Nghiên cứu điều chế vật liệu hấp thụ kim loại nặng trong nước từ bùn đỏ

Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 1
LỜI MỞ ĐẦU
Nguồn nước sạch không bị ô nhiễm là điều mong moi của toàn thể nhân loại trên
thế giới. Hiện nay, hon một tỷ người trên thế giới thường xuyên thiếu nguồn nước sạch
đê sử dụng. Việt Nam cũng là một quốc gia đang đối đầu với tình trạng khan hiếm nguồn
nước sạch dùng cho mục đích sinh hoạt và sản xuất. Nhất là tại các khu vực ngoại thành
hay nông thôn, noi mà nguồn nước cấp còn chưa đầy đủ và chưa đảm bảo các yêu cầu về
chất lượng nguồn nước cấp cho sinh hoạt.
Dư lượng kim loại nặng trong nước với một lượng lớn vượt quá tiêu chuẩn cho
phép sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ con người. Nhiễm độc Cadimi gây ung
thư, bệnh phổi và xương; Kẽm gây tác động đến hệ tiêu hoá, Niken gây bệnh về da. Dư
lượng kim loại nặng Kẽm, Cadimi, Niken thường được tìm thấy nhiều nhất trong nước
thải của ngành sản xuất xi mạ, nước thải này được đô ra sông gây ảnh hưởng xấu đến
chất lượng nguồn nước mặt và nước ngầm.
Chính vì vậy vấn đề xử lý dư lượng kim loại nặng trong nước là một nhu cầu cấp
thiết hiện nay. Trong thời gian qua, đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm mục
đích loại bỏ dư lượng kim loại nặng trong nguồn nước. Trong các phương pháp được
nghiên cứu thì phương pháp dùng vật liệu đồ hấp phụ dư lượng kim loại trong nước cho
thấy có nhiều ưu điểm.
Hướng nghiên cứu: Điều chế và khảo sát khả năng hấp phụ dư lượng kim loại
nặng Kẽm, Cadimi, Niken trong nước của vật liệu hấp phụ có nguồn gốc từ bùn dở nhà
máy hoá chất Tân Bình tại phòng thí nghiệm.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 2
CHƯƠNG 1
TỎNG QUAN
1.1. ĐẶT VẨN ĐÈ
1.1.1. Lý do chọn đề tài
Bùn đỏ là chất thải của công nghiệp sản suất nhôm oxit từ quặng bauxit, có thành
phần là các oxit sắt, oxit nhôm, oxit silic, oxit titan, Do độ kiềm quá cao nên bùn đỏ là

tác nhân gây ô nhiễm môi truờng nghiêm trọng tại các bãi thải và lây lan sang các vùng
lân cận.
Hiện nay tại nhà máy Hóa chất Tân Bình Thành phố Hồ Chí Minh hằng năm thải
ra hàng trăm ngàn tấn bùn thải. Đê giải quyết vấn đề bùn thải có rất nhiều hướng nghiên
cứu như sản xuất vật liệu xây dựng, thu hồi các khoáng có giá trị,
Tận dụng nguồn oxit còn lại trong bùn đỏ, chúng tôi đưa ra hướng nghiên cứu là
chế tạo zeolit và vật liệu hấp phụ các kim loại nặng với hy vọng là tạo ra các sản phẩm có
hiệu quả cao, giá thành hạ góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước.
1.1.2. Mục đích đề tài
■ Nghiên cứu chế tạo zeolit.
■ Chế tạo vật liệu hấp phụ kim loại nặng.
■ Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu trong phòng thí nghiệm.
■ Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu trên mẫu nước thải xi mạ.
1.1.3. Tính khả thỉ của đề tài
Việc sản xuất zeolite và vật liệu hấp phụ kim loại nặng từ nguồn bùn dở là một
hướng đi khả thi bởi lẽ :
■ Tận dụng được nguồn nguyên liệu phế thải trong nước.
■ Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do bùn đỏ gây ra.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 3
■ Quy trình đơn giản, dễ thực hiện, chi phí sử dụng năng lượng thấp.
Đồ án tot nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 4
1.1.4. Đối tượng nghiên cứu
Bã thải nhà máy hoá chất Tân Bình.
1.1.5. Noi thực hiện
Đe tài được thực hiện trong thời gian 3 tháng, từ tháng 9 năm 2006 đến tháng 12
năm 2006 tại Phòng Xúc tác và Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học Vật liệu
ứng dụng.
1.2. NHÀ MÁY HOÁ CHÁT TÂN BÌNH [7] [11] [12]

1.2.1 Giới thiệu chung [7]
Nhà máy hoá chất Tân Bình là một trong sáu thành viên của công ty Hoá chất cơ
bản Miền Nam, thuộc tổng công ty hoá chất Việt Nam. Công Ty Hoá Chất Cơ Bản Miền
Nam là doanh nghiệp nhà nước được thành lập từ năm 1976 chuyên sản xuất các sản
phẩm hoá chất vô cơ cơ bản. Nhà máy hoá chất Tân Bình ban đầu là cơ sở sản xuất hoá
chất do tu
-
nhân Đài Loan xây dựng năm 1969 với sản phẩm chính là axit sulfuric và
phèn đơn. Đen năm 1973, nhà máy sản xuất thêm hydroxit nhôm Đan năm 1976, nhà
máy được tiếp quản và thuộc Công Ty Hoá Chất Cơ Bản Miền Nam. Từ 1995 công ty
thuộc Tông công ty hoá chất Việt Nam.
Nhà máy sản xuất các sản phâm gồm:
V Axit Sulfuric (H2SO4) : 40.000 tấn/năm
V Hydroxit nhôm (Al(OH)
3
: 30.000 tấn/năm
V Phèn đơn Sulfat nhôm : 10.000 tấn/năm
V Phèn kép gồm phèn amoni & kalisulfat của nhôm Sulfat: ltấn/ca
V Các sản phẩm phụ: Na
2
SO
3
.5H
2
0 Natrithiosulíầt, Natrisulfit Na
2
S0
3
.7H
2

