Công nghệ xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu làng nghề Văn Môn, Bắc Ninh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỎ - LUYỆN KIM
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BÃ THẢI XỈ
NHÔM THU HỒI PHÈN NHÔM CỦA QUÁ TRÌNH
TÁI CHẾ NHÔM PHẾ LIỆU


Chủ nhiệm đề tài: CN. Phan Thị Thanh Hà








7695
05/02/2010
THÀNH PHỐ HÀ NỘI – 2009



céng hßa x∙ héi chñ nghÜa viÖt nam
Bé c«ng th−¬ng
ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ Má - LuyÖn kim
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BÃ THẢI XỈ
NHÔM THU HỒI PHÈN NHÔM CỦA QUÁ TRÌNH
TÁI CHẾ NHÔM PHẾ LIỆU

Chủ nhiệm đề tài: CN. Phan Thị Thanh Hà.










BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
1
Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn
TT
Họ và tên Chức vụ Cơ quan
1
Phan Thị Thanh Hà CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
2
Lê Hồng Sơn KS hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
3
Nguyễn Văn Tam CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
4
Bùi Thu Hà CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim

5
Nguyễn Đăng Hải CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
6
Nguyễn Thị Việt CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
7
Nguyễn Hồng Phượng CN hoá Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
8
Nguyễn Đình Chính KTV Viện KH&CN Mỏ - Luyện kim
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
2
MỤC LỤC
Số hiệu Danh mục Tr
Mở đầu
6
Chương 1 Tổng quan
7
1.1
Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong và ngoài nước.
7
1.1.1
Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước.
7
1.1.2
Tình hình nghiên cứu trong nước.
7
1.2
Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở nghiên cứu.
7
1.2.1

Vài nét về nhôm sunfat
7
1.2.2
Các phương pháp hòa tách nguyên liệu chứa nhôm để điều chế nhôm sunfat
8
1.2.2.1
Điều chế nhôm sunfat trong phòng thí nghiêm. 8
1.2.2.2
Điều chế nhôm sunfat từ alumin thu hồi bằng phương pháp Bayer.
8
1.2.2.3
Điều chế nhôm sunfat từ alumin thu hồi bằng phương pháp thiêu.
12
1.2.2.4
Điều chế nhôm sunfat từ cao lanh 13
1.3
Ứng dụng của các hợp chất hóa học chứa nhôm.
13
Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và công tác chuẩn bị.
14
2.1 Đối tượng nghiên cứu.
14
2.2
Phương pháp nghiên cứu.
14
2.3
Thiết bị và vật tư nghiên cứu.
14
2.3.1
Thiết bị nghiên cứu.

14
2.3.2
Nguyên liệu và hoá chất.
14
2.3.3
Sơ đồ công nghệ dự kiến.
15
2.3.4
Công tác phân tích.
16
Chương 3 Nội dung nghiên cứu.
17
3.1
Nghiên cứu quá trình hòa tách.
17
3.1.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaOH.
17
3.1.2
Nghiến cứu ảnh hưởng của nhiệt độ.
18
3.1.3
Nghiến cứu ảnh hưởng của tỷ lệ L/R.
19
3.1.4
Nghiến cứu ảnh hưởng của thời gian.
20
3.2
Nghiên cứu quá trình thủy phân.
21

3.2.1
Nghiến cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân.
21
3.2.2
Nghiến cứu ảnh hưởng của tỷ lệ mồi thủy phân.
22
3.2.3
Nghiến cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân.
23
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
3
3.2.4
Nghiên cứu quá trình rửa sản phẩm thủy phân.
24
3.2.4.1
Nghiến cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nước rửa. 24
3.2.4.2
Nghiến cứu ảnh hưởng của số lần rửa.
25
3.3
Nghiên cứu quá trình sản xuất sản phẩm.
26
3.3.1
Nghiến cứu ảnh hưởng của nồng độ axit. 27
3.3.2
Nghiến cứu ảnh hưởng của tốc độ nạp liệu.
28
3.3.3
Nghiến cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng.

29
3.3.4
Sản xuất sản phẩm
29
3.3.4.1
Sản xuất phèn đơn
29
3.3.4.2
Sản xuất phèn kép
30
3.4
Nghiên cứu quá trình sản xuất mẻ lớn.
30
3.4.1
Thí nghiệm quy mô 500g/mẻ.
30
3.4.2
Dự kiến địa chỉ áp dụng
31
3.4.3
Dự kiến giá thành.
32
3.5
Định hướng xử lý môi trường.
32
3.6.1
Xử lý chất thải lỏng
32
3.6.2
Xử lý chất thải rắn

33
3.6
Quy trình và sơ đồ công nghệ
33

Kết luận và kiến nghị.

