Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chất làm tan băng tuyết từ nước ớt việt nam

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM












Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT CHẤT LÀM TAN BĂNG TUYẾT TỪ
NƯỚC ỚT VIỆT NAM




Chủ nhiệm đề tài: TS. NGUYỄN XUÂN LÃNG

7446
15/7/2009



HÀ NỘI 2009
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,
HĐ số 51.08-RD/HĐ-KHCN



BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM










Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT CHẤT LÀM TAN BĂNG TUYẾT TỪ
NƯỚC ỚT VIỆT NAM





Chủ nhiệm đề tài: TS. NGUYỄN XUÂN LÃNG


Các cán bộ tham gia thực hiện đề tài:

TS. Bùi Mai Ph
ư ơng
TS. Phạm Đỗ Thanh Thu ỳ
ThS Nguyễn Thu Hiền
ThS. Nguyễn Thanh Bình









HÀ NỘI -2009
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,
HĐ số 51.08-RD/HĐ-KHCN

1
Mục lục


Mục Đề mục Trang
Mục lục 1
Bảng chú giải các chữ viết tắt, đơn vị đo 3
Tóm tắt đề tài 4
Mở đầu 6
Chơng I Phần tổng quan 7
1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất chất tan băng tuyết trong
và ngoài nớc
7
1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng nớc ót ở các đồng muối
Việt Nam
8
1.3 Cơ chế tan băng tuyết 10
1.4 Các phơng pháp thử độ tan băng tuyết 11
1.4.1 Phơng pháp phòng thí nghiệm 12
1.4.2 Phơng pháp Mn/DOT 12
1.5 Các phơng pháp thử độ ăn mòn kim loại 12
1.5.1 Phơng pháp của Texas Department of Transportation 12
1.5.2 Phơng pháp thử đơn giản 13
Chơng II Lựa chọn đối tợng nghiên cứu 15
2.1 Lựa chọn nguồn nguyên liệu 15
2.2 Khảo sát các nguồn nguyên liệu 16
2.3 Các phơng pháp phân tích 18
Chơng III Nội dung nghiên cứu 20
3.1 Thử nghiệm sản xuất quy mô phòng thí nghiệm CTBT
từ nớc ót Việt Nam

20

2
3.1.1 Khảo sát các chất chống ăn mòn kim loại 20
3.1.2 Sản xuất CTBT tại phòng thí nghiệm 21
3.2 Khảo sát khả năng tan băng tuyết và khả năng ăn mòn
của sản phẩm trên kim loại
23
3.2.1 Khảo sát khả năng tan băng tuyết của sản phẩm 23
3.2.2 Khảo sát khả năng ăn mòn kim loại của sản phẩm 23
3.3 Xây dựng quy trinhg sản xuất CTBT quy mô nhỏ 24
3.3.1 Sơ đồ công nghệ cô tách nớc ót điều chế MgCl
2
.6H
2
O 25
3.3.2 Sơ đồ công nghệ điều chế CTBT 26
3.4 Tính sơ bộ giá chi phí của sản phẩm và khó khăn trong
sản xuất CTBT trong thời gian qua
27
Chơng IV Đánh giá kết quả nghiên cứu 30
Kết luận và kiến nghị 31
Tài liệu tham khảo 33

3
Bảng chú giải các chữ viết tắt, đơn vị đo


TT Chữ viết tắt-Đơn vị đo Chú giải
1 CTBT Chất tan băng tuyết
2 KL Khối lợng
3 g gam
4 kg kilogam
5 ml mililit

4
Nghiên cứu quy trình công nghệ
sản xuấtchất làm tan băng tuyết
từ nớc ót Việt Nam
*********


tóm tắt đề tài

Lợng nớc ót d thừa trong quá trình sản xuất muối ăn ngày càng ảnh
hởng đến môi trờng các tỉnh ven biển. Đã có nhiều công trình nghiên cứu
tận dụng thu hồi muối magiê trong nớc ót để sản xuất MgCO
3
, MgO, phụ
gia sản xuất tấm lợp . . . nhng cha đa đợc vào sản xuất lớn.

ở các nớc có băng tuyết, để tránh tai nạn giao thông đờng bộ, đặc biệt

trên các đờng cao tốc, ngời ta sử dụng muối tan băng tuyết để làm tan
lớp băng bám ở măt đờng và làm giảm nhiệt độ đóng băng của nớc. Đã
có rất nhiều chất đợc sử dụng làm chất tan băng tuyết nh muối ăn, CaCl
2
,
KCl, MgCl
2
, Ca(CH
3
COO)
2
.Mg(CH
3
COO)
2
, KCH
3
COO, NaCH
3
COO,
NH
4
(SO
4
)
2
, NH
2
CONH
2

. . . hoặc hỗn hợp của chúng với muối ăn. Thờng
các chất tan băng tuyết làm gỉ xe cơ giới. Để khắc phục, nhiều hợp chất vô
cơ cũng nh hữu cơ khác nhau đã đợc sử dụng để pha thêm vào chất tan
băng tuyết nh hợp chất kẽm, hợp chất lignin sunfonat, hợp chất của
photpho, hợp chất của nitơ
Lợng nớc ót d thừa trong quá trình sản xuất muối ăn ở nớc ta ngày
càng ảnh hởng đến môi trờng các tỉnh ven biển. Đã có nhiều công trình
nghiên cứu tận dụng thu hồi muối magiê trong nớc ót để sản xuất MgCO
3
,
MgO, phụ gia sản xuất tấm lợp . . . nhng cha đa đợc vào sản xuất lớn.
Chúng tôi đã nghiên cứu sử dụng nớc ót Việt Nam để sản xuất chất tan
băng tuyết. Nguyên liệu chính để sản xuất chất tan băng tuyết là muối ăn,