0,
natripyrosulíìt Na
2
s
2
0
5
.
Nguồn tiêu thụ sản phẩm chủ yếu là thị trường trong nước, đặc biệt là các nhà
máy cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh và ở phía nam. Nhà máy còn cung cấp nguyên
liệu cho các nhà máy và công ty trong khu công nghiệp và khu chế xuất ở các tỉnh phía
nam. Năm 2001 nhà máy cũng đã thăm dò thị trường nước ngoài và đã xuất khẩu 1.500
tấn nhôm hydroxit sang Nhật Bán.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 5
1.2.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất [11]
Bauxit là một trong những quặng có chứa hàm lượng nhôm cao, các khoáng vật
của nhôm có trong quặng là gibbsit, diaspor, boehmit, ngoài ra bauxit còn có các khoáng
vật của sắt như hemetite, geothite đôi khi có cả pirit, opal, của silic như thạch anh, của
titan như anatase, rutin, có hàm lượng đáng kế, cùng một số các nguyên tố Ca, Mg, V,
Co, Ni, Pb với hàm lượng rất nhỏ. Tuỳ theo hàm lượng oxit sắt mà quặng bauxite có
nhiều màu sắc khác nhau. Thành phần hoá học chính của quặng bauxite dao động trong
khoảng rộng sau:
Bảng 1 : Thành phần hoá học của quặng Bauxit
Người ta đánh giá quặng bauxit thông qua modul silic: tỷ số giữa hàm lượng
A1
2
0
3
và Si0

2
, quặng bauxit nào có hàm lượng A1
2
0
3
>= 50% và modul silic >= 10 thì
chất lượng quặng thuộc loại tốt.
Ớ Việt Nam, quặng bauxit đã được phát hiện ở Hà Tuyên, Cao Bằng, Lạng Sơn,
Đắc Lắc, Lâm Đồng, Gia Lai - Kom Tum, Sông Bé, Phú Khánh Đặc biệt các mở bauxit
laterit ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ có trữ lượng hàng tỷ tấn. Nhìn chung quặng
bauxit ở Việt Nam có hàm lượng nhôm oxit khá cao ~ 50% và có modul silic > 10 có
nhiều nơi đạt đến 20 - 26.
Nhà máy hoá chất Tân Bình sử dụng quặng bauxit Lâm Đồng có thành phần hoá
học chủ yếu như sau:
AI
2
O
3
Fe
2
ơ
3
SĨƠ2 TĨO
2
H
2
O
30% - 75% 2% - 37% 1% - 27% 0% - 11% 8% - 25%
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 6

Quặng Bauxite laterit Lâm Đồng nói riêng và của Miền Nam Việt Nam thích hợp
với phương pháp Bayer.
1.2.3 Giới thiệu quy trình Bayer [12]
Bảng 2 : Thành phần hoá học của quặng Bauxit Lâm Đồng
AI
2
O
3
Fe
2
0
3
Si0
2
Ti0
2
CaO MgO Na
2
0 K
2
O co
2
49,45 17,58 2,08 2,99 — 0,26 0,05 0,05 0,32
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 7
1.2.4 Thuyết minh quy trình công nghệ Bayer [12]
Quặng Bauxit từ bãi chứa được chuyển vào phễu định lượng, sau khi quặng ra
khởi phễu (được hoà trộn với một lượng vôi thích họp) sẽ được hệ thống vít tải xoán đưa
vào máy nghiền bi đổ thực hiện quá trình nghiền ướt.
Tại máy nghiền, quặng được nghiền đến kích thước khoảng 60 - 70 pm với dung

dịch xút, sau khi cô đặc, được lấy từ bồn chứa xút.
Hình 1 : Sơ đồ quy trình Bayer
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 8
Quặng sau khi nghiền có dạng huyền phù, phần quặng có kích thước đạt yêu cầu
sẽ chảy vào bồn trung gian được khuấy liên tục với tốc độ cánh khuấy ĩ 5 vòng/phút đê
tránh lắng đọng. Phần không đạt yêu cầu sẽ theo hệ thống vít tải xoán trở lại máy nghiền.
Từ bồn trung gian, huyền phù được bom lên bồn pha liệu đổ ủ và khử
silíc.
Sau khi pha liệu xong, huyền phù được bơm vào thiết bị trao đôi nhiệt để gia
nhiệt lên khoảng 130 - 140°c, rồi được bơm vào thiết bị phản ứng. Ở nhiệt độ này, AI2O3
tách ra khỏi quặng bauxite tạo thành dung dịch Alumínate theo phản ứng:
N a A Ì O 2 + 2 H
2
0
r =
=
h
A 1 ( 0 H > 3 + N aO H
Trong thiết bị phản ứng hệ thống cánh khuấy sẽ khuấy trộn liên tục với tốc độ
khuấy khoảng 25 vòng/phút nhằm đảo trộn đồng đều nguyên liệu và xút tránh tình trạng
phản ứng xảy ra cục bộ và đóng cặn dưới đáy thiết bị.
Sau quá trình phản ứng, huyền phù được ép sang bồn pha loãng, ở đây nó được
pha loãng với nước từ quá trình rửa bã và kết hợp với việc khuấy trộn ở tốc độ khoảng 25
vòng/phút đế đảm bảo sự đồng nhất của dung dịch.
Dung dịch này được bơm vào bồn trung gian, tại đây chất trơ lắng (bột mì và các
chất phụ gia) được cho vào để phối trộn đều với dung dịch vừa pha loãng để tăng cường
sự lắng trong suốt quá trình lắng. Sau đó hỗn hợp này được bơm qua thiết bị lắng đê thực
hiện quá trình tách cặn (bùn đỏ).
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành

SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 9
T=40 h
Sau quá trình lắng, nước trong bên trên sẽ được đưa qua thiết bị lọc kết hợp nước
vôi để tăng cường hiệu quả lọc. Còn phần cặn lắng (bùn đở) được đưa qua hệ thống rửa
bã dùng nước nóng được bơm từ bồn chứa nước ngưng sau quá trình cô đặc xút.
Dung dịch sau khi lọc xong sẽ đưa vào bồn chứa trung gian có dàn thu hồi nhiệt
đề hạ nhiệt độ của dung dịch xuống trước khi đưa đi kết tủa.
Tại bồn kết tinh, dung dịch sẽ được bô sung mầm kết tinh Al(OH)
3
từ bồn phân ly
để tăng hiệu quả kết tinh.
NaAỈ0
2
+ 2H
2
0 = Al{OH)
2
+NaOH
Sau khi kết tinh hỗn hợp này được đưa qua hệ thống phân ly bằng cyclon sẽ chia
hỗn hợp thành hai phần: phần nước phía trên được tuần hoàn về bồn chứa xút để cô đặc,
phần phía dưới đem đi lọc thành phẩm.
1.2.5 Cách xử lý bã thải của nhà máy hoá chất Tân Bình [11][12]
Thành phần bao gồm:
+ Phần dung dịch có 1 - 3g/l Na
2
0; 1 - 3g/l AI2O3.
+ Phần rắn có 18 - 22% AI2O3; 40 - 50% Fe2Ơ3; 3% S1O2
Bã thải rắn có màu đỏ do trong đó còn chứa 1 lượng sắt khá lớn, có tính kiềm do
lượng kiềm trong khi xử lý còn dư được rửa bằng nước thải từ phân xưởng axít (được rửa
nhiều lần). Bã đã xử lý đố xuống mương chứa rồi theo đường mương này đến sân phơi.

1.3. GTỚT THIỆU CHƯNG VÈ BÙN ĐỞ VÀ ZEOLIT [1]
[2] [4] [5] [6] [12] [14] [15] [16] [17] [18]
1.3.1. Giói thiệu bùn đỏ|12]
Bùn dở là bã thải thu được sau quy trình sản xuất nhôm hydrơxit.
Nhôm là một kim loại đang được sử dụng rộng rãi, nó được sản xuất bằng cách
điện phân AI2O3 . Ước tính cứ khoảng 1 tấn nhôm được sản xuất
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 10
ra thì có khoảng 0,3 - 2,5 tấn bùn đỏ (lượng bùn đỏ thải ra tuỳ thuộc vào chất
lượng của quặng Bauxit và một phần vào quy trình sản xuất).
Trên thế giới có đến 90% nhôm oxit được sản xuất từ quặng Bauxit và dựa vào
quy trình Bayer. Chất thải rắn không tan trong dung dịch hoàn lưu gọi là bùn thải. Bùn
thải từ quy trình Bayer có màu đỏ của khoáng sắt gọi là bùn đỏ: là một hồn hợp rất mịn
chứa các khoáng của sắt, nhôm, silic, titan
Sản lượng nhôm trên thế giới tính đến năm 1983 là 30 triệu tấn/năm nên lượng
bùn dở thải ra môi trường là rất lớn. Nhu cầu sử dụng nhôm ngày càng tăng đồng nghĩa
với lượng bùn đỏ thải ra môi trường ngày càng nhiều hơn. 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. Thành phần — tính chất của bùn đỏ [12]
Thành phần hoá học của bùn thải thay đối tuỳ từng loại quặng bauxit và tuỳ vào
phương pháp thu hồi nhôm oxit có trong quặng. Bùn thải là một hỗn hợp các oxit của
nhôm, sắt, silic, titan, kiềm và một số nguyên tố khác: gaĩi, vanadi, niken, magiê,
crôm với hàm lượng vết.
Bùn dở của nhà máy hoá chất Tân Bình được thải ra mương dưới dạng vữa loãng; tỉ
lệ phần trăm pha rắn khoảng 20%, cấp hạt của bùn dở rất mịn, khi phơi khô bùn có độ ấm
4,17%, tỉ trọng 3,37g/cm
3
, diện tích bề mặt 28.36g/cm
2
. Thành phần khoáng vật chính

của bùn đỏ là gibbsit, goethit, hematit và một phần nhỏ ilmenit. Hàm lượng oxit nhôm và
sắt còn lại khá cao Al
2
0
3tb
~ 2 ĩ ,285% và Fe
2
0
3tb
~ 47,4717%
Thành phần hoá học và thành phần khoáng một số mẫu bùn đỏ của nhà máy hoá chất
Tân Bình.
Bảng 3 : Thành phần hoá học một sổ mẫu bùn đỏ của nhà mảy HCTB :
Mầu Thành phần %
bùn Ai
2
o
3
Fe
2
ơ
3
Si0
2
TiO? CaO Na
2
0 K
2
O
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành

SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 11
BĐ1 19,37 47,76 4,3 7,25 0,79 2,38 0,15
BĐ2 16,77 52,8 5,2 6,63 0,86 1,77 0,15
BĐ3 23,59 46,43 4,76 6,06 0,46 1.52 0,1
BĐ4 21,39 48,29 4,66 6,08 0,24 1,87 0,97
BĐ5 23,39 45,73 - - - - -
BĐ6 23,8 43,82 4,16 5,99 0,46 1,79 0,13
Bảng 4 : Thành phần khoáng vật của một số mẫu hùn đỏ
Mầu bùn
Thành phần %
Gibbsit Goethit Hematit Ilmenit
BĐ1 10,18 57,15 18,47 9,28
BĐ2 4,41 57,16 29,04 6,70
BĐ3 13,34 49,56 23,08 9,02
BĐ4 24,9 46,34 20,53 3,27
Bảng 5: Tỷ lệ cấp hạt của hùn đỏ
% cấp hạt pm
>80 50-80 20 - 50 2-20 <2
6,51 - 14,2 2,82 - 6,46 12,33 - 15,17 27,33 - 39,09 37,12 -42,09
Bảng 6: Tỉnh chất vật lý của bùn đủ
Màu sắc Đỏ cam, đỏ, đỏ nâu, nâu
Độ pH 1 1,7 - 12,5
Kích thước hạt 70% hạt <100pm và 30% hạt >= lOOpm
Đồ án tot nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
Titan được thu hồi từ phần bã còn lại sau khi rửa tách nhôm. Việc tách
Titan từ bùn đỏ là một quy trình không khả thi về tính kinh tế (chi phí cao
gấp 2 lần so với việc thu hoi Titan tù
-
các khoáng trong tự nhiên).
SVTH : Nguyễn Thị Hương Tháo Trang 12

