Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu sử dụng diatomite Phú Yên chế tạo vật liệu gốm lọc nước và ứng dụng xử lý nước nhiễm phèn

Chia sẻ: Hoàng Lê Khanh Phong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu: Góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết và quy trình chế tạo gốm lọc nước từ Diatomite để ứng dụng xử lý nước giếng khoan bị nhiễm phèn. Sử dụng Diatomite Phú Yên chế tao vật liệu gốm lọc nước. Sử dụng gốm lọc vừa chế tạo để xử lý và loại bỏ hàm lượng sắt có trong nước nhiễm phèn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu sử dụng diatomite Phú Yên chế tạo vật liệu gốm lọc nước và ứng dụng xử lý nước nhiễm phèn

B ộ GĨÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU BARIA VUNGTAU UNIVP.RSITY í 'A P SA U N T | a í < ỊỊJF S NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DIATOMITE PHÚ YÊN CHẾ TẠO VẬT LIỆU GỐM LỌC NƯỚC VÀ ỨNG DỤNG x ử LÝ NƯỚC NHIỄM PHÈN Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quang Thái Sinh viên thực hiện: Trần Văn Tiến MSSV: 13030153 Lớp: DH13HD B à Rịa-Vũng Tàu, tháng 5 năm 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong đề tài này chua từng đuợc công bố ở các nghiên cứu khác. Nội dung của đề tài có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, tạp chí đuợc liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo. Bà Rịa -Vũng Tàu, tháng 6 năm 2017 Sinh viên thục hiên Trần Văn Tiến
LỜI CẢM ƠN Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình anh Nguyễn Hữu Phước đã tận tình tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong việc lẩy mẫu để tôi có thể hoàn thành dề tài. Tôi cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến ThS. Nguyễn Quang Thái đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài. Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và đóng góp ý kiến cho tôi để giúp tôi hoàn thiện đề tài. Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 5 năm 2017 Sinh viên thực hiện Trần Văn Tiến
MỤC LỤC DANH MỤC BẢN G ......................................................................................................... V DANH MỤC H ÌNH ........................................................................................................ vii LỜI MỞ Đ Ầ U ...................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG Q U A N .............................................................................................. 4 1.1. Giới thiệu về nguồn nguyên liệu Diatomite Phú Y ê n .....................................4 1.1.1. Phân bố của quặng Diatomite tại Phú Yên.............................................4 1.1.2. Điều kiện hình thành quặng D iatom ite.................................................. 5 1.1.3. Sản phẩm Diatomite của công ty p YM ICO...........................................7 1.1.4. Tính chất và cấu trúc của Diatomite Phú Yên......................................10 1.1.5. ứ n g dụng của Diatomite trong sản xuất gốm lọc n ư ớ c ......................12 1.2. Tình hình nghiên cứu và nhu cầu thị trường Diatomite ở Việt N a m ..........12 1.2.1. Tình hình nghiên c ứ u ..............................................................................12 1.2.2. Nhu cầu thị trường về Diatomite........................................................... 14 1.3. Nước nhiễm p h è n ...............................................................................................15 1.3.1. Thành phần nước nhiễm phèn và cách nhận b iế t................................ 15 1.3.2. Những ảnh hưởng của nước nhiễm phèn đến sức k h ỏ e ......................16 1.4. Các phưcmg pháp xử lý kim loại nặng trong nư ớc........................................ 17 1.4.1. Phương pháp keo tụ ................................................................................. 17 1.4.2. Phương pháp hấp p h ụ ..............................................................................17 1.4.3. Phương pháp trao đổi io n ....................................................................... 19 1.4.4. Phương pháp màng lọ c ........................................................................... 20 1.5. Các hệ thống lọc nước gia đình....................................................................... 22 1.5.1. Hệ thống lọc cát sỏ i................................................................................. 22