5
magie clorua và chất chống gỉ. Magie clorua đợc lấy từ nớc ót và có thể
sản xuất muối tan băng tuyết từ nớc ót theo 2 cách:
* Phân tích thành phần chính của nớc ót và muối ăn gồm hàm lợng NaCl,
MgCl
2
. Sau đó tính toán để đa lợng nớc ót vào muối ăn cùng chất chống
gỉ cho phù hợp với thành phần muối tan băng tuyết định sản xuất và gia
nhiệt để đợc chất tan băng tuyết. Phơng pháp này nên thực hiện tại gần
nơi có đồng muối để tránh phải vận chuyển nớc ót.
* Cô tách nớc ót tại nơi gần đồng muối để tách NaCl, MgCl
2 . . . .
Vận
chuyển MgCl
2
về nơi sản xuất, tính toán trộn MgCl

2
với muối ăn, chất
chống gỉ và gia nhiệt để thu đợc chất tan băng tuyết.
Chúng tôi đã sản xuất hai loại chất tan băng tuyết từ nớc ót Việt Nam có
thành phần phối liệu nh sau:
- Loại I hàm lợng MgCl
2
chiếm khoảng 26 - 27%, NaCl chiếm khoảng 70
- 72%, còn lại là phụ gia chống gỉ và các chất khác.
- Loại II hàm lợng MgCl
2
chiếm khoảng 15 - 16%, NaCl chiếm khoảng 81
- 83%, còn lại là phụ gia chống gỉ và các chất khác.
Hai loại sản phẩm này đã đợc gửi đi Nhật để thử nghiệm cho kết quả tốt
(Có giấy chứng nhận của Công ty Nhật).












6
Mở đầu

Đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chất làm tan băng
tuyết từ nớc ót Việt Nam đợc thực hiện theo Hợp đồng số 51-08-
RD/HĐ-KHCN ngày 23 tháng 01 năm 2008 của Bộ Công thơng giao
nhiệm vụ nghiên cứu năm 2008 cho Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam
và Quyết định số ngày của Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam giao
nhiệm vụ cho Phòng Thí nghiệm trọng điểm.
Mục tiêu của đề tài là tận dụng lợng nớc ót d thừa trong quá trình sản
xuất muối từ nớc biển ngày một gây ảnh hởng đến môi trờng để sản
xuất chất làm tan băng tuyết đáp ứng các yêu cầu của đối tác Nhật Bản.
Nội dung của đề tài:
- Thí nghiệm sản xuất quy mô phòng thí nghiệm chất tan băng tuyết từ
nớc ót Việt Nam.
- Khảo sát khả năng tan băng tuyết và khả năng ăn mòn của sản phẩm
băng tuyết trên kim loại.
- Xây dựng quy trình sản xuất chất tan băng tuyết quy mô nhỏ.
- Sản xuất 50 kg chất tan băng tuyết và gửi đi thử nghiệm tại nớc đối tác.
- Xây dựng quy trình phân tích nguyên liệu và kiểm tra chất lợng sản
phẩm của quá trình sản xuất.








7
chơng i
phần tổng quan

1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất chất tan băng tuyết ở trong và ngoài
nớc:
Nớc ta là nớc hầu nh không có băng tuyết nên cha có các công trình
nghiên cứu cũng nh các cơ sở sản xuất chất tan băng tuyết.

ở các nớc có băng tuyết, để tránh tai nạn giao thông đờng bộ, đặc biệt
trên các đờng cao tốc, sau khi cào hết tuyết ngời ta phải rải muối tan
băng tuyết để tan những phần băng còn lại bám trên đờng vì lớp này
thờng rất trơn làm xe không bám đờng. Ngoài ra chất tan băng tuyết còn
có tác dụng hạ nhiệt độ đóng băng làm hạn chế tuyết đóng thành băng.
Lợng sử dụng chất tan băng tuyết ở các nớc này là rất lớn, ví dụ ở Nhật
Bản, trong một năm một Cục đờng bộ đã sử dụng đến 500.000 tấn. Từ
những năm 1940 ngời ta đã sử dụng muối ăn để làm tan băng tuyết trên
các con đờng vận tải bộ, tuy nhiên độ tan băng và tác dụng làm giảm nhiệt
độ đóng băng của nớc không cao, hơn nữa các xe cơ giới bị gỉ nhiều. Sau
đó ngời ta sử dụng hỗn hợp NaCl + CaCl
2
, hỗn hợp này có độ tan băng
tuyết cao và làm giảm nhệt độ đóng băng xuống khá thấp nhng để lại
nhiều vết trắng trên xe. Sau này ngời ta nghiên cứu sử dụng một số loại
muối khác nh KCl, MgCl
2
, NH
4
(SO
4
)
2

