- 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. Nghiên cứu chế tạo montmorillonite từ nguồn khống bentonite Bình Thuận làm nguyên liệu cho nanoclay
Bình Thuận làm nguyên liệu cho nanoclay
3.2.1. Nghiên cứu điều kiện nghiền
3.2.2. Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp sa lắng
Phương phỏp lắng gạn được thực hiện dựa trên việc ứng dụng định luật Stoke về 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 môi tr−ờng n−ớc. Từ đấy có thể thu thập đ−ợc những phần giải hạt có kích th−ớc mong muốn.
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 62,15 13,34 2,85 0,67 2,13 6,32 0,62 2,12 9,8 BTA4 58,8 18,5 4,65 0,75 2,3 2,1 1,50 2,2 9,2 BTA3 56,8 20,3 4,60 0,65 2,2 2,0 1,45 2,2 9,8 BTA2 55,7 22,4 4,55 0,55 2,1 1,9 1,50 2,1 9.2 BTA1 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.
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 kaolin Clorite albite Microclin feldspat BT 18-20 25-27 13-15 6-8 7-8 4-5 1-2 10-12 BTA1 68-70 7-9 ớt 6-9 ớt 2-3 ớt ớt BTA2 65-69 7-11 Ít 6-9 Ít 3-4 ớt Ít BTA3 58-63 8-13 Ít 7-9 Ít 3-4 Ít Ít BTA4 54-61 10-15 ớt 7-9 ớt 4-5 Ít ớt Wyoming 75-85 5-7 ớt 5-7 Ít ớt ớt ớt
3.2.3. Nghiên cứu thu nhận montmorillonite bằng ph−ơng pháp lắng có sử dụng chất phân tán
Đã nghiên cứu làm giàu bentonite Bình Thuận, bentonite Di Linh trên cơ sở ph−ơng pháp −ớt có sử dụng chất phân tán theo sơ đồ hình 3.5. Bùn sét bentonite đ−ợc pha theo tỉ lệ bentonite nguyên khai/n−ớc bằng 1/2 đến 1/3 tính theo trọng l−ợng. Chất phân tán sử dụng là (NaPO3)6 natri hexa photphat với l−ợng bằng 0,1 - 0,15% trọng l−ợng sét bentonite. Sự có mặt của chất phân tán làm tăng tốc độ lắng các khoáng phi sét nh− canxit, fenspat, thạch anh, ... Thời gian lăng củagiai đoạn 1 là 60 phút. Trong giai đoạn này phần lớn các hạt khống phi sét có kích th−ớc lớn lắng xuống, cịn ở giai đoạn 2 chủ yếu các hạt thạch anh, mica, ... có kích th−ớc bé hơn tiếp tục sa lắng.
Thời gian lắng giai đoạn 2 đối bentonite Di Linh là 12 giờ và đối vơi bentonite Bình Thuận là 60 giờ và đối với bentonite Cổ Định là 3 giờ. Thành phần khoáng vật và thành phần hố học của bentonite Bình Thuận tr−ớc và sau khi lọc đ−ợc trình bày trong bảng 3.11 và bảng 3.12.
Bảng 3.1 1. Thành phần khống vật bentonite Bình Thuận tr−ớc và sau khi đ−ợc làm giàu
Khoáng sét
HSTH, % %
Thành phần khoáng (% trọng l−ợng)
Mont Gơtit Kao
lanh Hydrro mica Clorit Thạch anh Fenspat Calcit
khai
Mẫu 1 20-22 50-52 it 6-8 5-6 5-6 8-10 5-6 5-6 Mẫu 2 19-20 56-58 it 5-7 it it 5-6 it ít
Wyoming - 70-80 - 5-7 ít ít 5-6 it ít
Mẫu 1: Sản phẩm tinh thu đ−ợc sau khi lắng ở giai đoạn 1 Mẫu 2: Sản phẩm tinh thu đ−ợc sau khi lắng ở giai đoạn 2
Bảng 3.12. Thành phần hố học bentonite Bình Thuận tr−ớc và sau khi làm giàu (% trọng l−ợng)
Mẫu Thành phần hoá học (% trọng l−ợng)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO CaO MgO K2O Na2O MKN Nguyên khai 53,5 11,5 1,85 1,56 6,25 1,60 1,50 1,80 13,25 Mẫu 1 54,3 14,2 1,9 1,6 3,0 1,4 0,8 2,25 11,3 Mẫu 2 55,2 15,6 2,0 1,7 2,1 1,5 0,6 2,45 10,8 Wyoming 58,2 16,7 3,0 ít 1,25 1,85 0,5 2,85 10,5
Từ các kết quả ở bảng trên có thể nhận thấy rằng sau khi tuyển theo ph−ơng pháp −ớt hàm l−ợng montmorillonit Na trong betonite Bình Thuận đã tăng từ 13-15% đến 52-54% sau giai đoạn lắng gạn 1 và đến 56-58% sau giai đoạn 2. Hàm l−ợng Na2O tăng từ 1,8 đến 2,25 và 2,45. Tỷ lệ SiO2/Al2O3 đã giảm từ 4,52 xuống 3,8 và 3,7. Nh− vậy sau quá trình tuyển theo ph−ơng pháp −ớt phần lớn thạch anh, mica có trong mẫu nguyên khai đã bị loại bỏ. Thành phần mất khi nung (MKN) giảm từ 13,25% xuống 11,3% và 10,85%. Hiệu quả thu hồi bentonite tinh đạt 20-22% ở giai đoạn 1 và 19-20% ở giai đoạn 2. Tuy vậy hàm l−ợng montmorillonit trong bentonite sau khi đã đ−ợc làm giàu cũng ch−a cao chỉ đạt khoảng 56-58%.