35

Tài liệu tham khảo
36

Phụ lục
37

BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
4
MỤC LỤC BẢNG
Số hiệu Danh mục Tr
Bảng 1
Thành phần hóa học bã xỉ thải chứa nhôm.
15
Bảng 2
Ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến hiệu suất hòa tách.
17
Bảng 3
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hòa tách.
18
Bảng 4

Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất hòa tách.
19
Bảng 5
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hòa tách.
20
Bảng 6
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy.
22
Bảng 7
Ảnh hưởng của tỷ lệ mồi phân hủy đến hiệu suất phân hủy.
23
Bảng 8
Ảnh hưởng của thời gian phân hủy đến hiệu suất phân hủy.
24
Bảng 9
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi sản phẩm. 25
Bảng 10
Ảnh hưởng của số lần rửa đến hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm.
26
Bảng 11
Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
27
Bảng 12
Ảnh hưởng của tốc độ nạp liệu đến hiệu suất thu hồi sản phẩm. 28
Bảng 13
Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
29
Bảng 14
Kết quả sản xuất thử nghiệm quy mô 500 g/mẻ.
31

Bảng 15
Chất lyượng sản phẩm thu hồi trong phòng thí nghiệm
31
Bảng 16
Dự tính khối lượng các nguyên vật liệu cho 1000 Kg sản phẩm phèn đơn.
32
Bảng 17
Dự tính khối lượng các nguyên vật liệu cho 1000 Kg sản phẩm phèn kép.
32
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
5
MỤC LỤC HÌNH
Số hiệu Danh mục Tr
Hình 1
Đường cân bằng đẳng nhiệt của hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O.
9
Hình 2
Sơ đồ nguyên lý sản xuất alumin để s/x Al
2
(SO
4

)
3
bằng f/f Bayer.
10
Hình 3
Sơ đồ nguyên lý sản xuất alumin để s/x Al
2
(SO
4
)
3
bằng f/f thiêu kết.
13
Hình 4
Thiết bị thí nghiệm và sản xuất.
15
Hình 5
Sơ đồ công nghệ dự kiến.
16
Hình 6
Ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến hiệu suất hòa tách.
18
Hình 7
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hòa tách.
19
Hình 8
Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất hòa tách.
20
Hình 9
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hòa tách.

21
Hình 10
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy.
22
Hình 11
Ảnh hưởng của tỷ lệ mồi phân hủy đến hiệu suất phân hủy.
23
Hình 12
Ảnh hưởng của thời gian phân hủy đến hiệu suất phân hủy.
24
Hình 13
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm.
25
Hình 14
Ảnh hưởng của số lần rửa đến hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm.
26
Hình 15
Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
27
Hình 16
Ảnh hưởng của tốc độ nạp liệu đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
28
Hình 17
Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.
29
Hình 18
Sơ đồ công nghệ sản xuất nhôm sunfat từ bã thải xỉ nhôm.
24
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim

6
MỞ ĐẦU
Làng nghề Văn Môn - Bắc Ninh hàng năm nấu đúc hợp kim nhôm với sản
lượng hơn chục nghìn tấn từ nhôm phế liệu vỏ máy, dây điện phế liệu, phoi
nhôm gia công cơ khí … (Một gia đình nấu đúc từ 70 tấn đến hơn 100 tấn một
tháng). Lượng xỉ nhôm thải ra từ 5 ÷ 8% so với sản lượng nhôm, khoảng
1000T/Năm. Hàm lượng nhôm chiếm trong xỉ khoảng 28 ÷ 45%.
T
ừ trước đến nay, bã thải xỉ nhôm được đem chôn lấp gây ô nhiễm môi
trường đồng thời gây lãng phí tài nguyên. Qua tiếp xúc với một số công ty tư
nhân sản xuất nhôm tái chế tại Văn Môn, vấn đề bã thải xỉ nhôm trong quá trình
tái chế nhôm phế liệu không tận dụng được đã làm tăng chi phí sản xuất và họ
đã đề xuất với Viện Khoa Học và Công Nghệ Mỏ - Luyện kim nghiên cứu công
nghệ xử
lý thu hồi nhôm trong bã thải.
Nhằm tạo ra sản phẩm phèn nhôm đi đôi với tận thu tài nguyên và bảo vệ
môi trường, việc đa dạng hoá các sản phẩm có gốc nhôm cho làng nghề là việc
cần thiết mang lại lợi ích cho nền kinh tế nên việc tiến hành nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu công nghệ xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá
trình tái chế nhôm phế liệu làng nghề Văn Môn - Bắc Ninh” được triển khai
theo HĐ số 212-09/HĐ
-KHCN ký ngày 31 tháng 3 năm 2009 giữa Bộ Công
Thương và Viện Khoa Học và Công Nghệ Mỏ - Luyện kim.
Mục tiêu của đề tài
:
- Xây dựng được qui trình sản xuất nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)

3
từ bã thải
của làng nghề Văn Môn - Bắc Ninh.
- Sản xuất một lượng sản phẩm đạt chất lượng ≥ 99,0% để khẳng định
công nghệ đã lựa chọn.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài.
Các công trình nghiên cứu về các hợp chất hóa học có chứa nhôm ở nước
ngoài đã được công bố trong nhiều sách và tài liệu khoa học. Các sản phẩm chứa
nhôm đã được sản xuất công nghiệp là nhôm kim loại, hợp kim nhôm và các
hợp chất hóa học chứa nhôm như các muối chứa nhôm, zeolít. Trên thế giới đã
tận dụng chất th
ải của quá trình sản xuất nhôm để sản xuất chất hấp phụ dùng
trong việc xử lý nước [9]. Một số công ty dùng chất thải của nhà máy luyện
nhôm để sản xuất nhôm polyclorua dùng trong công nghệ xử lý nước [8].
Qua các tài liệu tham khảo [1.2.3.4.5.6.7] đã cho thấy phèn nhôm đơn
hoặc kép chủ yếu được sản xuất từ các nguyên liệu chứa nhôm như các khoáng
sét, cao lanh, quặng bauxit, nhôm hyđroxyt Al(OH)
3
.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước.
Ở trong nước phèn nhôm đã được sản xuất ở qui mô lớn để phục vụ cho
công nghệ làm sạch nước sinh hoạt. Một vài cơ sở nhỏ sản xuất phèn nhôm từ
nhôm phế liệu. Ở miền Bắc nước ta sản xuất phèn đơn thường đi từ cao lanh,
còn ở miền Nam lại sử dụng nguyên liệu là nhôm hyđroxyt. Chất lượng các loại
phèn nhôm sả

n xuất trong nước tương đương với chất lượng các sản phẩm cùng
chủng loại của nước ngoài.