, NH
2
CONH
2
,
Ca(CH
3
COO)
2
.Mg(CH
3
COO)
2
, KCH
3
COO, NaCH
3
COO . . . ở dạng đơn
chất hoặc ở dạng hỗn hợp. Mỗi loại cho môt đặc điểm u việt riêng nh
MgCl
2
cho độ tan băng tuyết cao, nhiệt độ đóng băng của nớc thấp, không
để lại dấu vết trên xe . . . . [ 1, 2, 3, 4 ].
Nguyên liệu để sản xuất chất tan băng tuyết ở các nớc có thể đợc thống
kê theo bảng sau:

8
Bảng 1: Nguyên liệu sản xuất một số chất tan băng tuyết:
TT Tên chất Nguồn nguyên liệu
1 Amoni sunfat Phân bón

2 Natri clorua Muối ăn, muối mỏ
3 Ure Phân bón
4 Canxi clorua Từ CaCO
3
+ HCl
5 Canxi magie axetat Dolomi + CH
3
COOH
6 Magie clorua Muối mỏ
7 Kali axetat K
2
CO
3
+ CH
3
COOH
8 Kali clorua Muối mỏ

Thờng các chất tan băng tuyết làm gỉ xe cơ giới, vì vậy khắc phục hiện
tợng gỉ trên xe cơ giới khi sử dụng chất tan băng tuyết là rất quan trọng
đối với ngành giao thông của nhiều nớc trên thế giới. Đã có rất nhiều công
trình nghiên cứu đa vào chất tan băng tuyết một lợng nhỏ chất chống ăn
mòn kim loại. Lợng chất chống ăn mòn kim loại trong chất tan băng tuyết
thờng đợc sử dụng nhỏ hơn 5% và đã đợc sử dụng khá nhiều chất khác
nhau nh hợp chất của kẽm, hợp chất lignin sunfonat, hợp chất của
photpho, hợp chất của nitơ , các muối của axit hữu cơ. . . . [ 1 ].

1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng nớc ót ở các đồng muối Việt Nam:
Việc sản xuất muối từ nớc biển ở nớc ta trong những năm trớc đây
tơng đối thuận lợi, chỉ tính khu vực Bình Thuận trong một năm sản xuất

đợc khoảng 760.000 tấn muối. Và cứ một tấn muối sẽ có trung bình 0,3
m
3
nớc ót, lợng nớc ót này ngày càng ảnh hởng đến môi trờng vùng
ven biển. Qua khảo sát tại đồng muối Cà Ná, Diễn Châu và Thanh Hóa đều
cho thấy giải quyết triệt để nớc ót d thừa trong quá trình sản xuất là điều
khá cấp bách.

9
Nớc ót đợc tận dụng chủ yếu để sản xuất các sản phẩm chứa magiê.
Tùy theo từng vùng, hàm lợng MgCl
2
trong nớc ót không cố định, kết
quả trung bình các mẫu chúng tôi khảo sát cho thấy hàm lợng MgCl
2
giao
động từ 220 đến 280 g/l (tính theo MgCl
2
).
Đã từ lâu, nhiều đề tài trong và ngoài nớc và đặc biệt là các đề tài của
Viện nghiên cứu Hóa học của các tác giả Nghiêm Văn Chỉ, Nguyễn Hùng,
Đỗ Xuân Bích, Đỗ Đình Đễ, Phạm Xuân Lạng [ 5 ] đã nghiên cứu khá kỹ
nớc ót Việt Nam cũng nh nghiên cứu ứng dụng chúng. Quá trình nghiên
cứu cô tách, chủ yếu là nghiên cứu quá trình kết tinh của hệ NaCl - MgCl
2
-
KCl để sản xuất một số sản phẩm từ nớc ót của các công trình này có thể
đợc tóm tắt nh sau:
- Cô tách NaCl: Do hàm lợng KCl trong nớc ót thấp hơn nhiều so với
MgCl

2
nên khi cô đến 110
o
C, nồng độ MgCl
2
đợc nâng lên nhng chủ yếu
chỉ có muối NaCl kết tinh, thờng NaCl kết tinh tốt nhất khi nồng độ đạt
35
o
Be.
- Sau khi cô tách NaCl, tiếp tục tăng nhiệt lên 125
o
C và sau đó ủ ở nhiệt
độ thích hợp có thể tách đợc một phần MgSO
4
.7H
2
O hay Na
2
SO
4
và NaCl.
Sau khi tách các muối kết tinh, hạ nớc cái xuống nhiệt độ thờng, thu
đợc muối kép KCl.MgCl
2
.6H
2
O, rửa tách MgCl
2
ta thu đợc KCl.

- Nớc cái sau khi cô tách một phần NaCl đến 35
o
Be tiếp tục cô đến
nhiệt độ 140
o
C và làm lạnh đến nhiệt độ thờng sẽ thu đợc MgCl
2
.6H
2
O.
- Từ MgCl
2
.6H
2
O có thể sản xuất Mg(OH)
2
hay MgO.
Sau đó nhiều xí nghiệp khác nh Hóa chất Vinh, Công ty muối Thanh Hóa
cũng đã ứng dụng vào thực tế để sản xuất các sản phẩm. Tuy nhiên cha
có một cơ sở nào đa đợc vào sản xuất lớn cũng nh ổn định đợc sản
xuất lâu dài, nh ở Diễn Châu, Công ty Hóa chất Vinh không còn sử dụng
nớc ót sản xuất phụ gia cho tấm lợp, vì vậy ở đây những ngời làm muối

10
cũng thấy rất cấp bách phải giải quyết lợng d thừa nớc ót nếu không
môi trờng xung quanh các ruộng muối ngày càng xuống cấp. Còn ở Thanh
Hóa, Công ty muối Thanh Hóa cũng đã sản xuất MgCl
2
, tuy nhiên việc sản
xuất cũng không ổn định do giá thành sản xuất.

