Nghiên cứu tính chất kết dính từ bã thải công nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
------------------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP:


NGHIÊN CỨU CHẤT KẾT DÍNH
TỪ BÃ THẢI CÔNG NGHIỆP

SVTH

: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM
MSSV : V0100375
GVHD : TS. ĐỖ QUANG MINH
BỘ MÔN: VẬT LIỆU SILICÁT
TP Hồ Chí Minh, 1 – 2006
Luận văn tốt nghiệp là bước đầu em làm quen với công việc nghiên cứu,
ứng dụng những lý thuyết đã học vào thực tế nên gặp không ít những khó
khăn. Vượt qua được những khó khăn đó, ngoài sự nổ lực của bản thân, còn có
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè và sự động
viên của gia đình.
Em xin chân thành cảm ơn :
Thầy Đỗ Quang Minh đã tận tình hướng dẫn và chỉ dạy, bổ sung
cho em những kiến thức thực nghiệm quý báu, các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Vật Liệu và bộ môn Silicát đã dìu dắt, dạy dỗ chúng em trong suốt
những năm học vừa qua.
Chú Nguyễn Văn Quang và các cô chú, anh chò kỹ sư cùng tập thể
anh chò công nhân Phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm nhà máy xi măng Hà
Tiên I đã tạo điều kiện thuận lợi cho em về cơ sở thiết bò trong việc nghiên

cứu.
Sự giúp đỡ của bạn bè và nguồn động viên của gia đình.
Huỳnh Thò Ngọc Diễm
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................3
1.1 Công nghệ sản xuất nhôm hydrôxid:...........................................................3
1.1.1 Quặng bauxite:......................................................................................3
1.1.2 Quy trình sản xuất:................................................................................4
1.2 Chất thải từ quy trình sản xuất:....................................................................7
1.3 Các phương hướng xử lý bùn thải................................................................8
1.3.1 Phương hướng tồn trữ bùn thải..............................................................8
1.3.2 Vấn đề sử dụng bùn thải.......................................................................9
1.3.2.1 Canh tác nông nghiệp trên bùn đỏ...................................................10
1.3.2.2 Sử dụng bùn đỏ làm nguyên vật liệu................................................10
1.3.2.3 Thu hồi các khoáng có giá trò...........................................................11
1.4 Mục tiêu của đề tài:...................................................................................11
CHƯƠNG 2: KHÁI NIỆM VỀ CÁC CHẤT........................................................12
2.1 Khái niệm về chất kết dính........................................................................12
2.2 Tính chất của các loại chất kết dính...........................................................12
2.2.1 Ximăng Poóclăng................................................................................12
2.2.2 Ximăng Alumin (XMA).......................................................................14
2.2.3 Ximăng Lamã......................................................................................15
2.2.4 Manhezi kiềm tính...............................................................................15
2.2.5 Đolomit kiềm tính................................................................................16
2.2.6 Chất kết dính vôi.................................................................................16
2.3 Nhận xét:....................................................................................................18
2.4 Cơ sở lý thuyết của hệ Al2O3 – Fe2O3 – CaO .........................................18
2.4.1 Lựa chọn chất tạo dẻo.........................................................................18
2.4.2 Nhiên liệu............................................................................................19

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.....................................................21
3.1 Mục tiêu ....................................................................................................21
3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm.............................................................21
3.2.1 Nghiền phối liệu..................................................................................21
3.2.2 Tạo mẫu bằng phương pháp ép bán khô.............................................22
3.3 Xác đònh các tính chất: khối lượng riêng, độ bền nén................................22
3.3.1 Độ bền nén: là tỷ lệ giữa lực ép phá hủy vật liệu (F) và thiết diện (S)
vuông góc với phương lực ép......................................................................22
3.3.2 Khối lượng thể tích của mẫu...............................................................23
3.4 Sơ đồ thí nghiệm........................................................................................26
3.5. Tính đơn phối liệu.....................................................................................26
3.6 Quá trình sản xuất ximăng bùn đỏ.............................................................29
3.6.1 Chuẩn bò nguyên liệu..........................................................................29
3.5.2 Sấy và nung phối liệu..........................................................................30
3.6.3 Công đoạn đập sơ bộ...........................................................................30
3.6.4 Nghiền và trộn.....................................................................................30
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM..........................................................31
4.1 Phân tích X-ray..........................................................................................31
4.2 Xác đònh độ mòn bằng phương pháp sàng..................................................33
4.3 Xác đònh khối lượng riêng của ximăng......................................................34
4.4 Xác đònh độ mòn của ximăng bằng phương pháp tỷ diện...........................35
4.5 Xác đònh mật độ phân bố cỡ hạt và kích thước hạt trung bình bằng tia
Lazer................................................................................................................36
4.6 Xác đònh cường độ của ximăng..................................................................37
4.7 Xác đònh nhiệt thủy hóa của ximăng..........................................................38
4.8 Xác đònh thành phần hóa............................................................................39
CHƯƠNG 5: BÀN LUẬN...................................................................................45
5.1 Kết quả phân tích thành phần hóa.............................................................45
5.2 Phân tích X-ray (xem phụ lục phân tích X-ray).........................................45
5.3 Kết quả khối lượng riêng...........................................................................46

