c. Cỏc húa chất phụ trợ khỏc
3.2.2. Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp lắng gạn
Phương phỏp lắng gạn được thực hiện dựa trên việc ứng dụng định luật Stoke về sự sa lắng để tính tốn mối liên hệ giữa độ hạt và quảng đ−ờng lắng của nó: ( ) 2 9 2 1 2 h r d d gt η = − Trong đú:
r – bỏn kớnh hạt đó cho (giả định là hỡnh cầu, àm ) h – chiều cao mà vật đã rơi trong thời gian t(s). d1, d2 là tỷ khối của chất rắn và chất lỏng.
η- độ nhớt của nước.
g- gia tốc trọng trường (9,8m/s2).
Căn cứ vào biểu thức trên, ta có thể tính tốn đ−ợc sự phụ thuộc giữa kích th−ớc hạt và quảng đ−ờng mà hạt lắng xuống trong mơi tr−ờng n−ớc. Từ đấy có thể thu thập đ−ợc những phần giải hạt có kích th−ớc mong muốn.
Qui trỡnh thực nghiệm được tiến hành như sau: cõn lần lượt 50, 100, 200,
300, 400g sột bentonite (Bỡnh Thuận) và cho vào cỏc ống thuỷ tinh khỏc nhau chứa 1000 ml nước cất, rồi khấy trộn trong vòng 30 phút, ta sẽ thu nhận đ−ợc các dung dịch bentonite huyền phù có các nồng độ t−ơng ứng là 1%; 2%; 3%; 4% . Để bentonite trương nở qua đờm và sau đú khuấy 30 phỳt. Theo định luật Stoke, phần huyền phự nổi trờn bề mặt với kớch thước hạt < 2àm đ−ợc tập hợp sau thời
gian theo tớnh toỏn là 10 giờ và ứng với chiều cao cột 15cm với nhiệt độ phũng 28oC. Huyền phự sột được làm khụ ở 90oC, nghiền mịn và kớ hiệu BT1, BT2, BT3, BT4.
Các mẫu này đ−ợc phân tích thành phần hố học và thành phần khống vật. Thành phần hoỏ học của mẫu bentonite Bỡnh Thuận trước và sau khi làm giàu được chỉ ra trong bảng 3.8. Trong bảng 3.8 cho thấy là thành phần SiO2 giảm đi đỏng kể so với thành phần hoỏ học của mẫu nguyờn khai điều này cho thấy thành phần hạt quartz giảm đi đỏng kể, bờn cạnh thành phần hoỏ học của Al2O3 tăng lờn đỏng kể từ 13,34% ở bentonit nguyờn khai lờn 23,5% đối với BT1 (mẫu cú nồng độ huyền phự sột là 1%). Khi mà sử dụng nồng độ huyền phự tương đối bộ (1% huyền phự sột) thỡ lỳc đú cỏc hạt cú kớch thước lớn như hạt quartz điều lắng kết xuống, bởi vỡ hạt quartz cú kớch thước tương đối lớn đồng thời độ trương nở của sột rất bộ so với montmorillonit nờn hầu như chỳng tỏch ra hoàn toàn thấy trong hỡnh 3.2. Bảng 3.8 và hỡnh 3.3 cũng cho thấy hàm lượng calcite giảm đi đỏng kể vỡ calcite chứa thành phần chủ yếu là CaCO3 nờn chỳng tương đối khú tan trong dung dịch nước nờn cú thể loại bỏ chỳng một cỏch dễ dàng trong dung dịch axít lỗng.
Bảng 3.8. Thành phần hoỏ học của mẫu bentonite Bỡnh Thuận nguyờn khai
và 4 mẫu bentonit đó được làm giàu
Thành phần hoỏ học
SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO K2O Na2O MKN BT 60,15 13,34 2,85 0,67 2,13 6,32 0,62 2,12 9,8
BT4 58,8 18,5 4,65 0,75 2,3 2,1 1,50 2,2 9,2
BT3 56,8 20,3 4,60 0,65 2,2 2,0 1,45 2,2 9,8
BT2 55,7 22,4 4,55 0,55 2,1 1,9 1,50 2,1 9.2
BT1 55,4 23,5 4,45 0,50 2,1 1,9 1,55 2,1 8,5
Trong bảng 3.9 cho thấy thành phần khoỏng vật của mẫu bentonit Bỡnh Thuận trước và sau khi làm giàu và bentonit Wyoming của Mỹ. Qua quỏ trỡnh làm giàu bằng phương phỏp sa lắng thỡ tỏch ra hầu hoàn toàn hạt quartz, calcite và feldspat. Một cõu hỏi đặt ra ở đõy là tại sao khi làm giàu ở nồng độ huyền phự tương đối lng lại cú thể tỏch gần như hồn toàn hạt quartz, calcite và feldspat
hạt quartz, calcite và feldspat hầu như khụng tan trong nước. Đồng thời kaoline và albite cú thành phần hoỏ học tương tự như montmorillonit và cũng trương nở như montmorillonite (độ trương nở của kaoline khoảng ẳ của montmorillonit).