Từ trước tới nay chưa có công trình nào đề cập đến vấn đề xử lý loại bã thải
xỉ nhôm này, việc sản xuất phèn nhôm truyền thống vẫn đi từ cao lanh và bauxit.
1.2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÍ THUYẾT LÀM CƠ SỞ NGHIÊN CỨU.
1.2.1. Vài nét về nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
. 18H
2
O.
Nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O có màu trắng, nóng chảy không bị phân
hủy. Nó tan rất nhiều trong nước, rất khó tan trong rượu. Không phản ứng với
axit và bị kiềm phân hủy hoàn toàn trong dung dịch [4.5]. Quá trình trên xảy ra
theo các phản ứng sau:
Al
2
(SO

4
)
3
+ 6H
2
O = 2Al(OH)
3
↓ + 3H
2
SO
4

Al
2
(SO
4
)
3
+ 6NaOH = 2Al(OH)
3
↓ + 3Na
2
SO
4

BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
8
770 ÷ 860
o

C
420
o
C
Al
2
(SO
4
)
3
+ 8NaOH
đ
= 2Na[Al(OH)
4
] + 3Na
2
SO
4

Khi kết tinh tạo thành vẩy hay tinh thể hình kim trắng sáu góc và ngậm 18
nước. Khi bị nung nóng muối này phồng to và biến thành khối xốp. Nó mất
nước hoàn toàn ở 420
o
C và bị phân hủy ở 770
o
C ÷ 860
o
C.
Al
2

(SO
4
)
3
.18 H
2
O = Al
2
(SO
4
)
3
+ 18 H
2
O
2Al
2
(SO
4
)
3
= 2Al
2
O
3
+ 6SO
2
↑ + 3O
2
↑

1.2.2. Các phương pháp hòa tách nguyên liệu chứa nhôm để điều chế nhôm
sunfat Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O.
1.2.2.1. Điều chế nhôm sunfat trong phòng thí nghiệm.
Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế nhôm sunfat bằng cách hòa tan
nhôm oxyt trong K
2
S
2
O
7
ở nhiệt độ từ 400
o
C ÷ 470
o
C hoặc trong KHSO
4
ở nhiệt
độ 400
o
C ÷ 550
o
C. Quá trình sảy ra theo phản ứng sau:

Al
2
O
3
+ 3K
2
S
2
O
7
= Al
2
(SO
4
)
3
+ 3K
2
SO
4

Al
2
O
3
+ 6KHSO
4
= Al
2
(SO

4
)
3
+ 3K
2
SO
4
+ 3H
2
O
Người ta có thể điều chế nhôm sunfat bằng cách hòa tan nhôm hyđroxyt
Al(OH)
3
trong môi trường axit sunfuric H
2
SO
4
. Quá trình phản ứng tỏa ra nhiều
nhiệt. Quá trình xảy ra theo phản ứng sau:
2Al(OH)
3
+ 3H
2
SO
4
+ 12H
2
O = Al
2
(SO

4
)
3
.18H
2
O
1.2.2.2. Điều chế nhôm sunfat từ alumin thu hồi bằng phương pháp Bayer.
Qua các tài liệu tham khảo cho thấy quá trình sản xuất nhôm sunfat đi từ
quặng bauxit là hòa tách bauxit bằng kiềm thu hồi dung dịch natri aluminat sạch.
Tiến hành thủy phân dung dịch thu hồi nhôm hyđroxyt là sản phẩm trung gian.
Từ sản phẩm trung gian tiến hành điều chế nhôm sunfat.
Quá trình xử lý quặng bauxit dựa trên qui trình công nghệ Bayer là một
chu trình khép kín trong hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O. Nguyên liệu là quặng tinh bauxit
được đập nghiền với sự có mặt của dung dịch kiềm để tạo thành huyền phù.
Mức độ nghiền tùy thuộc tính chất và cấu trúc của quặng tinh bauxit, chủ yếu để
đảm bảo sự tiếp xúc tốt của quặng tinh và dung dịch. Nếu nghiền thô thì quặng
tinh bauxit hòa tách chậm, nhưng nếu nghiền quá mịn thì sẽ tốn năng lượng và
có thể ảnh hưởng đế
n quá trình lắng bùn đỏ sau này. Tiếp đó huyền phù bauxit
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
9

được hòa tách trong dãy bể nếu sử dụng công nghệ hòa tách dưới áp suất khí
quyển ở nhiệt độ thích hợp hoặc trong dãy autoclave có áp xuất và nhiệt độ thích
hợp. Sau khi kết thúc quá trình hòa tách, huyền phù được pha loãng bằng nước
rửa bùn đỏ lần thứ nhất và tiến hành quá trình lắng bùn để thu hồi dung dịch
aluninat. Trên thực tế dung dịch thu được vẫn còn chứa các hạt bùn nhỏ lơ lửng
trong dung dịch nên cần phải lọc lại
để thu hồi được dung dịch sạch [1.2.6.7].
Từ giản đồ các đường cân bằng đẳng nhiệt của hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O đã
cho thấy khi tăng nhiệt độ có khả năng nhận được dung dịch bền vững, còn khi
làm giảm nhiệt độ các dung dịch nóng trở thành quá bão hòa và từ dung dịch
tách ra nhôm hyđroxyt.

