Kết luận
Luận án đã nghiên cứu chế tạo thành công Mg từ nguồn nguyên liệu dolomit Thanh Hóa, Việt Nam bằng quy trình Pidgeon phù hợp với điều kiện trong nước, kết quả sản phẩm có hàm lượng Mg cao đạt 97 – 99,3 %.
1. Một số thông số công nghệ đã được nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng đến khả năng hồn ngun của dolomit Thanh Hóa. Qua đó, các thơng số cơng nghệ tốt nhất phù hợp với nguồn ngun liệu dolomit Thanh Hóa trong điều kiện chân khơng 600 Pa được đưa ra bao gồm nhiệt độ hoàn nguyên 1250 oC, tỷ lệ fero silic 20 % khối lượng phối liệu, tỷ lệ CaF2 là 3 % và lực ép phối liệu 60 MPa.
2. Luận án đã góp phần làm rõ cơ chế của phản ứng hoàn nguyên dolomit Thanh Hóa bằng chất hồn ngun fero silic. Phản ứng hồn ngun xảy ra giữa các chất phản ứng ở trạng thái rắn – rắn và rắn – lỏng với sự xuất hiện của pha lỏng CaSi2 là chất hoàn nguyên trung gian. Sự xuất hiện của pha lỏng CaSi2 được kiểm chứng bằng tính tốn nhiệt động học và thực nghiệm. CaSi2 là sản phẩm của phản ứng giữa Si và CaO ở nhiệt độ lớn hơn 1040 oC trong quá trình nâng nhiệt lị đến nhiệt độ hồn ngun.
3. Qua nghiên cứu nhiệt động học các phản ứng trong quá trình hồn ngun, đã giải thích được tác động của Fe trong fero silic. Fe tồn tại trong fero silic ở pha FeSi2, làm cản trở phản ứng hoàn nguyên khi yêu cầu nhiệt độ phản ứng lớn hơn 1150 oC. Trong khi pha Si chỉ yêu cầu nhiệt độ phản ứng tối thiểu lớn hơn 1040 oC tại áp suất 600 Pa. Mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất chân khơng để hồn ngun ra Mg được xây dựng từ tính tốn nhiệt động học là: T > 771,9 P0,0641.
4. Nghiên cứu động học của phản ứng hồn ngun đã góp phần làm rõ tốc độ phản ứng hồn ngun dolomit Thanh Hóa được kiểm sốt bởi giai đoạn khuếch tán chất phản ứng qua lớp sản phẩm ở
thái rắn. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng hồn ngun là 203,25 kJ/mol được tính tốn theo mơ hình Jander phù hợp với dữ liệu thực nghiệm của luận án.
5. Giải pháp được đề xuất là quy trình mới dựa trên quy trình Pidgeon truyền thống, kết hợp giai đoạn nung và hoàn nguyên dolomit liên tiếp trong cùng một lò chân khơng. Kết quả quy trình kết hợp đã đạt được mục tiêu khi rút ngắn 40 % thời gian một chu trình hồn nguyên và tận dụng được nguồn năng lượng trong giai đoạn nung để chuyển tiếp vào giai đoạn hoàn nguyên.
Kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo
Mặc dù trong luận án Mg kim loại đã được chế tạo thành cơng và có hàm lượng Mg cao, tuy nhiên vẫn tồn tại một lượng tạp chất trong sản phẩm, do vậy cần mở rộng phát triển hướng nghiên cứu về cơ chế hình thành của những tạp chất này cũng như phương pháp nhằm giảm thiểu tạp chất trong sản phẩm.
Để mở rộng khả năng ứng dụng của quy trình kết hợp, nghiên cứu cần được phát triển, thực nghiệm tối ưu các thơng số hồn ngun nhằm nâng cao hiệu suất, nghiên cứu cơ chế phản ứng, ảnh hưởng của giai đoạn nung đến giai đoạn hoàn nguyên, xem xét đến sử dụng chất phụ gia kết dính cho cơng đoạn ép phối liệu.
Quy trình hồn nguyên kết hợp mới thực hiện nghiền quặng dolomit bằng máy nghiền bi hành tinh, thực tế độ ẩm của nguyên liệu thô ảnh hưởng lớn đến giai đoạn nghiền nhưng chưa được xem xét, đánh giá ảnh hưởng trong luận án. Do đó cần có các nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu giúp quy trình kết hợp có tính ứng dụng cao trong thực tế.
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1.Vu Viet, Q., Thu, T. V. T., Duong, N. N., Ngoc, B. D., & Duc, H. T. (2020). Research On The Manufacturing Magnesium From Thanhhoa Dolomite By Pidgeon Process. Eureka:
Physics and Engineering, (6), 97-107.
2.Vu, Q., Vu, T., Doan, C., Duong, N. B., & Tran, H. (2021).
Silicothermic Reduction Of Thanhhoa Dolomite: Thermodynamic And Experimental. Acta Metallurgica Slovaca,
27(3), 109-113
3.Vu Viet Quyen, Vu Thi Thu Trang, Le Thi Huong Giang, Tran Duc Huy, Duong Ngoc Binh, Magnesium Reduction From
Thanhhoa Dolomite By Ferrosilicon And Ferro-Silicocalcium As Reducing Agent, International Journal on Advanced Science,
Engineering and Information Technology, ISSN: 2088-5334 (Chấp nhận đăng ngày 01/09/2021)