Nghiên cứu tính chất kết dính của bã thải công nghiệp

Các phương hướng xử lý bùn thải .1 Phương hướng tồn trữ bùn thải

Bùn đỏ có độ pH rất cao, vì thế trước khi đổ ra bãi chứa cần phải trung hòa lượng kiềm dư trong pha lỏng để tránh ô nhiễm, bên cạnh đó việc chọn nơi chứa rất quan trọng vì vừa phải đảm bảo yêu cầu bảo vệ nguồn nước, đất trồng và môi trường dân cư lân cận… và phải mang tính khả thi, kinh tế, nhưng tiện lợi nhất là xây dựng bãi chứa ở gần nhà máy để tránh chi phí chuyên chở. Nhưng các chuyên gia nghiên cứu bảo vệ môi trường khẳng định phương pháp này không an toàn do bùn quá mịn nên khó lắng thêm vào đó chế độ thủy triều mỗi ngày đã phát tán lượng bùn khắp nơi, hàm lượng kiềm trong nước tăng cao làm nước bị ô nhiễm kéo theo thảm thực vật dưới nước chết hàng loạt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống kinh tế của vùng dân cư xung quanh. − Đối với hướng đổ bùn ra biển thì do lúc đó chưa có nghiên cứu kỹ lưỡng và còn hời hợt trong việc bảo vệ môi sinh thì việc thải bùn ra biển là một biện pháp đơn giản, chi phí thấp rất thuận lợi cho các nhà sản xuất bởi không chiếm dụng đất canh tác, không làm thay đổi pH của nước biển vì xảy ra phản ứng trung hòa OH- bởi Mg2+ có trong nước biển tạo thành Mg(OH)2, MgCO3, không gây ô nhiễm không khí, các nguồn nước ngầm, nước bề mặt… Nhưng sau này khi đi nghiên cứu xem xét vấn đề này kỹ càng hơn các nhà khoa học thấy rằng việc đổ bùn thải liên tục ra biển sẽ gây ảnh hưởng đến các loài sinh vật biển, tiêu diệt các phiêu sinh vật, rong biển, làm mất vẻ đẹp của môi trường biển đặc biệt là đáy biển… Do đó để khắc phục vấn đề này người ta nghĩ ra cách thải bùn xuống vũng ven biển, vũng nhân tạo.

Mục tiêu của đề tài

Sản xuất gạch ngói: Bùn đỏ có thể được dùng để sản xuất gạch ngói bằng cách trộn bùn đỏ với đất sét theo tỷ lệ thích hợp rồi đem nung. Sản xuất tấm lợp cách âm: Trộn bùn đỏ với thủy tinh vỡ và một số chất thải rắn khác, tấm lợp có tính chất chống cháy, chống sự thay đổi của thời tiết tốt hơn loại tấm lợp làm bằng xenluloz và nhựa. Dựa theo các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và khoáng vật của bùn đỏ, người ta đã tìm ra các phương pháp thu hồi các kim loại, oxid kim loại có giá trị như: Fe2O3, Al2O3, V2O5, Ga….

KHÁI NIỆM VỀ CÁC CHẤT KEÁT DÍNH

Về mặt lý học, cấu trúc tinh thể của các khoáng biến đổi trong một loạt quá trình hòa tan – kết tinh, cấu trúc keo, gel tạo liên kết bền vững cho khối đá ximaêng. XM La- mã là chất kết dính thủy lực, đó là XM có thành phần phối liệu tương tự như XMP, nhưng nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết khối của các khoáng trong XMP. Tạo mẫu bằng phương pháp ép bán khô cùng với việc trộn than vào phối liệu nên sản phẩm nung dễ thay đổi cấu hình, đây chính là lý do đất sét Tân Uyên và lượng than đưa vào rất ít.

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Ưu điểm của phương pháp ép bán khô là kích thước sản phẩm đồng đều, ít co ngót khi sấy và nung, cường độ viên mộc cao, sản phẩm có cường độ, mật độ và nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng cao hơn nhiều so với phương pháp dẻo…. Sau khi ép mẫu cho vào tủ sấy đến nhiệt độ 1100C, sau khi sấy đến khối lượng không đổi đem xác định các tính chất như: độ bền nén, khối lượng thể tích để lựa chọn tỉ lệ đất sét nào cho vào phối liệu là thích hợp nhất. Khi tăng lực ép lên 9MPa, trong quá trình làm thí nghiệm thì nhận thấy mẫu dễ nén hơn, các tính chất của mẫu đất sét 5% vẫn cho kết quả tốt.

Chính vì công việc rất thủ công nên áp lực ta chọn càng nhỏ càng tốt nhưng cần phải đảm bảo độ bền của mẫu sấy trước khi đưa vào lò nung. Vậy độ ẩm lý thuyết trước khi tạo hình là 15% nhưng thực tế khi nghiền độ ẩm này thấp hơn, nguyên nhân là do mất ẩm khi trộn đều phối liệu. Lựa chọn nguyên liệu: bùn đỏ, đá vôi, đất sét và than được cân theo tỷ lệ thích hợp (bản chất bùn đỏ là những hạt có kích thước rất nhỏ, mịn).