5.4 Kết quả đo cường độ của ximăng:..............................................................46
5.5 Kết quả đo độ mòn......................................................................................47
5.6 Kết luận......................................................................................................47
Lời mở đầu GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, nền kinh tế thế giới đã phát
triển rất nhanh với sự xuất hiện của những khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp.
Sự phát triển đó đã làm cho đời sống của con người thay đổi rất nhiều. Chất lượng
cuộc sống được nâng lên, tuổi thọ bình quân tăng… Bên cạnh đó, tăng trưởng kinh
tế đã làm xuất hiện những xu hướng tiêu cực, trong đó suy thoái môi trường được
xem là vấn đề quan trọng bậc nhất trên toàn thế giới.
Nhôm kim loại, hợp chất và các hợp kim của nhôm được có mặt trong hầu
hết các ngành công nghiệp: hóa chất cơ bản, hóa dầu, vật liệu xây dựng, gốm sứ,
vật liệu điện, điện tử, hàng không vũ trụ… Để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng thì nhu
cầu về sản lượng alumina hằng năm là rất lớn. Hiện nay các nước trên thế giới
công nghiệp sản xuất alumina chủ yếu đi từ quặng bauxite, tùy theo hàm lượng
nhôm ôxit có trong quặng mà người ta chọn phương pháp sản xuất thích hợp để có
lợi về kinh tế, trong đó thường dùng là phương pháp Bayer. Người ta ước tính trung
bình cứ sản xuất ra 1 tấn alumina từ quặng bauxite thải ra khoảng 0,8 – 2 tấn bùn
thải, vì thế lượng chất thải đổ ra mỗi năm là con số khổng lồ và chiếm lượng lớn
diện tích bề mặt bể chứa. Đây chính là nguyên nhân gây nhiều ảnh hưởng đến môi
trường: ô nhiễm đất, nguồn nước, không khí… Nhất là hiện nay vấn đề bảo vệ môi
trường sinh thái là mục tiêu hàng đầu của cả thế giới.
Các nhà khoa học trên thế giới đã và đang nghiên cứu để tìm cách an toàn
nhất để chứa chất thải này mà không ảnh hưởng đến môi sinh đặt biệt là việc tận
dụng chất thải này vào một số ngành công nghiệp: vật liệu xây dựng, luyện kim,
thu hồi các ôxid có giá trò… Tuy nhiên việc áp dụng các công trình nghiên cứu này
trên thực tế với quy mô lớn còn tùy thuộc vào nhiều điều kiện của từng quốc gia
nhất là hiệu quả kinh tế vì đa phần các biện pháp này rất phức tạp và tốn kém.
Nhưng hiện nay xu hướng chung của các nhà máy sản xuất là khai thác sử dụng các

nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách hợp lý và tận dụng tối đa các bã thải công
nghiệp nhằm tránh sự lãng phí và ô nhiễm môi trường.
Bùn đỏ là chất thải sinh ra từ công nghệ sản xuất nhôm hydroxit từ quặng
bauxite của nhà máy hóa chất Tân Bình. Đây là phần quặng bauxite không tan
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 1
Lời mở đầu GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
trong kiềm với lượng thải khá cao lên đến 30 tấn/ngày. Một số nghiên cứu đã đi
theo hướng sử dụng bã thải này sản xuất bột màu tuy nhiên hiệu quả xử lý không
cao và lượng bã tiêu thụ không nhiều trong khi lượng bùn thải là rất lớn. Mục tiêu
của đề tài này là tận dụng bã thải làm nguyên liệu sản xuất chất kết dính, nhằm xử
lý triệt để loại chất thải này góp phần bảo vệ môi trường, đồng thời tạo ra sản
phẩm mới.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 2
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Nước Việt Nam ta có tiềm năng lớn trong việc xây dựng và phát triển một
nền công nghiệp sản xuất alumina hiện đại. Ngày nay với sự hỗ trợ của khoa học
kỹ thuật và sự giúp đỡ của các nước trên thế giới, thì việc đầu tư, xây dựng và phát
triển ngành công nghiệp này ở tương lai không xa. Cho nên việc nghiên cứu áp
dụng các biện pháp xử lý và sử dụng chất thải dựa trên các kinh nghiệm cũng như
các công trình nghiên cứu các quốc gia đi trước là việc hết sức cần thiết, để sau
này khi nước ta bắt tay vào sản xuất alumina theo công nghệ tiên tiến thì chúng ta
không bò lúng túng trong vấn đề xử lý chất thải. Chúng ta vừa có thể khai thác sử
dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách hợp lý và tận dụng tối đa bã thải
công nghiệp nhằm tránh sự lãng phí vừa có thể bảo vệ tốt môi trường sinh thái.
1.1 Công nghệ sản xuất nhôm hydrôxid:
Nhà máy Hóa chất Tân Bình sản xuất nhôm hydrôxid đi từ quặng bauxite
theo phương pháp Bayer (do K.I Bayer người Áo phát minh vào năm 1887). Phương
pháp này dùng dung dòch xút (NaOH) hòa tách quặng bauxite ở nhiệt độ cao và áp
suất cao. Phương pháp Bayer được sử dụng rộng rãi vì có quy trình đơn giản, chất

lượng sản phẩm tốt, giá thành hạ; tuy nhiên chỉ có lợi về mặt kinh tế khi quặng
bauxite có modul silic ≥10. Khi hàm lượng oxid silic trong quặng bauxite cao,
dùng phương pháp Bayer để sản xuất nhôm không có lợi.
1.1.1 Quặng bauxite:
Bauxite là một trong những quặng có chứa hàm lượng nhôm cao, các
khoáng của nhôm có trong quặng là gibbsite, diaspore, boehmite, ngoài ra bauxite
còn có các khoáng của sắt như hematite, goethite đôi khi có cả pirite …, của silic
như thạch anh, opal…, của titan như anatase, rutin, … có hàm lượng đáng kể, cùng
một số các nguyên tố Ca, Mg, V, Co, Ni, Pb… với hàm lượng rất nhỏ. Tùy theo hàm
lượng oxid sắt mà quặng bauxite có nhiều màu sắc khác nhau. Thành phần hóa học
chính của quặng bauxite dao động trong khoảng rộng sau:
Bảng 1.1: Thành phần hóa của quặng bauxite
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
SiO
2
TiO
2
H
2
O
30%-75% 2%-37% 1%-27% 0%-11% 8%-25%
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 3
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH

Người ta đánh giá quặng bauxite thông qua modul silic: tỷ số giữa hàm
lượng Al
2
O
3
và SiO
2
, quặng bauxite nào có hàm lượng Al
2
O
3
≥ 50% và modul silic
≥ 10 thì chất lượng quặng thuộc loại tốt.
Quá trình các khoáng nhôm biến đổi theo thời gian như sau: Keo nhôm →
Alumo giả bền → Hydragillite → Boehmite → Diaspore → Corundum. Người ta
phân loại bauxite theo tuổi của đá, bauxite diaspore là loại già nhất, còn trẻ nhất là
bauxite hidragillite. Thông thường bauxite có màu đỏ khá cứng, đôi khi có màu
trắng vàng xanh thẩm tùy theo thành phần các chất có trong quặng.
Bauxite không những là quặng nhôm quan trọng cho ngành công nghiệp sản
xuất nhôm và các hợp chất của nhôm, mà còn dùng để sản xuất corundum nhân
tạo, ximăng alumin, gạch chòu lửa… gần đây quặng bauxite còn được dùng làm chất
hấp thụ khi tinh lọc các sản phẩm dầu lửa… Trên thế giới nhiều nước có quặng
bauxite như Pháp, Hungari, Rumani, Hi Lạp, Ý, Mỹ, Trung Quốc… và Việt Nam.
Ở Việt Nam, quặng bauxite đã được phát hiện ở Hà Tuyên, Cao Bằng, Lạng
Sơn, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Gia Lai- Kom Tum, Sông Bé, Phú Khánh… với trữ lượng
lớn hàng tỷ tấn. Nhìn chung quặng bauxite ở Việt Nam có hàm lượng nhôm oxid
khá cao gần bằng 50% và có modul silic >10 có nhiều nơi đạt đến 20-26.
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của quặng bauxite Lâm Đồng
CO
2

Al
2
O
3
Fe
2
O
3
SiO
2
TiO
2
CaO MgO Na
2
O K
2
O
0.32 49.45 17.58 2.08 2.99 -- 0.26 0.05 0.05
1.1.2 Quy trình sản xuất:
Bản chất của phương pháp Bayer là sử dụng dung dòch natrihydrôxid hòa tan
chọn lọc các khoáng nhôm oxid có trong quặng bauxite: gibbsite, diaspore,
boehmite. Các khâu chủ yếu của quy trình là: hòa tách quặng bauxite, khuấy phân
hóa dung dòch natri aluminat, nung nhôm hydrôxid, cô đặc dung dòch nước cái và
caustic hóa.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 4
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Các phương trình phản ứng trong từng khâu:
• Khâu 1: hòa tách quặng bauxite:
Al(OH)
3

+ NaOH →NaAl(OH)
4
(hydragilit, Gibbsite)
AlOOH +NaOH + H
2
O→ NaAl(OH)
4
(Diaspore, Boehmite)
SiO
2
+2NaOH → Na
2
SiO
3
+H
2
O
Na
2
SiO
3
+Na Al(OH)
4
+aq → Na
2
O.Al
2
O
3
.mSiO

2
.nH
2
O +NaOH
Natri silicat Natri alumosilicat (NAS)
Các hợp chất alumosilicat ít tan trong dung dòch kiềm vừa làm giảm thực thu
nhôm vừa làm mất kiềm, đồng thời các khoáng khác không tan trong kiềm nằm lại
dưới dạng bã thải rắn nhưng có khả năng hấp thụ kiềm cao như khoáng vật
goethite… làm tổn thất kiềm và tăng chi phí cho công đoạn rửa bùn thải.
• Khâu 2: khuấy phân hóa dung dòch natrialuminat:
Dung dòch aluminat được tách ra khỏi bã thải, sau đó được pha loãng và giữ
ở nhiệt độ xác đònh để hydrôxid nhôm tách ra
NaAlO
2
+ 2H
2
O ⇔ Al(OH)
3
↓

+ NaOH
• Khâu 3: nung nhôm hydrôxid
• Khâu 4: cô đặc dung dòch cái và caustic hoá:
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 5
550
0
C
Khử H
2
O

Al(OH)
3
1200
0
C
- Al
2
O
3

- Al
2
O
3

Cô đặc
t
0
C
NaOH NaOH
130-140g/l 300g/l
Na
2
CO
3
+Ca(OH)
2
=2NaOH + CaCO
3
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH

Dung dòch kiềm sau khi tách nhôm được cô đặc, sau đó bổ sung lượng NaOH
tổn thất và lại được dùng để chiết nhôm từ quặng bauxite. Như thế dung dòch kiềm
được tái sử dụng trong chu trình kín của quy trình Bayer.
Hiệu suất của quá trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, thời gian,
nồng độ dung dòch, tỉ số rắn/ lỏng, và bản chất của quặng bauxite.
Sơ đồ tóm tắt quá trình Bayer:
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 6
Gđ nghiền quặng phải đạt
Kích thứơc hạt < 0,074mm
Bùn đỏ
Hòa tách trong
autocla
Khấy phân hóa
Mầm Al(OH)
3
Al(OH)
3

Dung dòch NaAlO
2
Dung dòch
Rửa
thải
Cặn đỏ
Bùn quặng
Lắng - lọc
Khuấy phân hóa
Cô đặc và
caustic hóa
Al

2
O
3
Nung
Xút
NaOH
Quặng Bauxite
(nghiền nhỏ)
Cô đặc và
caustic hóa
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
1.2 Chất thải từ quy trình sản xuất:
Bã thải ở dạng cặn rắn, rất mòn, không tan trong dung dòch hoàn lưu và được
thải ra khỏi quy trình cùng có mặt của pha lỏng, có màu đỏ nên được gọi là bùn đỏ.
Màu đỏ và độ màu của bùn thải là do hàm lượng của oxid sắt III. Pha lỏng tồn tại
là do dung dòch hoàn lưu không lọc tách hoàn toàn pha lỏng và pha rắn.
Bảng 1.3: Tính chất vật lý của bùn đỏ
Màu sắc Đỏ cam, đỏ, đỏ nâu, nâu
Độ pH 11,7 – 12,5
Kích thước hạt 70% hạt <100µm và 30% ≥100µm
Diện tích bề mặt riêng 7,3 – 36,4 m
2
/g
Tỷ trọng 1,08 – 1,33
Thành phần hóa học của bùn thải thay đổi tùy từng loại quặng bauxite và
tùy vào phương pháp thu hồi nhôm ôxid có trong quặng. Bùn thải là một hỗn hợp
các ôxid của nhôm, sắt, silic, titan, kiềm… và một số nguyên tố khác: gali, vanadi,
niken, magiê, crom…
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của một số bùn đỏ
Mẫu