1.5.2. Hệ thống lọc từ vật liệu gốm lọc Diatom ite....................................... 23 1.6. Các yêu cầu về chất lượng nước sinh h o ạt.....................................................26 Chương 2. TH ựC NGHIỆM ...................................................................................... 28 2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên c ứ u ....................................................... 28 2.1.1. Hóa chất.................................................................................................... 28 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên c ứ u ............................................................. 28 2.2. Nguyên liệu Diatomite Phú Yên...................................................................... 29 2.3. Lựa chọn phối liệu.............................................................................................29 2.3.1. Phối liệu trấu nghiền m ịn .......................................................................30 2.3.2. Phối liệu bã cà phê...................................................................................30 2.3.3. Phối liệu bột m ì ....................................................................................... 31 2.4. Gia công gốm lọc............................................................................................... 32 2.4.1. Lựa chọn nhiệt độ nung gốm lọ c........................................................... 33 2.4.2. Gia công gốm lọc được làm từ 100% Diatomite................................. 33 2.4.3. Gia công gốm lọc được trộn với phố liệu trấ u .................................... 34 2.4.4. Gia công gốm lọc được trộn với phối liệu bã cà p h ê ..........................35 2.4.5. Gia công gốm lọc được phối trộn bột m ì ............................................. 36 2.5. Loại bỏ tro trong gốm và bảo quản g ố m ........................................................36 2.5.1. Loại bỏ tro trong gốm lọc......................................................................36 2.5.2. Bảo quản sản phẩm..................................................................................36 2.6. Thu thập mẫu nước nhiễm p hèn...................................................................... 37 2.6.1. Địa điểm lấy m ẫ u ...................................................................................37 2.6.2. Thời gian lấy m ẫu....................................................................................37 2.6.3. Vị trí lấy m ẫu........................................................................................... 37
2.6.4. Dụng cụ chứa m ẫu...................................................................................38 2.6.5. Cách lấy m ẫu ........................................................................................... 38 2.7. Kiểm tra hàm lượng sắt trong nước nhiễm phèn.......................................... 38 2.8. Tiến hành lọc nước nhiễm p h è n ..................................................................... 38 2.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến gốm làm từ Diatom ite...........................39 2.10. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ phối liệu đến khả năng lọc của gốm.........39 2.10.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ phối liệu trấu.................................................... 39 2.10.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ phối liệu bã cà ph ê............................................... 40 2.10.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ phối liệu bột m ì..................................................40 2.11. Phưong pháp phân tích sản phẩm .................................................................... 41 2.11.1. Phưong pháp quang phổ hấp thụ phân tử U V -V is..............................41 2.11.1. Phưong pháp kính hiển vi điện tử quét S E M ...................................... 