- Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo MMT từ nguồn khoáng bentonite
85 89 97 102 109 112 115 120 Kết quả nghiên cứu sự phân bố khoáng vật trong các giải cấp hạt có kích
3.2.4 Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp tuyển thuỷ xyclon trên máy MozleyC
thuỷ xyclon trên máy MozleyC155
Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu chúng tơi đã chọn các thơng số của q trình tuyển thuỷ xyclon là: đ−ờng kính thuỷ xyclone 1 inch. nồng độ bùn 8%, áp lực 55 psi, van tháo phần hạt min phía trên 3,0mm (vortex finder) và van tháo phần hạt thơ phía d−ới 3,2 mm (spigot cat). xyclone trên thiết bị Mozley C155.kết quả cho thấy: Để thu đ−ợc 1 kg bentonite Lâm Đồng có hàm l−ợng monmorillonite là 85% cần 2,2 kg bentonite nguyên khai cịn để thu đ−ợc 1 kg bentonite Bình Thuận có hàm l−ợng montmorillonite là 89- 92% cần gần 5,5- 6 kg bentonite nguyên khai. So sánh thành phần khoáng vật trong bentonite tinh và trong bentonite nguyên khai chúng ta thấy, hàm l−ợng montmorillonite trong bentonite tinh tăng lên đáng kể, hàm l−ợng thạch anh, fenspat và canxit cũng giảm đi đáng kể, trong lúc đó hàm l−ợng của các thành phần khác hầu nh− không thay đổi là bao.
Trên cơ sở nghiên cứu làm sạch bentonite chúng tơi đã đề xuất qui trình làm sạch bentonite Lâm Đồng và Bình Thuận nh− sau: Cơng nghệ tuyển hợp lý là tuyển rửa bao gồm các khâu: đánh tơi chà xát để giải phóng bentonite khỏi các liên kết tập hợp các khống vật khác. Sau đó dùng phân cấp thuỷ lực để tách cát ra khỏi bentonite, phần sản phẩm thu đ−ợc sau tuyển thuỷ xyclon có nồng độ phần rắn khoảng 10% đ−ợc cơ đặc (đối với bentonite Bình Thuận) và để lắng gạn n−ớc (đối với bentonite Di Linh) và đ−a đi lọc máy li tâm rồi sấy khô ở nhiệt độ 100 đến 1200C. N−ớc thu nhận đ−ợc sau q trình cơ đặc, li tâm đ−ợc quay lại công đoạn đánh tơi, chà xát. Sản phẩm bentonite tinh đ−ợc sử dụng hoặc đ−a đi xử lý tiếp bằng ph−ơng pháp hoá học .
3.2.5. Khảo sát quá trình lắng lọc
3.2.6 Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp hoá học
Nh− đã trình bày ở trên sản phẩm bentonite tinh chế bằng ph−ơng pháp −ớt vẫn còn chứa một l−ợng ít các tạp chất nh− canxit, gơtit,... Để tạo ra sản phẩm bentonit có chất l−ợng tốt chứa thành phần montmorillonit cao chúng tôi đã sử dụng ph−ơng pháp hoá học để tách các tạp chất ra khỏi sản phẩm từ quá trình tinh chế bằng ph−ơng pháp −ớt. Tác nhân để xử lý hố học có thể là các axit vô cơ nh− HCl, H2SO4 hay các muối của chúng. Trong số các axit vô cơ axit clohydric (HCl) có khả năng hơn, nó t−ơng thích và phù hợp hơn, bởi lẽ khi xử lý bằng HCL lỗng thì các tạp chất nh− Ca, Ba, Zn, Fe… sẽ tạo thành muối clorua dễ tan trong n−ớc do đó sẽ dễ dàng đ−ợc tách ra khỏi sản phẩm nhờ công nghệ lắng lọc thông th−ờng, trong khi đó các axit khác ví dụ H2SO4 khơng có tính chất này. Chính vì lí do đó chúng tơi đã chọn axit clohydric làm tác nhân nghiên cứu.
Từ kết quả nghiên cứu trên chúng tôi đã lựa chọn đ−ợc các thơng số thích hợp để xử lý các tạp chất bằng ph−ơng pháp hố học, đó là: tác nhân xử lý là axit HCl, nồng độ axit: 4,5 ữ 5,0%, tỉ lệ R/L: 7,0-8,0; thời gian phản ứng: 1,5 ữ 2,0 giờ.