Nếu bùn thải có diện tích bề mặt riêng (độ xốp) lớn và kích thước hạt nhỏ sẽ gây
khó khăn trong quá trình lắng.
1.3.3. Vấn đề sử dụng bùn đỏ hiện nay [6Ị[16][17]
1.3.3.1. Sử dụng trong lĩnh vực luyện kim
Việc sử dụng bùn đỏ để thu hồi các kim loại rõ nét nhất là việc tách sắt, thu hồi
Ti và Al. Ngoài ra cũng tách được các kim loại quý khác như: V, Ga, Sc (tính kinh tế
không cao vì hàm lượng các nguyên tố này rất thấp).
a. Thu hồi khoảng sắt
Có một số quy trình đã triển khai để thu hồi khoáng sắt từ bùn đỏ như
sau:
V Phương pháp xỉ cacbon: trộn bùn với sôđa và đá vôi đem nung chảy, sắt bị
khử về dạng có tù’ tính và thu hồi bằng phương pháp tuyển từ.
V Nung chảy trong lò điện: trong quá trình này có 98% sắt chứa trong Bauxit
được thu hồi.
V Nung chảy trong lò cao: trộn bùn với than đá trong lò cao để khử sắt rồi sau
đó thêm vôi vào khử hoàn toàn.
b. Thu hồi nhôm
Khi nung chảy bùn đỏ đe thu hồi sắt phần xỉ từ quá trình nung chảy đó được rửa
bằng dung dịch Na2CC>3 đế thu hồi nhôm.
c. Thu hồi Titan
Diện tích bề mặt riêng 7,3 - 36,4 m
2
/g
Tỷ trọng 1,08 - 1,33
SVTH : Nguyễn Thị Hương Tháo Trang 13
Đồ án tot nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
d. Thu hồi các kim loại khác
Các kim loại quý hiếm như V, Ga, Sc cũng có thể được thu hồi từ bùn đỏ hoặc
các giai đoạn khác nhau của quá trình Bayer.
'S Galium thu hồi từ dung dịch Caustic Aluminat là kinh tế nhất.

s Vanadium được tách ra tù’ khoáng sắt hoặc các phưong pháp chiết bang
Amine.
1.3.3.2. Dùng làm nguyên vật liệu
a. Dùng đê sản xuất xi măng Portland
Xi măng Portland chứa thành phần chủ yếu là các Silicat và các Aluminat của
Canxi và Nhôm và Silic. Oxit của các kim loại này có trong bùn vì thế nó cũng được
xem như là một nguyên liệu để sán xuất xi măng. Tuy nhiên lượng bùn đỏ sử dụng cũng
có giới hạn do hàm lượng oxít sắt chứa trong đó khá cao. Thêm vào khoảng 5-8% bùn
đỏ đã được xử lý trước sẽ làm tăng cường lực và giảm thời gian đóng rắn của xi măng
(nếu thêm vào lưong lớn hon sẽ có tác dụng ngược lại).
b. Dùng làm gạch
Trộn bùn với đất sét với tỷ lệ thích hợp (25 - 50%) để sản xuất gạch xây dựng sẽ
cái thiện một số tính chất so vói gạch sản xuất từ đất sét như:
'S Tăng cưòng lực cho việc gia công trước khi nung.
'S Hạ nhiệt độ nung vì vậy sẽ tiết kiệm được năng lượng.
V Điều chỉnh màu sắc thích hợp bằng cách thay đối lượng bùn đỏ trong khoảng
giới hạn (25 - 50%).
Đây là một hướng quan trong trong xử lý bùn đỏ. ơ Mỹ vào năm 1973 có 350
nhà máy sán xuất ra 18 triệu tấn gạch mỗi năm, ước tính lượng bùn đỏ sử dụng cho mục
đích này khoảng 4,5 - 9 triệu tấn/năm.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 14
c. Sản xuất chất độn nhẹ
Một số khoáng sét hay phiến nham khi gia nhiệt bị phồng lên tạo thành chất độn
nhẹ. Bùn đỏ cũng có tính chất trưcmg nở này nên người ta tiến hành nghiên cứu và đã
thu được kết quả: khi trộn bùn đỏ với sét theo tỷ lệ Bùn:Sét = 50:50 - 90:10 tốt nhất là
75:25 rồi sau đó nung lên tạo thành chất độn nhẹ.
Đây cũng là một hướng giải quyết được một lượng lớn bùn đỏ. Vì chỉ tính riêng
ở Mỹ (1973) sản lượng chất độn nhẹ sản xuất ra hàng năm khoảng 2,5 triệu tấn, vậy
lượng bùn sử dụng tương đương 1,3-2 triệu tấn/năm.

d. Sản xuất tấm lợp cách âm
Trộn bùn đỏ với thuỷ tinh và một số loại chất thải rắn khác để sản xuất tấm lợp
chống cháy, cách âm và chịu sự thay đổi của điều kiện khí hậu môi trường tốt hơn tấm
lọp bằng nhựa hay xenlulo.
e. Sản xuất chất keo tụ
Ớ nước Anh trước chiến tranh thế giới lần thứ 2 người ta đã xử lý bùn đỏ với
acid HC1 hoặc H2SO4 đậm đậc để chiết sắt và nhôm oxit thành các sunfat hoặc các
clorua có tác dụng keo tụ. Sau đó phơi khô và nghiền mịn để xử lý nước thải.
f. Xử lý khỉ thải
Bùn dở hấp thụ được 90% khí thải H
2
S và SO2 trong công nghiệp. Neu trộn bùn
với than chì thì hỗn hợp này có thể hấp thụ được các khí S0
2
trong lò hơi công nghiệp.
g. Dùng làm chất tạo màu
Bùn đỏ được ứng dụng để làm chất tạo màu cho bê tông, thuỷ tinh và sơn. Độ
đậm của màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng oxit sắt có trong bùn và lượng bùn được đưa
vào.
1.3.4. Zeolit [1][2][4][5][18]
1.3.4.1. Khái niệm, phân loại và cấu trúc
Zeolit là các aluminosilicat có cấu trúc tinh the với hệ thống mao quản rất đồng
đều.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 15
Thành phần của zeolit có thể đuợc biểu diễn bằng công thức tổng quát:
M2znO.Al2O3.xSiO2.yH2O
Trong đó : x: tỷ số SÌO2/AI2O3 (x >= 2)
y: số phân tử nước, n : hoá trị của cation
M

