- Tận dụng lợi ích của bùn đỏ
CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm
2.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 2.1.1. Hóa chất • Dung dịch NaOH 96% • Dung dịch HCl 38% • Dung dịch AgNO3
• Dung môi: nước cất • Giấy lọc
• Giấy thử pH, quỳ tím, chỉ thị phenolphtaein
2.1.2. Dụng cụ
• Cốc phản ứng các loại 500ml, 200ml, 40ml • Máy khuấy, cùng thiết bị khuấy
• Tủ sấy, lò nung
• Cân phân tích, cân khối lượng
• Ống phản ứng, bình CO2, van có thể điều chỉnh áp suất • Thiết bị ép viên mẫu
• Phễu lọc, bình lọc • Khay đựng mẫu • Đồng hồ bấm giờ
• Buret, pipet, xi lanh, giá giữ dụng cụ
2.2. Chế tạo vật liệu hấp thụ từ bùn đỏ
Bùn đỏ được lấy ở nhà máy hóa chất Tân Bình, được tách phân lớp hỗn hợp thành 3 phần dựa vào tỉ trọng khác nhau, mỗi phần được tách riêng ra, trong khuôn khổ thực hiện đề tài chỉ sử dụng phần 2 là phần có tỉ trọng trung bình và phần 3 là phần có tỉ trọng nặng nhất của bùn đỏ, hai phần trên được ổn định pH xuống pH = 8 – 9 để loại bỏ các thành phần không mong muốn ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ CO2. Sử dụng NaOH, để làm tăng khả năng hấp thụ của bùn đỏ. Mẫu sau khi xử lý được sấy khô và ép viên để nghiên cứu xử lý CO2 trong các thí nghiệm tiếp theo.
Các bước thực nghiệm
Bước 1: Chuẩn bị mẫu thô
Mẫu được lấy từ nhà máy hóa chất Tân Bình được xác định thành phần bằng phương pháp AtomicAbsorption Spectrophotometric (AAS).
Mẫu cũng được lắc rất kĩ trước khi tiến hành các bước xử lý tiếp theo.
Bước 2: Tách phân lớp mẫu bùn đỏ
Dựa vào tỉ trọng khác nhau của các phần trong nguyên liệu mà chúng ta có thể tách mẫu bùn đỏ thành các phần khác nhau. Sử dụng một ống thủy tinh trong suốt có chiều dài 1m, đường kính ống 7cm. Nguyên liệu sẽ được lắc đều lên đảm bảo độ đồng đều cho mẫu sau đó được cho vào ống thủy tinh, cho vào đến khi nguyên liệu chiếm 3/4 ống thì dừng lại, cố định ống bằng giá đỡ và để ổn định trong 3 ngày. Sau thời gian này, trong ống thủy tinh chia thành 3 lớp rõ rệt: lớp thứ nhất là lớp nước nằm trên cùng gồm chủ yếu là dung dịch aluminat, lớp thứ hai là lớp chứa bùn đỏ có tỉ trọng trung bình, lớp thứ ba là lớp bùn đỏ có tỉ trọng nặng nhất. Các phần khác nhau này sẽ được dùng xi lanh hút ra để vào các cốc 500ml được ghi chú rõ ràng. Trong phạm vi nghiên cứu của đồ án, sẽ sử dụng nguyên liệu bùn đỏ có tỉ trọng trung bình và bùn đỏ có tỉ trọng nặng nhất để đánh giá khả năng hấp thụ của mỗi phần được hiệu quả nhất. Bùn đỏ có tỉ trọng trung bình được kí hiệu là RM II (red mud II) bùn đỏ có tỉ trọng nặng nhất được kí hiệu là RM III (red mud III).
Bước 3: Ổn định pH của mẫu bùn đỏ
Hai mẫu RM II và RM III được hạ pH bằng nước cất, dùng cốc 500ml cho nước cất vào đạt 3/4 cốc, hai mẫu sẽ được khuấy đều trên máy khuấy trong 30p, sau đó để lắng 15p và đổ lớp nước tách ra. Làm như vậy đến khi nào pH = 8-9 thì dừng lại. Thông thường, phải lặp đi lặp lại quá trình trên 7 đến 8 lần để đạt được pH như mong muốn.
Để một thời gian sau khi pH đã ổn định, hai mẫu được đem đi sấy khô ở nhiệt độ 100oC trong khoảng thời gian 10 tiếng. Mẫu lấy ra phải mịn, có thể dễ dàng bóp nát bằng tay mới đạt yêu cầu. Kết quả thu được hai mẫu RM II-pH và RM III-pH được ổn định pH.
Bước 4: Xử lý kiềm
Pha 100ml dung dịch NaOH 2M dùng cho cả hai mẫu RM II-pH và RM III-pH. Lấy 5g mỗi loại của RM II-pH và RM III-pH đã được nghiền mịn, cho 50ml NaOH 2M vào mỗi cốc khuấy liên tục trong 7-8 tiếng đủ để NaOH hòa tan hoàn toàn vào
bùn đỏ. Dừng khuấy, dùng giấy lọc tách lấy phần RM và NaOH đã hòa tan vào nhau.
Hai mẫu được sấy liên tục ở nhiệt độ 100oC trong khoảng thời gian 10 tiếng đến khi khô hoàn toàn, chúng được nghiền mịn và đi ép viên bằng cối ép với đường kính 1-2 mm. Kết quả thu được hai mẫu hòa tan cùng NaOH và được kí hiệu là RM II-NaOH và RM III-NaOH.
Bước 5: Xử lý nhiệt
Để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình xử lý vật liệu, mẫu RM III-pH