1.3 Cơ chế tan băng tuyết [ 6, 7, 8 ]:
Thực chất trong các chất tan băng tuyết đợc sử dụng có thể phân ra hai
loại chất tan băng tuyết với hai mục đích khác nhau. Một loại khi hòa tan
trong nớc tỏa nhiệt nh CaCl
2
, MgCl
2
. . . nhất là khi chúng ở dạng khan là
những chất có hai tác dụng vừa hòa tan băng tuyết vừa làm giảm nhiệt độ
đóng băng của tuyết. Loại này thờng đợc sử dụng khi đờng bị phủ bởi
một lớp tuyết dày phải dùng xe cào tuyết và chất tan băng tuyết sẽ có tác
dụng làm tan lớp băng cứng còn lại bám vào mặt đờng, nếu không lớp này
sẽ làm xe khó bám đờng rất dễ gây tai nạn. Còn các chất khác nh NaCl,
KCl, Ca(CH
3
COO)
2
.Mg(CH
3
COO)
2
. . . hầu nh không có tác dụng làm tan
băng tuyết, mà cơ bản chỉ làm giảm nhiệt độ đóng băng của tuyết. Sự giảm
nhiệt độ đóng băng đợc giải thích theo hiệu ứng Frezing point
depression và nhiệt độ chỉ dừng lại khi muối ngừng tan. Ngoài tác dụng hạ
nhiệt độ đóng băng, trong thực tế các chất này sẽ tạo ra ở bề mặt đờng
một lớp tuyết nhão khó bị đóng băng cứng bám vào mặt đờng dù tuyết có
phủ nhiều ở phía trên. Các thí nghiệm đã cho thấy sự giảm nhiệt độ đóng

băng của tuyết phụ thuộc vào hai yếu tố: nồng độ muối và bản chất các loại
muối. Ví dụ, khi cho một hỗn hợp muối vào dung dịch nớc ở 0
0
C, ở nồng
độ muối 10%, nhiệt độ đóng băng là -6
0
C và ở nồng độ muối 20%, nhiệt độ
đóng băng xuống đến -16
0
C. Trong bảng 2 là một số ví dụ cho thấy nhiệt
độ đóng băng thấp nhất của dung dịch 10% một số muối đợc sử dụng làm
chất tan băng tuyết:


11
Bảng 2: Nhiệt độ đóng băng thấp nhất của một số muối:
TT Tên chất Công thức Nhiệt độ đóng băng
1 Amoni sunfat (NH
4
)
2
SO
4
-7
0
C
2 Canxi clorua CaCl
2
-19
0

C
3 Canxi magie axetat CaMg(CH
3
COO)
2
-9
0
C
4 Magie clorua MgCl
2
-15
0
C
5 Kali axetat KCH
3
COO -9
0
C
6 Kali clorua KCl -7
0
C
7 Natri clorua NaCl -9
0
C
8 Ure NH
2
CONH
2
-7
0

C


ảnh hởng của các chất tan băng tuyết đến môi trờng cũng nh các tác
dụng khác cũng đã đợc đề cập, ví dụ:
- Muối NaCl khi hòa tan chỉ phân ly ra 1 ion Cl
-
nên ít ảnh hởng đến nông
nghiệp hơn so với CaCl
2
và MgCl
2
phân ly ra 2 ion Cl
-
.
- Muối Amoni sunfat không ảnh hởng đến nông nghiệp nhng ảnh hởng
nhiều đến hồ vữa hơn các chất khác đối với đờng đợc làm từ bê tông, hơn
nữa hiệu quả không cao khi nhiệt độ không khí thấp.
- Kali axetat đợc sử dụng ở dạng lỏng trên các đờng băng sân bay để
chống đóng băng, tuy nhiên giá thành đắt.
- Canxi magie axetat là chất ngăn chặn khá hiệu quả sự tạo thành bề mặt
đóng băng và duy nhất trong các chất tan băng không gây ăn mòn, tuy
nhiên giá thành khá cao, thờng đắt hơn các hỗn hợp khác đến 20 lần.
- Ure không gây tác dụng ăn mòn nên cũng đợc sử dụng trên các đờng
băng sân bay để chống đóng băng, tuy nhiên hiệu quả không cao khi nhiệt
độ không khí thấp. . . .