n+
Công thức hoá học của zeolit được biểu diễn dưới dạng: M
x/n
.[(A10
2
)
x
.
(Si02)
y
].zH
2
0
Trong đó : M: kim loại hoá trị n.
y/x: tỷ số nguyên tử Si/Al; tỷ số này thay đổi tuỳ theo từng loại
zeolit.
z: số phân tử H
2
0 kết tinh trong zeolit.
Ký hiệu trong móc vuông là thành phần của một ô mạng cơ sở tinh thể.
Cấu trúc không gian ba chiều của zeolit được hình thành từ các đơn vị sơ cấp là
các tứ diện TO4 (T = AI hoặc Si). Khác với tó diện S1O4 trung hoà điện, mỗi một
nguyên tử AI phối trí tứ diện trong AIO4, còn thừa một điện tích âm. Vì thế, khung
mạng zeolit tạo ra mang điện tích âm và được bù trừ bởi các cation M
n4
nằm ngoài
mạng. Các tứ diện TO4 kết họp với nhau tạo ra đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU,
Secondary Builiding Unit). Hình 2 trình bày một số SBƯ thường gặp trong các cấu trúc
zeolit. Mồi cạnh trong SBU biểu thị một liên kết cầu T-O-T.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành

SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 16
Hình 2 : Một số đơn vị cấu trúc thứ cấp của zeolit
Các SBU lại kết hợp với nhau tạo nên các họ zeolit có cấu trúc tinh thể và hệ
thống mao quản khác nhau. Sự kết hợp giữa các tứ diện TO4 hoặc các SBƯ phải tuân
theo quy tắc Lowenstein, sao cho trong cấu trúc của zeolit không có chứa liên kết cầu
Al-O-Al.
Nguời ta phân loại zeolit dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau:
- Theo nguồn gốc: gồm zeolit tự nhiên và zeolit tồng họp.
- Theo chiều hướng không gian của các kênh hình thành cấu trúc mao quản:
gồm nhiều zeolit có hệ thống mao quản một chiều, hai chiều và ba chiều.
- Theo đường kính mao quản (thường được xác định từ vòng cửa số mao
quản tạo nên bởi các nguyên tử oxy): gồm zeolit mao quản nhỏ (vòng 6H-8 oxy, đường
kính mao quản 0= 3H-4A°, VÍ dụ: ZSM-5, ZSM-11, ZSM- 22); zeolit mao quản rộng
(vòng 12-^20 oxy, 0= 7-r- trên 15A°, ví dụ: faujasit, mordenit, VPI-5, offretit).
- Theo tỷ số Si/Al: gồm Zeolit có hàm lượng silic thấp (Si/Al= 1-ỉ-1.5,ví
dụ: A,X); hàm lượng silic trung bình (Si/Al= 2-Ỉ-5, ví dụ: mordenit, chabazit, erionit,
Y); hàm lượng silic cao (Si/Al > 10, ví dụ: ZSM-5, silicalit).
Tuy có rất nhiều zeolit đã đuợc biết, bao gồm các zeolit tự nhiên và hơn 150 cấu
trúc zeolit tổng hợp, nhung chỉ có số ít trong chúng là có ứng dụng thuơng mại. Đó là
một vài zeolit tự nhiên (mordenit, chabarit, erinoit, clinoptiolit) và một số lượng lớn các
zeolit tổng hợp (A,X,Y,L, omega, mordenit tổng hợp, ZSM-5).
1.3.4.2. Tính chất hấp phụ của Zeolit [4|[5]
Zeolit có khả năng hấp phụ rất cao nhờ cấu trúc tinh thể rỗng, các khoang trống
chiếm khoảng 50% thể tích và diện tích bề mặt bên trong các khoang có thể đến 1000
m
2
/g.
Zeolit có khả năng hấp phụ lớn ngay cả ở nhiệt độ cao, do nhiệt độ cao cơ cấu
tinh thể vẫn bền. Nhờ vậy, có thể dùng làm chất xúc tác cho những phản ứng ở nhiệt độ
cao.

Zeolit chỉ hấp phụ những chất mà kích thước phân tử của chúng nhỏ hơn kích
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 17
thước cửa sổ đi vào tinh thể zeolit. Đây là tính hấp phụ chọn lọc của zeolit, còn được
gọi là rây phân tử, do các cửa số đi vào tinh thể có kích thước rất đồng đều. Áp dụng
tính chất này, sự trao đổi cation được thực hiện để có được kích thước cửa sổ tinh thể
thích hợp cho sự hấp phụ một loại phân tử mong muốn, được sử dụng đê tách các phân
tử có kích thước khác nhau ra khỏi hồn hợp của chúng.
Zeolit có khả năng hấp phụ cao ngay cả khi nồng độ chất hấp phụ rất thấp. Do
đó, zeolit hầu như hấp phụ hoàn toàn một tạp chất nào đó trong quá trình phản ứng.
Zeolit có khả năng hấp phụ mạnh các chất phân cực, đặc biệt là nước và hidrocarbon
chưa bão hoà, do độ phân cực ở các thành ngăn của bộ khung tạo thành một thế hấp phụ
tương đối lớn.
Tính hấp phụ và hiệu ứng rây phân tử của zeolit được áp dụng vào phương pháp
phân tích và tinh luyện hỗn hợp khí, loại tạp chất trong nguyên liệu trước khi đưa vào
sản xuất để giảm kích thước và báo vệ thiết bị cũng như tránh ngộ độc xúc tác, tăng
chất lượng sản phẩm.
1.3.5. ứng dụng của zeolit [4] [5]
Việc tìm ra zeolit và tổng hợp được chúng đã tạo nên bước ngoặc lớn trong công
nghệ hoá học, ứng dụng zeolit không những làm tăng về cả số lượng, chất lượng của
các quá trình mà còn góp phần nâng cao hiệu suất.
1.3.5.1. Trong xử lý môi trường
- Zeolit được dùng làm chất hấp phụ các khí thải trong nhà máy, động cơ.
- Zeolit được dùng làm chất hấp phụ các kim loại nặng, độc tố hữu cơ trong nước
thải nhà máy, xí nghiệp.
1.3.5.2. Trong nông nghiệp
- Cải tạo đất, chống chua, khô cằn.
- Nâng cao hiệu quả phân bón, thuốc trừ sâu, diệt cỏ tăng năng suất và chất lượng sản
phẩm.
- Bảo quản một số nông sản sau thu hoạch, làm chất vi lượng trong thức ăn gia súc,