Hình 1: Đường cân bằng đẳng nhiệt của hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O
ở nhiệt độ 30
o
C, 60
o
C, 95
o
C, 150
o
C và 200
o
C.
Khi tăng nhiệt độ hòa tách, với dung dịch có nồng độ kiềm cao thì khả
năng thu hồi được các dung dịch có chứa hàm lượng nhôm cao. Mặt khác trên
mỗi đường đẳng nhiệt cho thấy nồng độ giới hạn của nhôm oxyt Al
2
O

3
là do độ
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
10
hòa tan của nhôm oxyt Al
2
O
3
trong dung dịch kiềm cân bằng quyết định, tăng độ
kiềm sẽ dẫn tới làm giảm mạnh hàm lượng alumin trong dung dịch.















Hình 2: Sơ đồ nguyên lý sản xuất alumin để sản xuất Al
2
(SO
4

)
3
bằng
phương pháp Bayer.
Dung dịch natri aluminat được phân hủy để tạo ra nhôm hyđroxyt kết tủa.
Đây là một quá trình phức tạp phụ thuộc ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Quá trình
theo phản ứng sau:
NaAl(OH)
4
+ nH
2
O ≈ Al(OH)
3
↓ + NaOH + nH
2
O
Để phản ứng này xảy ra theo hướng từ trái qua phải cần phải đưa dung
dịch natri aluminat vào vùng quá bão hòa của hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O, quá trình
này xảy ra bằng cách pha loãng dung dịch sau khi hòa tách và giảm nhiệt độ
dung dịch. Theo mức độ phân hủy, dần dần dung dịch natri aluminat sẽ tiến tới
trạng thái cân bằng mới và khi đạt được trạng thái này quá trình phân hủy sẽ
dừng lại. Điều này đã được khẳng định trên giản đồ đường đẳng nhiệt cho thấy

tính chất đặc biệt của dung dịch aluminat: Các dung dịch chưa bão hòa khi pha
Qu
ặ
n
g
bauxit
Kiềm
Đ
ập

Lắn
g
l
ọ
c
Đá vôi

N
g
hiền ướ
t
Bùn đỏ
Hòa tách
,

p
ha loãn
g
Dd aluminat
L

ọ
c
,
rửa
Thải
H
2
O
Thủ
y

p
hân
K
ết tinh
Al(OH)
3
Sản
p
hẩm
H
2
SO
4
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
11
loãng lại biến thành bão hòa. Quá trình phân hủy phụ thuộc vào thời gian theo
qui luật: Ở thời gian ban đầu tốc độ phân hủy tăng nhanh sau đó giảm dần cho
tới giá trị không đổi (Quá trình đạt cân bằng). Để tăng tốc độ phân hủy, cần sử

dụng Al(OH)
3
từ chu trình phân hủy trước để làm chất mồi. Tâm mần tạo ra
trong dung dịch những mầm kết tinh, nói cách khác quá trình phân hủy này tiến
hành trong điều kiện kết tinh dị thể. Đối với chất tạo mầm vấn đề chủ yếu là yêu
cầu về chất lượng và số lượng. Chất lượng cần đảm bảo không thấp hơn chất
lượng của Al(OH)
3
sẽ phân hủy ra.
Mức độ phân hủy của dung dịch được tính bằng % là tỷ số khối lượng
alumin phân hủy so với khối lượng alumin có trong dung dịch ban đầu. Vì vậy
việc tiếp tục làm nguội dung dịch trong quá trình phân hóa là cần thiết. Tuy
nhiên việc giảm nhiệt độ cũng có giới hạn vì theo các tài liệu tham khảo cho
thấy nếu nhiệt độ quá trình phân hủy nhỏ hơn 45
o
C thì Al(OH)
3
kết tủa rất mịn,
gây khó khăn cho lắng lọc. Mức độ phân hủy trong quá trình phân hủy thường
đạt khoảng 40,0 ÷ 55,0%, phần còn lại ở trong dung dịch hồi lưu. Cấu trúc kết
tủa nhôm hyđroxyt được xác định bởi các điều kiện kết tủa như pH dung dịch,
nhiệt độ, nồng độ dung dịch (Để đạt được sản phẩm nhôm hyđroxyt có độ sạch
cao cần có các k
ết tủa có kích cỡ lớn). Ở pH > 9 kết tủa có dạng như những phần
tử hình tam giác (Bayerit) có kích thước lớn và sản phẩm dễ dàng tách khỏi
dung dịch và dễ làm sạch tạp chất lẫn vào. Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình
thủy phân và kết tủa Al(OH)
3
, ở nhiệt độ thường sẽ tạo thành pha vô định hình,
ở nhiệt dộ cao hơn và ở pH > 9 sẽ tạo ra dạng bayerit.