1.4 Các phơng pháp thử độ tan băng tuyết

12

Có một số phơng pháp thử độ tan băng, sau đây là 2 phơng pháp hiện
đang đợc sử dụng nhất:
1.4.1 Phơng pháp phòng thí nghiệm [ 9, 10 ]:
Phơng pháp này thờng đợc sử dụng để thử nghiệm tại các phòng thử
nghiệm giao thông. Phòng thử nghiệm phải có thiết bị để ổn định nhiệt,
thờng là ổn định đợc ở 3 loại nhiệt độ: -15
0
C, -9
0
C và -5
0
C. Đầu tiên tạo
một lớp băng trên các đĩa tròn, sau khi đạt đợc sự ổn định tại nhiệt độ cần
thiết, độ tan băng tuyết đợc thử nghiệm nh sau:
Cân các khối lợng chất tan băng tuyết và rải các hạt lên đĩa băng. Cứ
cách 10 phút đĩa đợc nghiêng 1 góc 10
0
so với chiều thắng đứng và dùng
si lanh hút lớp muối tan ra. Quá trình này đợc tiến hành trong 60 phút. Từ
khối lợng muối tan ở 3 nhiệt độ trên có thể đánh giá đợc hiệu quả của
các chất tan băng tuyết.
1.4.2 Phơng pháp Mn/DOT [ 11 ]
Phơng pháp này đợc sử dụng xe chuyên dụng đợc thử nghiệm với một
lợng lớn chất tan băng (trên 20 kg), kết quả thu đợc sẽ sát với thực tế so
với phơng pháp phòng thí nghiệm.

1.5 Các phơng pháp thử độ ăn mòn kim loại:
Có khá nhiều phơng pháp thử độ ăn mòn kim loại, sau đây chúng tôi giới
thiệu 2 phơng pháp thử thông dụng.
1.5.1 Phơng pháp của Texas Department of Transportation [ 12, 13 ]

Nguyên tắc của phơng pháp là xác định độ hao hụt của vòng thép khi có
chất tan băng tuyết so với độ hao hụt khi sử dụng chỉ NaCl.
1.5.1.1 Dụng cụ và hóa chất:
* Vòng thép, tốt nhất là phù hợp với ASTMF 436,
* HCl đặc,
* NaCl, loại đạt tiêu chuẩn thuốc thử,

13
* SnCl
2
,
* Sb
2
O
3
,
* Tricloetan,
* Cân phân tích,
* Dung dịch 3% chất tan băng tuyết,
* Dung dịch NaCl 3%,
* Dung dịch rửa: Hòa tan 50 g SnCl
2
và 20 g Sb
2
O
3
trong 4 lit axit clohydric
đặc (Dung dịch này dùng để ngừng phản ứng của axit lên vòng thép khi đã
rửa loại các chất rỉ).
1.5.1.2 Chuẩn bị thử

- Để đảm bảo độ chính xác của phép thử, các vòng thép dùng thử nghiệm
cần phải cùng một lô sản xuất. Mỗi phép thử cần sử dụng 3 vòng thép (cho
chất tan băng, cho riêng muối NaCl và cho nớc cất).
- Vòng thép đợc rửa bằng HCl, sau đó tráng bằng nớc cất.
1.5.1.3 Tiến hành thử
Cho 300 ml dung dịch thử vào các bình nón dung tích 500 ml. Sau đó cho
vào mỗi bình một vòng thép thử nghiệm, cứ chu kỳ 10 phút lấy vòng thép
ra khỏi bình và để ngoài không khí 50 phút, chu kỳ đợc lặp lại trong vòng
72 giờ.
Cho các vòng thép vào các bình chứa dung dịch rửa. Sau 15 phút lấy vòng
thép ra khỏi bình và rử bằng nớc cất. Lặp lại quá trình trên một lần nữa.
Sau đó rửa các vòng thép bằng tricloetylen, để khô ngoài không khí và cân.
Tính khối lợng hao hụt.
1.5.2 Phơng pháp thử đơn giản
Cho vào 3 bình tam giác 3 loại dung dịch: nớc máy, dung dịch NaCl
13%, dung dịch chất tan băng tuyết 13%. Cho vào mỗi bình một vòng thép

14
cùng chủng loại và đợc mài nhẵn bề mặt. Quan sát màu sắc của dung
dịch.

15
chơng iI
lựa chọn đối tợng nghiên cứu

2.1 Lựa chọn nguồn nguyên liệu:
Qua các tài liệu về chất tan băng tuyết cũng nh các thực nghiệm nghiên
cứu tận dụng nớc ót Việt Nam chúng tôi nhận thấy:
1/ Hiện nay ở Việt Nam, MgCl
2
có thể có từ các nguồn cung cấp sau:
- Mua hàng công nghiệp nhập từ nớc ngoài khoảng 8.000 đ/kg.
- Có thể sản xuất từ nớc ót hay Dolomi. Tuy nhiên qua khảo sát cho thấy
giá thành sản xuất MgCl
2
từ Dolomi và axit clohydric không phải là thấp
(khỏang 6.000 đ/kg), hơn nữa chất lợng sản phẩm thờng không cao, nhất
là màu sắc. Vì vậy tận dụng nớc ót Việt Nam, mà cơ bản là tận dụng
MgCl
2
để sản xuất chất tan băng tuyết là thích hợp nhất. Sản phẩm không
nên chỉ thuần MgCl
2
mà nên là hỗn hợp của MgCl
2
với NaCl. Việc sản xuất
hỗn hợp sẽ có nhiều u điểm: giá thành hạ, cùng một lợng sản phẩm sẽ
thải ít ion clo ra môi trờng, sản phẩm qua thử nghiệm cho thấy dạng hỗn
hợp dễ bảo quản hơn khi chỉ có MgCl

