặt trái đ gây ảnh hưởng đến chất lượng mơi trường, c thể làm suy giảm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, suy thối nhi m mơi trường Bùn thải cơng nghiệp chứa niken có ngành công nghiệp mạ điện loại bùn có mức độ nhi m cao, nhi n lại có tiềm thu hồi Ứng d ng mạ điện ngành sản xuất rộng r i, lĩnh vực sản xuất tiêu dùng, ngành khí chế tạo máy, chế t a ph tùng xe máy, ô tô, Tùy theo m c đích sử d ng mà áp d ng nhiều k thuật mạ kim loại khác nhau, phổ biến mạ phủ kim loại đồng, niken, k m, crom, vàng bạc, Tuy nhiên, với phát triển ngành công nghiệp mạ điện, môi trường ngày phải tiếp nhận nhiều yếu tố độc hại Bùn thải phát sinh từ hoạt động sản xuất ngành cơng nghiệp chứa lượng chất độc hại định crom, niken, đồng, k m, xianua, có khả gây ảnh hưởng ti u cực đến mơi trường tiếp nhận khơng có biện pháp quản lý xử lý hợp lý Vấn đề nhi m mơi trường nói chung tình trạng ô nhi m môi trường chất thải phát sinh từ ngành công nghiệp mối quan tâm hàng đầu nước giới Tr n giới có nhiều phương pháp xử lý bùn thải phát sinh từ ngành công nghiệp mạ điện như: phương pháp đốt, phương pháp đồng xử lý lị nung xi măng, phương pháp chơn lấp, thu hồi kim loại từ bùn thải, phương pháp điện phân, Tuy nhiên, khả áp d ng vào thực tế phương pháp ph thuộc vào nhiều yếu tố như: hiệu xử lý phương pháp, ưu điểnm, nhược điểm kinh phí đầu tư, o đó, việc nghi n cứu xử lý, thu hồi số kim loại bùn thải mạ điện nhằm đề xuất giải pháp xử lý thích hợp góp phần giảm thiểu nhi m mơi trường tăng cường hiệu kinh tế cần thiết ể hạn chế tác động, ảnh hưởng từ bùn thải phát sinh từ ngành công nghiệp mạ điện tới môi trường người, đề tài “ ý niken công nghi ” với việc tập trung cho công nghệ mạ điện đ thực 10 III Cfing tdc quan 1y va xir ly biin thai Ty Ie tai ché/xu ly bun thai Loai Lir rig phdt sinh niim 2017 (kg/nñm) Ty Ie thu gom vñ phfin loai (%) Tj' Ie tdi che (%) Ty Ie xir Iy (%) Der vi cñ chirc nang thu gom va xir Iy Cong nghe xii ly/tai su dung bun cac co sd dang ap dung hoac thué don vi khac xtr ly? IV Ong/Ba co y kién/kién nghi hay dé xuat gi dé quan Iy, tan dung biin thai cñng nghiep? Xin chân thânh cam on sic hoy lâc cña kng/Bñ! PHIEU DIEU TRA HIEN TING SAN XUAT VA LU’OWG BUN THAI CONG NG HIEP (Ong/Bâ vui lâng ma l0i hoâc dânh dun vâo cpu fra lâi ph“u hey v0i kién eta âng/bâ) I Thñng tin chung 1.Ten cv quan/don vi: Jfi JCr Pham vi quân ly: Nguoi cung cap thñng tin: ! I.'