42 2.11.2. Phưong pháp đo hấp phụ đa lóp B E T .................................................. 43 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO L U Ậ N ................................................................44 3.1. Ket quả gia công gốm lọ c ................................................................................. 44 3.1.1. Gia công gốm lọc được làm từ 100% Diatomite..................................44 3.1.2. Gia Công gốm lọc với phối liệu trấu ...................................................... 45 3.1.3. Gia công gốm lọc với phối liệu bã cà p h ê............................................ 47 3.1.4. Gia công gốm lọc với phối liệu bột m ì..................................................48 3.2. Ket quả khảo sát hàm lượng sắt trong nước nhiễm p h è n ............................. 49 3.2.1. Ket quả xây dựng đường chuẩn của dung dịch nước nhiễm p h è n .... 49 3.2.2. Ket quả hàm lượng sắt trong nước nhiễm p h è n .................................. 50 3.3. Ket quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến gốm làm từ 100% Diatomite.......................................................................................................................51
3.4. Ket quả ảnh hưởng của tỉ lệ phối liệu tới khả năng lọc của g ố m ................ 52 3.3.1. Tỉ lệ phối liệu trấu nghiền m ịn .............................................................. 52 3.3.2. Tỉ lệ phối liệu bã cà p h ê ......................................................................... 54 3.3.3. Tỉ lệ phối liệu bột m ì.............................................................................. 56 3.5. Kết quả chụp SEM của gốm lọ c .......................................................................57 3.6. Kết quả đo BET của gốm l ọ c .......................................................................... 61 3.7. Ket quả khảo sát hàm lượng sắt của nước sau lọc......................................... 61 3.7.1. Ket quả xây dựng đường chuẩn của dung dịch nước sau lọc............62 3.7.2. Ket quả hàm lượng sắt trong mẫu nước sau lọc của các mẫu tối ư u .63 3.8. Ket quả kiểm tra hàm lượng sắt tại trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 .................................................................................................................. 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN N G H Ị......................................................................................65 TÀI LIỆU THAM K H Ả O ............................................................................................ 66 PHỤ L Ụ C ......................................................................................................................... 68
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hoá học của Dỉatomỉte tại mỏ Hoà Lộc được ỉn trên bao bì sản phẩm ............................................................................................................................. 10 Bảng 1. 2. Bảng giới hạn các chỉ tiêu chất lượng QCVN 02:2009/BYT.................. 27 Bảng 2. 1. Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu.....................................................28 Bảng 2. 2. Các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu................................................28 Bảng 2. 3. Khối lượng Diatomite cần lẩy cho một lần gia công ............................... 34 Bảng 2. 4. Tỷ lệ trộn phổi liệu trấu, áp dụng cho tổng khối lượng 200g.................. 34 Bảng 2. 5. Tỷ lệ phổi liệu bã cà phê, áp dụng cho 200g nguyên liệu ........................35 Bảng 2. 6. Tỷ lệ phổi liệu bột mì, áp dụng cho 200g nguyên liệu.............................. 36 Bảng 2. 7. Thành phần dung dịch chuẩn...................................................................... 41 Bảng 3. 1. Ket quả ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến màu sắc sản phẩm và độ cứng của gốm làm từ 100% D iatom ite....................................................................................45 Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ phổi liệu trấu đến độ cứng của g ố m ....................... 45 Bảng 3. 3. Ảnh hưởng của phổi liệu bã cà phê đến độ cứng của gốm lọc................47 Bảng 3. 4. Ảnh hưởng của phổi liệu bột mì đến độ cứng của gốm lọc..................... 49 Bảng 3. 5. Ket quả khảo sát đường chuẩn của nước nhiễm phèn..............................50 Bảng 3. 6. Ket quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng lọc của gốm lọc làm từ 100% D ỉatomỉte.................................................................................................... 51 Bảng 3. 7. Gốm lọc với tỉ lệ phổi liệu trấu là 10% .......................................................52 Bảng 3. 8. Gốm lọc với tỉ lệ phổi liệu trấu là 20% .......................................................52 Bảng 3. 9. Gốm lọc với tỉ lệ phổi liệu trấu là 30% .......................................................53 Bảng 3. 10. Gốm lọc với tỉ lệ phổi liệu trấu là 35% ....................................................53 Bảng 3. 11. Ket quả lọc nước của gốm được trộn 10% bã cà p h ê .............................54 Bảng 3. 12. Ket quả lọc nước của gốm được trộn 20% bã cà p h ê .............................54 Bảng 3. 13. Ket quả lọc nước của gốm được trộn 30% bã cà p h ê .............................54 Bảng 3. 14. Ket quả lọc nước của gốm được trộn 35% bã cà p h ê .............................55 Bảng 3. 15. Ket quả khảo sát gốm với tỉ lệ 10% bột mì............................................... 56 Bảng 3. 16. Ket quả khảo sát gốm với tỉ lệ 20% bột mì............................................... 56
Bảng 3. 17. Ket quả khảo sát gốm với tỉ lệ 30% bột mì.............................................. 56 Bảng 3. 18. Ket quả khảo sát gốm với tỉ lệ 35% bột mì.............................................. 56 Bảng 3. 19. Ket quả đo BET của gốm lọc.....................................................................61 Bảng 3. 20. Ket quả khảo sát đường chuẩn cho nước sau lọc................................... 62 Bảng 3. 21. Hàm lượng Fe của nước sau lọ c .............................................................. 63 Bảng 3. 22. Ket quả kiểm nghiệm tại trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 .............................................................................................................................. 64
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ tỉnh Phú Yên.........................................................................................4 Hình 1. 2. M ột sổ hình ảnh của Diatomite tự nhiên từ M ỏ Tuy An, Tuy Hòa, Phú Yên. ............................................................................................................................................... 5 Hình 1. 3. Quặng Diatomite tại mỏ Hòa lộc, Phú Yên.................................................. 6 Hình 1. 4. Tảo ổng trong quặng Diatomite..................................................................... 7 Hình 1. 5. Trụ sở chỉnh của công ty cổ phần khoáng sản Phú Yên............................. 8 Hình 1. 6. Sản phẩm bột Diatomite...............................................................................9 Hình 1. 7. Giản đồ phần tích X-ray của Dỉatomỉte Phú Yên.......................................11 Hình 1. 8. Giản đồ DTA-TG của Diatomite Phú Yên.................................................. 11 Hình 1. 9. Màu sắc nước nhiễm p h è n ........................................................................... 15 Hình 1. 10. Tác hại của nước nhiễm phèn đến làn da................................................. 16 Hình 1. 11. Hệ thống lọc cát thô s ơ .............................................................................. 23 Hình 1. 12. Cơ chế lọc và rửa ngược của gốm lọc từ Diatomite............................... 24 Hình 1. 13. Các hình dạng của gốm lọc........................................................................ 25 Hình 2. 1. Sản phẩm bột Diatomite của công ty PYMICO..........................................29 Hình 2. 2. Phổi liệu trấu nghiền mịn............................................................................. 30 Hình 2. 3. Phổi liệu bã cà phê........................................................................................ 31 Hình 2. 4. Phổi liệu bột mì.............................................................................................. 32 Hình 2. 5. Sơ đồ quá trình gia công vật liệu gốm lọc.................................................. 32 Hình 2. 6. Đường cong nung vật liệ u ....................................................................... 33 Hình 2. 7. Bể chứa nước của gia đình anh Phước và mẫu nước nhiễm phèn tại phòng thỉ nghiệm...........................................................................................................................37 Hình 2. 8. Sơ đồ lọc và mô hình lọc nước thực tế tại phòng thỉ nghiệm...................38 Hình 2. 9. Thiết bị đo độ hấp phụ GENESYS™ 10......................................................42 Hình 2. 10. Thiết bị kỉnh hiển vi điện tử quét Zeiss EVO L S I 5 ................................. 43 Hình 2. 11. Thiết bị Micrmeritics -ASAP 2020 .......................................................... 43 Hình 3. 1. Sản phẩm gốm làm từ 100% Diatomite trước n u n g ................................ 44 Hình 3. 2. Sản phẩm gốm làm từ 100 % Diatomite sau nung.................................... 44
Hình 3. 3. Sản phẩm gốm sau nung với tỉ lệ phổi liệu trấu là 40%......................... 46 Hình 3. 4. Sản phẩm gốm được trộn phối liệu trấu sau nung................................... 46 Hình 3. 5. Gốm lọc được trộn bã cà phê sau nung.................................................... 47 Hình 3. 6. Gốm lọc với tỉ lệ 40% bã cà p h ê ................................................................ 48 Hình 3. 7. Sản phẩm gốm lọc với 40% bột mì..............................................................49 Hình 3. 8. Đường chuẩn của dung dịch nước nhiễm p h è n ....................................... 50 Hình 3. 9. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung den hàm lượng sắt sau lọc........................52 Hình 3. 10. Ảnh hưởng của phổi liệu trấu đến khả năng loại bỏ Fe của gốm lọc..53 Hình 3. 11. Ảnh hưởng của phổi liệu bã cà phê đến hàm lượng sắt sau lọc............ 55 Hình 3. 12. Ảnh hưởng của phổi liệu bột mì đến hàm lượng sắt sau lọc của gốm ...57 Hình 3. 13. Cấu tảo dạng ổng của gốm lọ c ...................................................................58 Hình 3. 14. Hệ thống lỗ xốp trên gốm được là từ 100% Diatomite..........58 Hình 3. 15. Hệ thống lỗ xốp trên gốm lọc được trộn 35 % trấu (700°C).59 Hình 3. 16. Hệ thống lỗ xốp của gốm lọc được trộn 35% bã cà phê (700°C).59 Hình 3. 17. Hệ thống lỗ xốp trên gốm lọc được trộn 35% bộ mì (700°C).60 Hình 3. 18. Đường chuẩn của nước sau lọc...................................................................62 Hình 3. 19. Nước nhiễm phèn trước lọc và nước sau quá trình lọc............................63
LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài: Hiện nay Diatomite là một loại vật liệu đang được ứng dụng rất nhiều trong các ngành sản xuất vật liệu lọc và còn được ứng dụng là chất trợ lọc trong sản xuất bia. Trong đó việc sử dụng Diatomite để sản xuất gốm lọc nước để loại bỏ kim loại nặng đang được ứng rất thành công và loại bỏ hoàn toàn kim loại nặng (pymico.com.vn). Vấn đề nước bị nhiễm kim loại nặng như: sắt, Mg, Asen, ... đang rất phổ biến. Dặc biết nước bị nhiễm phèn sắt đang là mối đe dọa rất lớn. Tại các vùng nông thôn hầu như nước sinh hoạt của các hộ dân mặc dù bị nhiễm phèn, nhưng hầu như không được xử lý, hoặc xử lý bằng các phương pháp tại chỗ nhưng không loại bỏ được triệt để. Việc sử dụng nước như vậy trong thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức khỏe và mạng lại các bệnh nan y như: ung thư, sơ gan, ... Do đó, đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu sử dụng Diatomite Phú Yên chế tạo vật liệu gốm lọc nước và ứng dụng xử lý nước nhiễm phèn” được thực hiện nhằm góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết và quy trình chế tạo gốm lọc nước từ Diatomite để ứng dụng xử lý nước giếng khoan bị nhiễm phèn và mang lại nguồn nước sinh hoạt đạt QCVN 02:2009/BYT cho người dân tại các vùng nông thôn. Tính nguy hại khi sử dụng nước bị ô nhiễm: + Việc sử dụng nước bị nhiễm phèn hay ô nhiễm mang lại rất nhiều nguy hại đặc biệt cho sức khỏe. Làm 0 vàng, đóng cặn và ăn mòn tất cả các dụng cụ đựng nước và dẫn nước cũng như các đồ gia dụng (thanhnien.vn). + Nước nhiễm phèn thường chứa nhiều chất mang tính kiềm, nếu dùng để sinh hoạt và ăn uống làm khô da, phồng, tróc vảy và gây các bệnh về đường ruột, thậm chí ung thư (thanhnien.vn). + Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số trường họp, xuất hiện hiện tượng cá và thuỷ sinh vật chết hàng loạt. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức
ăn thâm nhập và cơ thể người. Lâu dần tạo nên các bệnh nan y, làng ung thư. Hiện nay tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Nguồn nước ngầm bị nhiễm chua phèn là một trong những vấn đề nan giải hiện nay và gây thiếu hụt nguồn nước sinh hoạt nghiêm trọng. Các hộ dân tại huyện Xuyên Mộc, Bình Châu đang sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan. Theo phản ánh một số hộ dân tại đây nguồn nước giếng khoan của gia đình họ bị nhiễm phèn. Việc xử lý nguồn nước ngầm tại đây đang là nhu cầu cấp yếu. Tính kinh tế của gốm lọc nước từ quặng Diatomite: + Tận dụng nguồn nguyên liệu Diatomite Phú Yên với giá thành rẻ, chế tạo vật liệu gốm lọc nước xử lý nước nhiễm phèn. Đáp ứng được nhu cầu nước sinh hoạt của người dân và đảm bảo được nguồn nước sạch. + Nhu cầu cao về nguồn nước sạch đẩy theo nhu cầu thì trường về thiết bị lọc nước đang tăng nhanh. Nhưng hầu hết các thiết bị lọc này đều có giá thành cao. Hầu hết tại các vùng thôn quê thu nhập chưa cao. Sản phẩm gốm lọc từ Diatomite sẽ có tính cạnh tranh cao với giá thành rẻ đáp ứng được túi tiền của người dân. Tình hình nghiên cứu: Hiện tại Việt Nam có nhiều nghiên cứu về Diatomite và ứng dụng vào thực tế như: + Nghiên cứu chế tạo bột trợ lọc từ Diatomite ở Phú Yên của Viện Công nghệ Hóa học tại TP. Hồ chí Minh, năm 2002. + Nghiên cứu xây dựng các mô hình xử lý nước sinh hoạt cho người dân vùng thị xã Long Xuyên (An Giang) bằng nguyên liệu Diatomite, tại Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh An Giang, năm 2002. + Sản xuất thử màng lọc và bugi lọc nước dạng nung từ Diatomite An Giang, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh An Giang, năm 2002. + Bùi Hải Đăng Sơn, Nguyễn Thị Ngọc Trinh, Nguyễn Đăng Ngọc, Đinh Quang Hiếu, So sánh các đặc trưng hóa lý hai loại Diatomite Phú Yên và Diatomite Merck, Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một.
+ Phạm Cẩm Nam , Trần Thanh Tuấn , Lâm Đại Tú - Võ Đình Vũ. Xác định các đặc tính của nguyên liệu Diatomite Phú Yên bằng FT-IR, XRF, XRD kết họp với phương pháp tính toán lý thuyết DFT, tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nằng - số 2(31).2009. Mục đích nghiên cứu: Góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết và quy trình chế tạo gốm lọc nước từ Diatomite để ứng dụng xử lý nước giếng khoan bị nhiễm phèn. Sử dụng Diatomite Phú Yên chế tao vật liệu gốm lọc nước. Sử dụng gốm lọc vừa chế tạo để xử lý và loại bỏ hàm lượng sắt có trong nước nhiễm phèn. Nhiệm vụ nghiên cứu: + Sử dụng Diatomite Phú Yên kết họp với phối liệu cháy chế tạo vật liệu gốm lọc nước nhằm xử lý nước nhiễm phèn. + Sử dụng gốm lọc vừa chế tạo để xử lý nước bị nhiễm phèn. Phương pháp nghiên cứu: + Xác định cấu trúc vật liệu bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM. + Sử dụng phương pháp BET nhằm xác định diện tích bề bặt hấp phụ, thể tích lỗ mao quản, đường kính lỗ xốp. + Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis nhằm xác định hàm lượng sắt trong nước trước lọc và sau lọc. + So sánh các kết quả thu được và chọn sản phẩm cho kết quả hàm lượng sắt sau lọc tối ưu nhất. Các kết quả đạt được của đề tài: + Sản phẩm gốm lọc từ Diatomite với thành phần nguyên liệu được phối trộn khác nhau. + Ket quả hàm lượng sắt trong nước nhiễm phèn. + Ket quả hàm lượng sắt của nước sau lọc. Cấu trúc đề tài nghiên cứu: Gồm có 3 chương (Tổng quan, thực nghiệm, Kết quả và thảo luận), 78 trang, 31 bảng, 43 hình.
Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Giói thiệu về nguồn nguyên liệu Diatomite Phú Yên 1.1.1. Phân bố của quặng Diatomite tại Phú Yên(16] Phú Yên là một tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung bộ, có tọa độ địa lý: Điểm cực Bắc: 13°4T28"; Điểm cực Nam: 12°42'36"; Điểm cực Tây: 108°40'40" và điểm cực Đông: 109°27'47". Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 5060 km2, phía Bắc giáp tỉnh Binh Định, phía Nam giáp tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai và Đắk Lắk, phía Đông giáp biển Đông. Phú Yên có vị trí địa lý và giao thông tưong đối thuận lợi đế phát triển kinh tế - xã hội. Hình 1.1. Bản đồ tỉnh Phú Yên. Phú Yên có nguồn tài nguyên thiên nhiên khoáng sản rất phong phú như: Diatomit, đá Granit, Vàng sa khoáng, Nhôm (Bôxít), sắt, Fluorit, T itan... được phân bô rải rác ở nhiều vùng của địa phương. Tại Phú Yên quặng Diatomite chủ yếu tại huyện Tuy An. Đặc biệt mỏ quặng
Diatomite Hòa Lộc thuộc thôn Hoà Lộc, xã An Xuân huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên với trữ lượng dự báo hon 63 triệu tấn, được xem là lớn nhất ở Việt Nam. Hiện nay Công ty CP khoáng sản Phú Yên được phép khai thác mỏ Diatomit Hòa Lộc với tổng diện tích 66 hecta. Sản lượng khai thác hàng năm khoảng 6000 - 7000 tấn/năm (theo sở tài nguyên và môi trường Phú Yên). Hình 1. 2. M ột số hình ảnh của Diatomite tự nhiên từ Mỏ Tuy An, Tuy Hòa, Phú YẽrPl Tại cao nguyên Vân Hoà, Diatomite có từ 2 đến 5 thân khoáng có giá trị công nghiệp với độ dày từ vài mét đến hàng chục mét (thân khoáng 3 Hoà Lộc dày trung bình 28.3 m, có chỗ tới 33.4 m). Các thân khoáng lộ ra tì'ên bề mặt tạo thành viền bao quanh sườn bắc, đông và tây cao nguyên trong khoảng độ cao từ 70-200m ở sườn phía đông (An Lĩnh, Tuy Dương, An Thọ) đến 160-320 m ở sườn bắc và tây (Hoà Lộc, Dốc Thặng). Sét Diatomite thường có màu trắng, xám trắng, đôi khi xám phớt nâu. Cấu tạo phân lớp ngang từ vi phân lóp, phân lóp mỏng đến dày, đôi khi xen kẹp các lóp, thấu kính từ và bentonit mỏng. Các thân khoáng chính đều nằm trên phần cao của tập 2. Tại phần dưới của tập, các lóp Diatomite thường mỏng và chứa nhiều tạp chất, đôi khi có dạng tuíoDiatomite. Tại lỗ khoan TH4-500 có tới 19 lóp Diatomite khác nhau trong mặt cắt tập 2. Theo không gian, độ dày và chất lượng các thân khoáng Diatomite giảm dần về phía nam. 1.1.2. Điều kiện hình thành quặng Diatomite121 Diatomite được tạo thành từ các mảnh vỏ tảo diatomeae, một loại thực vật đơn
bào ưa sắt có cấu tạo từ oxit silic dạng opal vô định hình (Opal-A). Các giống tảo diatomeae tạo đá chủ yếu trong vùng là các tảo trôi nối sống trong môi trường nước ngọt miền duyên hải, số lượng tảo bám đáy rất ít. Ngoài các mảnh vỏ tảo Diatomeae, bong đá còn có thê có số lượng nhỏ gai xưong bọt biến. Hàm lượng manh vỏ diatomeae bong Diatomite chiếm từ 50% trở lên với số lượng mảnh vỏ từ 5-7 triệu đến 100 triệu mảnh vỏ/gam đá. Nguồn vật liệu oxit silic dạng opal vô định hình cấu tạo nên vỏ tảo có cấu trúc khung vói nhiều lỗ mao quản kích thước nhỏ 0,5-3 ụm . Các mảnh vỏ tảo thường có dạng đốt bíic còn tồn tại dạng quần thê hoặc từng đốt đơn lẻ kích thước từ 3-5 đến so^m , thậm chí bị vỡ vụn, dập nát. Do tính xốp cao, khối lượng riêng bé và diện tích bề mặt lớn nên Diatomite là chất hấp phụ tốt đối với các chất vô cơ hữu cơ. Hình 1. 3. Quặng Diatomite tại mỏ Hòa ìộc, Phú Yôn/I6/. Ket quả hình ảnh SEM ở hình 1.4 cho thấy, thành phần tảo chủ yếu trong Diatomite Phú yên là dạng tảo Ống.