2
.
2/ Sản xuất chất tan băng tuyết từ nớc ót có thể tiến hành theo 2 cách:
* Do thành phần chính trong nớc ót là MgCl
2
, NaCl. Ngoài ra còn có
một lợng không lớn muối KCl, Na
2
SO
4
. . . là những thành phần không
ảnh hởng đến chất lợng muối tan băng. Vì vậy sau khi phân tích, tính
toán các thành phần trong muối ăn, trong nớc ót, có thể trộn trực tiếp nớc
ót vào muối ăn và làm khô sản phẩm. Do vận chuyển nớc ót gặp nhiều
khó khăn nh độ ăn mòn của nớc ót đối với thùng chứa và giá thành vận
chuyển cao nên phơng pháp này chỉ thích hợp khi sản xuất tại gần các
đồng muối. Và nh vậy nếu tận thu nớc ót trên nhiều đồng muối có địa d
khác nhau sẽ phải có nhiều điểm sản xuất.

16
* Cô tách nớc ót để thu đợc MgCl
2
, giá thành hiện nay cho 1 kg
MgCl
2
.6H
2
O 94% sản xuất từ nớc ót khoảng 3.500 đồng (đã tính cả công
vận chuyển về Hà Nội). Sau đó vận chuyển MgCl
2

về địa điểm thích hợp.
Phân tích thành phần muối ăn, MgCl
2
, trộn và điều chế sản phẩm.
3/ Cần lựa chọn các chất chống gỉ thích hợp cho chất tan băng tuyết đảm
bảo an toàn về môi trờng và giá thành không cao.

2.2 Khảo sát các nguồn nguyên liệu:
Chúng tôi đã tiến hành khảo sát các nguồn nguyên liệu bao gồm muối ăn,
nớc ót và tình hình tận dụng nớc ót tại Công ty muối Thanh Hóa, Hợp tác
xã sản xuất muối Diễn Châu (Nghệ An), Công ty muối Cà Ná và hợp tác
với Công ty Cổ phần Công nghệ Thơng mại Huệ Quang (Hoàng Xá, Liên
Mạc, Từ Liêm, Hà Nội) hiện đang tận thu nớc ót tại các đồng muối Nam
Định. Công ty này đã cộng tác với các hợp tác xã sản xuất muối, thu gom
nớc ót và sau đó đã tiến hành cô nớc ót ngay tại đồng muối, đầu tiên cô
đến 110
0
C để tách phần lớn NaCl, sau đó cô đến 140-145
0
C và để nguội để
tách MgCl
2
.6H
2
O.
2.2.1 Phân tích thành phần các nguồn nguyên liệu:
Từ các mẫu muối và nớc ót thu đợc qua khảo sát cũng nh các nguồn
muối tại một số địa phơng chúng tôi đã tiến hành phân tích cho các kết
quả ở các bảng sau:

Bảng 3. Kết quả phân tích thành phần chính trong một số mẫu muối:
TT Tên mẫu %MgCl
2
.6H
2
O %NaCl %CaCl
2
.6H
2
O
1 Mẫu 1 Thanh Hóa 5.34 89.0 0.25
2 Mẫu 2 Thanh Hóa 7.23 87.2 0.30
3 Mẫu 1 Diễn Châu 6.86 88.3 0.28
4 Mẫu 2 Diễn Châu 8.79 86.5 0.35

17
TT Tªn mÉu %MgCl
2
.6H
2
O %NaCl %CaCl
2
.6H
2
O
5 MÉu 3 DiÔn Ch©u 6.36 89.0 0.27
6 MÉu 4 DiÔn Ch©u 8.03 87.9 0.33
7 MÉu 5 DiÔn Ch©u 15.20 78.8 0.52
8 MÉu 1 Hµ Néi
(Muèi NghÖ An)

7.50 87.0 0.31
9 MÉu 2 Hµ Néi 2.23 92.8 0.12
10 MÉu 1 Cµ N¸ 2.30 92.6 0.14
11 MÉu 2 Cµ N¸ 2.80 92.0 0.15
12 MÉu 1 Nga S¬n 0.79 94.6 0.10
13 MÉu 2 Nga S¬n 3.97 91.0 0.15
14 MÉu HuÖ Quang 14.8 79.2 0.50

B¶ng 4. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn chÝnh trong mét sè mÉu n−íc ãt:
TT Tªn mÉu MgCl
2
.6H
2
O
(g/l)
NaCl
(g/l)
CaCl
2
.6H
2
O
(g/l
1 MÉu 1 Thanh Hãa 250 220 14
2 MÉu 2 Thanh Hãa 220 210 10
3 MÉu DiÔn Ch©u 280 240 15
4 MÉu Cµ N¸ 220 200 9

B¶ng 5. KÕt qu¶ p/t thµnh phÇn chÝnh trong mét sè mÉu MgCl
2

.6H
2
O:
TT Tªn mÉu %MgCl
2
.6H
2
O %NaCl %CaCl
2
.6H
2
O
1 MÉu 1 Thanh Hãa 93.0 (thÉm) 3.0 0.68
2 MÉu 2 Thanh Hãa 72.7 (tr¾ng) 20.2 0.60
3 MÉu HuÖ Quang 1 79.8 (tr¾ng) 15.3 0.62