.t$fiJl H Thong tin lien lac: Dien thoai Fax Email II Hien trang biin thai trén *!a ban quan ly STT Ten doc vi (nguon phdt sinh bun thai cu tht) Khñi Iir‹rng biin thai nghitp chiia KLN (p pcong pqJ 2013 2014 2015 2016 2017 Ghi chit III Cñng lac quan 1y v3 xir Iy biin thai Ty ie tai ché/xir ly bun thai Loai Lir ig phdt sinh nñm 2017 (kg/niim) Tj' Ie thu gom va phfin loai (%) Ty Ie tfii ché (%) Ty Ie xir Iy (%) Don vi co ch*c niing thu gom va xir ly Cong nghe xir ly/tai sir dung biin cac co sd dang ap duns hoñc thué don vi khac xli ly? , , › lV Ong/Ba cé y kien/kién nghi hay de xuat gi dé quiin ly, tan dung bun thai cñng nghiep? Xin chân thânh câm on en: h‹rp lac ciia Sng/Bâ! PHIEU DIEU TRA HIEN TING SAN XUAT VA LtftJNG BUN THAI CONG NGHIEP (Gng/Bâ vui lâng trâ Hi hoac danh din vâo câu Irâ lâi phs hip v0i j kién cña âng/bâ) I Thñng tin chung Pham vi quân lj': Nguoi cung cup thong tin: Thñng tin lien lac: Dien thoai .Fax Email II Hien trang biin thai trén d!• bdn quan Iy STT Tén d‹rn vi (nguon phat sinh biin thai cu thé) Khñi lvqng biin thai cñng nghitp chña KLN (irérc tinh) 2013 2014 2015 2016 2017 Ghi chu III Cñng tae quan ly v3 xir ly bun thai Ty le tai ché/xii ly bun thñi Lo9i Lirpug pbat sinh nam 2017 (kg/nñm) Ty Ie thu gom vñ phfin loai (%) Ty Ie tai ché (%) Ty le xir ly t%) Doc vi cñ chirc nang thu gom v3 xir Iy /O Cñng nghe xu ly/tai st dung bun cac co st dang ap dung hoñc thué don vi khac xir ly? IV Ong/Ba cñ y kien/kién ngh;i hay de xufit gi dé quan ly, tan dung biin thai cñng nghiep? Xin châu lhânh câm on su: hop tac cua kng/Bâ! PHIEU DIEU TRA HIEN TRANG SP XUAT VA LtfQNG BUN THAI CONG NGHIEP (Ong/Bâ vui ling lrâ lo'i hoâc dânh dan d vâo câu Irâ lâi phu hey vâi kién cua âng/bâ) I Tbñng tin cbung 1.Tén en quan/don vi: D.and:: !U./ I" G Not iO c t- !*! : inn, >-: *J»: s./r.r!c« Pham vi quân Iy: Ngu0i cung cap thñng tin: f £* U! 9i Cik Thñng tin lien lac: Dien thoai kd ,/.â k b./ ’N9.U .Fax Email II Hien trang biin th3i trén dia ban quan ly STT Tén den vi (nguon phdt sinh biin thai cu thé) Khñi firing biln thai cñng nghiep ch KLN (inc tinh) 2013 2014 2015 2016 2017 Ghi chit III Cñng tdc quan ly vii xir Iy bñn thiii Ty le tai ché/xir ly bun thai Loai Lopug phat sinh niim 2017 (kg/nam) Ty le thu gom va phfin loai (%) Ty Ie tdi che (%) Ty lé xir ly (%) Xin chân thânh câm on su: hey lâc cña Ctng/Bâ! Doc vi cñ chirc nang thu gom va xir ly PHIEU DIEU TRA HIEN TAG SAN XUAT VA Ltft NG BUN THAI CONG NGHIEP (0ng/Bâ vui lâng era lâi hoâc dânh dan vâo câu ma lâi phu hpp vâi kién cua âng/bâ) I Tbñng tin cbung Ten co quan/don v|: Dia chi: )CiD$ , Pham vi quân ly: Ngu0i cung cap thñng tin: Jt\$.