bùn đỏ
Thành phần %
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
SiO
2
TiO
2
CaO Na
2
O K
2
O
BĐ1 19,37 47,76 4,30 7,25 0,79 2,38 0,15
BĐ2 16,77 52,80 5,20 6,63 0,86 1,77 0,15
BĐ3 23,59 46,43 4,76 6,06 0,46 1,52 0,10
BĐ4 21,39 48,29 4,66 6,08 0,24 1,87 0,97
Bùn đỏ của nhà máy hóa chất Tân Bình được thải ra mương dưới dạng vữa
loãng. Thành phần khoáng chính của bùn đỏ là gibbsite, goethite, hematite và một
phần nhỏ ilmenite. Hàm lượng oxid nhôm và sắt còn lại khá cao Al
2
O
3tb
~ 21,28%

và Fe
2
O
3tb
~ 47,47%.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 7
Lắng-lọc
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Bảng 1.5: Tỷ lệ cấp hạt của bùn đỏ
% cấp hạt (µm)
< 2 2 – 20 20 – 50 50 – 80 >80
37,12 – 42,09 27,33 – 39,09 12,33 – 15,17 2,82 – 6,46 6,51 – 14,20
1.3 Các phương hướng xử lý bùn thải
1.3.1 Phương hướng tồn trữ bùn thải
Bùn đỏ có độ pH rất cao, vì thế trước khi đổ ra bãi chứa cần phải trung hòa
lượng kiềm dư trong pha lỏng để tránh ô nhiễm, bên cạnh đó việc chọn nơi chứa rất
quan trọng vì vừa phải đảm bảo yêu cầu bảo vệ nguồn nước, đất trồng và môi
trường dân cư lân cận… và phải mang tính khả thi, kinh tế, nhưng tiện lợi nhất là
xây dựng bãi chứa ở gần nhà máy để tránh chi phí chuyên chở. Vì vậy, việc xử lý
bùn trước khi thải là rất cần thiết để tránh ô nhiễm môi trường xung quanh. Trên
thế giới có hai khuynh hướng: chứa bùn trên đất liền và đổ bùn xuống sông, biển.
− Đối với biện pháp thải bùn đỏ ra sông đây là phương pháp đơn giản mà
trước đây nhiều nhà máy thường dùng. Nhưng các chuyên gia nghiên cứu bảo vệ
môi trường khẳng đònh phương pháp này không an toàn do bùn quá mòn nên khó
lắng thêm vào đó chế độ thủy triều mỗi ngày đã phát tán lượng bùn khắp nơi, hàm
lượng kiềm trong nước tăng cao làm nước bò ô nhiễm kéo theo thảm thực vật dưới
nước chết hàng loạt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống kinh tế của vùng
dân cư xung quanh. Hiện nay phương pháp này đã bò cấm sử dụng
− Đối với hướng đổ bùn ra biển thì do lúc đó chưa có nghiên cứu kỹ lưỡng
và còn hời hợt trong việc bảo vệ môi sinh thì việc thải bùn ra biển là một biện

pháp đơn giản, chi phí thấp rất thuận lợi cho các nhà sản xuất bởi không chiếm
dụng đất canh tác, không làm thay đổi pH của nước biển vì xảy ra phản ứng trung
hòa OH
-
bởi Mg
2+
có trong nước biển tạo thành Mg(OH)
2
, MgCO
3
, không gây ô
nhiễm không khí, các nguồn nước ngầm, nước bề mặt… Nhưng sau này khi đi
nghiên cứu xem xét vấn đề này kỹ càng hơn các nhà khoa học thấy rằng việc đổ
bùn thải liên tục ra biển sẽ gây ảnh hưởng đến các loài sinh vật biển, tiêu diệt các
phiêu sinh vật, rong biển, làm mất vẻ đẹp của môi trường biển đặc biệt là đáy
biển… Do đó để khắc phục vấn đề này người ta nghó ra cách thải bùn xuống vũng
ven biển, vũng nhân tạo. Phương pháp này lợi dụng hình dáng bờ biển có những
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 8
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
vònh, vũng ăn sâu vào đất liền, người ta đắp đê chắn để ngăn bùn, đê được làm
bằng đá chòu được sóng to gió lớn, có lớp cát để ngăn bùn chảy ra biển, nhưng nước
biển có thể thấm qua được. Tuy nhiên khi áp dụng phương pháp này phải đầu tư
cao xây các vũng chứa an toàn và thường xuyên kiểm tra các chỉ tiêu ô nhiễm đối
với các vùng biển lân cận vũng chứa, để có thể xử lý kòp thời các tình huống xấu
nhất có thể xảy ra.
− Đối với việc chứa bùn trên đất liền, thì tùy theo đòa hình của từng nơi đặt
nhà máy mà các nhà sản xuất thiết kế bãi chứa cho phù hợp. Nếu đòa hình bằng
phẳng, họ xây dựng các tuyến đập chắn bao bọc xung quanh, khi nhà máy ở gần
các vùng đất trũng tự nhiên hay thung lũng, lợi dụng điều kiện thuận lợi của đòa
hình này người ta chứa bùn thải, cũng bao bọc vùng chứa bằng các đập chắn, thiết

