1.1. Giới thiệu về bentonit
1.1.4. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bentonit
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bentonit trên thế giới
Từ thời điểm phát hiện ra bentonit đến nay, việc ứng dụng nó ngày càng được quan tâm và phát triển. Trong khoảng thời gian đó các mỏ bentonit đã được tìm thấy và khai thác trên hầu hết các châu lục. Từ những năm 20 của thế kỷ XX bentonit chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực tẩy dầu thực vật, đến những năm 30 bentonit đã được ứng dụng rộng rãi trong kỹ nghệ làm khuôn đúc và tới những năm 50 – 60 của thế kỷ XX bentonit đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ luyện kim (làm chất vê viên quặng trong q trình nung luyện), trong cơng nghiệp dầu khí với cơng dụng làm dung dịch khoan để gia cố thành vách các lỗ khoan khi qua tầng đất yếu, chống sụp đổ thành giếng khoan, đặc biệt trong công tác khoan dầu khí. Cũng từ những năm 60, bentonit đã được sử dụng trong nông nghiệp để cải tạo độ phì nhiêu của đất, tăng độ giữ ẩm đặc biệt đối với các loại đất cát pha (Tiệp Khắc, Liên Xơ).
Trong q trình phát triển sản xuất, ngày càng nhiều ngành công nghiệp sử dụng bentonit. Trong các nước phát triển bentonit được mệnh danh là “ khoáng dùng cho hàng ngàn ngành cơng nghiệp”. Phạm vi ứng dụng có nó rất rộng – từ việc làm các dung dịch khoan và phân bón đến mỹ phẩm và thuốc chữa bệnh, từ việc chưng cất dầu mỏ, hóa chất đến việc thu gom và ngăn cách các chất thải phóng xạ.
Ngày nay lĩnh vực sử dụng của bentonit ngày càng được mở rộng, bentonit được sử dụng trong xử lý môi trường rác thải, khử mùi, làm thức ăn gia súc, làm chất xúc tác trong lọc dầu, sơn, hoá chất và mỹ phẩm... Qua số liệu thu thập cho thấy sự tăng vọt về sản lượng bentonit được sản xuất và sử dụng trên thế giới (bảng 1.3).
Bảng 1.2. Một số lĩnh vực sử dụng bentonit (ở Mỹ, Nga) Đơn vị: Tấn
STT Lĩnh vực sử dụng
Năm 1938 Năm 1985
Mỹ Liên Xô cũ Mỹ Nga
1 Lọc dầu 155.000 80.000 8.000 40.000 2 Khoan dầu 47.000 10.000 1.707.000 764.000 3 Khuôn đúc 52.000 5.000 728.000 495.000 4 Luyện kim – – 291.000 651.000 5 Lắng trong 90.000 30.000 39.000 – 6 Chăn nuôi – – 130.000 317.000 7 Dược phẩm – – 4.000 – 8 Sơn – – 7.000 – 9 Lĩnh vực khác 23.000 20.000 – – Tổng cộng 367.000 145.000 3.249.000 2.307.000
Hiện tại trên thế giới có khoảng 36 nước sản xuất, xuất khẩu bentonit với tổng sản lượng công nghiệp lên tới 12 triệu tấn (1998), riêng nước Mỹ vào thời điểm đó đã sản xuất 3,8 triệu tấn. Mỹ và Liên Xô cũ (nay là SNG) là hai nơi sản xuất hàng đầu, tiếp đó cịn 10 nước khác cũng sản xuất với sản lượng trên 100.000 tấn/năm như Hy Lạp, Đức, Nhật, Anh v.v...
Tại Mỹ có 57 mỏ và có tới 18 cơng ty khai thác, chế biến bentonit với sản lượng lên tới 4,02 triệu tấn, đạt giá trị kinh tế 169 triệu USD (Robert L.Virta, Cục Địa chất Mỹ – 1997). Trên thị trường Mỹ giá bentonit thơ trung bình khoảng 68USD/tấn. Nhưng Mỹ vẫn phải nhập khẩu bentonit được xử lý với giá 371,33
USD/tấn và xuất khẩu với giá 99,67 USD/tấn.