(O $0F ân Thñng tin lien lac: Dien thoai Fax Email II Hien tr9ng biin thai trén dia ban qu3n Iy STT Ten doc vi (nguon phat sinh biin thai cu thé) Khoi lir9 g biin thiii cñng nghiep chiia KLN (ir‹ic tinh) — 2013 2014 2015 2016 2017 Ghi chu III Cñng tae quan ly va xir Iy biin thai Ty le tai chc/xir ly bun thai Loai Lir rig phfit sinh niim 2017 (kg/niim) Ty It thu gom vñ phfin loai (%) Ty le tdi ché (%) Ty lv Dan vi co cbiic niing thu gom va xé Iy Cfing nghe xñ 1y/tai sit dung bun cac co sñ dang ap dung hoac thué don vi khac xñ ly? Xin chân lhâiih com on tic hop lâc ci’ui Ong/Dâ! PHIEU DIEU TRA HIEN TING SP XUAT VA LtfQNG BUN THAI CONG NGHIEP (kng/Bâ vui lâng bra lâi hoac dânh dau vâo câu tra lâi phu h v0i y kiln cña âng/bâ) I Thñng tin chung Ten cv quan/don v{: TO.’ (M Dia Pham vi quân ly: Ngu0i cung cap thong tin: bi$ A flirt Thđng tin lien lac: Dien thoai kb O.§ l/$ /i .Fax Email II.Hien trang biin thiii trén dia ban quan ly STT Tén don vi (nguon phat sinb biin tbâi cu tbé) Khñi lirpug biin thai cñng nghiep chña KLN 2013 2014 2015 2016 2017 III Cñng téc quñn ly va xir 1y bun thai Ty le tâi ché/xu ly bñn thai Lir9 g phat sinh nñm 2017 (kgfnam) Loai Ty Ie thu gom vñ phfin loai (%) Tj le téi che (%) TJ le xir ly (%) Der vi cé chirc nang thu gom va xir 1y Cong nghe xit ly/tâi su dying bñn cac cv sñ dang ap dpng hoac thué don vi khac xii ly? IV Ong/Ba eo kien/kien ngbi hay de xuat gi dé qufin 1y, tan dung biin thai cling nghiep? q$idly rig J ¿ a Jqp ,.qg‹,.: , «g , „ , „ $,„ ‹N » › + r t° i * »' % s a „ « › „ « 'I»."?% ‹» R , Xin chân thânh câm on sy hpp tâc cua Ctng/Bâ! PHIEU DIEU TRA HIEN TRA.NG SAN XUAT VA LU'QNG BUN THE CONG NGHIEP (Sng/Bâ vui lâng trâ lâi hoac danh d u d vâo câu Irâ Hi phs hey v0i y kien cua âng/bâ) I Thñng tin chung I Ten cv quan/don vi: (0 fi\ Dia chi: .â I J!!?ñv Pham vi quan ly: Ngu0i cung cap thñng tin: Thñng tin lien lac: Dien thoai Fax Email II Hien trang biin thai trén dia ban quan ly Tén don vi Khoi lwpog biin thai cñng nghiep chiia KLN (iroc tinh) Ghi chit III Cñng tae quan ly va xir 1y born thai Ty ie tai ché/xit 1y bun thai Lo9i Lining phat sinh nñm 2017 (kg/nam) TQ le thu gom va phfin loai (%) Ty Ie tai che (%) Ty Ie xir ly (%) Don vi cd chic nang thu gom va air ly Cñng nghe xir ly/tâi sir dung bun cac en so dang ap dung hoac thué don vi khac xir ly? IV Ong/Ba cñ y kién/kién nghi hay de xuat gi dé quan Iy, tan dung bun thñi cling nghiep? Cfs chân Ihânh câm on su: hpp tâc cña kng/Bâ! ... chứa niken; - Nghi n cứu xử lý thu hồi kim loại niken bùn thải mạ phương pháp hòa tách cho bùn thải ông ty Goshi Thăng Long; - ề xuất giải pháp quản lý, tái sử d ng, tận thu niken phát sinh từ bùn. .. 1.3.2 ô ệ ệ N Hiện nay, công nghệ thu hồi niken từ bùn thải Việt Nam đ quan tâm, c thể đề tài "Nghiên cứu công nghệ xử lý tái sử d ng bã thải rắn công nghiệp mạ crom, niken" Phạm ức Thắng Viện... nước quốc tế tình tình phát sinh bùn thải chứa niken ngành công nghiệp mạ điện công nghệ thu hồi niken từ bùn thải phát sinh ngành công nghiệp mạ điện Từ tài liệu thu thập được, tác giả s ch n l