kế đảm bảo tính chống thấm cao cho lớp đất nền và cho các đập chắn. Đôi khi các
nhà sản xuất cũng tận dụng các hầm mỏ cũ để chứa bùn thải, cách này ít tốn kém
vì tận dụng được đòa thế thuận lợi tự nhiên của khu mỏ. Khi thiếu đất để xây dựng
bãi chứa, người ta có thể chất đống bùn đỏ sau khi đã lọc và rửa sạch kiềm. Tóm
lại dù tồn trữ bùn đỏ dưới bất cứ hình thức nào nhà sản xuất đều phải đặt vấn đề
bảo vệ môi trường xung quanh lên hàng đầu.
Tuy nhiên nếu chỉ dừng lại ở việc tồn trữ bùn thải một cách an toàn, giảm
thiểu được vấn đề ô nhiễm thì chưa đủ, vì theo thời gian lượng bùn thải tích lũy
ngày càng nhiều và bãi chứa trở nên quá tải cộng thêm chi phí phải gia cố bảo trì
bãi chứa hằng năm đã trở thành gánh nặng cho các nhà sản xuất. Vì thế việc
nghiên cứu tận dụng bùn thải là một vấn đề hết sức cấp bách và cực kỳ quan trọng.
1.3.2 Vấn đề sử dụng bùn thải
Trước đây sau một thời gian phơi khô tự nhiên, người ta dùng bùn khô để san
lấp các vùng đất trũng, đắp đường… nhưng cách sử dụng này chưa hiệu quả và có
phần lãng phí, vì thành phần các chất có ích trong bùn thải còn lại rất nhiều. Để
bùn đỏ có thể được sử dụng thì trước tiên phải loại bỏ nước trong bùn, chuyển
thành bùn đặc dạng bánh rắn để dễ vận chuyển và xử lý. Đây là vấn đề khó khăn
vì bùn đỏ thường ở dạng keo và cỡ hạt của pha rắn rất mòn (hơn 60% bùn đỏ có
kích thước hạt nhỏ hơn một micron). Hơn nữa, pha lỏng rất nhớt nên khó làm khô.
Do vậy, bùn đỏ được loại bỏ nước bằng máy lọc ép. Và sau khi lọc, bùn đỏ có thể
được xem là một loại nguyên liệu thô phức tạp, thành phần có nhiều khoáng có giá
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 9
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
trò như: Fe
2
O
3
, Al
2
O

3
, V
2
O
5
, TiO
2
và một số nguyên tố đất hiếm với hàm lượng rất
nhỏ.
Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu nhằm tìm ra các biện pháp
hữu hiệu hơn để sử dụng bùn đỏ. Có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng bùn đỏ
theo nhiều hướng khác nhau, nhưng vấn đề triển khai áp dụng còn bò hạn chế và
phụ thuộc điều kiện tại chỗ của từng quốc gia, từng đòa phương. Các biện pháp sử
dụng bùn đỏ có thể được chưa thành ba nhóm:
• Canh tác nông nghiệp
• Dùng làm nguyên vật liệu
• Thu hồi các khoáng vật có ích
1.3.2.1 Canh tác nông nghiệp trên bùn đỏ
Việc trồng trọt trên bùn thải rất khó thực hiện do các nguyên nhân sau: độ
pH cao, hàm lượng muối cao, thiếu chất dinh dưỡng, môi trường không có vi sinh
vật. Nhưng nếu có nghiên cứu và đầu tư thích đáng từ khâu xử lý bùn và kết hợp
phương án cải tạo đất nghèo, lựa chọn cây trồng phù hợp… thì việc trồng trọt trên
đất bùn rất khả quan. Một số cây được trồng trên bùn thải: cỏ, bắp cải, một vài họ
đậu (đậu marrow).
Bùn đỏ còn sử dụng làm phân bón để cải tạo đất khi được phối trộn với một
số chất khác có thành phần kali, nitơ, photpho…
1.3.2.2 Sử dụng bùn đỏ làm nguyên vật liệu
Các công trình nghiên cứu sử dụng bùn đỏ làm nguyên vật liệu cho ngành
sản xuất ximăng, gạch ngói, vật liệu xây dựng…
Sản xuất ximăng: Trong việc điều chế ximăng, bùn đỏ được dùng làm

nguồn cung cấp Fe
2
O
3
thay cho xỉ lò, vì bùn đỏ có hàm lượng Fe
2
O
3
cao. Kết quả
thu được cho thấy độ bền chòu nén của hai loại ximăng không có khác biệt đáng
kể. Nhưng trên thực tế, nhược điểm của xỉ lò là có hàm lượng Mn cao, còn với bùn
đỏ là do hàm lượng kiềm cao. Kết quả thu được cho thấy rằng dùng xỉ thì thuận lợi
hơn. Muốn để bùn đỏ có thể cạnh tranh với xỉ lò thì phải hạ thấp chi phí của khâu
lọc ép và vận chuyển.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 10
Chương 1: Tổng quan GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Sản xuất gạch ngói: Bùn đỏ có thể được dùng để sản xuất gạch ngói bằng
cách trộn bùn đỏ với đất sét theo tỷ lệ thích hợp rồi đem nung. Do hàm lượng kiềm
trong bùn đỏ cao nên người ta cần phải thêm một số chất phụ gia vào để tăng
cường độ chòu lực của loại gạch này.
Sản xuất tấm lợp cách âm: Trộn bùn đỏ với thủy tinh vỡ và một số chất thải
rắn khác, tấm lợp có tính chất chống cháy, chống sự thay đổi của thời tiết tốt hơn
loại tấm lợp làm bằng xenluloz và nhựa.
Sản xuất bột màu: Do hàm lượng sắt oxid cao, bùn đỏ dùng làm chất tạo
màu cho gạch, bêtông, sơn, thủy tinh.
Sản xuất chất keo tụ: có nguồn gốc muối sắt, muối nhôm có tác dụng keo tụ
lắng trong nước dùng để xử lý nước thải.
Ngoài ra bùn đỏ còn được dùng để sản xuất vật liệu xây dựng nhẹ, chất độn
nhẹ, sản xuất bêtông nặng chống phóng xạ…
1.3.2.3 Thu hồi các khoáng có giá trò

Dựa theo các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và khoáng vật của
bùn đỏ, người ta đã tìm ra các phương pháp thu hồi các kim loại, oxid kim loại có
giá trò như: Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, V
2
O
5
, Ga…
1.4 Mục tiêu của đề tài:
Xử lý chất thải rắn công nghiệp một cách triệt để nhằm sản xuất chất kết
dính.
Vừa khai thác sử dụng các nguồn tài nguyên một cách hợp lý vừa tận dụng
tối đa chất thải rắn nhằm tránh sự lãng phí để có thể bảo vệ tốt môi trường sinh
thái.
Quy mô sản xuất chuyển từ phòng thí nghiệm sang bán sản xuất.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 11
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
CHƯƠNG 2: KHÁI NIỆM VỀ CÁC CHẤT
KẾT DÍNH
2.1 Khái niệm về chất kết dính
Chất kết dính là những chất hoặc hợp chất có khả năng tự rắn chắc, đồng
thời liên kết một hệ khác (sợi hoặc hạt) thành khối vững chắc.
Chất kết dính sau khi hòa tan bởi nước có thể đóng rắn và bền vững trong