Bảng 3.9. Thành phần khoỏng vật của mẫu bentonite Bỡnh Thuận trước, sau
khi làm giàu và mẫu bentonite Wyoming
KH MMT quartz calcite kaoline Clorit albit Microcline feldspat BT 18-20 25-27 13-15 6-8 7-8 4-5 1-2 10-12 BT1 68-70 7-9 ớt 6-9 ớt 2-3 ớt ớt BT2 65-69 7-11 ớt 6-9 ớt 3-4 ớt ớt BT3 58-63 8-13 ớt 7-9 ớt 3-4 ớt ớt BT4 54-61 10-15 ớt 7-9 ớt 4-5 ớt ớt Wyoming 75-80 5-7 ớt 5-7 ớt ớt ớt ớt
Hỡnh 3.2 và hỡnh 3.3 cho thấy thành phần nguyờn tố được phõn tớch bằng phương phỏp EDX mẫu BT và mẫu BT1. Bảng 3.10 cho thấy một cỏi nhỡn tổng quỏt về thành phần nguyờn tố của mẫu nguyờn khai, cỏc mẫu đó được làm giàu và mẫu bentonit của Đài Loan cú thành phần của MMT đạt 92,2%. Trong hai mẫu nguyờn khai được đem nghiờn cứu thành phần nguyờn tố ta thấy cú thành phần khối lượng nguyờn tố tương đương nhau, tuy cú sự sai lệch đụi ớt, hàm lượng Si hầu khụng thay đổi trong quỏ trỡnh làm giàu. Những đối với khối lượng nguyờn tố Al thay đổi đỏng kể điều này cho thấy hàm lượng montmorillonit tăng lờn đỏng kế. Bờn cạnh đú khối lượng của nguyờn tố O cũng đỏng kể cũng cho thấy cú sự tăng lờn hàm lượng, bởi vỡ ta biết montmorillonit cú khả năng hấp phụ nước rất lớn và đối với mẫu nguyờn khai thỡ hàm lượng O tương đối nhỏ và trong mẫu BT1 lại tương đối lớn cho thấy cú sự tăng lờn hàm lượng montmorillonit.
Hỡnh 3.2. Giản đồ EDX của mẫu BT Hỡnh 3.3. Giản đồ EDX của mẫu BT1
Bảng 3.10. Thành phần nguyờn tố (theo % khối lượng) của mẫu bentonite nguyờn
khai, cỏc mẫu bentonite đó làm giàu và mẫu bentonit Đài Loan(% MMT là 92,2%)
Mẫu Si Al Fe O Mg K Na C Ti BT 23.31 4.97 2.20 44.62 0.48 2.36 1.45 12.13 0.18 BT4 25.64 11.10 5.97 46.07 0.21 0.94 1.60 8.07 0.39 BT3 27.36 11.69 7.00 44.81 0.25 0.95 1.77 5.64 0.52 BT2 26.97 11.59 6.49 45.41 0.23 1.06 1.63 6.13 0.49 BT1 24.95 11.00 4.95 51.52 0.23 0.95 1.60 4.46 0.34 BT-ĐL 24,76 16,37 2,25 42,91 3,03 1,84 2,42 5,43 -
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu chúng tơi đã tiến hành thí nghiệm làm giàu theo ph−ơng pháp lắng gạn ở trong các thùng phi có dung tích 200 lit, nồng độ huyền phù là 1%. Phần cấp hạt mịn thu đ−ợc sau khi làm giàu < 2 àm, hiệu suất của ph−ơng pháp chỉ đạt 20%. Từ kết quả nghiên cứu có thể cho thấy ph−ơng pháp làm giàu bentonite Bình Thuận theo ph−ơng pháp lắng gạn cho hiệu suất thấp và không kinh tế khi áp dụng ra qui mô bán sản xuất.