Bentonit ngày càng được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế, nhưng ở mỗi khu vực mục đích sử dụng có sự khác biệt:
Tại Mỹ bentonit được sử dụng trong một số lĩnh vực sau ( theo Cục Địa chất Mỹ, 2013):
– Trong công nghệ tạo khuôn đúc chiếm 16% tổng sản lượng bentonit. – Trong sản xuất dung dịch khoan 30%.
– Dùng làm chất vê viên trong luyện kim 14%. – Chất hấp phụ 27% và 13% cho các lĩnh vực khác Ở Châu Âu bentonit sử dụng trong các lĩnh vực:
– Trong xử lý rác thải, phế thải chăn nuôi. – Trong lọc dầu thực vật.
– Trong nông nghiệp (chất mang thuốc trừ sâu, chất độn phân bón, bảo quản hạt giống).
– Trong xây dựng cơng trình dân dụng (chất chống thấm ) – Trong công nghiệp sản xuất sơn, làm tăng khả năng bám dính. – Trong cơng nghiệp giấy (chất độn, bám dính bề mặt...).
– Trong dược phẩm (chất hấp thụ). – Trong mỹ phẩm.
1.1.4.2. Tình hình sử dụng bentonit ở Việt Nam
Bentonite Việt Nam nói chung và Tây Nguyên nói riêng đã được bước đầu nghiên cứu ứng dụng từ những 1990 – 1992 trong một số luận án tiến sĩ của một số tác giả [10]. Mặc dù chất lượng bentonite không đồng đều nhưng sản phẩm từ những vỉa có chất lượng cao (70 – 80% montmorillonit) đã được nghiên cứu nâng cấp bằng các phương pháp hoá học, cơ học.
Đặc biệt bentonite Tam Bố – Di Linh đã được nghiên cứu, sử dụng thành công trong sản xuất dung dịch khoan dầu khí, khoan cọc nhồi, bịt lỗ hổng trong các
thân đê (luận án tiến sĩ của Tạ Đình Vinh, 1990). Cũng trong khoảng thời gian này
bentonite Tam Bố, Thuận Hải đã được các nhà khoa học của Viện Địa chất, Viện Sinh vật thuộc Trung tâm KHTN&CNQG (nay là Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam) nghiên cứu sử dụng thử nghiệm trong lắng lọc, làm trong các loại rượu, nước giải khát ở nhiều tỉnh, thành phố hoặc đã được đem vào thử nghiệm làm thức ăn tổng
hợp cho bị sữa tại nơng trường Mộc Châu qua các đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước. Đồng thời bentonite cũng đã được thử nghiệm sử dụng trong cải tạo đất trồng tăng độ mịn cơ giới, tăng khả năng giữ ẩm cho đất trồng, đặc biệt cho các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ đạt kết quả khả quan đặc biệt cho các loại cây như lạc, khoai tây [15], trong xử lí mơi trường [11]. Bentonite Cổ Định – Thanh Hoá đã được sử dụng làm lõi đập, chống thấm trong các cơng trình đập ngăn trong xây dựng thuỷ điện, thuỷ lợi.
Ở giai đoạn hiện tại, nhiều đề tài nghiên cứu sử dụng bentonite trong xử lý môi trường, trong sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi đã và đang được nghiên cứu [6, 8, 25, 4].
Tác giả Nguyễn Xuân Hải [7] ( 2006) đã thử nghiệm bentonite trên cánh
đồng đất phù sa cổ của Việt Nam và nhận thấy rằng bentonite có thể sử dụng trong việc cải tạo đất nhằm mục đích giải độc tố cho đất bị nhiễm kim loại nặng. Kết quả trên cây bắp cải trồng trên nền đất ô nhiễm, cho thấy khi dùng bentonite, hàm lượng các kim loại nặng Hg, Cd, Pb trong cây giảm tới 20 – 54%..
Mặc dù vậy, vấn đề sử dụng bentonite ở Việt Nam vẫn ở trong tình trạng nghiên cứu cơ bản, tự phát, số lượng khai thác sử dụng rất hạn chế. Trong các lĩnh vực khác như luyện kim, khuôn đúc ở mức độ công nghiệp ở Việt Nam bentonite chưa được đề cập. Cũng cần nhấn mạnh thêm trong lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng bentonite đã được nghiên cứu để sản xuất keramzite nhưng kết quả nghiên cứu chưa được triển khai ứng dụng trong thực tiễn.