tẩy uế chuồng trại trong chăn nuôi.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 18
1.3.5.3. Trong công nghiệp
- Công nghệ thực phẩm: zeolit đã được dùng làm chất lọc, sấy khô bảo quản thực
phẩm.
- Công nghệ hoá dầu: làm chất tách, xúc tác cho các phản ứng trong hóa dầu.
- Công nghệ hoá chất: sản xuất chất tây rửa, xà phòng.
1.3.5.4. Một vài ứng dụng khác
Gần đây, zeolit được ứng dụng làm xúc tác bazo cho phản ứng điều chế nhiên
liệu diesel sinh học, vật liệu từ tính
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
Sự khác biệt căn bản giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học là ở lực
gây ra liên kết hấp phụ. Trong hấp phụ hoá học chất bị hấp phụ kết họp với
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 19
1.4. GIỚI THIỆU VÈ QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ VÀ
PHƯƠNG PHÁP ĐIÈƯ CHÉ ZEOLIT [1] [2] [3] [4] [5]
[9] [10] [15]
1.4.1. Hấp phụ [2]
Hấp phụ là một hiện tượng hoá lý thường gặp trong tự nhiên, đó là quá trình đặc
trung xảy ra sự cô đọng các chất hay dung dịch trên bề mặt phân chia pha. Quá trình
hấp phụ chủ yếu xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa chất hấp phụ và môi trường liên tục
chứa chất hấp phụ. Thông thường, chất bị hấp phụ là các khí hay các dung dịch chất
tan; chất hấp phụ thường là các chất có nhiều lỗ xốp (chất rắn), các chất có độ phân tán
cao vói bề mặt riêng lớn (chất lỏng).
Bản chất của hiện tượng hấp phụ là do lực tuông tác giữa chất bị hấp phụ và
chất hấp phụ - lực tương tác giữa các chất gây ra hấp phụ vật lý, trao đôi ion, lực nội
phân tử gây ra hấp phụ hoá học - tạo ra các liên kết hoá học.
1.4.1.1. Hấp phụ vật lý
Lực hấp phụ có bản chất như lực tương tác phân tử (lực cảm ứng, lực định

hướng, lực phân tán, ) hay lực tĩnh điện.
Hấp phụ vật lý luôn thuận nghịch, là hấp phụ không định vị, các phần tử chất bị
hấp phụ có khả năng di chuyển trên bề mặt chất hấp phụ. Quá trình hấp phụ vật lý tự
diễn ra, có the tạo đơn lớp hoặc đa lớp.
1.4.1.2. Hấp phụ hoá học
Hấp phụ hoá học là quá trình hấp phụ được thực hiện nhờ lực hoá học, với
tương tác xảy ra mạnh hơn nhiều lần so với hấp phụ vật lý. cấu trúc điện tử của phân tử
các chất tham gia quá trình hấp phụ hoá học có sự biến đối sâu sắc và có thể dẫn đến
liên kết hoá học.
SVTH : Nguyễn Thị Hương Tháo Trang 20
Đồ án tot nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
bề mặt bởi lực gây ra từ sự trao đổi hay chia sẻ electron hoá trị. Lực tạo ra trong hấp
phụ vật lý là đồng nhất với lực vật lý cấu kết đa phân tử, lực Van Der Waals, xảy ra
trong pha rắn, lỏng và hơi. Khác biết tự nhiên của các lực gây ra hấp phụ vật lý và hấp
phụ hoá học tạo nên sự khác biệt của chúng như sau:
• Nhiệt hấp phụ vật lý khoảng vài kcal/mol, còn đối với hấp phụ hoá học thì
nó cao hơn và rất đáng kể so với năng lương liên kết, có thể đạt đến 10
4
- 10
5
cal/mol
• Khoảng nhiệt độ xảy ra sự hấp phụ của 2 loại cũng khác nhau, hấp phụ vật lý
không xảy ra ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của pha lỏng, hơi trong khi hấp
phụ hoá học xảy ra ở mọi nhiệt độ.
• Năng lượng hoạt hoá khác biệt, hấp phụ vật lý không yêu cầu năng lượng
hoạt hoá trong khi hấp phụ hoá học thì ngược lại.
• Tính đặc trưng của quá trình cũng khác biệt, hấp phụ hoá học xảy ra đặc
trưng tuỳ điều kiện còn hấp phụ vật lý thì không.
• Số lớp hấp phụ cũng là đặc điểm khác biệt, hấp phụ hoá học là đơn lóp còn
hấp phụ vật lý là đa lóp.

1.4.2. Động học quá trình hấp phụ [2]
Quá trình hấp phụ xảy ra chủ yếu trên bồ mặt trong của chất hấp phụ, vì vậy quá
trình động học hấp phụ xảy ra theo một loạt giai đoạn kế tiếp nhau: khuếch tán của chất
bị hấp phụ tới bề mặt ngoài, khuyếch tán bến trong hạt hấp phụ và giai đoạn hấp phụ
thực sự. Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc độ chậm nhất sẽ quyết định
hay khống chế chủ yếu toàn bộ quá trình động học hấp phụ.
Các quá trình động học hấp phụ là: quá trình chuyền khối, khuếch tán phân tử,
chuyến khối trong hệ hấp phụ. Quá trình hấp phụ kim loại nặng bằng các vật liệu hấp
phụ nghiên cứu trong luận văn có thể mô tả qua các giai đoạn sau:
- Đầu tiên các phân tử chất bị hấp phụ (các kim loại nặng) tiến đến bề mặt của
các hạt vật kiệu hấp phụ, đây là giai đoạn khuếch tán trong dung dịch.
- Sau đó chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt ngoài của vật liệu hấp phụ, đây
là giai đoạn khuếch tán màng.
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 21
- Tiếp đó các phân tử chất bị hấp phụ được gắn vào bề mặt chất hấp phụ, đây là
giai đoạn hấp phụ thật sự.
Trong nội dung nghiên cứu, co sở để mô tả quá trình động học hấp phụ dựa trên
các giả thuyết sau:
- Quá trình hấp phụ xảy ra dưới điều kiện đang nhiệt và là một quá trình thuận
nghịch.
- Cơ chế chuyên khối của chất bị hấp phụ được diễn tả qua quá trình khuếch tán.
- Dung dịch gần hạt hấp phụ là đồng nhất.
1.4.3. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt [2][4]
Trong một hệ hấp phụ, quá trình hấp phụ xảy ra đến lúc nồng độ của chất bị hấp
phụ trong môi trường xung quanh và trên bề mặt chất hấp phụ xác lập thành một cân
bằng động. Đường đang nhiệt hấp phụ diễn biến sự phụ thuộc lượng chất bị hấp phụ
trên bề mặt chất rắn vào nồng độ cân bằng của nó ở môi trường xung quanh tại một
nhiệt độ xác định theo quan hệ q = f
x

(p hoặc C).
Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đặc trung được áp dụng bao quát nhất của các
trạng thái cân bằng của một hệ hấp phụ và những thông tin hữu ích có the thu nhận
được từ nó trong quá trình hấp phụ, chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Nó giúp ta xác
định diện tích bề mặt, the tích lỗ xốp và phân bố kích Ihưức, tầm quan trọng của nhiệt
hấp phụ,
1.4.3.1. Phương trình Freundlich
Đồ án tot nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Tháo Trang 22
Phương trình Freundlich biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp phụ vào áp suất hay
nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong một khoảng áp suất hay nồng độ giới hạn
nào đó :
Q=K
F
.Ce
l,n
LgQ = LgKp + 1/nLgC«
Với: Kp : hằng số phụ thuộc nhiệt độ, diện tích bề mặt riêng của chất hấp
phụ và các yếu tố khác.
1/n với n>l và n: hằng số phụ thuộc nhiệt độ.
Q : độ hấp phụ tại nồng độ cân bằng (mg/g)
c
e
: nồng độ dung dịch ở cân bằng (mg/L)
Từ phương trình trên ta vẽ đồ thị LgQ = f(Ce), thu được hệ số góc 1/n và tung
độ góc lgKp ; bên cạnh đó xác định thêm sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm
thông qua hệ số tương quan R
2
của đường thắng.
1.4.3.2. Phương trình Langmuir

Thuyết hấp phụ đơn phân tử của khí trên chất hấp phụ rắn được Langmuir đưa
ra năm 1915. Trên bề mặt chất hấp phụ có trường lực hoá trị chưa bão hoà, vì vậy có
khả năng hấp phụ các phân tử chất bị hấp phụ ở những vị trí này (trung tâm hấp phụ).
Lực hấp phụ có bán kính tác dụng nhỏ, là lực có bản chất gần với lực hoá học, nên mỗi
trung tâm chỉ giữ được một phân tử chất bị hấp phụ. Các phân tử chất bị hấp phụ này
chỉ tương tác với bề mặt chất bị hấp phụ và không tương tác hay ảnh hưởng đến các
phân tử khác.
Các giả định sau được đưa ra đê thiết lập phương trình hấp phụ:
• Các chất bị hấp phụ hình thành một lóp phân tử.
• Năng lượng hấp phụ các phân tử là đồng nhất (bề mặt đồng nhất).
• Sự hấp phụ diễn ra thuận nghịch.
• Tương tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ với nhau có thể bỏ qua.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir :
Đồ án tổt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 23
Q = Qmx
Kl<Ze
\ +
K,Ce
. Ce Ce 1
h a y —— = —— + —
Q Qm QmK
L
Với: K
l
: hang so Langmuir.
c
e
: nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ (mg/L)
Q

m
: lượng hấp phụ tối đa đế tạo đơn lớp trên bề mặt vật liệu (mg/L)
Dựng đồ thị (C
e
/Ọ) = f(C
e
) ta sẽ xác định được các giá trị Q
m
và K
L
; bên cạnh đó
có thể xác định thêm sự phù họp của thực nghiệm so với lý thuyết thông qua hệ số
tương quan R
2
.
1.4.3.3. Hấp phụ trong môi trường nước
Trong môi trường nước, tương tác giữa một chất hấp phụ và bị hấp phụ thì rất
phức tạp vì trong hệ có ít nhất 3 thành phần gây tương tác: nước - chất hấp phụ - chất bị
hấp phụ. Do sự có mặt của dung môi nên trong hệ sẽ xảy ra quá trình hấp phụ cạnh
tranh giữa chất bị hấp phụ và dung môi trên bề mặt chất hấp phụ. Cặp nào có tương tác
mạnh thì hấp phụ xảy ra cho cặp đó. Tính chọn lọc của cặp tương tác phụ thuộc vào các
yếu tố: độ tan của chất bị hấp phụ trong nước, tính ưa hay kỵ nước của chất hấp phụ,
mức độ kỵ nước của các chất bị hấp phụ trong môi trường nước.
Nước là một dung môi phân cực, trong trạng thái long các phân tử không tồn tại
ở dạng biệt lập mà chúng tương tác, gắn kết với nhau thông qua cầu liên kết hydro.
Năng lượng liên kết cầu hydro trong nước đá và nước lỏng khoảng 23kJ/mol, tuy nhỏ
hơn nhiều so với liên kết OH (khoảng 450 kJ/mol) nhưng lớn hơn nhiều so với lực
tương tác Van Der Waals (khoảng 4 -5 kJ/mol). Nước trong trạng thái lỏng có cấu trúc
trung gian giữa nước đá và hơi nước và thay đổi theo nhiệt độ. cấu trúc của nước ở
trạng thái lóng được coi là dễ chấp nhận là mô hình tập hợp mỏng của Frank và Went.

Theo mô hình này một tập hợp các phân tủ’ nước (vài chục phân tử) cụm lại với nhau
do cầu liên kết hydro trong thời gian tồn tại khoảng 10'
10
giây, chúng được hình thành
và phá huỷ liên tục do chuyển động nhiệt của các phân tử, tuy vậy thời gian sống của
tập hợp mỏng này còn cao hơn ngàn lần so với thời gian giao động phân tử (10'
13
giây).
Vì vậy có thể cho rằng sự tồn tại của tập hợp mỏng này là có thực mặc dù chỉ trong thời
gian rất ngắn. Theo quy tắc "những chất có bản chất hóa học giống nhau thì hoà tan lẫn
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 24
nhau" thì những chất phân cực dỗ hoà tan trong dung môi phân cực và ngược lại và độ
hoà tan giảm khi phân tử lượng cao.
Tương tụ
-
như vậy các chất hấp phụ tương tác với chất tan và dung môi cũng
theo đặc thù trên, thể hiện qua tính thấm ướt bề mặt. Trong nước, bề mặt chất rắn có độ
phân cực cao thì tương tác tốt với nước và có góc thấm nước nhỏ hơn 90° (không tạo
thành giọt trên bề mặt chất rắn), ngược lại thì gọi là kỵ nước.
Khả năng hấp phụ của chất tan ( chất bị hấp phụ) lên chất hấp phụ vì thế trước
hết phụ thuộc vào tính tương đồng của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ về độ phân cực:
chất phân cực hấp phụ tốt trên chất phân cực và ngược lại. Một chất bị hấp phụ có độ
phân cực cao hơn nước thì có the hấp phụ tốt trên chất hấp phụ phân cực (quy tắc
Traupen). Khi cùng bản chất hoá học mà có phân tử lượng khác nhau thì chất có phân
tử lượng lớn hơn sẽ bị hấp phụ tốt hơn các chất còn lại.
Hấp phụ của các phân tử trung hoà vì vậy không chỉ phụ thuộc vào tương tác
giữa chất hấp phụ và bị hấp phụ mà còn phụ thuộc vào tương tác của dung môi với chất
hấp phụ, khi cặp tương tác mạnh hơn thì cặp khác sẽ ít có khả năng hấp phụ. Đặc điểm
này không chỉ xảy ra giữa dung môi với chất bị hấp phụ mà còn đối với giữa các chất bị

hấp phụ với nhau nhất là đối với nước tự nhiên luôn tồn tại nhiều chất bị hấp phụ.
Đối với một số chất hấp phụ có độ phân cực cao, như là các ion kim loại hay các
dạng phức oxy anion thì quá trình hấp phụ xảy ra do tương tác tĩnh điện thông qua lớp
điện tích kép thì hình ảnh tuơng tác có khác hơn. Trên bề mặt chất hấp phụ hình thành
các lớp điện tích kép hay lớp khuếch tán
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành
SVTH : Nguyễn Thị Hương Thảo Trang 25
chứa điện tích sắp xếp lần lượt các loại trái dấu nhau. Các ion hoặc các phân tử
có độ phân cực lớn bị bao bọc bởi một lớp vở của các phân tử nước, kích thước của các
phân tử chất bị hấp phụ có ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ của hệ do tương tác
tĩnh điện. Với các ion cùng hoá trị thì loại có kích thước lớn sẽ bị hấp phụ tốt hơn do có
độ phân cực cao và lớp vỏ hydrat nhỏ hơn. Ngoài ra khả năng hấp phụ các ion có hoá trị
cao sẽ tốt hơn nhiều các ion hoá trị thấp.
Bản thân chất hấp phụ trong môi trường nước cũng mang điện tích, điện tích
thay đổi dấu khi thay đồi pH của môi trường. Tai pH bằng điểm đẳng điện thì diện tích
bề mặt chất rắn bằng không. Mật độ tích điện càng lớn khi điểm pH của hệ càng xa
điểm đẳng điện. Với các chất hấp phụ có tính axit hay bazơ yếu phụ thộc vào giá trị pH
thì nó có thê mang điện tích hay trung hoà. Với các axit yếu thì khi pH>pK thì nó tích
điện âm và khi pH<pK thì nó trung hoà.
So với quá trình hấp phụ trong pha khí thì tốc độ hấp phụ trong nước xảy ra
chậm hơn nhiều chủ yếu là do quá trình chuyển khối, khuếch tán chậm. Do đó trong
thực tiễn công nghiệp, dung lượng hấp phụ của một hệ rất ít khi được sử dụng triệt đê,
nhất là đối với chất hấp phụ có dung lượng cao (diện tích bề mặt lớn, độ lớn của mao
quản nhở). Kết quả sử dụng ngoài thực tiễn vì vậy đôi lúc có điều trái ngược: chất hấp
phụ có dung lượng cao có kết quả sử dụng kém hơn chất có độ chọn lọc thấp. Đó là kết
quả của sự tương tác giữa yếu tố động học và cân bằng hấp phụ trong môi trường nước.
Như vậy khác với hấp phụ trong pha khí, hấp phụ trong môi trường nước có cơ
chế phức tạp hơn do yếu tố hấp phụ hỗn hợp và do biến động mạnh về bản chất hoá học
của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ, do quá trình động học chậm và các quá trình tồn
tại song song khác.

1.4.4. Phương pháp điều chế Zeolit[l ] [4] [5] [14] [15]
1.4.4.1. Các phương pháp điều chế Zeolit
Zeolit có thể được chế tạo theo các phương pháp sau :
- Từ zeolit tự nhiên người ta loại bỏ các tạp chất trong mao quản bằng cách chiết
với nước hoặc các dung môi khác, trong trường hợp này cấu trúc mạng tinh the được
giữ nguyên.
- Phương pháp tông họp thuỷ nhiệt : tổng hợp zeolit từ các hoá chất cơ bản như