môi trường không khí đó là CKD không khí. Ví dụ như: thạch cao, vôi, CKD
manhezi.
Chất kết dính sau khi trộn nước và trong không khí có thể tiếp tục đóng rắn
và bền vững trong môi trường nước đó là CKD thủy lực. CKD thủy lực có khả năng
đóng rắn và tăng cường độ trong nước. Ví dụ như: XM Poóclăng, XM cao nhôm,
XM xỉ, XM Puzơlan, vôi thủy lực, XM Lamã…
Chất kết dính sau khi đóng rắn trong không khí có thể bền vững dưới tác
dụng của môi trường axit đó là CKD bền axit.
2.2 Tính chất của các loại chất kết dính
2.2.1 Ximăng Poóclăng
− Tính chất
XMP là chất kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mòn của clinker XMP với
những phụ gia thích hợp.
Khi trộn với nước, một loạt các quá trình hóa lý phức tạp xảy ra, nhờ vậy
ximăng tạo thành khối đá rắn chắc, gọi là đá XM. Ta gọi đó là quá trình đóng rắn.
Về mặt hóa học, các khoáng của XMP phản ứng với nước tạo các hydro –
silicat canxi hoặc các hydro – aluminat canxi, đây là những khoáng cho vữa XMP
cường độ.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 12
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Về mặt lý học, cấu trúc tinh thể của các khoáng biến đổi trong một loạt quá
trình hòa tan – kết tinh, cấu trúc keo, gel tạo liên kết bền vững cho khối đá
ximăng.
− Các khoáng tạo nên tính kết dính:
Nguyên liệu cung cấp các ôxit chính cho quá trình tạo khoáng cần thiết cho
XMP chủ yếu là SiO
2
, Al
2
O

3
, CaO, Fe
2
O
3
. Thành phần khoáng chính của clinker
XMP là C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF; một lượng ôxit tự do và pha thủy tinh. Đây chính là
những khoáng tạo nên tính kết dính, quyết đònh đến cường độ của XMP.
− Quá trình đóng rắn của XMP
Quá trình được mô tả bằng sơ đồ sau:
Hình 2.1: Quá trình tương tác ximăng – nước
− Quá trình đóng rắn xét theo tương tác từng khoáng XMP
Quá trình thủy phân khoáng C
3
S và C
2
S
• Khoáng C
3
S bò thủy phân theo sơ đồ phản ứng
Nếu nhiều nước:
3CaO.SiO

2
+ mH
2
O = xCaO.SiO
2
.nH
2
O + (3 – x)Ca(OH)
2
Nếu thiếu nước:
2(3CaO.SiO
2
) + 6H
2
O = 3CaO.2SiO
2
.3H
2
O + 3Ca(OH)
2
• Khoáng C
2
S tạo sản phẩm tương tự như C
3
S nhưng không có Ca(OH)
2
2CaO.SiO
2
+ mH
2

O = 2CaO.SiO
2
.mH
2
O
• Quá trình thủy hóa khoáng C
3
A
3CaO.Al
2
O
3
+ nH
2
O = 3CaO.Al
2
O
3
.nH
2
O
Ở nhiệt độ thường, ban đầu tạo sản phẩm trung gian 2CaO.Al
2
O
3
.8H
2
O và
4CaO.Al
2

O
3
.13H
2
O không bền, chuyển dần thành 3CaO.Al
2
O
3
.6H
2
O.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 13
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Các sản phẩm thủy hóa tiếp theo của C
3
A như CAH
13
và CAH
18
hòa tan rất
nhanh, làm ximăng đóng rắn nhanh và thời gian ninh kết ngắn. Vì vậy phải dùng
thạch cao làm chậm quá trình hòa tan C
3
A. Hàm lượng thạch cao trong XMP phụ
thuộc chủ yếu vào hàm lượng khoáng C
3
A.
Thạch cao tác dụng với C
3
A tạo khoáng etringit bao quanh làm C

3
A khó hòa
tan hơn.
3CaO.Al
2
O
3
+ 3CaSO
4
.2H
2
O + 26H
2
O = 3CaO.Al
2
O
3
.3CaSO
4
.32H
2
O
• Khoáng C
4
AF thủy phân theo phương trình
4CaO.Al
2
O
3
.Fe

2
O
3
+ mH
2
O = 3CaO.Al
2
O
3
.6H
2
O + CaO.Fe
2
O
3
.mH
2
O
2.2.2 Ximăng Alumin (XMA)
− Tính chất
Ximăng Alumin còn được gọi tên theo hai tác dụng chính là chất kết dính
thủy lực đóng rắn nhanh hoặc ximăng chòu lửa. XMA là sản phẩm nghiền mòn từ
clinker XMA hoặc nấu chảy hỗn hợp nguyên liệu rồi làm nguội hợp lý. So với
XMP, tốc độ làm nguội ximăng Alumin cần chậm hơn nhiều. Sản phẩm đóng rắn
của XMA ngoài tác dụng đóng rắn nhanh còn có độ chòu lửa cao, vì vậy XMA được
dùng như ximăng chòu lửa.
− Các khoáng tạo nên tính kết dính
Thành phần khoáng quan trọng nhất là aluminát canxi CaO.Al
2
O

3
(CA),
ngoài ra là các khoáng như 12CaO.7Al
2
O
3
(C
12
A
7
) và CaO.2Al
2
O
3
(CA
2
); các silicát
canxi 2CaO.SiO
2
(C
2
S) và ghelenhít 2CaO.SiO
2
.Al
2
O
3
(C
2
AS), 6CaO.2Al

2
O
3
.Fe
2
O
3
,
2CaO.Fe
2
O
3
(C
2
F). Trong đó CA, C
2
AS, C
2
S là khoáng chính tạo nên tính kết dính
cho ximăng Alumin.
− Quá trình đóng rắn
Phản ứng thủy phân aluminát canxi (CA) là phản ứng cơ bản trong quá trình
đóng rắn của XMA
Ở nhiệt độ 20 – 25
0
C:
2(CaO.Al
2
O
3

