7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.2. Phương pháp làm giàu quặng bentonit
Trên thế giới, bentonit – Na phân tán nhiều ở Wyoming (USA), Montana, Nam Dakota. Một lượng nhỏ khác xuất hiện ở Argentina, Canada, Trung Quốc, Nước Cộng hoà Georgia, Moroco, Nam Phi, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Việt Nam. Bentonit Wyoming có hàm lượng montmorillonit tương đối cao (khoảng 78-90%). Bentonit được tìm thấy ở Việt Nam (Thanh Hoá, Lâm Đồng, Bình Thuận, An Giang,…) với thành phần hoá học khác nhau. Bentonit Bình Thuận thuộc dạng bentonit kiềm với thành phần montmorillonit không giàu, hàm lượng montmorillonit khoảng từ 15-25%. Do yêu cầu sử dụng trong lĩnh vực nghiên cứu dùng để điều chế sét – hữu cơ, sét chống nên với hàm lượng montmorillonit như vậy không thể sử dụng được. Mục đích của đề tài này là sử dụng bentonit Bình Thuận để điều chế sét chống, do vậy phải nâng hàm lượng montmorillonit cao để quá trình điều chế sét chống không lãng phí tác nhân chống.
Bentonit trên thế giới có hàm lượng MMT tương đối cao nên không có nhiều công trình nghiên cứu để làm giàu, nên cũng khó khăn cho tác giả nghiên cứu quá trình làm giàu. Xuất phát từ tính chất trương nở của MMT nên có thể sử dụng định luật Stoke về kết tụ bằng sự phân tán nồng độ khác nhau của bentonit (1, 2, 3 và 4%) trong nước cất. Thành phần hoá học và CEC của mẫu nguyên khai và mẫu làm giàu (lắng gạn ở hàm lượng bentonit khác nhau) được xác định bằng nhiễu xạ tia X, phân tích nguyên tố và phân tích thành phần khoáng vật.
Trong đề tài này, tác giả sử dụng bentonit Tuy Phong – Bình Thuận để nghiên cứu quá trình làm giàu, làm sạch chúng ở các nồng độ huyền phù sét khác
nhau với việc sử dụng định luật Stoke. Phương pháp này được tác giả sử dụng nghiên cứu trong đề tài này là phương pháp hình trụ (phương pháp - CE).
Phương pháp nghiên cứu kết tụ được thực hiện bằng việc sử dụng phương pháp Stoke (2.1) được biết là:
2 1 2 9 2 h r d d gt ( 2.1) Trong đó:
r – bán kính hạt đã cho (giả định là hình cầu, μm)
h – chiều cao của cột thuỷ tinh tại thời gian t (giây).
d1, d2 - tỷ khối của chất rắn và chất lỏng.
- độ nhớt của nước.
g- gia tốc trọng trường (9,8 m/s2).
Hàm lượng montmorillonit được tính toán bởi việc sử dụng phương pháp CE, theo Kaufhold và cộng sự [58] có sự tính toán định lượng hàm lượng montmorillonit trong bentonit bởi các phương pháp khác nhau và có kết luận phương pháp CE là phương pháp làm giàu quặng bentonit tốt nhất so với các phương pháp khác. Phương pháp CE không cần xác định điện tích của lớp montmorillonit trong quá trình làm giàu hình trụ vì ảnh hưởng của sự thay đổi điện tích không đáng kể và đặc biệt cơ chế hấp phụ không ảnh hưởng đến sự định lượng và chất lượng của sản phẩm.
Thành phần hoá học của mẫu bentonit nguyên khai (BT) và bentonit được làm giàu (BTA1; BTA2; BTA3; BTA4) được đánh giá bằng phương pháp phân tích trọng lượng (phân tích hoá học ướt với sự kết tủa SiO2, Al2O3, sắt oxit,…), CEC xác định bởi phương pháp xanh metylen (MB) [58]. Đồng thời, phân tích XRD, EDX và phân tích thành phần khoáng vật được sử dụng để tính toán khoảng cách cơ bản, thành phần hoá học và thành phần khoáng vật của khoáng trước vào sau khi làm giàu.
Qui trình thực nghiệm được tiến hành như sau: cân lần lượt 1; 2; 3 và 4 g sét bentonit (Bình Thuận) được hoà tan trong các ống thuỷ tinh khác nhau chứa 100 ml nước cất (tương ứng với 1; 2; 3; 4% huyền phù sét) và để trương nở qua đêm và sau đó khuấy 30 phút. Theo định luật Stoke, huyền phù nổi ở phần trên của ống thể tinh với kích thước hạt khoảng 2 μm , thời gian được tính toán là 10 giờ, chiều cao cột 15 cm và ở nhiệt độ phòng (30oC). Huyền phù sét được làm khô ở 90oC, sàn qua rây 2 μm và các mẫu kí hiệu BTA1, BTA2, BTA3, BTA4 tương ứng với huyền phù sét 1; 2; 3 và 4%.