Ngoài ra, bùn đỏ có độ ẩm cao (27%) nên khi đưa đá vôi vào, phối liệu được nghiền rất tốt khỏi phải qua công đoạn phơi hay sấy bùn đỏ. Khi nung trong phối liệu diễn ra một loạt các quá trình: bay hơi ẩm, phân hủy cacbonat, tạo silicat, tạo pha lỏng, phản ứng tạo khoáng và kết khối. Sản phẩm sau khi đập sơ bộ, cần phải nghiền mịn để tạo dạng bột mịn có bề mặt riêng cần thiết cho phản ứng hydrat hóa tạo cường độ cho ximăng.

Sản phẩm được cho vào máy nghiền bi được nghiền theo từng mẻ, mỗi mẻ cân 5,4kg và cùng một chế độ làm việc, cùng một thời gian nghiền (40 phút).

KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Độ mịn của xi măng tính bằng phần trăm theo tỷ số giữa khối lượng phần còn lại trên sàng và khối lượng mẫu ban đầu, độ chính xác đến 0,1%. Tỷ diện của xi măng là hàm số của thời gian khi cho một thể tích không khí không đổi đi qua lớp xi măng trong các điều kiện xác định dưới một áp suất, nhiệt độ thời gian đã biết. Giấy lọc cắt theo hình đĩa, có đường kính bằng đường kính trong của ống đo Áp kế hơi hình chữ U bằng thủy tinh có bề dầy ống từ 1 – 1,5mm.

Dùng tay ấn nhẹ pittông nén vào mẫu thử, cẩn thận tránh để bột xi măng đi ngược nằm lên trên giấy lọc, đến khi vòng tựa tiếp xúc với miệng ống đo. Thoa vasơlin vào trong cối thủy tinh được mài nhám để lắp ống đo, đặt ống đo có chứa mẫu vào và nhẹ nhàng xoay tròn ống để trải đều lớp vasơlin. Mẫu ximăng đem sấy ở 1100C, cho vào thiết bị chiếu Lazer và sau đó được xử lý bằng máy tính để tạo thành một biểu đồ phân bố cỡ hạt.

Nhiệt thủy hóa của ximăng được xác định bằng cách đo nhiệt hòa tan của ximăng chưa thủy hóa (Q0) và ximăng đã thủy hóa (Qn) (thường đo sau 3, 7, 28 ngày). - Đun sôi nhẹ trên bếp, dùng đủa khuấy vài lần - Đặt nơi có nhiệt độ khoảng1000C trong 20 phút - Lọc gạn qua giấy lọc trung bình không tro. - Lấy ra cho thêm 15ml HCl đậm đặc và 35 ml nước đun sôi, khuấy đều - Để lắng, lọc gạn qua giấy lọc trung bình không tro rửa kết tủa bằng dung dịch HCl 5% vài lần.

- Nước qua lọc cho vào bình định mức 250 ml cho nước cất đến vạch ddA - Cho giấy lọc có kết tủa vào chén nung, sấy khô, đốt nung ở nhiệt độ.

BÀN LUẬN

Mục tiêu của đề tài là tận dụng hết bã thải nên hàm lượng sắt nhiều là điều không thể tránh khỏi, đây cũng là yếu tố ảnh hưởng đến tính chất ximăng đem xác định. Dựa vào thành phần hóa, phổ nhiễu xạ Rơnghen, phần trăm các thành phần chính tương đối không đủ để có khả năng tạo các khoáng có tính kết dính.  Độ mịn của ximăng bằng phương pháp tỷ diện: tổng diện tích bề mặt của các hạt là 4486cm2/g với thời gian đo của thiết bị Blain là 150 giây.

Dựa vào khối lượng riêng của ximăng đem xác định theo phương pháp thông khí khi cho một thể tích không khí không đổi đi qua ta có thể đo được thời gian trên. Nhận thấy kết quả đo độ mịn của ximăng bằng phương pháp sàng và phương pháp tỷ diện có thể kết luận hạt ximăng đem nghiền tương đối mịn.  Dựa vào kết quả phân tích cỡ hạt bằng Lazer cho biết đường cong quan hệ giữa mật độ phân bố và kích thước trung bình của nhóm hạt.

Hai mẫu bao gồm một mẫu ở dạng tơi và một mẫu ở dạng nén chặt với cùng một loại bi nghiền, cùng một chế độ làm việc và cả hai cùng nghiền với một thời gian như nhau là 40phút nhưng kết quả độ mịn khác nhau. Đối vơi mẫu ở dạng tơi: đường cong kích thước của nhóm hạt lọt qua kết thỳc ở kớch thước lớn, kớch thước hạt phần cũn lại cao hơn (kớch thước 322,8àm;. Mặc dù quy trình công nghệ tiến hành một cách chặt chẽ nhưng %CaO không đủ là do phản ứng phân hủy CaCO3 chưa hết, còn %Fe2O3 cao là điều không thể tránh khỏi.

 Quy trình chuyển quy mô sản xuất từ phòng thí nghiệm sang bán sản xuất là một công nghệ rất khả quan, hướng giải quyết của đề tài này còn nhiều điều sáng tạo.

PHUẽ LUẽC

Kết quả mật độ phân bố cỡ hạt và kích thước trung bình hạt bằng tia Lazer.

MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT