Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bôxit và cát trằng việt nam

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 CẤP BỘ
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
ZEOLIT TỪ BAUXIT VÀ CÁT TRẮNG
VIỆT NAM

Chủ nhiệm đề tài: KS. Lê Hồng Sơn











7357
19/5/2009
THÀNH PHỐ HÀ NỘI – 2008




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 SẢN XUẤT
ZEOLIT TỪ BAUXIT VÀ CÁT TRẮNG
VIỆT NAM





Chủ nhiệm đề tài: KS. Lê Hồng Sơn









BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
1
NH÷ng ng−êi thùc hiÖn
TT
Họ và tên Chức vụ Cơ quan
1
Lê Hồng Sơn Kỹ sư hoá Viện KH&CH Mỏ-Luyện kim
2
Phạm Bá Kiêm Kỹ sư hoá Viện KH&CH Mỏ-Luyện kim

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
2
MỤC LỤC
Số hiệu Danh mục Tr
Mở đầu.
6
Chương 1 Tổng quan.
7
1.1
Tình hình nghiên cứu, sản xuất trong và ngoài nước.
7
1.1.1
Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài.
7
1.1.2
Tình hình nghiên cứu ở trong nước.
7
1.2
Tổng quan cơ sở lý thuyết.
8
1.2.1
Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình hòa tách bauxit.
8
1.2.1.1
Khái quát về bauxit Việt Nam.

8
1.2.1.2
Công nghệ sản xuất aluminat. 8
1.2.2
Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình sản xuất silicat natri.
11
1.2.2.1
Khái quát về cát trắng Việt Nam.
11
1.2.2.2
Công nghệ sản xuất silicat natri. 12
1.2.3
Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình tổng hợp zeolit.
14
1.2.3.1
Khái quát về zeolit.
14
1.2.3.2
Phương pháp tổng hợp zeolit.
15
1.3
Ứng dụng của zeolit
16
Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và công tác chuẩn bị.
17
2.1
Phương pháp nghiên cứu.
17
2.2
Thiết bị và vật tư nghiên cứu.

17
2.2.1
Thiết bị nghiên cứu.
17
2.2.2
Nguyên liệu và hóa chất.
18
2.2.2.1
Quặng tinh bauxit.
18
2.2.2.2
Cát trắng.
18
2.2.2.3
Các hóa chất khác.
19
2.2.3
Công tác phân tích.
19
2.2.4
Thành phần zeolit cao cấp làm mẫu.
19
2.2.5
Sơ đồ công nghệ dự kiến.
19
Chương 3
Nội dung và kết quả nghiên cứu. 21
3.1
Nghiên cứu quá trình xử lý quặng bauxit thu hồi natri aluminat.
21

3.1.1
Chuẩn bị thành phần phối liệu.
21
3.1.1.1
Chuẩn bị cỡ hạt bauxit.
21
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
3
3.1.1.2
Chuẩn bị dung dịch luân lưu.
21
3.1.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất rắn khi hòa tách. 22
3.1.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian hòa tách.
24
3.2
Nghiên cứu quá trình xử lý cát trắng thu hồi natri silicat.
25
3.2.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất quá trình thiêu. 25
3.2.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất quá trình thiêu.
26
3.2.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu đến hiệu suất quá trình thiêu.
28
3.2.4

Nghiên cứu ảnh hưởng của cỡ hạt.
29
3.2.5
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ L/R và thời gian đến quá trình hòa tách.
30
3.3
Nghiên cứu quá trình tổng hợp zeolit.
32
3.3.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian làm giá đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
32
3.3.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của khuấy trộn đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
34
3.3.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh.
35
3.3.4
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá trình kết tinh.
36
3.4
Thí nghiệm tổng hợp mẻ lớn trong phòng thí nghiệm.
38
3.5
Xử lý môi trường.
40
3.5.1
Xử lý chất thải rắn.
40
3.5.2

Xử lý chất thải nước.
41
3.5.3
Xử lý chất thải khí.
41
3.6
Sơ đồ công nghệ sản xuất zeolit
41
Chương 4
Định hướng áp dụng kết quả nghiên cứu. 43
4.1
Dự kiến giá thành.
43
4.2
Dự kiến các địa chỉ áp dụng.
43

Kết luận và kiến nghị. 44

Kết luận
44

Kiến nghị
44

Tài liệu tham khảo
45

Phụ lục
46

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
4
MỤC LỤC BẢNG
Số hiệu Danh mục Tr
Bảng 1
Thành phần hóa học quặng tinh Gia Nghĩa.
18
Bảng 2
Thành phần khoáng vật học.
18
Bảng 3
Thành phần hóa học cát Thủy Triều.
18
Bảng 4
Thành phần hóa học mẫu sản phẩm.
19
Bảng 5
Ảnh hưởng của nồng độ chất rắn đến khả năng hòa tách.
23
Bảng 6
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất quá trình hòa tách.
24
Bảng 7
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
26
Bảng 8

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
27
Bảng 9
Ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
28
Bảng 10
Ảnh hưởng của cỡ hạt đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
29
Bảng 11
Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất quá tình hòa tách.
30
Bảng 12
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hòa tách.
31
Bảng 13
Ảnh hưởng của thời gian làm già đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
33
Bảng 14
Ảnh hưởng của khuấy trộn
đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
34
Bảng 15
Ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
35

Bảng 16
Ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
37
Bảng 17
So sánh chất lượng sản phẩm.
41
Bảng 18
Dự tính khối lượng các nguyên vật liệu cho 1Kg sản phẩm.
43
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
5
MỤC LỤC HÌNH
Số hiệu Danh mục Tr
Hình 1
Sơ đồ nguyên lý công nghệ hòa tách hai giai đoạn
9
Hình 2
Sơ đồ nguyên lý công nghệ thiêu kết sản xuất aluminat.
10
Hình 3
Sơ đồ nguyên lý công nghệ Bayer-thiêu kết sản xuất aluminat.
10
Hình 4
Sơ đồ nguyên lý công nghệ bayer sản xuất aluminat
10
Hình 5
Đường đẳng nhiệt hệ Al
2

O
3
-Na
2
O-H
2
O ở các nhiệt độ 95
o
C, 150
o
C và 200
o
C
11
Hình 6
Sơ đồ nguyên lý công nghệ sản xuất natri silicat.
13
Hình 7
Giản đồ trạng thái hệ Na
2
O-SiO
2
.
13
Hình 8
Sơ đồ nguyên lý công nghệ tổng hợp zeolit.
15
Hình 9
Thiết bị thí nghiệm.
19

Hình 10
Sơ đồ công nghệ dự kiến.
20
Hình 11
Qui trình chuẩn bị cỡ hạt bauxit.
22
Hình 12
Qui trình chuẩn bị dung dịch luân lưu.
22
Hình 13
Ảnh hưởng của nồng độ chất rắn đến hiệu suất hòa tách.
23
Hình 14
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất quá trình hòa tách.
25
Hình 15
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
26
Hình 16
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
27
Hình 17
Ảnh hưởng của tỷ lệ phối liệu đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
28

Hình 18
Ảnh hưởng của cỡ hạt đến hiệu suất phân hủy SiO
2
.
29
Hình 19
Ảnh hưởng của tỷ lệ L/R đến hiệu suất quá tình hòa tách.
31
Hình 20
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hòa tách.
31
Hình 21
Ảnh hưởng của thời gian làm già gel đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
33
Hình 22
Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
35
Hình 23
Ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
36
Hình 24
Ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến tỷ lệ tinh thể trong mẫu.
38
Hình 25
Phổ XRD mẫu M17.
39
Hình 26
Phổ hồng ngoại mẫu M17
39
Hình 27

Ảnh SEM mẫu M17
40
Hình 28
Sơ đồ công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng.
42
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
6
MỞ ĐẦU
Việt Nam chưa sản xuất được zeolit để sử dụng trong công nghiệp sản xuất
chất tẩy rửa nhưng lại có nguồn nguyên liệu cho sản xuất zeolit rất lớn là bauxit và
cát trắng. Tại một số tỉnh ven biển miền Trung có một số mỏ bauxit nhỏ có tổng
trữ lượng khoảng 6 triệu tấn (Mỏ Vân Hòa, An Xuân, Sơn Đình ), trữ lượng này
là nhỏ cho công nghiệ
p sản xuất alumin nhưng lại rất thích hợp cho việc khai thác
để sản xuất zeolit. Miền Trung cũng là nơi có trữ lượng cát silic có độ sạch cao
thích hợp cho việc sản xuất natri silicat, một trong những nguyên liệu cần thiết cho
việc sản xuất zeolit có độ sạch cao. Nhu cầu trung bình của zeolit cho công nghiệp
chất tẩy rửa khoảng 10.000 T/10 triệu dân, với dân số nước ta khoảng 86 triệu
người nên nhu cầu sử dụng zeolit cho ch
ất tẩy rửa trong tương lai của Việt Nam rất
lớn [1.10]. Việc sản xuất zeolit sử dụng cho công nghiệp chất tẩy rửa ở trong nước
sẽ góp phần sử dụng hiệu quả tài nguyên, tạo ra nguồn nguyên liệu phục vụ cho
một số ngành công nghiệp hóa chất. Vì vậy việc nghiên cứu công nghệ sản xuất
zeolit sử dụng cho công nghiệp chất tẩy rửa là việc cần thiế
t.
Đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt
Nam” được triển khai nghiên cứu theo hợp đồng số 18.08.RDBS/HĐ-KHCN ký
ngày 08/05/2008 giữa Bộ Công Thương và Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-

Luyện kim với mục tiêu:
- Xây dựng qui trình công nghệ sản xuất zeolit đạt chất lượng sử dụng cho công
nghiệp chất tẩy rửa từ quặng bauxit và cát trắng Việt Nam.
- Tạo ra nguồn sản phẩm zeolit
đầu tiên để chào hàng, tiến tới nghiên cứu quá
trình sản xuất lớn thay thế dần sản phẩm nhập ngoại.

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
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.
Ở nước ngoài các công trình nghiên cứu về zeolit đã được công bố trong một
số sách, báo cáo khoa học. Các sản phẩm zeolit đã được sản xuất ở qui mô công
nghiệp phục vụ cho các lĩnh vực công nghiệp hóa học, chất tẩy rửa, kỹ thuật môi
trường. Cụ thể ở Hàn Quốc, Công ty COSMO CHEMICAL (Công ty chuyên sản
xuất các hóa chấ
t công nghiệp) đã sản xuất công nghiệp zeolit trên hai môđun sản
xuất với công xuất 40.000 T/Năm từ các nguyên liệu nhập khẩu (Môđun 1 sản xuất
theo công nghệ với nguyên liệu đầu vào là bauxit và nước thủy cô đặc và môđun 2
sản xuất theo công nghệ với nguyên liệu đầu vào là bauxit và cát trắng) [10].
1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước.
Zeolit là khoáng chất alumosilicat của một số kim loại có công thức hóa học
chung là Me
2/x
.Al
2
O

3
.nSiO
2
.mH
2
O trong đó Me là kim loại kiềm như natri, kali
(Khi đó x = 1) hoặc kim loại kiềm thổ như canxi, magiê (Khi đó x = 2). Ở nước
ta từ những năm 1990 các nhà nghiên cứu ở Trường Đại Học Bách Khoa, Trường
Đại Học Tổng Hợp (Nay là Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên thuộc Trường
Đại Học Quốc Gia) đã nghiên cứu và tổng hợp được một số loại zeolit đi từ
nguyên liệu đầu là khoáng sét có sẵ
n ở Việt Nam như cao lanh, bentonit. Một số
kết quả nghiên cứu về tổng hợp zeolit đi từ khoáng sét thay thế zeolit tự nhiên đã
được chuyển giao cho một số cơ sở sản xuất với qui mô bán công nghiệp để sản
xuất zeolit có chất lượng vừa phải phục vụ cho ngành nuôi trồng thủy sản. Đã có
công trình nghiên cứu tổng hợp zeolit NaY từ khoáng phlogopit. Trong thời gian
gần đây, nhu cầu sử d
ụng zeolit cho ngành công nghiệp chất tẩy rửa, công nghiệp
hóa chất tăng mạnh. Khi sử dụng trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa thì các
phân tử zeolit phải phân tán tốt trong nước. Để duy trì sự phân tán tốt kích thước
của nó rất quan trọng, kích thước hạt từ 2,0 ÷ 3,5µm là lý tưởng và chỉ có thể có
được từ quá trình tổng hợp zeolit từ các nguyên liệu sạch, với các đặc tính sau của
zeolit làm cho nó được sử dụng trong công nghiệp chấ
t tẩy rửa [3.4]:
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
8
- Hấp phụ các ion kim loại làm cứng nước.
- Hút các chất bẩn và các chất khác hòa tan trong nước rửa.

- Kết bông với các chất bẩn hòa tan.
1.2. TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
1.2.1. Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình hòa tách bauxit:
1.2.1.1.
Khái quát về bauxit Việt Nam:
Việt Nam là một trong những nước có tiềm năng lớn về bauxit trong khu
vực và trên thế giới. Trên lãnh thổ nước ta bauxit có cả ở ba miền Bắc, Trung và
Nam nhưng tập trung lớn nhất ở cao nguyên nam Trung Bộ. Việt Nam có nguồn tài
nguyên bauxit phong phú nhưng chưa có nền công nghiệp khai thác, công nghiệp
chế biến để sản xuất các sản phẩm từ bauxit. Qua công tác thăm dò cho thấy quặng
bauxit ở nước ta có trữ lượng l
ớn và được chia làm hai loại:
+ Quặng bauxit gốc trầm tích (Miền Bắc) chủ yếu là loại quặng diaspo, khi tiến
hành tuyển cho quặng tinh có hàm lượng oxyt nhôm Al
2
O
3
khoảng 42,0 ÷ 50,7%. Quặng
có chất lượng khá tốt nhưng có độ cứng lớn nên nếu sản xuất alumin phải dùng công
nghệ Bayer ở nhiệt độ cao hoặc dùng công nghệ thiêu kết rất phức tạp, vì vậy tiêu hao
năng lượng lớn, chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm cao.
+ Quặng bauxit gốc phong hóa (Miền Nam) chủ yếu là loại gipxit, khi tiến
hành tuyển cho quặng tinh có hàm lượng oxyt nhôm Al
2
O
3
khoảng 44,4 ÷ 53,2%,
hàm lượng đioxyt silic SiO
2
từ 1,6 ÷ 5,1%. Chất lượng quặng tinh thích hợp cho

công nghệ Bayer ở nhiệt độ 105
o
C ÷ 150
o
C và áp xuất khí quyển.
Qua các tài liệu tham khảo, đối với các vùng quặng có trữ lượng nhỏ như
các mỏ ở miền Bắc và ven biển miền Trung thì không thể sử dụng để qui hoạch sản
xuất alumin nhưng có thể qui hoạch để chế biến các sản phẩm khác từ bauxit thì có
hiệu quả tốt hơn và hợp lý hơn.
1.2.1.2.
Công nghệ sản xuất aluminat:
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
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
9
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 đến quá trình lắng bùn đỏ sau này. Tiếp đó huyền phù bauxit 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 đượ
c 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 [2.5].
Hiện nay trên thế giới có nhiều qui trình công nghệ xử lý quặng bauxit:
Công nghệ Bayer để xử lý quặng dạng gipxit và công nghệ Bayer kết hợp thiêu để

xử lý quặng dạng diaspo. Hiện nay ở nước ngoài người ta đã nghiên cứu một số
công nghệ đặc biệt như hòa tách bằng đường ống, hòa tách bauxit có chất xúc tác,
công nghệ xử lý đồng thời nhiều loại quặng bauxit như công nghệ dòng song song,
hòa tách hai giai đoạn. Tuy nhiên các công nghệ đặc biệt này đều sử dụng chế độ
hòa tách ở nhiệt độ cao từ 140
o
C đến 240
o
C trong các thiết bị autoclave. Để sản
xuất aluminat hiện đang sử dụng một số công nghệ như sau:
+ Công nghệ hòa tách hai giai đoạn.
+ Công nghệ thiêu kết.
+ Công nghệ Bayer kết hợp thiêu kết.
+ Công nghệ Bayer.
Hình 1, 2, 3, 4 trình bày sơ đồ nguyên lý của các công nghệ trên.

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ hòa tách hai giai đoạn.
Bauxit diaspo

Bauxit gipxit
Tiền khử Si
Tiền khử Si
Hòa tách
Pha loãng
Hòa tách
Hòa tách
Giảm áp
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
10






Hình 2: Sơ đồ nguyên lý công nghệ thiêu kết sản xuất aluminat.

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý công nghệ Bayer-thiêu kết sản xuất aluminat.











Hình 4: Sơ đồ nguyên lý công nghệ Bayer sản xuất aluminat
Quặng bauxit

Đá vôi

Đập
Xôđa

Nghiền ẩm
Thiêu kết
Thiêu phẩm

Bùn

Nghiền
Dd aluminat

Hòa tách
Xỉ thải

Quặng bauxit Đá vôi
Đập nghiền Phối liệu
Xôđa

Hòa tan
Thiêu kết
Bã

Tách,rửa
Hòa tách
Dd aluminat

Lọc, rửa
Thải

Quặng bauxit
Kiềm

Đập
Lắng lọc
Đá vôi

Nghiền ướt
Bùn đỏ
Hòa tách, pha loãng
Dd aluminat

Lọc, rửa
Thải

H
2
O
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
11
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn là tổng hợp zeolit bauxit từ các mỏ nhỏ ven
biển Miền Trung-Việt Nam nhóm nghiên cứu đã chọn phương pháp Bayer là công
nghệ vừa phổ biến, tiên tiến cho sản phẩm có chất lượng cao lại có suất đầu tư thấp
so với các qui trình công nghệ khác hiện đang sử dụng và phù hợp với loại quặng
bauxit của các mỏ nhỏ ven biển miền Trung nước ta. Qua giả
n đồ đường đẳng
nhiệt hệ Al
2
O
3
-Na
2
O-H
2
O ở các nhiệt độ 95

o
C, 150
o
C và 200
o
C cho thấy sự thay
đổi của khả năng hòa tan oxyt nhôm Al
2
O
3
trong dung dịch kiềm ở các nồng độ
kiềm Na
2
O khác nhau và ở các nhiệt độ khác nhau của quá trình hòa tan.










Hình 5: Đường đẳng nhiệt hệ Al
2
O
3
-Na
2

O-H
2
O ở các
nhiệt độ 95
o
C, 150
o
C và 200
o
C.
1.2.2. Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình sản xuất natri silicat:
1.2.2.1. Khái quát về cát trắng của Việt Nam:
Cát trắng là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho công nghiệp silicat. Cát trắng ở
Việt Nam là nguồn khoáng sản rất dồi dào, có trữ lượng lớn, ước tính có hàng tỷ
tấn phân bố chủ yếu ở các vùng ven bờ biển Quảng Ninh, Thanh Hóa, Hà Tĩnh,
Quảng Bình, Quảng Nam, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bình Thuận, Bà Rịa Một s
ố
vùng đã được thăm dò trữ lượng như Vân Hải (Quảng Ninh), Thăng Bình (Quảng
Nam), Thủy Triều (Khánh Hòa), Hồng Liêm (Bình Thuận) Một số mỏ đã được
khai thác phục vụ cho công nghiệp thủy tinh, chế tạo khuôn đúc, công nghiệp hóa
chất và xuất khẩu. Về chất lượng cát tại các mỏ có hàm lượng đioxyt silic SiO
2

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
12
trung bình từ 90,0 đến 95,0%, một số mỏ có hàm lượng SiO
2
đạt 97,0 ÷ 99,5%.

Hàm lượng oxyt sắt Fe
2
O
3
dao động trong khoảng 0,1 ÷ 0,2%. Hàm lượng đioxyt
titan TiO
2
khoảng 0,1 ÷ 1,1%, đột biến có nơi lên tới 1,38%. Với chất lượng cát
như vậy rất phù hợp cho việc sản xuất natri silicát. Về điều kiện khai thác có nhiều
thuận lợi trong giao thông cũng như hạ tầng cơ sở.
1.2.2.2. Công nghệ sản xuất natri silicat:
Ở các nước công nghiệp phát triển và ở trong nước công nghệ sản xuất natri
silicat chủ yếu được sản xuất dựa trên công nghệ thiêu đioxyt silic SiO
2
với kiềm là
hyđroxyt natri NaOH hoặc xôđa Na
2
CO
3
ở nhiệt độ cao. Ngoài ra người ta còn có
thể sản xuất bằng phương pháp hòa tan đioxyt silic vô định hình trong kiềm, tuy
nhiên phương pháp này hầu như không được sử dụng trong sản xuất vì chi phí
năng lượng cao khiến giá thành sản phẩm lớn.
Phương pháp hòa tan SiO
2
vô định hình: Quá trình hòa tan SiO
2
vô định
hình trong dung dịch kiềm được tiến hành như sau: Nung đioxyt silic SiO
2

ở trong
lò thiêu có nhiệt độ lớn hơn 2200
o
C cho tới khi khối liệu chuyển thành dạng lỏng,
sau đó tiến hành làm nguội từ từ khối nóng chảy và sau khi nguội ta thu được SiO
2

vô định hình. Tiếp tục tiến hành hòa tan sản phẩm sau khi nung trong dung dịch
kiềm và thu được natri silicat Na
2
SiO
3
. Cơ sở quá trình hòa tan đioxyt silic vô định
hình xảy ra theo phương trình sau:
SiO
2
(vđh) + 2NaOH = Na
2
SiO
3
+ H
2
O
Phương pháp thiêu cát với kiềm:
Hỗn hợp cát và kiềm được trộn đếu theo tỷ
lệ thích hợp và được đưa vào thiêu ở nhiệt độ khoảng 1000
o
C cho đến khi tạo
thành khối nóng chảy. Khối nóng chảy đó được đưa vào nước để hòa tách và thu
được sản phẩm [5]. Phản ứng sảy theo phương trình sau:

SiO
2
+ Na
2
CO
3
= Na
2
SiO
3
+ CO
2
↑
Từ các tài liệu tham khảo nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài đã sử dụng
phương pháp thiêu cát với kiềm để sản xuất natri silicat vì phương pháp này đơn
giản, suất đầu tư thiết bị thấp so với phương pháp hòa tan đioxyt silic SiO
2
vô định
hình, quá trình thực hiện tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn quá trình hòa tan đioxyt
SiO
2
vô định hình nên làm giảm chi phí sản phẩm sau này.
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
13
Hình 6 trình bày sơ đồ nguyên lý công nghệ sản xuất natri silicat và hình 7
đưa ra giản đồ trạng thái hệ Na
2
O-SiO

2
.











Hình 6: Sơ đồ nguyên lý công nghệ sản xuất natri silicat.















Hình 7: Giản đồ trạng thái hệ Na

2
O-SiO
2
.
Cát trắng
Thiêu phẩm

Phối liệu
Kiềm

Thiêu
Bã

Hòa tách
Dd silicat

H
2
O
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
14
1.2.3. Một số vấn đề lý thuyết làm cơ sở cho quá trình tổng hợp zeolit.
1.2.3.1. Khái quát về zeolit.
Zeolit là dạng vật liệu xốp có khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng cũng
như các chất hữu cơ độc hại, đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực quan trọng
như dầu khí, lọc dầu, ytế, môi trường, trồngtrọt, chăn nuôi Mặc dù được sử d
ụng
nhiều nhưng trong những năm qua nước ta vẫn phải nhập ngoại loại sản phẩm này

sử dụng cho công nghiệp chất tẩy rửa này bởi chúng được tổng hợp từ các nguyên
liệu hóa chất sạch [3.4.7.8.9].
Zeolit là các aluminosilicat tinh thể xác định. Chúng thuộc họ vật liệu vi
mao quản, có kích thước đồng đều, có bề mặt riêng và dung lượng trao đổi ion lớn,
có khả năng hấp phụ tốt, có hoạ
t tính xúc tác và độ chọn lọc cao, rất bền cơ, bền
nhiệt và có thể tái sinh. Trong cấu trúc zeolit, các tứ diện SiO
4
và AlO
4
liên kết với
nhau qua nguyên tử oxy (Các mối liên kết Si-O-Al tạo ra lỗ xốp trên bề mặt).
Không gian bên trong tinh thể gồm các hốc nhỏ được nối với nhau bằng các đường
rãnh có kích thước ổn định. Nhờ hệ thống lỗ xốp và đường rãnh mà zeolit có thể
hấp phụ những phân tử có kích thước nhỏ hơn kích thước của lỗ và đẩy ra những
phân tử có kích thước lớn hơn. Tỷ lệ (Si + Al)/O là 0,5 thì kích thướ
c lỗ xốp thay
đổi trong khoảng 2 ÷ 4,3A
o
. Nếu cấu trúc của zeolit được biến đổi cho phù hợp
cùng với việc tạo ra các lỗ xốp lớn hơn thì zeolit có thêm nhiều ứng dụng để làm
chất xúc tác, chất trao đổi ion và cho các quá trình hấp phụ.
Trong tự nhiên có khoảng 45 loại zeolit đã được phát hiện. Từ năm 1949 người
ta đã tổng hợp được loại zeolit đầu tiên tại Công ty Union Carbide (Mỹ). Từ đó đến
nay đã có 150 loại zeolit đã được tổ
ng hợp, trong đó có các loại zeolit A, X, Y và
ZSM-5 có nhiều ứng dụng nhất [7.8.9]. Có nhiều cách để phân loại các loại zeolit:
- Theo nguồn gốc: Zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp.
- Theo chiều hướng không gian: Zeolit có hệ thống mao quản 1,2 hoặc 3 chiều.
- Theo đường kính mao quản: Zeolit mao quản nhỏ (3 ÷ 4A

o
), zeolit mao quản
trung bình (4,5 ÷ 6A
o
), zeolit mao quản rộng (7 ÷ 15A
o
).
- Theo tỷ lệ Si/Al: Zeolit hàm lượng Si thấp (Si/Al = 1,0 ÷ 1,5 loại A, X), zeolit hàm
lượng Si trung bình (Si/Al = 2,0 ÷ 5,0 loại Y), zeolit hàm lượng Si cao (ZSM – 5).
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
15
s
i
00
Al
0
00
00
0
S
i
00
Al
00
(-)
(-)
2Na
(+)

(+ +)
Ca
(-)
(-)
00
Al
00
S
i
0
00
00
0
Al
00
s
i
+ Ca
(+ +)
+ 2Na
(+)
1.2.3.2. Phương pháp tổng hợp zeolit.
Thông thường người ta tổng hợp zeolit nhân tạo từ gel được cấp nhiệt trong
autoclave chứa các hợp chất nhôm, silic, dung môi, chất khoáng hóa và một tác nhân
định hình cấu trúc. Hình 8 trình bày sơ đồ nguyên lý công nghệ tổng hợp zeolit.

Hình 8: Sơ đồ nguyên lý công nghệ tổng hợp zeolit
Tính chất của gel, các điều kiện phản ứng và kích thước của tác nhân định
hình cấu trúc là những yếu t
ố quan trọng giúp cho zeolit tổng hợp có được những
kích thước lỗ xốp (Đặc biệt là loại lỗ vi xốp) mong muốn. Quá trình tổng hợp
zeolit là do nhôm thay thế một số nguyên tử silic trong mạng lưới tinh thể của SiO
4

kết tinh.





Vì mạng lưới tinh thể zeolit mang điện tích âm nên để đảm bảo tính trung
hòa về điện tích, zeolit cần có các ion dương (Cation) để bù trừ và thường là các
Aluminat natri Silicat natri
Sản phẩm

Phối liệu
Kết tinh
Sấy
Lọc

Zeolit nhão
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
16
cation kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. Những cation này nằm ngoài mạng lưới tinh
thể nên dễ dàng tham gia vào các quá trình trao đổi ion với các cation khác [10].
1.3. ỨNG DỤNG CỦA ZEOLIT
Zeolit được dùng với nhiều mục đích trong các lĩnh vực như công nghiệp
hóa học, kỹ thuật môi trường như là các chất hấp phụ, chất mang xúc tác, xử dụng
trong các quá trình chiết tách một cách chọn lọc các chất khí, trữ nhiệt v.v. Các
loại sản phẩm đượ
c điều chế từ các loại khoáng sét của Việt Nam đã được ứng
dụng với qui mô lớn trong ngành nuôi trồng thủy sản để làm sạch nước các hồ nuôi
tôm.
Trong ngành công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa người ta sử dụng zeolit A như là
vật liệu hợp phần của các loại bột giặt với công thức mNa
2
O.nAl
2
O
3
.xSiO
2
.yH
2
O. Lượng
tiêu thụ zeolit A trên thế giới hàng năm khoảng 1.300.000T. Lượng zeolit tổng hợp dùng
làm chất mang xúc tác cho công nghiệp hóa chất, công nghiệp dầu khí khoảng
117.000T/Năm chỉ bằng 1/10 so với lượng zeolit sử dụng trong công nghiệp tẩy rửa

nhưng lại chiếm tới 55% tổng giá trị của tất cả các loại zeolit đang được tiêu thụ trên toàn
cầu.

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
17
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG TÁC CHUẨN BỊ
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn là tổng hợp zeolit từ bauxit và cát trắng Việt
Nam nhóm nghiên cứu đã chọn phương pháp Bayer để phân hủy quặng bauxit là
công nghệ vừa phổ biến, đơn giản, dễ vận hành và cho sản phẩm chất lượng cao và
sử dụng phương pháp thiêu cát với kiềm rồi tiến hành quá trình hòa tách thu hồi
sản phẩm natri silicat.
Từ thông tin thu thập được, nghiên cứu tổng quan lý thuyết về quá trình hòa
tách thu hồi aluminat natri, silicat natri, t
ổng hợp zeolit rồi dựa vào lý thuyết tiến
hành các thí nghiệm thăm dò khả năng thu hồi các sản phẩm trung gian. Từ các sản
phẩm trung gian tiến hành thí nghiệm tổng hợp zeolit.
Nghiên cứu thí nghiêm trong phòng thí nghiệm.
Tổng hợp sản phẩm ở qui mô phòng thí nghiệm.
Sản xuất thử ở qui mô 100g/mẻ.
2.2. THIẾT BỊ VÀ VẬT TƯ NGHIÊN CỨU.
2.2.1. Thiết bị nghiên cứu.
- Lò nung Muffle của Đức có thiết bị khống ch
ế nhiệt độ có khả năng nung đến
1200
o
C và lò nung Vestar (Anh).
- Máy khuấy LM.III của Tiệp Khắc 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 của Tiệp Khắc có tốc độ 4000 vòng/phút.
- Cốc thủy tinh, bình cầu thủy tinh dung tích 1000 ml, 3000 ml, 5000 ml.
- Thiết bị autoclave của UNIDO 200 ml, tốc độ quay 30 ÷ 120 vòng/phút.
- 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 nhiệt sai ±5
o
C.
- Tử sấy chân không SPT-200.
- Tủ sấy 300
o
C (Kenton-Trung Quốc).
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
18
- pH mét: HANNA-HI-98107.
2.2.2. Nguyên liệu và hoá chất.
2.2.2.1. Quặng tinh bauxit.
Do hiện nay các mỏ bauxit ven biển Miền Trung-Việt Nam mới trong quá
trình thăm dò trữ lượng dò sơ bộ, tuy nhiên thành phần và tính chất quặng bauxit
của các mỏ này gần tương đương với mỏ Gia Nghĩa (Cùng là loại quặng Gipxit).
Nhóm nghiên cứu đề tài sử dụng quặng bauxit của mỏ Gia Nghĩa - Đắc Nông thay

thế quặng của các mỏ ven biển Miền Trung.
Quặng bauxit được lấy từ m
ỏ Gia Nghĩa. Mẫu được tuyển và gia công đến
cỡ hạt nhỏ hơn 0,1mm. Mẫu được phân tích để xác định các thành phần hóa học
chính là: Al
2
O
3
, SiO
2
, Fe
2
O
3
, TiO
2
.
Bảng 1: Thành phần hóa học quặng tinh Gia Nghĩa.
Thành phần hóa học (%)
Mẫu
Al
2
O
3
SiO
2
Fe
2
O
3

TiO
2

Quặng tinh 50,69 2,86 16,51 2,01

Mẫu nghiên cứu được phân tích khoáng vật học. Kết quả phân tích được
trình bày trong bảng 2.
Bảng 2: Thành phần khoáng vật học quặng tinh Gia Nghĩa.
Thành phần
khoáng
Gipxit Gơtit Hematit Ilmenit Clorit Thạch anh
Hàm lượng (%) 74 6 5 5 3 3

2.2.2.2. Cát trắng.
Mẫu cát trắng được lấy từ mỏ Thủy Triều - Cam Ranh - Khánh Hòa là nơi
có trữ lượng cát lớn. Thành phần hóa học của mẫu được nêu trong bảng 3.
Bảng 3: Thành phần hóa học cát Thủy Triều
Hàm lượng các nguyên tố (%)
Mẫu
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
TiO

2
CaO
Cát nguyên khai 98,8 0,33 0,11 0,33 0,023

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
19
2.2.2.3. Các hóa chất khác.
Xôđa Na
2
CO
3
: Xô đa khan là bột màu trắng, tỷ trọng 2,533g/cm
3
,
nóng chảy
ở nhiệt độ 854
o
C, tan tốt trong nước và khi tan phát nhiệt nhiều. Xôđa hyđrat
Na
2
CO
3
.10H
2
O có dạng tinh thể lập phương chữ nhật. Trên thị trường hiện nay
xôđa ở dạng hyđrat. Xôđa được làm mất nước kết tinh ở 400
o
C ÷ 500

o
C cho đến
khi khối lượng không đổi.
Hyđroxyt natri NaOH: P và kỹ thuật.
Một số loại hóa chất khác: Chất tạo phức, axit vô cơ các loại.
2.2.3. Công tác phân tích.
Phân tích thành phần hoá học các đối tượng nghiên cứu, các sản phẩm
nghiên cứu: Al, Na, Si, Mn, Fe với khoảng 100 chỉ tiêu tại trung tâm phân tích của
Viện KH&CN Mỏ-Luyện kim. Ngoài ra còn phân tích khoáng vật, X-ray v.v tại
các cơ quan ngoài.
2.2.4. Thành phần hóa học sản phẩm zeolit làm mẫu.
Thành phần hóa học của mẫu zeolit theo tài liệ
u của Hàn Quốc sử dụng
trong công nghiệp chất tẩy rửa của Hàn Quốc:
Bảng 4: Thành phần hóa học mẫu sản phẩm[10].
Na
2
O Al
2
O
3
SiO
2
H
2
O
17 ÷ 18% 28,5 ÷ 29,5% 33 ÷ 34% 18 ÷ 21%

2.2.5. Sơ đồ công nghệ dự kiến.

Hình 9: Thiết bị thí nghiệm
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
20
Sơ đồ công nghệ dự kiến đưa ra ở hình 10

Hình 10: Sơ đồ công nghệ dự kiến
Bã
Quặng bauxit Cát trắng
Nghiền
Phối liệu
Kiềm

Hòa tách
Thiêu kết
Bùn đỏ

Lọc
Thiêu phẩm

Dd aluminat

Hòa tách
H
2
O
Kết tinh

Dd natri silicat

Lọc
Zeolit nhão

Sấy
Sản phẩm Zeolit
BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
21
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ QUẶNG BAUXIT THU HỒI NATRI
ALUMINAT.
Các thí nghiệm được triển khai trên cụm thiết bị qui mô nhỏ (Autoclave 200
mm). Dung dịch hòa tách được điều chế từ hyđroxyt nhôm Al(OH)
3
do nhà máy
hóa chất Tân Bình sản xuất và dung dịch kiềm. Qua tham khảo các tài liệu, các kết
quả phân tích hóa học và khoáng vật của mẫu quặng bauxit sử dụng làm mẫu
nghiên cứu, nhóm thực hiện đề tài chọn qui trình hòa tách ở nhiệt độ 145
0
C
(Tương ứng với áp suất thấp 4 ÷ 5 at). Quá trình được thực hiện trong thiết bị do
UNIDO cung cấp gồm 6 autoclave, dung tích mỗi cái là 200 ml. Các autoclave
được gia nhiệt qua môi trường dầu và huyền phù được khuấy trộn nhờ sự quay của
autoclave. Quy trình thí nghiệm được tiến hành như sau:
- Bauxit và dung dịch hòa tách với một lượng thích hợp được nạp vào autoclave 200 ml, vặn
kín nắp, gá cố định trong bể ổn nhiệt bằng dầu và quay với tốc độ 50 vòng/phút ở
nhiệt độ,

thời gian cần thiết.
- Lấy autoclave ra khỏi bể dầu, làm nguội bằng nước, sau đó tách dung dịch ra
khỏi bùn đỏ bằng máy li tâm với tốc độ 2500 ÷ 3000 vòng/phút. Dung dịch được
phân tích ngay. Bùn đỏ được rửa 3 lần bằng nước cất nóng chứa 2 g/l Na
2
O, sau đó
được sấy ở nhiệt độ 110 ÷ 120
0
C đến khối lượng không đổi, nghiền và chia mẫu để
phân tích. Từ các kết quả phân tích ta có thể tính được hiệu suất quá trình.
3.1.1. Chuẩn bị thành phần phối liệu
3.1.1.1. Chuẩn bị cỡ hạt bauxit.
Cỡ hạt của bauxit được chuẩn bị theo sơ đồ trên hình 9. Quặng tinh bauxit Gia Nghĩa
được gia công đến cỡ hạt -0,3 mm để nghiên cứu công nghệ được trình bày ở hình 11.
3.1.1.2. Chuẩn bị dung dịch luân lưu.
Thành phần dung dịch luân lưu được dùng để xử lý quặng bauxit gipxit có thể dao
động trong khoảng:
- 130 ÷ 220 g/l Na
2
O
c

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
22
- 70 ÷ 120 g/l Al
2
O
3

- α
c
≈ 3
Qua tham khảo các tài liệu, dung dịch luân lưu sử dụng để hòa tách quặng tinh bauxit
dạng gipxit ở điều kiện 145
0
C có thành phần: 165 g/l Na
2
O
c
và α
c
≈ 3. Qui trình chuẩn bị
dung dịch luân lưu được nêu trong hình 12.









Hình 11: Qui trình chuẩn bị cỡ hạt bauxit.

Hình 12: Qui trình chuẩn bị dung dịch luân lưu.
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất rắn khi hòa tách.
Tiến hành nghiên cứu khả năng hòa tách bauxit ở nhiệt độ 145
o
C ở các điều kiện:
Quặng tinh cỡ hạt trung
bình 0,1 ÷ 40mm
Đập lần 1
Phân cấp hạt
-28mm

-5mm

Nghiền
-0,3mm

Hòa tách
+28mm
+5mm
+0,3mm
Đập lần 2
Phân cấp hạt
Phân cấp hạt
Dung dịch luân lưu:

Na
2
O
c
≈165g/l
α
c
≈3
Hòa tan
NaOH 96%

Al(OH)
3

Ly tâm
Nước cất
Dung dịchPhân tích
Điều chỉnh nồng độ Na
2
O
c

NaOH và nước cất

BCTK: Nghiên cứu công nghệ sản xuất zeolit từ bauxit và cát trắng Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim. 2008
23
Hì nh 13: Ả nh hưở ng củ a
nồ ng độ chấ t rắ n đế n

hiệ u suấ t hò a tá ch.
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
190 240 290
Nồ ng độ chấ t rắ n (g/l).
Hiệ u suấ t (%).
+ Nồng độ dung dịch hòa tách: Na
2
O
c
= 165 g/l, α
c
~ 3.
+ Thời gian hòa tách: 60 phút.
+ Khoảng nghiên cứu nồng độ chất rắn từ 180 ÷ 280 g/l.
Các kết quả nghiên cứu được đưa ra trong bảng 5 và hình 13. Từ kết quả
nghiên cứu cho thấy rằng: Với nồng độ chất rắn là 200 g/l sẽ cho hiệu suất hòa tách
tối đa 89,7% và dung dịch hòa tách chứa 0,7 g/l SiO
2
xấp xỉ hiệu suất hòa tách lý
thuyết.
Bảng 5: Ảnh hưởng của nồng độ chất rắn đến khả năng hòa tách.

Thành phần dung dịch (g/l) Thành phần bùn đỏ (%)
Nồng độ
(g/l)
Na
2
O
c
Al
2
O
3
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
ηtt
%
280 159,70 180,50 0,85 35,91 27,82 58,2
260 151,70 171,40 0,85 23,27 38,49 78,7
240 151,70 182,40 0,85 21,81 41,43 82,9
220 151,70 180,00 0,76 15,43 48,36 89,7
200 152,70 170,05 0,70 15,42 48,69 89,7
180 151,70 166,70 0,59 15,23 49,28 90,0