3.2.7. Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp tổng hợp Đã tiến hành nghiên cứu thu nhận montmorillonite từ quặng bentonite Bình Thuận bằng các ph−ơng pháp nh−: ph−ơng pháp sa lắng, ph−ơng pháp lắng có sử dụng chất phân tán, ph−ơng pháp tuyển thuỷ xyclone trên thiết bị Mozley C155, ph−ơng pháp hoá học và ph−ơng pháp tổng hợp. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi sử dụng các ph−ơng pháp nh−: ph−ơng pháp sa lắng, ph−ơng pháp lắng có sử dụng chất phân tán, ph−ơng pháp hố học riêng lẻ thì hiệu suất thu hồi MMT khơng cao và độ tinh khiết của sản phẩm không lớn, hàm l−ợng MMT trong sản phẩm < 70%. Sử dụng ph−ơng pháp tuyển
có độ tinh khiết lớn, hàm l−ợng MMT trong sản phẩm gia động trong khoảng 88-92% và độ hạt < 10 micron. Tuy thế đẻ nâng cao độ sạch của sản phẩm cần phối hợpp giữa ph−ơng pháp tuyển thuỷ xyclone và ph−ơng pháp xử lý hố học để tách tiếp những tạp chất cịn lại nh− canxit, sắt, titan, ...
Nghiên cứu triển khai với quy mô 50 kg/giờ
Từ kết quả nghiên cứu trong phịng thí nghiệm ở l−ợng bé chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu với quy mơ lớn hơn để có thể ứng dụng vào sản xuất ở quy mô bán pilot.
Chúng tôi đã tiến hành chạy thử 1500 kg bentonite thu nhận đ−ợc 280 kg bentonite có kích th−ớc hạt < 10 micron và hàm l−ợng montmorillonite (MMT) > 90%. Sản phẩm này tiếp tục xử lý bằng dung dịch axit loãng và thu đ−ợc 250 kg bentonite th−ơng phẩm.
Đặc tr−ng của sản phẩm thu đ−ợc sau quá trình tuyển thuye xyclone và xử lý hoá học
Sản phẩm MMT sau tinh chế quặng bentonite Bình Thuận bằng ph−ơng pháp tuyển thuỷ xyclon và xử lý hố học đ−ợc đ−a đi phân tích để xác định kích th−ớc hạt và phân bố cỡ hạt, thành phần hố học, tính chất nhiệt, cấu trúc tinh thể, diện tích bề mặt, khả năng trao đổi ion, độ tr−ơng nở và nghiên cứu hình thái học.
Kích th−ớc hạt hạt nằm trong vùng < 5 micron chiếm trên 90%, còn nằm trong vùng < 10 micron chiếm 100%.
Thành phần khoáng vật và thành phần hoá học
Kết quả nhiễu xạ tia X của mẫu bentonit Bỡnh Thuận nguyờn khai và cỏc mẫu sản phẩm tinh chế BTA1, BTA2, BTA4 cùng với mẫu bentonit của Prolabo (Phỏp) cú hàm lượng MMT là 90% đ−ợc chỉ ra ở hình hỡnh 3.18. Như vậy thành phần MMT của khoỏng sột bentonite Bỡnh Thuận đó làm giàu tương tự như bentonit Prolabol (Phỏp).
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 00 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 F C a C a C a C a C a Q Q Q Q Q Q Q M M i K M M T M M T M M T M M T M M T M M T M M T -m o n tmo rillo n it Q -q u a rtz F -fe ld s p a t C a -c a lc ite M -m ic a K -k a o lin e M i-m ic ro lin e B T A 1 B T A 2 B T A 3 B T B T F Lin(Cou n ts) 2 -T h e ta
Hỡnh 3. 8. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu bentonit nguyờn khai
và mẫu bentonite đó được làm giàu
Chúng tôi cũng đã tiến hành xác định các đặc tr−ng khác của sản phẩm nh− diện tích bề mặt, độ tr−ơng nở, dung l−ợng trao đổi ion và chất l−ợng sản phẩm MMT thu nhận đ−ợc của đề tài đ−ợc chỉ ra ở bảng 3.23. Sản phẩm bentonite có mức thu hoạch là 20,3%, hàm l−ợng Al2O3 = 15,4%; Fe2O3 = 0, 3%, K2O =0,5% ; Na2O = 1,6% ; MgO = 0,54%; MKN = 8,5%.
Bảng 3.23. Chất l−ợng của bentonite th−ơng phẩm
MMT, % % CEC, mlgđlg/100g Diện tích bề mặt, m2/g Kích th−ớc hạt, àm Độ tr−ơng nở, % Sản phẩm MMT Bình Thuận > 90 120 105 < 10 500-800 MMT của hãng Prolabo Pháp >90 115 104 < 10 500
Từ kết quả thu đ−ợc cho thấy sản phẩm của đề tài không thua kém sản phẩm bentonite của hãng Prolabo, Pháp - là một sản phẩm có th−ơng hiệu trên thị tr−ờng