18
TT Tên mẫu %MgCl
2
.6H
2
O %NaCl %CaCl
2
.6H
2
O
4 Mẫu Huệ Quang 2 91.8 (xám) 5.0 0.64
5 Mẫu Huệ Quang 3 96.3 (thẫm) 1.8 0.68
6 Mẫu Huệ Quang 4 96.5 (thẫm) 1.5 0.70

2.2.2 Đánh giá kết quả phân tích và lựa chọn nguồn nguyên liệu:
Qua kết quả phân tích chúng tôi có một số nhận xét sau:
* Các mẫu muối ăn có hàm lợng MgCl
2
rất khác nhau, trong đó các mẫu
của Diễn Châu (Nghệ An) có hàm lợng cao hơn cả. Riêng mẫu 5 Diễn
Châu và mẫu Huệ Quang là những mẫu chúng tôi đặt phơi thêm 1 ngày mới
tách muối nên hàm lợng MgCl
2
.6H
2
O lên đến 15%. Do giá thành của
MgCl
2
đắt hơn NaCl (thờng từ 2,5 đến 3 lần), vì vậy tốt nhất nên nếu sử
dụng muối Diễn Châu và nếu có điều kiện có thể đặt riêng muối phơi quá
nắng sẽ đạt đợc hiệu quả kinh tế hơn.
* Nớc ót của Diễn Châu và Thanh Hóa có hàm lợng MgCl
2
cao hơn nớc
ót của Cà Ná.
* Các mẫu MgCl
2
có màu thẫm (đã đợc cô đến phân đoạn sau) có hàm
lợng MgCl
2
cao hơn mẫu có màu trắng (còn lẫn nhiều NaCl).

2.3 Các phơng pháp phân tích [ 14 ]:

Sản phẩm chất tan băng tuyết cũng nh nguyên liệu sản xuất chúng
không phải thuộc loại sản phẩm đòi hỏi thành phần các hợp chất phải đợc
đánh giá quá chặt chẽ. Trong khi đó nguyên liệu muối ăn, nớc ót cũng
nh MgCl
2
.6H
2
O có hàm lợng các thành phần trong đó rất khác nhau.
Trong thành phẩm nếu có lẫn một lợng nhỏ KCl mà coi là NaCl cũng có
thể chấp nhận do đều có tác dụng gần nh nhau trong sản phẩm. Vì vậy cần
chọn phơng pháp phân tích nhanh, đơn giản có thể phân tích ngoài hiện
trờng. Việc xác định hàm lợng CaCl
2
.6H
2
O và MgCl
2
.6H
2
O trong muối

19
ăn, nớc ót, MgCl
2
.6H
2
O hay sản phẩm chất tan băng tuyết có thể sử dụng
phơng pháp chuẩn độ EDTA. Sau đó xác định hàm lợng Cl
-
tổng, theo

công thức tính và từ kết quả CaCl
2
.6H
2
O và MgCl
2
.6H
2
O ta có thể tính
đợc hàm lợng Cl
-
tơng ứng hàm lợng NaCl và suy ra hàm lợng NaCl.
Quy trình cụ thể ở phần phụ lục.

20
chơng iII
nội dung nghiên cứu



3.1 Thí nghiệm sản xuất quy mô phòng thí nghiệm chất tan băng tuyết
từ nớc ót Việt Nam:

3.1.1 Khảo sát các chất chống ăn mòn kim loại:
Các chất chống ăn mòn kim loại cho chất tan băng tuyết có khá nhiều.
Chúng tôi chọn một số chất có giá thành rẻ, không gây độc hại cho môi

trờng và tiến hành thử nghiệm với dung dịch NaCl 13% + X% chất chống
ăn mòn cho kết quả nh sau:

Bảng 6. Kết quả thử chất chống gỉ:
TT Tên hỗn hợp (X%) Tình trạng
1 Muối ăn + 2% Natri xitrat Sau 3 ngày dung dịch có màu vàng
2 Muối ăn + 2 % Ure Sau 3 ngày dung dịch có màu vàng
3 Muối ăn + 2% Na
3
PO
4
Sau 5 ngày dung dịch có màu vàng
4 Muối ăn + 2%
Triethanolamin
Sau 4 ngày dung dịch có màu vàng
5 Muối ăn + 2% chất chống
ăn mòn RS
Sau 10 ngày dung dịch cha có
màu vàng
6 Muối ăn + 1% chất chống
ăn mòn RS
Sau 10 ngày dung dịch có màu
vàng
7 Muối ăn + 1% Natri xitrat +
1% chất chống ăn mòn RS
Sau 10 ngày dung dịch cha có
màu vàng
8 Muối ăn + 1% Ure + 1%
chất chống ăn mòn RS
Sau 10 ngày dung dịch có màu

vàng

21
TT Tên hỗn hợp (X%) Tình trạng
9 Muối ăn + 1% Na
3
PO
4
+ 1%
chất chống ăn mòn RS
Sau 10 ngày dung dịch có màu
vàng
10 Muối ăn + 1%
Trietanolamin + 1% chất
chống ăn mòn RS
Sau 8 ngày dung dịch có màu vàng