) + 11H
2
O = 2CaO.Al
2
O
3
.8H
2
O + Al(OH)
3
Ở nhiệt độ cao hơn 20 – 25
0
C:
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 14
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
3(CaO.Al
2
O
3
) + 9H
2
O = 3CaO.Al
3
O
3
.6H
2
O + Al(OH)
3
Khoáng ban đầu thủy hóa CaO.Al

2
O
3
.10H
2
O có cường độ rất cao, sau đó
chuyển thành CaO.Al
2
O
3
.8H
2
O. Khoáng CaO.Al
2
O
3
.6H
2
O là không mong muốn do
cường độ thấp.
2.2.3 Ximăng Lamã
− Tính chất
XM La- mã là chất kết dính thủy lực, đó là XM có thành phần phối liệu
tương tự như XMP, nhưng nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết khối của các
khoáng trong XMP.
− Các khoáng tạo nên tính kết dính
Do nhiệt độ nung thấp, các khoáng tạo thành có số lượng và chất lượng thấp.
Các khoáng chính như: C
2
S, CA, C

12
A
7
, C
2
F… Do chất lượng các khoáng không tốt
nên khả năng kết dính yếu, cường độ không cao.
− Quá trình đóng rắn
XM La mã có các khoáng như : 2CaO.SiO
2
, CaO.Al
2
O
3
, 12Cao.7Al
2
O
3
,
2CaO.Fe
2
O
3
tác dụng với nước tương tự như XMA.
Một số tài liệu cho rằng có cả các khoáng C
3
A và C
4
AF. Không thể có C
3

S
do nhiệt độ nung thấp (dướùi 1250
0
C không thể có C
3
S ).
Trong quá trình đóng rắn XM La mã, xảy ra quá trình thủy hóa các khoáng
silicát, aluminát và ferít của canxi cũng như ôxít magie nếu có.
2.2.4 Manhezi kiềm tính
− Tính chất
Manhezi kiềm tính là CKD không khí, được sản xuất bằng phương pháp
nung sau đó nghiền mòn manhezit kiềm tự nhiên (MgCO
3
).
Manhezi kiềm tính không hòa tan trong nước như các CKD khác, mà tan
trong một số dung dòch muối như: MgCl
2
, MgSO
4
. Sản phẩm hòa tan này có tính
kết dính và được gọi là XM manhezi.
− Các khoáng tạo nên tính kết dính:
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 15
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Các khoáng chính đối với manhezi kiềm tính: Mg(OH)
2
− Sự đóng rắn manhezi kiềm tính
Khi đóng rắn trong môi trường nước, CKD manhezi không có cường độ cao.
Khi đóng rắn trong môi trường dung dòch muối MgCl
2

hoặc MgSO
4
, CKD có cường
độ cần thiết.
Tác dụng của dung dòch muối được giải thích như sau: trước hết, MgO tác
dụng với nước tạo lớp màng Mg(OH)
2
trên bề mặt hạt. Việc tạo lớp màng tạo
hydroxyt Mg(OH)
2
trên bề mặt hạt ngăn nước tiếp tục thấm sâu vào trong tiếp tục
quá trình hydrat hóa. MgCl
2
có tác dụng phá hủy lớp màng này, làm tăng quá trình
hydrat hóa manhezi kiềm tính.
2.2.5 Đolomit kiềm tính
− Tính chất
Đolomit kiềm tính là CKD trong không khí, sản xuất bằng cách nung đolomit
tự nhiên MgCO
3
.CaCO
3
sau đó nghiền mòn. CKD đolomit cũng được hòa tan bằng
muối MgCl
2
hoặc các muối khác.
MgO tự do ở dạng khoáng periclaz có khả năng làm nở XM khi đóng rắn.
Kích thước tinh thể càng lớn, XM càng bò nở nhiều. Tốt nhất là làm sao để MgO
tạo dung dòch rắn hoặc hòa tan vào pha thủy tinh.
− Các khoáng tạo nên tính kết dính

Các khoáng chính đối với manhezi kiềm tính: Mg(OH)
2
− Quá trình đóng rắn
Quá trình đóng rắn của đolomit kiềm tính cũng như manhezi kiềm tính, đều
xảy ra sự hydrat hóa với sự tạo hydrat của ôxit magie và oxy- clorit magie. Do còn
chứa một lượng đáng kể CaCO
3
chưa phân hủy, nên cường độ đolomit không cao
bằng manhezi.
2.2.6 Chất kết dính vôi
− Tính chất
Vôi là chất kết dính trong không khí, sản xuất bằng phương pháp nung các
nguyên liệu chứa nhiều CaCO
3
như đá vôi, đá phấn, đolomít…
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 16
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Ở nhiệt độ cao (khoảng 600 - 900
0
C) cácbonat canxi phân hủy theo phản
ứng:
CaCO
3
= CaO + CO
2
CaO nhận được là vôi sống. CaO tác dụng với nước, tạo Ca(OH)
2
CaO + H
2
O = Ca(OH)

2
(vôi tôi)
− Các khoáng tạo nên tính kết dính
Ca(OH)
2
có khả năng khi phản ứng với CO
2
trong không khí tạo khối đá rắn
chắc hoặc khi trộn với chất độn tạo khối dẻo đóng rắn. Nhờ vậy, Ca(OH)
2
được gọi
là chất kết dính trong không khí.
Phản ứng đóng rắn vôi trong không khí như sau:
Ca(OH)
2
+ CO
2
= CaCO
3
− Quá trình đóng rắn
Quá trình đóng rắn vôi xây dựng theo hai giai đoạn :
• Bay hơi nước lẫn cơ học trong tinh thể Ca(OH)
2
khỏi dung dòch nước bảo
hòa
• Cacbonát hóa Ca(OH)
2
do hấp thụ khí CO
2
từ không khí, tạo CaCO

