Tẩy gỉ là cơng đoạn xử lý bề mặt rất quan trọng trong quy trình gia cơng
thép. Lớp gỉ bao gồm các hợp chất FeO, Fe3O4, Fe2O3 cĩ thể dày đến 0,01 - 0,1
mm, thường được xử lý bằng các dung dịch axit sunfuric H2SO4 hoặc axit clohidric
HCl. Thơng thường HCl được sử dụng phổ biến hơn do cĩ tốc độ hịa tan gỉ nhanh
hơn. Dung dịch tẩy gỉ sau khi sử dụng một thời gian sẽcĩ hàm lượng sắt ngày càng
tăng lên và độ axit sẽ giảm đi làm suy giảm hiệu quả tẩy gỉ, đến một lúc nào đĩ thì
phải thải bỏ.
Lượng dung dịch tẩy gỉ thải bỏ của các nhà máy gia cơng thép rất lớn. Trung bình khi sản xuất 1 tấn ống thép tráng kẽm sẽ thải ra mơi trường khoảng 4 kg Fe
dưới dạng FeCl2 trong dung dịch tẩy gỉ. Hàm lượng FeCl2 trong dung dịch tẩy gỉ
khoảng 70-100 gFe/L, pH rất thấp, dưới 0,1, do đĩ dung dịch tẩy gỉ bị xếp vào loại chất thải nguy hại [34], cần phải được xử lí đểđáp ứng tiêu chuẩn nước thải đầu ra (pH phải nằm trong khoảng 6 - 9, hàm lượng sắt là 3 mg/L). Phương pháp xử lí phổ
khác rồi thải bỏ. Dung dịch tẩy gỉ tuy khơng cĩ giá trị cao nhưng là chất thải độc hại, việc xửlí như vậy sẽ phát sinh thêm chi phí và sinh ra lượng bùn lớn, tiềm ẩn
nguy cơ ơ nhiễm nước ngầm do rị rỉ kim loại nặng. Khoảng chục năm trở lại đây,
các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu các phương pháp khác nhau nhằm thu hồi và tái sử dụng dung dịch tẩy gỉ: sử dụng màng trao đổi anion, điện phân, tách màng, kết tủa chọn lọc. Các nghiên cứu này cho phép giảm xả thải các chất độc hại trực
tiếp ra mơi trường, thu hồi và tái sử dụng axit, các muối và oxit sắt Fe2O3, tuy nhiên
các sản phẩm cĩ giá trị rất hạn chế, phần nào làm giảm tính hiệu quả và phạm vi áp dụng thực tế [35-37].
Nghiên cứu tái sử dụng dung dịch tẩy gỉ thải bỏ thành vật liệu cĩ giá trị, ví
dụ như oxit sắt từ kích thước nano, mới chỉ được cơng bố bởi Tang và cộng sự năm
2009 [38]. Các tác giả đãthực hiện phản ứng tổng hợp oxit sắt từ nano từ dung dịch
tẩy gỉtheo sơ đồ như trình bày trên hình 1.3. pH của mơi trườngphản ứng được giữ
ở pH 13 và điều chỉnh bằng dung dịch NaOH. Tỷ lệ mol giữa Fe(III)/Fe(II) được
điều chỉnh và giữ ở tỷ lệ 2:1 bằng cách cho thêm tác nhân oxy hĩa NaClO4, cĩ tác
dụng oxy hĩa Fe(II) trong dung dịch tẩy gỉ thành Fe(III). Phản ứng thực hiện ở
nhiệt độ 75oC trong bể siêu âm với tần số 40 kHz. Kếtquả phân tích XRD và TEM
đã chứng minh cấu trúc và hình thái của sản phẩm thu được chính là Fe3O4, kích
thước 13-23 nm, độ kết tinh cao. Kết quả đo từ hĩa cho thấy vật liệu cĩ tính chất
Hình 1.3:Sơ đồ quá trình tổng hợp nano Fe3O4 từ dung dịch tẩy gỉ [38].