Nh vậy tốt nhất là sử dụng 2% chất chống ăn mòn RS hay hỗn hợp 1%
Natri xitrat + 1% chất chống ăn mòn RS. Tuy nhiên do giá thành của RS
đắt gấp đôi giá thành Natri xitrat nên tốt nhất chọn hỗn hợp 1% Natri xitrat
+ 1% chất chống ăn mòn RS.
3.1.2 Sản xuất chất tan băng tuyết tại phòng thí nghiệm:
Trên cơ sở khảo sát và phân tích các nguyên liệu chúng tôi dự định phối
trộn giữa muối ăn với nớc ót hay MgCl
2
điều chế từi nớc ót để đợc 2
loại sản phẩm có thành phần nh sau (Khi sử dụng MgCl
2
cần nghiền nhỏ
chúng đến khoảng 3 mm, sau khi trộn với muối ăn cứ 10 kg MgCl

2
cho
thêm 1 lít nớc):
Bảng 7. Thành phần 2 loại sản phẩm dự kiến pha trộn:
TT Loại Thành phần
1 I 59% Muối, 39% MgCl
2
.6H
2
O, 2% các chất khác
2 II 76% Muối, 22% MgCl
2
.6H
2
O, 2% các chất khác

Nguyên liệu sử dụng có hàm lợng các chất chính nh sau:
Bảng 8. Hàm lợng các chất chính trong mẫu muối và MgCl
2
:
TT Chỉ tiêu Mẫu muối Mẫu MgCl
2
1
%
ẩm
3.85 2.35
2 % NaCl 87.5 2.30

22
TT Chỉ tiêu Mẫu muối Mẫu MgCl

2
3 % MgCl
2
.6H
2
O 7.60 94.5
4 % CaCl
2
.6H
2
O 0.35 0.58

Từ bảng 7 và bảng 8 có thể tính đợc hàm lợng các chất chính sau khi
trộn nh sau:
Bảng 9: Hàm lợng các chất chính sau khi trộn:
TT Loại %NaCl %MgCl
2
.6H
2
O
1 I 53.0 41.8
2 II 67.7 26.8

Sau khi pha trộn tiến hành cô nhẹ trên bếp điện đến khô sản phẩm. Tiến
hành phân tích thành phần chính cho kết quả nh sau:

Bảng 10. Hàm lợng các chất chính sau khi sấy:
TT Loại %NaCl %MgCl
2
.6H

2
O
1 I 54.8 43.2
2 II 70.0 27.8

Qua kết quả phân tích cho thấy hàm lợng NaCl và MgCl
2
.6H
2
O tăng lên
do khi sấy nớc ẩm mất đi và hàm lợng MgCl
2
.6H
2
O tăng lên còn do
MgCl
2
.6H
2
O có trong muối ăn.
Tuy không có thiết bị ổn định nhiệt ở nhiệt độ âm (ngoài nhiệt độ âm ổn
định, thiết bị còn phải có bộ phận để có thể thao tác đợc bằng tay nh để
nghiêng mẫu, hút mẫu ) nhng chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm sơ bộ
bằng tủ lạnh. Lấy 2 khay đá, 1 khay dàn mỏng lên trên 1 gam chất tan
băng loại I và khay kia dàn mỏng lên trên 1 gam chất tan băng của Trung

23
Quốc (đây là mẫu do phía đối tác Nhật bản cung cấp, thuộc loại giá rẻ và
có độ tan băng không cao), các khay đợc cho vào tủ lạnh và đặt ở chế độ
lạnh nhất. Sau 20 phút lợng nớc thu đợc trong mẫu Trung Quốc là 2,5

ml, còn mẫu điều chế loại I thu đợc 2,2 ml.
Từ kết quả thu đợc cho hiệu quả tan băng tuyết cha cao, chúng tôi đã
tăng dần nhiệt độ sấy sản phẩm đến khoảng 300
0
C trong 15 phút. Sản phẩm
thu đợc có độ tan băng tuyết tối (khoảng 5,0 ml nớc đối với mẫu loại I và
khoảng 3,0 ml đối với mẫu loại II). Chúng tôi đã tiến hành phân tích thành
phần chính của sản phẩm này, kết quả thu đợc nh sau:

Bảng 11. Kết quả phân tích thành phần chính 2 loại sản phẩm:
TT Loại %NaCl %MgCl
2

1 I 71.6 26.7
2 II 81.6 15.4

Qua kết tính toán cho thấy khoảng 90% MgCl
2
.6H
2
O đã chuyển về dạng
khan.

3.2 Khảo sát khả năng tan băng tuyết và khả năng ăn mòn của sản
phẩm trên kim loại:
3.2.1 Khảo sát khả năng tan băng tuyết của sản phẩm:
Do không có thiết bị ổn định nhiệt độ ở nhiệt độ âm không đủ điều kiện
thử nghiệm nên các mẫu đợc gửi sang Nhật để thử nghiệm, chủ yếu độ tan
băng tuyết đợc phía Nhật thử nghiệm ngoài hiện trờng.
3.2.2 Khảo sát khả năng ăn mòn kim loại của chất tan băng tuyết:

Mẫu sản phẩm loại I và loại II đợc thử độ ăn mòn kim loại theo mục
1.5.1. Thép đợc thử là vòng thép loại SS440, SUS304 và đinh gỗ. Sau 72
giờ khối lợng hao hụt đối với mỗi loại đợc nêu trong bảng sau: