Báo cáo thực tập tại viện kỹ thuật nhiệt đới

BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

PHẦN A: GIỚI THIỆU VỀ NƠI THỰC TẬP
I. Khái quát về Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới (Viện KTNĐ)
Địa chỉ: Nhà A13, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
Điện thoại: (+84)(4) 38361322
Fax: (+84) (4) 387564696
Email:
Ban lãnh đạo:
Viện trưởng:

GS.TS.Thái Hoàng

Phó viện trưởng: ThS. Nguyễn Quang Chính
PGS.TS. Tô Thị Xuân Hằng
Tổng số CBVC: 81
I.1. Sơ lược về lịch sử
- Viện Kỹ thuật nhiệt đới (KTNĐ) được thành lập theo Quyết định số 248/CP ngày
08/8/1980 của Thủ tướng Chính phủ, trực thuộc Viện Khoa học Việt Nam. Viện
trưởng đầu tiên là GS.TS. Vũ Đình Cự.
- Từ 1993 Viện KTNĐ là 1 trong 17 viện nghiên cứu thuộc Trung tâm Khoa học tự
nhiên và Công nghệ Quốc gia (KHTN & CNQG) theo Nghị định số 24/CP của
Chính phủ và Quyết định số 57 ngày 23/6/1993 của Giám đốc Trung tâm KHTN
& CNQG.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

1

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

- Theo Nghị định số 108/2012/NĐ-CP ngày 25/12/2012 của Chính phủ, Viện
KTNĐ là 1 trong 26 viện nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam từ ngày 19-2 -2013.
I.2. Chức năng và nhiệm vụ
- Chức năng: nghiên cứu cơ bản, điều tra cơ bản, phát triển công nghệ và đào
tạo nguồn nhân lực có trình độ cao trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt đới và các lĩnh vực
khác có liên quan theo quy định của pháp luật.
- Nhiệm vụ:
•

Nghiên cứu cơ bản, điều tra các yếu tố của điều kiện môi trường nhiệt đới ẩm
Việt Nam.

•

Nghiên cứu cơ chế động lực học của các điều kiện môi trường nhiệt đới Việt
Nam đến vật liệu và thiết bị kỹ thuật.

•

Nghiên cứu chế tạo và bảo vệ các vật liệu, linh kiện, thiết bị có khả nawgn làm
việc trong điều kiện nhiệt đới Việt Nam.

•

Xây dựng các tiêu chuẩn và sử dụng vật liệu, linh kiện, thiết bị trong điều kiện
khí hậu nhiệt đới .

•

Đào tạo nguồn nhân lực khoa học và công nghệ có trình độ cao trong linh vực
kỹ thuật nhiệt đới và các lĩnh vực có liên quan.

•

Hợp tác quốc tế trong lĩnh vực nhiệt đới và các lĩnh vực khác có liên quan.

•

Dịch vụ khoa học, công nghệ trong linh vực kỹ thuật nhiệt đói và các lĩnh vực
khác có liên quan.

•

Quản lý về tổ chức, bộ máy; quản lý và sử dụng cán bộ, công chức, viên chức
của đơn vị theo quuy định của Nhà nước và của Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam.

•

Quản lý về tài chính, tài sản của đơn vị theo quy định của Nhà nước.

•

Thực hiện các nhiệm vụ khác do Chủ tịch Viện giao.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

2

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

I.3. Các trang thiết bị
- Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Jeol 5300 (Nhật).
- Máy nhiễu xạ tia X (ADX) QX – 2000(Anh).
- Các máy phân tích nhiệt vi sai DTA TA – HE – 20 và DSC – 20, Mettler (Thụy
sĩ).
- Hệ máy đo trọng lượng phân tử, Knauer (Đức).
- Hệ thiết bị đo tính năng cơ lý cảu vật liệu trong điều kiện ăn mòn ứng suất (Đức).
- Máy đo tổng trở SOLATRON Schlumberger GSI – 1250 (Mỹ).
- Máy đo tổng trở AUTOLAB (Mỹ).
- Thiết bị điện cực quét rung (SVET) dùng để nghiên cứu ăn mòn cục bộ (Mỹ).
- Thiết bị thử nghiệm cơ lý vạn năng ZWICK (Đức).
- Thiết bị đùn phun chất dẻo WOOJIN (Hàn Quốc).
- Máy trộn nội (kín) Polylab system HAAKE ( Đức).
- Thiết bị tổng hợp nhựa tự động quy mô nhỏ ( Anh).
- Hệ thống đo tổn hao điện môi TR – 10C ( Nhật).
- Hệ thiết bị xác các tính chất của lớp phủ.

- Nhiều thiết bị thử nghiệm gia tốc như : tủ nhiệt ẩm, tủ mù muối, tủ bức xạ nhân
tạo, tủ mưa nhân tạo…
I.4. Cơ cấu tổ chức của Viện Kỹ thuật nhiệt đới.
- Phòng Quản lý tổng hợp.
- Phòng Ăn mòn và bảo vệ kim loại.
- Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại.
- Phòng Vật liệu cao su và Dầu nhựa thiên nhiên.
- Phòng Vật liệu gốm kỹ thuật và Điện cao áp.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

3

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

- Phòng Kỹ thuật điện tử.
- Phòng Nghiên cứu ứng dụng và Triển khai công nghệ.
- Phòng Nghiên cứu sơn bảo vệ.
- Phòng Dữ liệu, thử nghiệm nhiệt đới và Môi trường.
- Phòng Vi phân tích.
I.5. Các chương trình nghiên cứu– phát triển
- Đề tài, dự án cấp nhà nước (trong 10 năm gần đây):
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc
gia (NAFOSTED): Nghiên cứu chế tạo và khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu
polyme nanocompozit trên cơ sở nhựa polyolefin (PP, PE) và hạt TiO2 kích thước

nano.
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc
gia (NAFOSTED): Nghiên cứu biến tính các hợp chất có hoạt tính trao đổi ion
làm phụ gia ức chế ăn mòn trong lớp phủ bảo vệ nanocompozit thân thiện nmôi
trường.
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc
gia (NAFOSTED):Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và cấu trúc của vật liệu
nanocompozit copolyme etylen – vinyl axetat (EVA)/nanosilica.
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc
gia (NAFOSTED):Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp y sinh titan nitrit và
hydroxyapatit cấu trúc nano trên nền thép không gỉ ứng dụng làm nẹp vít xương
trong y tế.
- Đề tài và dự án cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam:
• Đề tài: Nghiên cứu chất khử oxy và chất hấp thụ CO2, SO2 kích thước nano nhằm
tạo môi trường bảo quản chống oxy hóa.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

4

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

• Đề tài: Ứng dụng chất độn tro bay trong lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn bền nhiệt
chịu ma sát cho các thiết bị và công trình công nghiệp.
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng lớp phủ polyme fluo chứa phụ gia nano kết hợp lớp phủ

Al/Zn bảo vệ các công trình kim loại làm việc trong điều kiện biển vùng thủy triều và
té sóng biển.
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo lớp phủ hợp kim croom niken bằng công nghệ phun
phủ hồ quang điện để bảo vệ chống ăn mòn cho các chi tiết máy bơm công nghiệp
làm việc trong môi trường axit.
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp titan nitrit / hydroxyapatit cấu trúc
nano trên nền thép không gỉ làm nẹp vít xương y tế.
Đề tài các cấp do phòng Nghiên cứu ứng dụng và Triển khai công nghệ chủ trì
từ năm 2007 đến nay:
 Đề tài cấp Viện Kỹ thuật nhiệt đới:
• Nghiên cứu, chọn hệ keo tụ thích hợp dùng trong quá trình xử lý nước từ các
sông thoát nước thải Hà Nội.
• Nghiên cứu xử lý nước thải từ máy xeo giấy để thu hồi bột giấy dư bằng phương
pháp tuyển nổi sử dụng hệ chất keo tụ, chất trợ keo tụ Polyarylamide, chất trợ nổi
• Nghiên cứu chế tạo gốm vi và siêu lọc trên cơ sở nguyên liệu khoáng chất tự
nhiên của Việt Nam, pha kim loại bạc, với kích thước lỗ xốp ~10ֿ¹µm ÷ 10ˉ² µm.
• Nghiên cứu và chế tạo gốm vi và siêu lọc trên cơ sở nguyên liệu khoáng chất lõi
đá ong của Việt Nam, pha kim loại bạc với kích thước lỗ xốp ~ 10ˉ¹ µm ÷ 10ˉ²
µm, có khả năng loại bỏ các kim loại nặng rất độc hại (As, Cd, Cu, Pb, ... ) ra
khỏi các nguồn nước cấp sinh hoạt.
• Nghiên cứu khả năng khử các ion Cl-, F- trong nước bằng gốm vi và siêu lọc trên
cơ sở khoáng chất lõi đá ong pha tạp cao lanh.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

5

LDH1KM2

BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

• Chuyển hóa tro bay Phả Lại trong điều kiện mềm làm vật liệu hấp phụ kim loại
nặng hiệu quả, định hướng ứng dụng xử lý nước thải mạ.
• Nghiên cứu khả năng hấp phụ niken của bùn đỏ được trung hòa bằng các phương
pháp khác nhau
• Nghiên cứu khả năng hấp phụ Flo của bùn đỏ Tây Nguyên
• Nghiên cứu khả năng xử lý một số phẩm nhuộm sử dụng bùn đỏ được trung hòa
bằng các phương pháp khác nhau
 Đề tài cấp Viện Hàn lâm KHCNVN: “Chế tạo và nghiên cứu tính chất vật
liệu lai polyme dẫn-graphen làm sensor điện hóa định hướng ứng dụng trong quan
trắc môi trường”
 Đề tài thuộc quỹ phát triển KHCNQG: “ Tổng hợp màng mỏng Polyme chức
năng gốc phenol ứng dụng làm cảm biến điện hóa phân tích nhanh và chọn lọc vết
một số chất độc ô nhiễm nước”
I.6. Các kết quả khoa học và công nghệ
- Đã xây dựng tập bản đồ khí hậu kỹ thuật, đang xây dựng bản đồ phân vùng ăn
mòn kim loại ở Việt Nam. Có nhiều kết quả nghiên cứu thử nghiệm về ăn mòn
trên nhiều vùng lãnh thổ Việt Nam.
- Nhiều vật liệu phủ bảo vệ và công nghệ bảo vệ chống ăn mòn đã được ứng dụng
thực tế rộng rãi trong các nghành năng lượng, giao thông ( cầu, tàu, xưởng…..),
xăng dầu ( bồn xăng, đường ống…), chế tạo máy.
- Sơn phản nhiệt măt trời, sơn phản quang và sơn phân luồng đường chịu mài
mòn,chịu thời tiết, chất lượng cao.
- Lớp mạ kẽm – niken và lớp phủ hợp kim crom – niken bền môi trường, chất
lượng cao.
- Vật liệu blend cao su/nhựa nhiệt dẻo dùng làm tấm đệm ray cho nghành giao
thông vận tải đường sắt.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

6

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

- Chất ổn định ND – 2101 và ND- 2103 cho PVC; Quy trình công nghệ chế tạo
mút xốp PUR.
- Quy trình công nghệ chế tạo gốm lọc xử lý nước ô nhiễm.
- Quy chình chế tạo polyme dẫn bằng công nghệ điện hóa.
- Van chống sét ZnO cấp điện áp 6 : 22k V và 35kV.
- Nguồn cao áp cho thiết bị laze và các loại đèn khí.
- Quy trình thử nghiệm để đánh giá nhanh chất lượng và dự báo nhanh tuổi thọ của
vật liệu.
- Quy trình thử nghiệm để đánh giá nhanh chất lượng và dự báo nhanh tuổi thọ của
vật liệu.
I.7. Hợp tác quốc tế
- Có quan hệ hợp tác khoa học – kỹ thuật với UNDP và với nhiều cơ quan, trường
đại học của nhiều nước trên thế giới như Pháp, Nga…
- Là đối tác chính của phía Việt Nam tham gia dự án hợp tác Việt - Pháp ESPOIRS
(1998-2004).
- Tham gia tổ chức lớp học chuyên đề Việt-Pháp về “Bảo vệ chống ăn mòn” tại Đồ
Sơn, Hải Phòng, 11/1999.
- Tham gia dự án hợp tác nghiên cứu VIE/007/9: “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát

tính chất của tổ hợp cao su/chất dẻo chịu điều kiện nhiệt đới” do BMBF (Đức) tài
trợ.
- Thực hiện nhiệm vụ HTQT cấp Viện Hàn lâm KHCNVN với trường đại học
Paris-Diderot (Pháp): “Chế tạo và nghiên cứu tính chất vật liệu lai polyme dẫngraphen làm sensor điện hóa định hướng ứng dụng trong quan trắc môi trường”.
I.8. Các công trình khoa học đã công bố
- Trong 30 năm xây dựng và phát triển Viện Kỹ thuật nhiệt đới (1980 – 2010), các
cán bộ khoa học của Viện đã công bố trên 1100 công trình khoa học trong và
LÊ THỊ THU HƯỜNG

7

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

ngoài nước, trong đó có 120 bài báo đăng trên các tạp chí quốc tế có uy tín, xuất
bản 5 sách chuyên khảo, được trao 7 chứng nhận quyền tác giả của Ủy ban Khoa
học và Kỹ thuật Nhà nước. Một cán bộ khoa học của Viện đã được trao bằng
sáng chế độc quyền (đồng tác giả) của Tổ chức Trí tuệ thế giới và Cơ quan Sáng
chế Châu Âu. Viện đã vinh dự được trao 3 giải thưởng của Quỹ sáng tạo khoa
học và công nghệ Việt Nam VIFOTEC, 2 huy chương tuổi trẻ sáng tạo, một học
bổng UNESCO-L’Oreal “Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học” cho một nhà
khoa học nữ trẻ.
- Chủ biên và xuất bản sách “Thuật ngữ Kỹ thuật nhiệt đới” bằng các thứ tiếng
Việt – Anh – Nga – Đức – Pháp.

II. Giới thiệu về phòng ứng dụng và phát triển công nghệ

II.1. Giới thiệu về phòng
Phòng nghiên cứu ứng dụng và triển khai công nghệ (phòng 6) được thành
lập năm 1989. Chức năng của phòng hiện nay là: Điều tra môi trường, nghiên cứu
triển khai ứng dụng công nghệ và các giải pháp kỹ thuật xử lý chống ô nhiễm và
bảo vê môi trường (theo Quyết định số 22/QĐ – KTND ngày 26/1/2011)
Nhân sự
Phó Trưởng phòng :
Các cán bô viên chức :

TS.NCVC. Nguyễn Tuấn Dung
ThS. Trần Văn Biển
KSC. Nguyễn Hoàng Bách
CN. Mai Thị Phượng
KS. Vũ Xuân Minh
CN. Nguyễn Thanh Mỹ

II.2. Lĩnh vực nghiên cứu đào tạo và hoạt động
a) Nghiên cứu
- Điều tra môi trường, phân tích, quan trắc và đánh giá hiện trạng môi trường.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

8

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

- Chế tạo và triển khai ứng dụng các vật liệu xử lý nước thải, khí thải và đất bị ô
nhiễm.
- Nghiên cứu chế tạo các loại cảm biến điện hóa đặc hiệu, sử dụng vật liệu tiến tiến
– polime dẫn chứ năng, ứng dụng trong phát hiện và phân tích các hợp chất có
độc tính cao.
- Nghiên cứu và phát triển các công nghệ thân thiện môi trường
- Tái chế các chất thải công nghiệp thành vật dụng hữu ích, giảm thiểu nguy cơ ô
nhiễm môi trường.
b) Đào tạo
Hợp tác đào tạo đại học và sau đại học trong lĩnh vực công nghệ và vật liệu
tiên tiến, ứng dụng trong quan trắc, xử lý môi trường, tái sử dụng các chất thải công
nghiệp.
- Trong nước : phối hợp đào tạo với :
1, Các cán bộ môn Công nghệ Hóa học, Hoa lý, Công nghệ môi trường, Khoa hóa
học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG Hà Nội.
2, Các cán bộ môn Hóa lý, Hóa Công nghệ và Môi trường, Hóa Phân tích, Hóa hữu
cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạn Hà Nội.
3, Các bộ môn Hóa lý, Hóa Phân tích, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường,
Viện Đào tạo Quốc Tế về Khoa học Vật liệu, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
4, Khoa Hóa học, Trường Đai học Sư Phạm Hà Nội 2.
5, Viện Hóa học và Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và công nghệ Việt
Nam
- Ngoài nước : phối hợp đào tạo tiến sỹ với Viện ITODYS, Đại học Paris 7, Pháp.
c) Hợp tác quốc tế :
Phòng có quan hệ hợp tác quốc tế về nghiên cứu khoa học và đào tạo sau đại
học trong lĩnh vực vật liệu, điều tra và xử lý ô nhiễm môi trường với các đồng
nghiệp ở ĐH Pari 7, ĐH Pari 6, CH Pháp. Đã có hàng chục bài báo cáo, báo cáo

LÊ THỊ THU HƯỜNG

9

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

khoa học đã được công bố chung trong các tạp chí quốc tế, tuyển tập các hội nghị,
hội thảo khao học quốc tế.
d) Dịch vụ khoa học – kỹ thuật
-

Xác định và phân tích thành phần các cation và anion trong nước.
Xác định thành phần và xử lý nước thải, kỹ nghệ tráng rửa phim.
Chế tạo các loại mẫu polymer dẫn điện bằng phương pháp hóa học hay điện hóa.
Xác định các tính chất điện hóa, độ dẫn điện của các vật liệu bán dẫn dạng bột

hay màng mỏng.
- Sản xuất pilot vật liệu gốm lọc nước.
II.3. Cở sở vật chất
Thiết bị đo điện hóa đa năng AUTOLAB 30 ( Hà Lan).
-

Máy li tâm tốc độ cao 11000 vòng/phút Hettich ( Đức).
Thiết bị phân tích trắc quang DR/2010, Hach ( Mỹ).
Máy mài mẫu thí nghiệm Buehler.
Dây chuyền công nghệ chế tạo gốm.

Một số công bố khoa học công nghệ tiêu biểu trong 3 năm gần đây:
• Lương Văn Cử, Nguyễn Hoàng Bách, Mai Thị Phượng, Trần Văn Biển, Thử
nghiệm ăn mòn thép và một vài lớp phủ bảo vệ tại trạm phơi mẫu Quảng Ninh,
Tạp chí Khoa học và Công nghệ; Tập 48, Số 3A, 2010, tr. 286-289
• Nguyễn Tuấn Dung, Phùng Như Bách, Đặng Lan Anh, Tô Thị Xuân
Hằng, Nghiên cứu tính nhậy ion Cu2+ của màng tổng hợp điện hóa poly(1,8diaminonaphtalene), Tạp chí Hóa học, T.48, No 3, 2010. tr. 89-93.
• Nguyễn Tuấn Dung, Phan Thị Hà, Tô Thị Xuân Hằng, Chế tạo màng chọn lọc
cation Hg(II) trên điện cực cacbon thủy tinh bằng phương pháp điện hóa,Tạp chí
Khoa học và công nghệ, T.48, No 3A, 2010, tr. 116-121.
• Nguyễn Tuấn Dung, Vũ Kế Oánh, Hồ Trường Giang, Nguyễn Ngọc Toàn, Thin
film

of

poly(1,8-diaminonaphthalene)/carbon

nanotubes

composite:

Electrosynthesis and characterization, The 5th International Workshop on
Advanced and Nanotechnology (IWAMNS), Hanoi Oct. 9-12, 2010.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

10

LDH1KM2

BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

• Nguyễn Hải Bình, Trần Đại Lâm, Nguyễn Lê Huy, Lê Đăng Khương, Nguyễn
Tuấn Dung, Cảm biến sinh học điện hóa xác định glucose trên cơ sở màng
composite polyanilin/ống cacbon nano, Tạp chí Phân tích Lý-Hóa và Sinh học,
T.15, số 3 (2010), tr.150-154.
• Lam

Dai

Tran,

Binh

Hai

Nguyen,

Dung

Tuan

Nguyen, Huy

Le

Nguyen. Electrochemically interdigitated and peptide aptamer based arrays

coated with functional Polyaniline/MWCNT for multiple detection of Human
PapillomaVirus.

Conference Proceedings

of

the

2nd Analytica

Vietnam

Conference, 2011, tr. 255-258.
• Dung Tuan Nguyen, Lam Dai Tran, Huy Le Nguyen, Binh Hai Nguyen, Nguyen
Van Hieu, Modified interdigitated arrays by novel poly(1,8-diaminonaphthalene)
/carbon nanotubes composite for selective detection of mercury(II). Talanta, In
Press, Available online 5 August 2011.
• H. V. Tran, R. Yougnia, S. Reisberg, B. Piro, N.Serradji, T.D. Nguyen, L.D.
Tran, C.Z.Dong, M.C. Pham, A Label-free Electrochemical Immunosensor for
Direct,

Signal-on

and

Sensitive

Pesticide

Detection, Biosensors

and

Bioelectronics, In Press.
• Nguyễn Tuấn Dung, Dương Thị Hạnh, Vũ Xuân Minh, Nguyễn Lê Huy, Nghiên
cứu khả năng khử của Ag+ ở nồng độ thấp trên màng polydiaminonaphtalen
trùng hợp điện hóa trên nền thép không gỉ 304, Tạp chí Hóa học, T.49, số 6,
2011, tr.721-724.
• Nguyen Tuan Dung, Vu Xuan Minh, Nguyen Thanh My, Nguyen Hoang Bach,
Tran Van Bien, Vu Duc Loi, Removal of fluoride from aqueous solution by Tay
Nguyen red mud, Vietnam Journal of Chemistry v.50, No. 6B, 2012, 219-223.
• Nguyễn Hoàng Bách, Vũ Xuân Minh, Mai Thị Phượng, Nguyễn Thanh Mỹ, Trần
Văn Biển, Nguyễn Tuấn Dung, Nghiên cứu chế tạo gốm lọc trên cơ sở đá ong

LÊ THỊ THU HƯỜNG

11

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

pha tạp cao lanh và khảo sát khả năng khử các anion Cl -, F-, Tạp chí Công
nghiệp hóa chất, số 12/2012, tr.35-40.

PHẦN B: NỘI DUNG THỰC TẬP

MỞ ĐẦU
Nước là một yếu tố sinh thái không thể thiếu đối với sự sống và là nguồn tài
nguyên có thể tái tạo vô cùng quý giá đối với con người. Nguồn nước quyết định ít
nhiều đến sự phát triển của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc. Nước là mắt xích đầu tiên
của chuỗi dài dinh dưỡng chủ yếu của sự sống sinh vật, do đó ảnh hưởng của nước

LÊ THỊ THU HƯỜNG

12

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

đến sức khỏe là rất lớn. Ô nhiễm môi trường nước không chỉ là mối quan tâm hàng
đầu của các nước công nghiệp lớn như : Anh, Pháp, Đức, … mà còn là mối lo ngại
của toàn nhân loại trong đó có Việt Nam - một nước đang phát triển.
Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp
lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường
nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước
thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công
nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử
lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng.
Bùn đỏ chính là chất thải rắn của quá trình sản xuất nhôm từ quặng bauxit
theo phương pháp Bayer. Hàng năm, có hơn 90 triệu tấn bùn đỏ được tạo ra trên
toàn cầu. Hiện nay nó được lưu trữ trong các hồ chứa, hoặc thải ra biển gần các nhà
máy tinh chế nhôm ôxit. Tuy nhiên, độ kiềm cao của bùn đỏ là nguyên nhân gây ô

nhiễm đất, nước và không khí. Xử lý và tái sử dụng bùn đỏ là vấn đề đặc biệt quan
trọng.
Từ thực tế trên, em lựa chọn đề tài ‘‘Nghiên cứu khả năng ứng dụng của
bùn đỏ Tây Nguyên làm chất hấp phụ xử lý nước thải’’, với mong muốn xử lý và
tái sử dụng bùn đỏ làm chất hấp phụ các chất ô nhiễm có trong nước thải, giảm
lượng chất thải rắn gây ô nhiêm môi trường.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙN ĐỎ
I.1. Khái niệm về bùn đỏ
I.1.1. Bauxit
Bauxit là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâu được hình thành
từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá

LÊ THỊ THU HƯỜNG

13

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

trình xói mòn. Quặng bauxit phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo
đặc biệt trong môi trường nhiệt đới. Từ bauxit có thể tách ra alumina (Al 2O3),
nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân. Khoảng 95% lượng bauxit
được khai thác trên thế giới đều được dùng để luyện thành nhôm. Tên gọi của loại
quặng nhôm này được đặt theo tên làng Les Baux-de-Provence ở miền nam nước
Pháp, tại đây bauxit được nhà địa chất học là Pierre Berthier phát hiện ra lần đầu

tiên năm 1821 [1].
I.1.1.1 Nguồn gốc hình thành và phân bố
a) Quá trình hình thành
Bauxit hình thành trên các loại đá có hàm lượng sắt thấp hoặc sắt bị rửa trôi
trong quá trình phong hóa. Quá trình hình thành trải qua các giai đoạn:
- Phong hóa và nước thấm lọc vào trong đá gốc tạo ra ôxít nhôm và sắt,
- Làm giàu trầm tích hay đá đã bị phong hóa bởi sự rửa trôi của nước ngầm,
- Xói mòn và tái tích tụ bauxit.
b) Phân bố :
Các loại quặng bauxit tự nhiên phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới, Caribe,
Địa trung Hải và vành đai xung quanh xích đạo. Người ta tìm thấy quặng bauxit ở
các vùng lãnh thổ của Úc, Nam và Trung Mỹ (Jamaica, Brazin, Surinam,
Venezuela, Guyana), châu Phi (Guinea), châu Á (Ấn Độ, Việt Nam, Trung Quốc)
và châu Âu (Nga, Hy Lạp). Trong đó, Guinea là nước có trữ lượng bauxit lớn nhất
trên thế giới, sau đó là Australia, Việt Nam, Jamaica.
Việt Nam có trữ lượng bauxit đứng thứ 3 trên thế giới, ước tính khoảng 5,4 tỉ
tấn quặng, phân bố phổ biến ở các tỉnh: Cao Bằng, Hà Giang, Lạng Sơn và Tây
Nguyên. Thị xã Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng là một trong những nơi có trữ lượng
bauxit lớn ở Tây Nguyên, chiếm 20% tổng trữ lượng cả nước.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

14

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

I.1.1.2.Thành phần khoáng vật
Thành phần hóa học chủ yếu của bauxit (quy ra ôxít) là Al2O3, SiO2, Fe2O3,
CaO, TiO2, MgO... trong đó, hyđrôxit nhôm là thành phần chính của quặng.

Bảng 1. Thành phần hóa học của quặng bauxit
Thành phần
hóa học
% theo khối
lượng

AL2O3

Fe2O3

CaO

SiO2

TiO2

MgO

55,6

4,5

4,4

2,4

2,8

0,3

Mất khi
đốt
30

Bauxit tồn tại ở 3 dạng chính tùy thuộc vào số lượng phân tử nước chứa trong
nó và cấu trúc tinh thể gồm: gibbsit Al(OH) 3, boehmit γ-AlO(OH), và diaspore αAlO(OH), cùng với các khoáng vật oxit sắt goethit và hematit, các khoáng vật sét
kaolinit và đôi khi có mặt cả anatas TiO2.
Gibbsit là hydroxit nhôm thực sự còn boehmit và diaspore tồn tại ở dạng
hidroxit nhôm ôxít. Sự khác biệt cơ bản giữa boehmit và diaspore là diaspore có cấu
trúc tinh thể khác với boehmit, và cần nhiệt độ cao hơn để thực hiện quá trình tách
nước nhanh.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

15

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

I.1.2. Bùn đỏ
Có hai loại bùn màu đỏ liên quan đến khai thác bauxit và sản xuất nhôm ôxit:

- Loại thứ nhất xuất hiện khi tuyển rửa quặng bauxit nguyên khai (tuyển rửa
bằng nước) thành quặng tinh. Sản phẩm thải ra có khối lượng tương đương hay
nhiều hơn khối lượng quặng tinh, chủ yếu là chất độn lẫn quặng bauxit có đường
kính nhỏ hơn 1mm. Loại bùn này gọi là bùn thải đuôi quặng, không phải chất thải
công nghiệp hay chất độc hại do quá trình tuyển rửa không dùng hóa chất (nhưng
tốn nước).
- Loại thứ hai sinh ra trong quá trình sản xuất nhôm ôxit từ bauxit theo công
nghệ Bayer có tên là bùn đỏ (BĐ).
I.1.2.1. Qúa trình hình thành bùn đỏ :
Quặng bauxit sau khi sơ chế được đưa đến các nhà máy tinh chế. Tại đây, quặng thô
được xử lý theo quy trình Bayer để tạo thành alumina. Quy trình Bayer gồm
có 4 bước: hòa trộn, tách bùn, kết tủa, nung [3]:
- Hòa trộn: Trong bước đầu tiên, quặng bôxit thô được hòa trộn với soda
(NaOH), và bơm vào bồn áp lực lớn. Tại đây, quặng này phải chịu tác động của
nhiệt hơi nước (150 –200oC) và áp lực cao. NaOH phản ứng với các khoáng chất
nhôm của bôxit tạo thành hợp chất bão hòa natri aluminat và tạp chất không hòa tan
(BĐ):
Al2O3 + 2OH − + 3 H2O → 2[Al(OH)4]−
- Tách bùn: Sau khi hòa trộn, hỗn hợp được truyền qua một loạt các thùng
giảm áp suất. Tại đây, áp suất không khí được tràn vào, cát được tách ra khỏi hỗn
hợp qua các bẫy cát. Tiếp theo, cặn mịn và các chất rắn còn lại được bổ sung các
hợp chất tổng hợp và đưa qua bộ lọc vải. Rửa sạch và loại bỏ các cặn dư.
- Kết tủa: Hợp chất bão hòa natri aluminat tiếp tục được làm mát bằng hệ
thống trao đổi nhiệt. Vì bị làm lạnh đột ngột, các hydroxit nhôm bị kết tủa lại tạo
thành các hạt tinh thể. Các tinh thể này kết hợp với các tinh thể khác tạo thành các
hạt lớn hơn lắng xuống đáy. Sau đó, các hạt hydroxit nhôm được lọc và rửa sạch để
loại bỏ soda. Phản ứng diễn ra như sau:

LÊ THỊ THU HƯỜNG

16

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

Na+ + Al(OH)4- → Al(OH)3 + NaOH
- Nung: Các hạt hydroxit nhôm được nung trong lò ở nhiệt độ trên 960°C (1.750°F)
tạo thành alumina theo phản ứng sau đây:
Al(OH)3 →Al2O3 + 3 H2O
Như vậy, trong quy trình Bayer, bùn đỏ được sinh ra trong quá trình tách bùn.
Do bị nhiễm xút nên bùn đỏ có độ pH rất cao, khoảng 11-13. Do đó BĐ có thể gây
bỏng da và ngộ độc hóa học. Ngoài ra trong thành phần của BĐ có thể có các chất
phóng xạ, kim loại nặng và các chất độc hại khác nên nó là chất thải công nghiệp rất
độc hại.
I.1.2.2. Thành phần và đặc tính:
Bùn đỏ là phần còn lại sau khi tách nhôm từ quặng bauxit, được thải ra dưới dạng
bùn nhão với độ pH cao. Màu đỏ và độ màu của bùn thải là do hàm lượng
của sắt oxit quyết định. Thành phần của bùn đỏ trong quá trình tinh luyện
bauxit thay đổi tùy theo loại quặng và các quy trình tinh chế khác nhau, có
chứa chủ yếu là silic, nhôm, sắt, canxi, titan và một số thành phần phụ: Na,
K, Cr, V, Ni, Ba, Cu, Mn, Pb, Zn. Thông thường thành phần này dao động
như sau: Fe2O3=30-60%, Al2O3=10-20%, SiO2=3-50%, Na2O=2-10%,
CaO=2-8%, TiO2=0-25%, bảng dưới đây thống kê hàm lượng của các oxit
của bùn đỏ ở các địa điểm khác nhau trên thế giới.
Bảng2: Thành phần chính của bùn đỏ sinh ra ở các nhà máy khác nhau trên thế
giới [20].

Quốc gia

Nhà máy
Fe2O3

Al2O3

TiO2

SiO2

Na2O

40.50

27.70

3.50

19.90

1-2

ALCOA

30.40

16.20

10.11 11.14

Arkansas

55.60

12.15

4.50

Australia
USA

LÊ THỊ THU HƯỜNG

Thành phần chính (%)

17

4.50

2
1.5-5.0

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

Sherwon

50.54

11.13

Vết

2.56

9.00

Al.Corp

20.26

19.60

28.00

6.74

8.09

MALCO

45.17

27.00

5.12

5.70

3.64

HINDALCO

35.46

23.00

17.20

5.00

4.85

BALCOa

33.80

15.58

22.50

6.84

5.20

NALCOb

52.39

14.73

3.30

8.44

4.00

Trung Quốc

6.85

7.29

2.45

13.89

2.73

Hungary

38.45

15.20

4.60

10.15

8.12

Jamaica

50.90

14.20

6.87

3.40

3.18

38.75

20.00

5.5

13.00

8.16

Ấn Độ

Đức

Baudart

Các thành phần khoáng chính trong bùn đỏ là boemit (AlOOH), kaolinit
(Al2Si2O5(OH)4), thạch anh (SiO2), anatat/rutile (TiO2), diaspor (AlO(OH), hematite
(α-Fe2O3), canxi cacbonat (CaCO3), geothit (FeO(OH)), muscovite (KAl2(AlSi3O10)
(F,OH)2, và tricanxi aluminat (Ca3Al2O6) [20].
Bùn đỏ có pH trong khoảng 11-13, kích thước hạt nhỏ (trung bình <10 µm),
90% khối lượng các hạt có kích thước dưới 75 µm. Diện tích bề mặt riêng BET của
bùn đỏ là khoảng 7,3-34,5 m2/g [20], có thể được tăng lên đáng kể bằng cách sử
dụng các phương pháp xử lý, tăng cường hoạt tính. Bùn đỏ mang điện tích âm do
các nhóm hydroxyl trên bề mặt tạo ra.

I.2. Tình hình khai thác bauxit và nguy cơ ô nhiễm môi trường
I.2.1. Tình khai thác ở Việt Nam và trên thế giới
Bauxit được khai thác đầu tiên ở Guyana trong thời gian 1897-1910. Năm
2007, Australia đứng đầu danh sách các nước khai thác bauxit và chiếm một phần
ba lượng khai thác của cả thế giới, theo sau là Trung quốc , Brazil, Guinea, và
Jamaica.
LÊ THỊ THU HƯỜNG

18

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

Bảng 3: Tình hình khai thác quặng ở một số quốc gia [ 22 ]
(x1000 tấn, ước tính cho 2008 )
Quốc gia

Khối lượng khai thác

Trữ lượng

Trữ lượng ban

2007

2008

Guinee

18,000

18,000

7,400,000

8,600,000

Austraylia

62,400

63,000

5,800,000

7,900,000

Việt Nam

30

30

2,100,000

5,400,000

Jamaica

14,600

15,000

2,000,000

2,500,000

Brasil

24,800

25,000

1,900,000

2,500,000

Guyana

1,600

1,600

700,000

900,000

Ấn Độ

19,200

20,000

770,000

1,400,000

Trung Quốc

30,000

32,000

700,000

2,300,000

Hi Lạp

2,220

2,200

600,000

650,000

Suriname

4,900

4,500

580,000

600,000

Kazakhstan

4,800

4,800

360,000

450,000

Vênzuela

5,900

5,900

320,000

350,000

Nga

6,400

6,400

200,000

250,000

Hoa Kỳ

NA

NA

20,000

40,000

Các nước khác

7,150

6,800

3,200,000

3,800,000

202,000

205,000

27,000,000

38,000,000

Tổng cả thế
giới (làm tròn)

đầu

Trữ lượng bauxit ở Việt Nam được ước tính vào khoảng 5,4 tỉ tấn, trong số
đó có khoảng 2,1 tỉ tấn có thể khai thác được, đứng hàng thứ ba trên thế giới sau

Guinea (8,6/7,4 tỉ tấn) và Australia (7,9/5,8 tỉ tấn). Vùng có trữ lượng quặng bauxit
lớn nhất là Tây Nguyên. Theo Quyết định số 167/2007/QĐ-TTG ngày 1 tháng 11
năm 2007, từ năm 2007 đến 2025, Việt Nam sẽ xây dựng 6 nhà máy chế biến
alumina ở Đăk Nông, Lâm Đồng, và Bình Phước, 1 nhà máy luyện nhôm tại Bình
Thuận, 1 tuyến đường sắt khổ 1,435m nối liền Đăk Nông với Bình Thuận. Kế

LÊ THỊ THU HƯỜNG

19

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

hoạch này có thể cần đến 15 tỉ USD nhằm mục đích khai thác mỗi năm 70,9 đến
94,5 triệu tấn bauxit, chế biến mỗi năm 11,8 đến 16,5 triệu tấn alumina, luyện mỗi
năm 200.000 đến 400.000 tấn nhôm, và vận chuyển mỗi năm 25 đến 30 triệu tấn
hàng hoá vào năm 2025.
I.2.2. Nguy cơ ô nhiễm môi trường
Nếu thải trực tiếp bùn đỏ chưa được xử lý ra môi trường sẽ gây ra những hậu
quả sau: thứ nhất, phải sử dụng diện tích lớn để lưu trữ, làm mất khả năng sử dụng
đất trong thời gian dài; thứ hai, khối lượng bùn thải lớn, trong mùa mưa có nguy cơ
gây ra rửa trôi, lũ bùn làm ô nhiễm môi trường nước mặt trên diện rộng; thứ ba,
lượng xút dư thừa trong bùn đỏ thấm vào đất gây ô nhiễm, đồng thời ngấm xuống
đất gây ô nhiễm cả nguồn nước ngầm; thứ tư, kích thước các hạt bùn đỏ rất nhỏ, có
khuynh hướng dễ vỡ khi khô, nên trong quá trình làm khô, bụi bùn đỏ có khả năng
phát tán vào không khí do gió, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người và môi

trường sinh thái.
Khả năng gây ô nhiễm rất cao khi lưu giữ bùn với khối lượng lớn trong thời
gian dài. Lượng bùn này phân tán mùi hôi, hơi hóa chất làm ô nhiễm, ăn mòn các
loại vật liệu. Đặc biệt, nước rỉ ra từ các bể chứa tập trung gây ô nhiễm nghiêm trọng
cho nguồn nước ngầm. Các chất ô nhiễm, đặc biệt kim loại nặng, là các nguyên tố
không phân hủy, ngấm vào đất, nước và theo chu trình địa hóa môi trường xâm
nhập vào môi trường đất, nước cuối cùng sẽ được tái sử dụng trực tiếp hoặc gián
tiếp thông quá trình hệ thống biển, sông, hồ và hệ sinh thái động vật, thực vật. Việc
nghiên cứu xử lý BĐ, bảo vệ môi trường là nhiệm vụ cấp thiết của tất cả các quốc
gia, các tổ chức và mọi cá nhân.[23]

I.3 Các biện pháp xử lý và tái sử dụng
I.3.1. Các biện pháp xử lý
Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ.
Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là cô lập bùn đỏ bằng cách chứa nó

LÊ THỊ THU HƯỜNG

20

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

trong những bể lưu nhằm giảm tác động trực tiếp lên môi trường. Phương pháp này
làm nảy sinh các thách thức với rủi ro cao tại các hồ chứa bùn đỏ, bao gồm:
- Tốn một diện tích đất đai lớn dùng để lưu trữ BĐ không sử dụng được vào

mục đích khác trong thời gian dài.
- Tính chất kiềm của bùn đỏ tác động có hại đến sức khỏe của con người và
đa dạng sinh học.
- Việc ngăn chặn sự phát tán của kiềm từ bùn đỏ vào nước ngầm hoặc sử lý
nước ngầm ô nhiễm kiềm là rất khó khăn, giá thành đắt, và vẫn phải tiếp tục cả sau
khi ngừng quá trình thải bùn đỏ.
- Chi phí quản lý và duy trì hồ bùn đỏ cao và liên tục tăng theo không gian
và thời gian. Để phần nào hạn chế các tác hại trên, BĐ trước khi thải ra bãi thải phải
được rửa ngược dòng 4-6 bước nhằm tận thu tối đa kiềm và đảm bảo yêu cầu môi
trường. Hồ chứa BĐ phải có các lớp chống thấm tốt để làm sao kiềm không thẩm
thấu vào mạch nước ngầm. Nước chứa kiềm trong hồ chứa bùn đỏ được thu gom và
bơm tuần hoàn về nhà máy alumin sử dụng lại.
Bùn đỏ được thải ra theo 2 công nghệ: thải khô và thải ướt:
- Thải khô là bơm bùn ra hồ chứa với hàm lượng chất rắn rất cao, tiết kiệm
diện tích nhưng tốn kém và phức tạp hơn, thích hợp với những vùng có lượng bốc
hơi lớn hơn so với lượng mưa. Điều này không phù hợp với điều kiện các tỉnh ở
Tây Nguyên, nơi có lượng mưa rất lớn.
- Thải ướt là bơm bùn ra hồ chứa với hàm lượng chất rắn thấp hơn, đỡ tốn
kém, thích hợp với các vùng có các thung lũng dễ tạo thành hồ chứa, thường áp
dụng cho những vùng có lượng mưa lớn hơn so với lượng bốc hơi (thí dụ ở Tây
Nguyên - Việt Nam có lượng mưa gấp gần 4 lần lượng bốc hơi: lượng mưa
2.400mm; lượng bốc hơi 650mm).
Theo dự án ATF–06–03 (2006-2011) về cơ sở dữ liệu bùn đỏ và hồ chứa bùn
đỏ (Bauxite Residue and Disposal Database - BraDD) do 7 nước hợp tác tiến hành,

LÊ THỊ THU HƯỜNG

21

LDH1KM2

BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

bao gồm Mỹ, Canada, Úc, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc mới công bố
vào tháng 12 năm 2008 cho thấy trên thế giới hiện nay có khoảng 73 nhà máy, trong
đó khoảng 20 nhà máy Alumin (chiếm 27%) áp dụng thải khô, chủ yếu tập trung ở
châu Âu và Úc; còn khoảng 53 nhà máy Alumin (chiếm 73%) áp dụng thải ướt, chủ
yếu tập trung ở Trung Quốc, Ấn Độ và các nước đang phát triển.
Giải pháp thiết kế, xây dựng hồ chứa BĐ (thải bằng công nghệ ướt) là bằng
hồ chứa được thiết kế chống thấm tuyệt đối bằng vật liệu địa kỹ thuật (High Density
Polyethylene Material - HDPM) và chống tràn bằng các đập chắn vững chắc và hệ
thống hút nước trung tâm và bơm nước tuần hoàn để tháo khô hồ và tái sử dụng
nước xút cho nhà máy. Đầu tư xây dựng mạng lưới quan trắc chất lượng môi trường
ở thượng nguồn, hạ nguồn và xung quanh hồ chứa bùn đỏ để giám sát thường xuyên
sự tác động của hồ chứa bùn đỏ đối với môi trường xung quanh (nguồn nước, đất,
không khí). Khi hồ chứa BĐ được thải đầy đến độ cao nhất định theo thiết kế, sau
khi bùn khô được san ủi thành từng lớp, sau đó phủ một lớp đất màu lên trên và
trồng cây để tái tạo giá trị thổ nhưỡng. Đây là giải pháp đã rất phổ biến và có độ tin
cậy cao trong hàng chục năm ở rất nhiều nước trên thế giới, như EU, Mỹ, Úc,
Brasil, Jamaica.
Mặt khác, kết hợp với giải pháp làm giảm độ pH cao (10-15) xuống đến mức
an toàn (pH=6-8) bằng chôn lấp khí CO 2 trong hồ bùn đỏ (theo Alcoa, Mỹ), hoặc
hòa trộn muối Canxi và Magie (theo Virotec, Úc) sẽ đáp ứng được yêu cầu lưu trữ
lâu dài hàng chục triệu tấn bùn đỏ một cách an toàn, đồng thời được tái sử dụng một
phần (hàng triệu tấn/năm) trong các lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng, làm nền
đường, chất xúc tác môi trường để xử lý ô nhiễm môi trường (như: nước cống đô
thị ở Mỹ, nước thải axít ở các mỏ than Indonesia, Úc, …). Giai pháp này đã và đang

được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng như EU (Ý),Mỹ, Úc,
Hàn quốc.
Giải pháp thải bùn đỏ bằng công nghệ ướt tại các nhà máy alumina ở Tây
Nguyên có nhiều ưu điểm hơn so với công nghệ thải khô với những lý do sau đây:

LÊ THỊ THU HƯỜNG

22

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

- Phù hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên của Tây Nguyên ( mưa lớn (2.500
mm/năm) gấp gần 4 lần lượng bốc hơi (650 mm/năm).
- Dễ xử lý và tái sử dụng bùn đỏ tạo ra các giá trị gia tăng, như làm vật liệu
xây dựng, làm nền đường, chất xúc tác môi trường để xử lý ô nhiễm (nước thải axít,
nước thải cống, …).
- Giảm khuyếch tán ô nhiễm bụi từ bùn đỏ khô trong hồ chứa đến không khí,
gây tác động có hại đến sức khỏe con người.
- Giảm chí phí đầu tư xây dựng hồ chứa bùn đỏ và giảm chí phí vận hành,
quản lý và hoàn nguyên khi hồ ngừng hoạt động.
I.3.2. Biện pháp tái sử dụng.
I.3.2.1. Chế tạo vật liệu xây dựng :
a) Sử dụng bùn đỏ trong sản xuất xi măng :
Bùn đỏ có chứa một lượng lớn β-2CaO.SiO2 chính là một chất kết dính rất
hay dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Bùn đỏ được tạo thành từ quá trình

Bayer rất dễ sử dụng cho xi măng và sản xuất vật liệu xây dựng hơn bùn đuôi
quặng. Cho đến năm 1998, ở Trung quốc, hơn 6 triệu tấn bùn đỏ đã được sử dụng
để sản xuất xi măng, hàm lượng bùn đỏ trong xi măng có thể lên đến 50%.[ 16 ]
b) Gốm thủy tinh :
Bùn đỏ chính là nguồn khoáng có giá trị có chứa CaO, Al2O3, SiO2, Fe2O3, và
TiO2. Thành phần hóa học của BĐ rất phù hợp cho sản xuất gốm thủy tinh. Trong
những năm gần đây, nhiều nghiên cứu sử dụng BĐ trong sản xuất thủy tinh và gốm
thủy tinh đã được công bố. Việc tái sử dụng BĐ khiến cho chi phí nguyên vật liệu
sản xuất gốm thủy tinh giảm, đồng thời mang lại nhiều lợi ích về môi trường. .
I.3.2.2. Ứng dụng trong công nghệ môi trường :
Bùn đỏ thường có diện tích bề mặt lớn và khả năng trao đổi ion cao. Nhiều
nghiên cứu đã được thực hiện theo hướng ứng dụng BĐ làm vật liệu hấp phụ để làm

LÊ THỊ THU HƯỜNG

23

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

sạch khí, loại bỏ các kim loại nặng độc hại, các anion vô cơ, cũng như các hợp chất
hữu cơ.
a. Vật liệu hút ẩm để làm sạch khí [ 4 ]:
Ống khói và khí thải ra từ quá trình công nghiệp khác nhau có thể chứa các
khí độc hại như H2S, SOx và NOx, tác động mạnh mẽ đến môi trường. Tuy nhiên, rất
ít nghiên cứu được thực hiện trong làm sạch khí thải bằng cách sử dụng bùn đỏ.

Yamada và Harato (1982) và Yamada cùng cộng sự (1982) , báo cáo nghiên cứu để
loại bỏ SO2 bằng bùn đỏ như hấp thụ trong phòng thí nghiệm và nhà máy đang hoạt
động. Fan cùng cộng sự (2005), đã báo cáo về việc loại lưu huỳnh từ khí than. Họ
chuẩn bị một lò phản ứng cố định sử dụng đất sét trộn với bùn đỏ hấp thụ trong
phòng thí nghiệm với quy mô hoạt động lớn. Kết quả thực nghiệm cho thấy khả
năng hấp phụ tốt.
Cacbon dioxit là khí chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính. Ngưng tụ CO 2 từ quy
trình công nghiệp sẽ giúp giảm lượng khí thải CO 2. Jones cùng cộng sự (2006), báo
cáo nghiên cứu về lượng khí CO2 có thể cacbonat hóa bằng cách sử dụng nguyên
bùn đỏ và bùn đỏ đã trung hòa (BauxsolTM). Dựa trên các thí nghiệm, họ đã tính
toán lượng khí cacbon có thể được loại bỏ hàng năm tại nhà máy lọc nhôm tại Úc là
15 triệu tấn. Quá trình cacbonat hóa của bùn đỏ với CO2 có thể mô tả như sau:
NaAl(OH)4

+

CO2 → NaAlCO3 + H2O

NaOH

+

CO2

→

NaHCO3

Na2CO3

+

CO2

→ 2 NaHCO3

3Ca(OH)2.2Al(OH)3 + CO2 →CaCO3 + Al2O3.2H2O + 3H2O
Na6(AlSiO4)6.2 NaOH + CO2 → Na6(AlSiO4)6 + 2NaHCO3
b. Ứng dụng trong xử lý nước thải :

LÊ THỊ THU HƯỜNG

24

LDH1KM2


BÁO CÁO THỰC TẬP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI

Bùn đỏ đã được nghiên cứu rộng rãi để sử dụng làm một vật liệu hấp thụ loại
bỏ ion kim loại giá rẻ. Thực sự là vật liệu hấp phụ có khả năng hấp phụ cadimi cao
sau khi xử lý nhiệt hoặc xử lý bằng hóa chất. Hầu hết các nhà nghiên cứu đã nghiên
cứu bột mịn bùn đỏ như vật liệu hấp phụ trực tiếp cho các ion kim loại. Bột bùn đỏ
có khả năng hấp phụ bề mặt cao và thích hợp cho hấp phụ. Tuy nhiên, vật liệu hấp
phụ từ bột bùn đỏ rất khó tái sinh và tái chế sau khi ứng dụng. Bùn đỏ được ứng
dụng làm đồ gốm và đánh giá tiềm năng của nó để loại bỏ các ion cadimi từ dung
dịch nước như là một vật liệu hấp phụ giá rẻ. Bột bùn đỏ đã được tao thành từ quá
trình Bayer được cung cấp bởi Công ty nhôm Shandong Trung Quốc. Họ thấy rằng

sự hấp phụ ion cadimi với hạt bùn đỏ là tự xảy ra và có thể thực hiện được. Các vật
liệu hấp phụ cadimi dạng hạt có thể được tái sinh bằng cách bơm 0,1 mol/L axit
HCl qua cột hấp phụ.
Bùn đỏ làm giảm lượng FeCl3 , có thể được sử dụng để loại bỏ asenat trong
nước. Thứ nhất, bùn đỏ được xàng, và thêm nước vào bột min bùn đỏ. Sau đó, các
dung dịch FeCl3 được bổ sung vào hỗn hợp , kết quả là dung dịch được làm chín và
rửa sạch. Bùn đỏ được xàng một lần nữa, và bột mịn bùn đỏ được sử dụng như chất
hấp phụ trong các thí nghiệm. Khả năng hấp phụ bị ảnh hưởng đáng kể bởi độ pH
của dung dịch, NO3- ít ảnh hưởng tới sự hấp thụ, trong khi Ca 2+ làm tăng sự hấp thụ,
và HCO3- làm giảm sự hấp phụ. Bùn đỏ có thể được tái sinh bằng dung dịch NaOH.
c. Hấp thu và thanh lọc khí thải :
Bùn đỏ có thể sử dụng để loại bỏ lưu huỳnh bởi độ kiềm cao, khả năng hấp
thụ tốt và quy trình sản xuất đơn giản. Hàm lượng SO 2 thải ra ngoài dưới 150 mg/m3
và tỉ lệ hấp thụ là 95%, thực hiện bởi sự hấp thụ vật lý. Phản ứng trung hòa đóng
vai trò quan trọng trong quá trình hấp thụ SO 2. Chất thải trong quá trình loại bỏ lưu
huỳnh có thể tái sử dụng như nguyên liệu tự nhiên trong quá trình sản xuất xi măng.
Trên thực tế, nhu cầu của thị trường về nguyên liệu này là rất nhỏ, tuy nhiên
nó lại có lợi cho việc sử dụng bùn đỏ như một nguyên liệu tự nhiên giá rẻ. Và nó
cũng rất có ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường.

LÊ THỊ THU HƯỜNG

25

LDH1KM2