Hình 1. 4. Tảo ổng trong quặng Diatomite[13h 1.1.3. Sản phẩm Diatomite của công ty PYMICO1'61 Được thành lập năm 1991 với chức năng thăm dò địa chất, khai thác và chế biến các loại khoáng sản, Công ty cố phần khoáng sản Phú Yên tiến hành cố phần hoá theo Quyết định số 1076/QĐ-TCCB ngày 22-05-2003 của Bộ Công nghiệp. Năm 2007: Công ty c ổ phần Khoáng sản Phú Yên đã tăng vốn điều lệ lên thành 15 tỷ đồng. Tháng 11-2009: Công ty c ổ phần Khoáng sản Phú Yên đã tăng vốn điều lệ từ 15 tỷ đồng lên thành 40 tỷ đồng. Tháng 6-2010: Công ty c ổ phần Khoáng sản Phú Yên đã tăng vốn điều lệ từ 40 tỷ đồng lên thành 60 tỷ đồng. Hiện nay công ty đang hoạt động kinh doanh trên các lĩnh vực sau: + Điều tra thăm dò địa chất. + Khai thác, chế biến và kinh doanh các loại khoáng sản. + Sản xuất, kinh doanh vật liệu xây dựng. + Sản xuất thuốc thú y thuỷ sản (chất xử lý môi trường nước trong nuôi trồng tliuỷ sản). + Xây dựng công trình hạ tầng cơ sở mỏ. + Vận tải hàng lioá.
+ Tư vấn khảo sát địa chất công trinh. + Xây dựng dân dụng, xây dụng công nghiệp, xây dựng giao thông, xây dựng thuỷ lợi. + Lắp đặt hệ thống cấp thoát nước. + Kinh doanh khách sạn, ăn uống du lịch lữ hành. Hình 1. 5. Trụ sở chỉnh cùa công ty cô phần khoáng sản Phú Yên. PYMICO là doanh nghiệp khai thác, chế biến và kinh doanh Diatomit theo Giấy phép khai thác Diatomit số 995/QĐ - ĐCKS do Bộ Công nghiệp cấp ngày 02/6/2000 về việc cho phép Công ty c ố phần Khoáng sản Phú Yên khai thác quặng Diatomit tại mỏ Diatomit Hoà Lộc thuộc thôn Hoà Lộc xã An Xuân huyện Tuy An tỉnh Phú Yên. Hiện nay, PYMICO đang cung cấp cho thị trường các sản phẩm được chế biến từ quặng Diatomit như sau: + Diatomit bột. + Daimetin bột. + Daimetin hạt. + Diatomit bột siêu mịn.
+ Zeolite hạt. + Quặng Bentonite. Đây là các sản phấm phục vụ trong nuôi trông thuỷ sản, trợ lọc trong công nghiệp sản xuất ruợu bia, nước giải khát, .... Các sản phẩm về Diatomite là thế mạnh của công ty. Hình 1. 6. Sản phàm bột Diatomite. Sản phẩm Diatomite của công ty PYMICO với thành phần khoáng vật như sau: + Vỏ tảo Diatomae: chiếm 10-60%, có dạng hình ống, hỉnh trụ kéo dài, tiết diện ngang hình tròn, hình vạnh khuyên, đường kỉnh từ 0,01 - 0,05 mm, có tiết diện hình chữ nhật chiều dài cạnh từ 0,01 - 0,02mm. + Opan: Dạng hình cấu nhỏ, chiếm tỷ lệ nhỏ. + Sét: Chiếm từ 5 - 24%, dạng vẩy chủ yếu là hydromica và lẫn ít khoáng vật Motmorillonit. + Gai xương bột biển: chiếm 1 - 15% thuộc loại spongia đơn trục dãng que, đầu nhọn, dài 0,01 - 0,25mm. + Gnauconit: chiếm từ 10 - 15%, có dạng vẩy nhỏ, màu lục nhạt.