Điều chế nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O từ nhôm hyđroxyt Al(OH)
3
thu từ
quá trình thủy phân được tiến hành bằng cách cho từ từ nhôm hyđroxyt Al(OH)
3

vào dung dịch axit sunfuric cho đến khi tiêu thụ hết axit. Phản ứng tỏa nhiệt
mạnh. Sau khi phản ứng kết thúc, tiến hành làm lạnh, lọc và thu hồi các tinh thể
sản phẩm nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O. Quá trình xảy ra theo phản ứng sau:
2Al(OH)
3
+ 3H
2
SO

4
+ 12H
2
O = Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O
Điều chế phèn kép kali K
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
.12H
2
O ta trộn lẫn dung dịch chứa
nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)

3
và kali sunfat K
2
SO
4
. Cô bớt nước cho đến khi bắt đầu kết
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
12
tinh thì tiến hành làm lạnh nhanh trong điều kiện khuấy trộn liên tục. Lọc dung dịch
và thu được các tinh thể sản phẩm K
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
.12H
2
O. Để sản phẩm đạt chất
lượng cao phải tiến hành kết tinh lại từ 1 đến 3 lần. Dung dịch lọc được tận dụng lại
cho các lần kết tinh sau.
1.2.3.3. Điều chế nhôm sunfat từ alumin thu hồi bằng phương pháp thiêu.
Khác với phương pháp Bayer, phương pháp thiêu kết sử dụng nhiệt để gia
công quặng bauxit dạng diaspo với tác nhân xôđa Na
2
CO

3
có mặt của đá vôi với
mục đích là liên kết với silic có trong bauxit thành hợp chất không hòa tan và
không chứa Al
2
O
3
. Sản phẩm nung ở nhiệt độ cao từ 1150
o
C ÷ 1200
o
C trong lò
quay. Phối liệu được nén dưới áp lực 10 ÷ 15atm trong máy phun để đưa vào lò
thiêu. Thiêu phẩm càng đạt đến trạng thái lơ lửng thì hiệu suất thiêu càng lớn
[1]. Quá trình xảy ra theo phản ứng:
Na
2
CO
3
+ Al
2
O
3
= Na
2
O.Al
2
O
3
+ CO

2
↑
2CaCO
3
+ SiO
2
= 2CaO.SiO
2
+ 2CO
2
↑
Quá trình thiêu tạo ra natri aluminat dễ hòa tan trong nước, canxi silicat
thực tế không hòa tan trong nước. Quá trình hòa tan thiêu phẩm trong nước để thu
hồi natri aluminat thường được thực hiện trong các tháp khuếch tán. Trong dung
dịch hòa tách có một số ít SiO
2
hòa tan nhưng không đáng kể. Nếu lượng SiO
2
tan
nhiều phải tiến hành quá trình làm sạch bằng các phương pháp đặc biệt. Giai đoạn
làm sạch silic được thực hiện bằng cách nâng nhiệt độ của dung dịch lên 150
o
C
trong thời gian từ 2 ÷ 3 giờ trong autoclave với điều kiện khuấy trộn liên tục, khi
đó xỉ trắng lắng xuống chứa chủ yếu SiO
2
trong dung dịch. Tách xỉ trắng bằng
cách để lắng và cuối cùng là lọc. Xỉ trắng chứa chủ yếu là SiO
2
và một phần

Al
2
O
3
và Na
2
O nên được quay lại hồi liệu, lúc này dung dịch sạch chỉ còn lại
khoảng 0,25 ÷ 0,3 g/l SiO
2
. Sau khi làm sạch tiến hành phân ly dung dịch hòa tách
bằng phương pháp cacbonat hóa. Quá trình xảy ra theo phương trình sau:
2NaAlO
2
+ CO
2
+ 3H
2
O = Al
2
O
3
.3H
2
O↓ + Na
2
CO
3

Quá trình phân hủy dung dich aluminat bằng phương pháp cacbonat hóa
được thực hiện bằng cách sục khí CO

2
(Trong công nghiệp người ta sục bằng
khí thu được từ khói sạch của lò thiêu kết) ở nhiệt độ 70 ÷ 80
o
C. Có khoảng
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
13
95,0% Al
2
O
3
được kết tủa từ dung dịch. Dung dịch nước cái được tách ra khỏi
kết tủa và được bổ xung xôđa và quay lại hồi liệu. Nhôm hyđroxyt được rửa 3
lần bằng nước nóng và được sấy khô. Đây là nguyên liệu đầu để tiến hành sản
xuất nhôm sunfat.











Hình 3: Sơ đồ nguyên lý sản xuất alumin để sản xuất Al
2
(SO

4
)
3
bằng
phương pháp thiêu kết.
1.2.2.4. Điều chế nhôm sunfat từ cao lanh.
Thực tế ở miền Bắc Việt Nam, quá trình sản xuất phèn nhôm đi từ
phương pháp hòa tách cao lanh Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O với axit sunfuric H
2
SO
4
. Tiến
hành lọc dung dịch sau khi kết thúc quá trình hòa tách. Sau khi cô và kết tinh
dung dịch lọc sẽ thu được sản phẩm.
1.3. ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT CHỨA NHÔM.
Phèn nhôm đơn hoặc kép có nhiều tác dụng, trong đông y chủ yếu để sử dụng
sát trùng, trừ nấm, trị nhọt Trong kỹ thuật dùng làm chất đông tụ trong quá trình
xử lý nước sinh hoạt, công nghệ xử lý nước chế biến hải sản, sả
n xuất giấy
Quặng bauxit
Đá vôi