3
theo
phản ứng:
Ca(OH)
2
+ CO
2
+nH
2
O= CaCO
3
+ (n+1)H
2
O
Quá trình xảy ra với sự biến đổi thể tích lớn. Vì vậy, khi dùng vôi, luôn phải
dùng cùng 2 - 4 phần cát. Cát tạo bộ khung ngăn cản quá trình biến đổi thể tích, tạo
vết nứt.
Hơn nữa, quá trình đóng rắn vôi rất chậm. Sự tạo lớp mỏng CaCO
3
trên bề
mặt ngăn cản quá trình thâm nhập CO
2
vào sâu phía trong. Thực tế, quá trình bay
hơi nhanh hơn quá trình cacbonát hóa, vì vậy sự kết tinh Ca(OH)
2
có ý nghóa thực
tiễn lớn hơn quá trình cacbonát hóa.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 17
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
2.3 Nhận xét:

Tập hợp các khoáng có khả năng kết dính như: C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF, CA,
C
12
A
7
, CA
2
, C
2
AS, C
2
F, Mg(OH)
2
, Ca(OH)
2
…Tấc cả các khoáng này có khả năng
phản ứng với nước trong môi trường không khí hoặc môi trường nước tạo ra các
CKD không khí hoặc CKD thủy lực.
Nguyên liệu để tạo nên các khoáng này là các nguyên liệu tự nhiên cung
cấp các ôxit Al
2
O

3
, SiO
2
, CaO, Fe
2
O
3
, MgO…
2.4 Cơ sở lý thuyết của hệ Al
2
O
3
– Fe
2
O
3
– CaO
Bảng 2.1: Thành phần hóa của bùn đỏ:
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
TiO
2

Na
2
O MKN
4,3 19,37 47,76 7,25 2,38 14,83
Ta nhận thấy thành phần hóa của bùn đỏ và đá vôi có khả năng tạo ra chất
kết dính. Do bùn đỏ chứa thành phần Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
tương đối nhiều nên đá vôi là
nguyên liệu bổ sung thành phần CaO. Vì vậy, ta quyết đònh lựa chọn giản đồ Al
2
O
3
– Fe
2
O
3
– CaO để giải thích khả năng tạo khoáng từ các nguyên liệu đã chọn.
Hình 2.3 : Giản đồ hệ 3 cấu tử CaO –Al
2
O
3
– Fe
2
O

3
2.4.1 Lựa chọn chất tạo dẻo
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 18
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Để có khả năng tạo khoáng của chất kết dính dựa trên bùn đỏ và đá vôi, ta
bổ sung thêm một lượng đất sét Tân Uyên. Lý do của việc lựa chọn đất sét Tân
Uyên là vì:
− Đất sét là nguyên liệu mòn, dùng để tạo dẻo, khả năng tạo hình tốt.
− Hàm lượng Al
2
O
3
, SiO
2
cao
− Giá thành tương đối rẻ, đất sét sử dụng ở dạng mòn
Bảng 2.2: Thành phần hóa của đất sét
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MgO K
2
O TiO

2
MKN
∑
56,7 30,1 0,81 0,18 1,31 0,73 10,17 100
2.4.2 Nhiên liệu
Nhiên liệu được sử dụng để đốt lò là gaz, nhiên liệu này được đốt bằng vòi
phun (mỏ đốt). Nhiệt trò nhiên liệu khí này cao khoảng 8000 – 10000 kcal/kg khí.
Ngoài ra còn sử dụng thêm than cám được trộn sẵn trong phối liệu. Sau khi nhiệt
độ lò ổn đònh thì lúc đó than cám trong mẫu sẽ cháy giúp cho quá trình lưu nhiệt
trong mẫu diễn ra tốt hơn. Than cám ta sử dụng ở dạng than đá nghiền mòn được
bán trên thò trường.
• Ưu điểm
− Điều khiển quá trình đốt nhiên liệu này dễ dàng hơn nhờ van áp, khi điều
chỉnh van áp ta có thể nhận được những ngọn lửa có độ dài, hình dáng khác
nhau.
− Sự trao đổi nhiệt tốt hơn lò điện, sản phẩm nung nhiều hơn.
• Nhược điểm
− Hơi đắt
− Do cách sắp xếp sản phẩm vào lò nung không tốt dẫn đến sự kết khối diễn
ra chưa đều. Có nghóa là mẫu ở gần nơi mỏ đốt thì cháy và chảy ra so với
sản phẩm ở xa mỏ đốt.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 19
Chương 2: Khái niệm về các chất kết dính GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
Trong quá trình cháy xảy ra phản ứng:
C + O
2
→ CO
2
Tạo mẫu bằng phương pháp ép bán khô cùng với việc trộn than vào phối
liệu nên sản phẩm nung dễ thay đổi cấu hình, đây chính là lý do đất sét Tân Uyên

và lượng than đưa vào rất ít.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 20
Chương 3: Phương pháp thí nghiệm GVHD: TS.ĐỖ QUANG MINH
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1 Mục tiêu
Chuyển quy mô sản xuất từ phòng thí nghiệm sang bán sản xuất với lò nung
bằng gaz hiện đại, công suất lớn.
Xác đònh lượng cao lanh Tân Uyên cần thiết để tạo hình, sản phẩm mộc có
độ bền cơ tốt nhất để đưa vào lò nung.
Xác đònh lượng than cần thiết bởi vì than sẽ cháy trong quá trình nung, khả
năng truyền nhiệt cho sản phẩm nung tốt hơn, giảm chi phí tiền gaz do gaz đắt hơn
than.
3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm
3.2.1 Nghiền phối liệu
Dựa vào các kết quả nghiên cứu trước bùn đỏ, đá vôi được cân theo tỉ lệ 1:1
Đất sét được cân theo nhiều tỉ lệ cho vào máy nghiền bánh xe để nghiền
đến cỡ hạt thích hợp có khả năng tạo hình tốt.
Chọn lượng than cho vào phối liệu là 7% so với nguyên liệu gầy (bùn đỏ và
đá vôi).
− Nhược điểm:
Cồng kềnh, làm việc ồn ào và bụi, khó điều chỉnh cỡ hạt nên cỡ hạt không
đồng đều.
− Ưu điểm:
Nghiền mòn và trộn đều bùn đỏ, đá vôi, đất sét và than.
Vừa nghiền vừa chà xát phối liệu
Bùn đỏ có độ ẩm cao nên khi đưa đá vôi, đất sét và than vào giúp trộn và
nghiền tốt khỏi phải qua công đoạn phơi hay sấy bùn đỏ.
SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC DIỄM 21