Đập
Xôđa

Nghiền ẩm
Thiêu kết
Thiêu phẩm

Bùn

Nghiền
Dd aluminat

Hòa tách
Xỉ thải

Phân hủy
Axit hóa
Kết tinh
Sản phẩm
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
14
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG TÁC CHUẨN BỊ
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.
Hàng năm làng nghề nấu đúc hợp kim nhôm với sản lượng hơn chục
nghìn tấn nhôm từ nhôm phế liệu: Vỏ máy, dây điện phế liệu, phoi nhôm gia
công cơ khí. Lượng bã thải ra chiếm từ 5 ÷ 8% so với sản lượng nhôm. Đề tài
dùng loại bã thải xỉ nhôm mang chôn lấp của doanh nghiệp tư nhân Tân Tiến
của làng nghề Văn Môn - B
ắc Ninh làm đối tượng nghiên cứu.

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Từ thực tế cho thấy bã thải xỉ nhôm gồm chủ yếu là nhôm oxyt và nhôm kim
loại dạng hạt rất nhỏ lẫn vào. Phương pháp nghiên cứu là dựa vào lý thuyết quá
trình hòa tách nhôm trong quặng bauxit, sau đó tiến hành các thí nghiệm thăm
dò khả năng hòa tách nhôm trong bã thải bằng kiềm, tách các tạp chất có trong
dung dịch hòa tách. Từ dung dịch đã làm sạch các tạp chất tiến hành sản xuất
nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
. Qua các thí nghiệm sẽ chọn được các thông số kỹ thuật
thích hợp để sản xuất nhôm sunfat Al
2
(SO
4
)
3
sạch.
• Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
• Chế thử sản phẩm ở qui mô lớn phòng thí nghiệm.
2.3. THIẾT BỊ VÀ VẬT TƯ NGHIÊN CỨU.
2.3.1. Thiết bị nghiên cứu
- Máy khuấy LM.III có khả năng điều chỉnh tốc độ khuấy từ 30 ÷ 180 vòng/phút.
- Máy lọc chân không có độ chân không 2.10
-2
mm Hg.
- Máy lọc ly tâm thí nghiệm (Tiệp Khắc) V= 1000 ml.
- Thiết bị ổn nhiệt tự chế tạo có khả năng ổn nhiệt trong khoảng 50

o
C ÷ 180
o
C,
có khống chế nhiệt độ, độ dung sai nhiệt ±5
o
C.
- Tủ sấy chân không SPT-200.
- Tủ sấy 300
o
C (Kenton-Trung Quốc).
- Cốc thủy tinh, bình cầu thủy tinh dung tích 1000 ml, 3000 ml, 5000 ml.
2.3.2. Vật tư, hoá chất.

Mẫu nghiên cứu là bã xỉ thải được lấy tại 3 điểm tại xưởng đúc nhôm của
doanh nghiệp Tân Tiến - Văn Môn - Bắc Ninh. Mẫu thí nghiệm được trộn đều
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
15
và sấy trong lò sấy chân không ở nhiệt độ 85
o
C đến khi khối lượng không thay.
Mẫu nghiên cứu có thành phần hóa học như bảng 1:
Bảng 1: Thành phần hóa học bã xỉ thải chứa nhôm.
Hàm lượng các nguyên tố trong bã thải (%)
Mẫu
C Na Mg Si Ca Fe K Al
2,28 0,95 3,08 1,78 1,72 0,81 0,11 43,02

O F

Xỉ thải
42,67 3,57










Hình 4: Thiết bị thí nghiệm và sản xuất thử.

Các loại hoá chất khác được sử dụng trong nghiên cứu là hoá chất loại tinh khiết:
• Axít sunfuríc- H
2
SO
4
là loại axít kỹ thuật, hàm lượng 98%.
• KOH và NaOH loại tinh khiết và kỹ thuật.
• H
2
O
2
và một số loại hoá chất khác.
2.3.3. Sơ đồ công nghệ dự kiến.
Trên cơ sở phân tích các số liệu và kết quả nghiên cứu thăm dò chúng tôi
chọn lưu trình như hình 2 với những lý do sau:
- Từ kết quả phân tich cho thấy nhôm tồn tại trong bã xỉ thải chủ yếu chứa nhôm

oxyt nên đã chọn phương pháp hòa tách bã xỉ thải với kiềm.
- Phương pháp thích hợp với sản xuất lớn, chất th
ải ít và không độc hại.
- Thiết bị, nguyên vật liệu để sản xuất có khả năng tự giải quyết được ở trong nước.

BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
16


















Hình 5: Sơ đồ công nghệ dự kiến.

2.3.4. Công tác phân tích.
Công tác phân tích được tiến hành tại Trung tâm phân tích Hóa lý - VILAS 143

của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim và tại Trung tâm phân tích Địa Chất -
VILAS 32 bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử và các phương pháp khác.
Bã thải

Dung dịch NaOH

Hòa tách
Làm sạch tạp chất
Sản phẩm trung gian
Thủy phân
Axit hóa
Sản phẩm
Dung dịch H
2
SO
4
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
17
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
3.1. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÒA TÁCH.
Mục tiêu của quá trình là hòa tách triệt để nhôm trong bã. Nguyên liệu là bã
dạng bột của quá trình tái chế nhôm phế liệu, dung dịch hòa tách được pha chế từ
natri hyđroxyt NaOH và nước. Các mẫu thí nghiệm có khối lượng 100 g được hòa
tách trong dung dịch natri hyđroxyt NaOH có nồng độ thay đổi từ 114,9 ÷ 399,6
g/l, tỷ lệ L/R thay đổi từ 2 ÷ 10 lần, thời gian thay đổi từ 30 ÷ 180 phút, nhiệt độ
hòa tách thay đổi từ 30 ÷ 100
o
C với tốc độ khuấy 60 vòng/phút. Sau khi hòa tách
dung dịch được lọc. Phần bã rắn được rửa bằng nước nóng 3 lần, sấy khô, cân và

đưa đi phân tích. Từ các kết quả phân tích lượng nhôm còn lại trong bã sau khi
hòa tách có thể tính được hiệu suất quá trình hòa tách.
3.1.1.Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaOH.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Tỷ lệ L/R = 3.
+ Thời gian hòa tách: 60 phút.
+ Nhiệt độ hòa tách: 60
o
C.
+ Nồng độ dung dịch hòa tách thay đổi từ 114,9 ÷ 399,6 g/l.
Các kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 2 và hình 6.
Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu suất hòa tách.
TT
Nồng độ
dd hòa tách (g/l)
Khối lượng
Al trong bã (g)
Hiệu
suất (%)
1 114,9 38,180 11,25
2 177,4 36,072 16,15
3 253,6 24,547 42,94
4 311,9 34,605 19,56
5 399,6 36,847 14,35

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng nồng độ dung dịch hòa tách thì hiệu suất
tách tăng. Khi tăng tiếp nồng độ quá 253,6 g/l thì hiệu suất hòa tách không tăng mà còn
giảm xuống nên việc chọn nồng độ dung dịch hòa tách tối ưu là dung dịch 253,6 g/l.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
18
Hình 6: Ảnh hưởn
g
của nồn
g
độ
kiềm đến hiệu suất hòa tách.
15
20
25
30
35
40
45
114.9 214.9 314.9
Nồng độ kiềm (g/l).
Hiệu suất hòa tách (%).










3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Tỷ lệ L/R = 3.
+ Thời gian hòa tách: 60 phút.
+ Nồng độ dung dịch hòa tách 253,6 g/l.
+ Nhiệt độ hòa tách thay đổi từ 30
o
C đến 100
o
C.
Các kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 3 và hình 7.
Bảng 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hòa tách.
TT
Nhiệt độ dd
hòa tách (T
o
C)
Khối lượng Al
trong bã (g)
Hiệu
suất (%)
1 30 36,149 15,97
2 60 24,547 42,94
3 90 21,996 48,87
4 100 20,817 51,61
5 150 27,146 36,90

Từ kết quả nghiên cứu đã chỉ ra khi tăng nhiệt độ của quá trình hòa tách
thì hiệu suất quá trình hòa tách tăng lên. Ở nhiệt độ 60
o
C cho hiệu suất đạt tới

42,94% và đạt 51,61% ở 100
o
C nhưng cần phải gia nhiệt trong quá trình hòa
tách. Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì hiệu suất thu hồi giảm, điều này làm tăng chi
phí khi sản xuất lớn. Vì vậy nhiệt độ quá trình hòa tách tối ưu ở 100
o
C.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
19
Hình 7: Ảnh hưởng của nhiệt độ
đến hiệu suất hòa tách.
15
20
25
30
35
40
45
50
55
30 80 130
Nhiệt độ (T
o
C).
Hiệu suất hòa tách (%).

3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ L/R.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Nồng độ dung dịch hòa tách 253,6 g/l.
+ Thời gian hòa tách: 60 phút.
+ Nhiệt độ hòa tách: 100
o
C.
+ Tỷ lệ L/R của dung dịch hòa tách thay đổi từ 2 đến 10.
Các kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 4 và hình 8.
Bảng 4: Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất hòa tách.
TT
Tỷ lệ
L/R
Khối lượng Al
trong bã (g)
Hiệu suất
(%)
1 2 29,666 31,04
2 3 20,817 51,61
3 6 12,325 71,35
4 8 4,534 89,46
5 10 4,280 90,05

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc hòa tách ở tỷ lệ L/R = 8 là hợp lý. Khi
tăng tỷ lệ L/R thì hiệu suất hòa tách tăng nhưng lượng nước sử dụng lớn gây khó
khăn cho các quá trình sau cũng như tăng chi phí sản xuất.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
20
Hình 8 : Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R
đến hiệu suất hòa tách.
40
45
50
55
60
65
70
75
80
246810
Tỷ lệ L/R.
Hiệu suất hòa tách (%).

3.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Tỷ lệ L/R = 8.
+ Nồng độ dung dịch hòa tách: 253,6 g/l.
+ Nhiệt độ hòa tách: 100
o
C.
+ Thời gian hòa tách thay đổi từ 30 phút đến 180 phút.
Các kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 5 và hình 9.
Bảng 5: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hòa tách.
TT
Thời gian
hòa tách
(Phút)
Khối lượng
Al trong
bã (g)
Hiệu suất
(%)
1 30 12,342 71,31
2 60 4,534 89,46
3 90 2,837 94,45
4 120 2,151 95,00
5 150 2,086 95,15

Các kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng thời gian hòa tách thì hiệu suất
quá trình hòa tách tăng lên. Tuy nhiên kéo dài thời gian quá 120 phút thì hiệu
suất tăng không đáng kể. Tuy nhiên khi kéo dài thời gian thì chi chí sản xuất

tăng. Vì vậy quá trình hòa tách ở 120 phút là hợp lý.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
21
Hình 9: Ảnh hưởn
g
của thời
g
ian
đến hiệu suất hòa tách.
60
65
70
75
80
85
90
95
100
30 80 130
Thời gian (Phút).
Hiệu suất hòa tách (%).

Các kết quả thí nghiệm nghiên cứu quá trình hòa tách bã xỉ nhôm để đạt
hiệu suất của quá trình 95,0% thì phải tiến hành hòa tách ở các điều kiện sau:
• Nồng độ dung dịch hòa tách: 253,6 g/l .
• Tỷ lệ L/R khi hòa tách là 8.
• Thời gian hòa tách: 120 phút.
• Nhiệt độ hòa tách: 100
o
C.
3.2. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN.
Do mẫu có hàm lượng tạp chất nhỏ nên dung dịch hòa tách sau khi lọc có
hàm lượng tạp chất nhỏ không gây ảnh hưởng đến quá trình thủy phân thu hồi
Al(OH)
3
. Dung dịch có nồng độ 179,96 gAl
2
O
3
/lit. Các thí nghiệm sử dụng mồi
kết tủa có độ sạch 98,0% với độ ẩm 15,0%, sử dụng thiết bị khuấy trộn 30
vòng/phút và thiết bị ổn nhiệt. Các nghiên cứu theo hướng nghiên cứu ảnh
hưởng của các yếu tố như: Nhiệt độ thủy phân thay đổi 45 ÷ 70
o
C, lượng mồi
thay đổi từ 1 ÷ 2 lần, thời gian thay đổi từ 0 ÷ 60 giờ.
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Tỷ lệ mồi thủy phân: 1.
+ Thời gian thủy phân: 30 giờ.
+ Nhiệt độ thay đổi từ 45 ÷ 70
o
C.
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
22
Hình 10: Ảnh hưởng của nhiệt độ
đến hiệu suất thủy phân.
0
10
20
30
40
50
60
45 55 65
Nhiệt độ (T
o
C).
Hiệu suất thủy phân (%).
Các kết quả nghiên cứu được đưa ra ở bảng 6 và hình 10.
Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình thủy phân hoàn toàn phù
hợp với lý thuyết và cho hiệu suất phân hủy hợp lý ở 55
o
C.
Bảng 6: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân.
TT
Nhiệt độ thủy

phân (T
o
C)
Khối lượng Al
2
O
3

trong dung dịch (g)
Hiệu
suất (%)
1 45 84,149 53,24
2 50 86,039 52,19
3 55 87,550 51,35
4 60 92,913 48.37
5 65 104,035 42,19
6 70 121,941 32,24










3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ mồi thủy phân.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Thời gian thủy phân: 30 giờ.
+ Nhiệt độ thủy phân: 55
o
C.
+ Tỷ lệ mồi thủy phân thay đổi: 1 ÷ 2.
Trong quá trình thủy phân, theo định kỳ 5 giờ lấy mẫu phân tích. Các kết
quả nghiên cứu được đưa ra ở bảng 7 và hình 11. Từ các kết quả nghiên cứu cho
thấy khi tăng lượng mồi thủy phân thì hiệu suất của quá trình thủy phân tăng. Để
BCTK: NC CN xử lý bã thải xỉ nhôm thu hồi phèn nhôm của quá trình tái chế nhôm phế liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
23
Hình 1 1 : Ảnh hưởng của tỷ lệ mồi
đến hiệu suất thủy phân.
51
51.5
52
52.5
53
53.5
54
54.5
55
11.52
Tỷ lệ mồi.
Hiệu suất thủy phân (%).
phù hợp với quá trình sản xuất thì chỉ sử dụng tỷ lệ mồi bằng 1,4 lần là hợp lý và
đồng thời sử dụng mồi bằng sản phẩm của quá trình phân hủy trước.
Bảng 7: Ảnh hưởng của tỷ lệ mồi phân hủy đến hiệu suất thủy phân.
TT
Tỷ lệ mồi

phân hủy
Khối lượng Al trong
dung dịch (g)
Hiệu
suấ
t (%)
1 1,0 87,550 51,35
2 1,2 86,327 52,03
3 1,4 82,278 54,28
4 1,6 82,242 54,30
5 1,8 82,188 54,33
6 2,0 82,187 54,35










3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi.
Điều kiện thí nghiệm:

+ Nhiệt độ thủy phân: 55
o
C.
+ Tỷ lệ mồi phân hủy: 1,4.
+ Thời gian thủy phân thay đổi: 0 ÷ 60 giờ.

Trong quá trình thủy phân, theo định kỳ 5 giờ lấy mẫu phân tích. Các kết
quả nghiên cứu được đưa ra ở bảng 8 và hình 12. Từ các kết quả nghiên cứu cho
thấy chỉ cần 20 giờ để thủy phân dung dịch hòa tách và cho hiệu suất thu hồi
hợp lý đạt 54,32%.