ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
o0o
QUẢN CẨM THÚY
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
PHOTPHAT CỦA BÙN ĐỎ VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ
TÁCH KHỎI NGUỒN NƯỚC
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Xuân Trung
HÀ NỘI - 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
o0o
QUẢN CẨM THÚY
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
PHOTPHAT CỦA BÙN ĐỎ VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ
TÁCH KHỎI NGUỒN NƯỚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÀ NỘI – 2011

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU………………………………………………………………………
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………………
1.1. Vấn đề ô nhiễm nƣớc ở Việt Nam………………………………………
1.2. Giới thiệu chung về photphat……………………………………………
1.2.1.Tính chất của photphat…………………………………………………
1.2.2. Một số nguồn gây nhiễm photphat ……………………………………
1.2.3. Tác hại của photphat ……………………………………………………

7
7
7
9
10
10
11
12
15
15
16
18
19
19
19
21
22

CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM……………………………………………
2.1. Nội dung nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu…………………….
2.1.1. Nội dung nghiên cứu ……………………………………………………
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………….
2.2. Dụng cụ và máy móc ……………………………………………………
2.3. Hóa chất sử dụng………………………………………………………
2.4. Tổng hợp vật liệu………………………………………………………
CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………
3.1. Tối ƣu hóa các điều kiện xác định PO
4
3-
bằng phƣơng pháp đo quang

ở điều kiện tĩnh………………………………………………………………
3.2.4.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của vật liệu……………….
3.2.4.2. Ảnh hưởng của thời gian đạt cân bằng………………………………
3.2.4.3. Ảnh hưởng nồng độ đầu của PO
4
3-
đến khả năng hấp phụ
24
24
24
24
26
26
27
29
29
29
29

31
32
33
34
35
37
43
43
43
45
46

PHỤ LỤC
57
57

58
59
60
61
62

64
65
68
70

1
MỞ ĐẦU
Trong những năm qua nền kinh tế nước ta đã có những bước phát triển
đáng khích lệ, cơ cấu kinh tế chuyển đổi theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại
hóa. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, xã hội cũng làm nảy sinh
nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng. Môi trường ở một số thành phố lớn, khu
công nghiệp tập trung và các khu dân cư đang bị suy thoái, ô nhiễm. Tài nguyên
thiên nhiên, đa dạng sinh học đang bị cạn kiệt, sự cố môi trường có chiều hướng
gia tăng, trong đó phải kể đến thực trạng ô nhiễm môi trường nước.
Nước là tài nguyên thiên nhiên quý giá, là yếu tố không thể thiếu được
cho mọi hoạt động sống trên trái đất. Việt Nam tuy là xứ sở nhiệt đới nhưng
nguồn nước sạch đang ngày càng cạt kiệt vì nhiều lý do khác nhau, trong đó có
vấn đề nhiễm bẩn nguồn nước bởi các dòng nước thải của con người và các nhà
máy. Điều đó đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu và đề xuất các biện pháp xử lý
nước thải có hiệu quả để đảm bảo sự phát triển bền vững của môi trường.

kênh rạch thoát nước là những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước.
Tại các thành phố lớn, hàng trăm các cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây
ô nhiễm các nguồn nước do không có các công trình hay thiết bị xử lý triệt để là
nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Mức độ ô nhiễm ở các khu công nghiệp,
khu chế xuất, các nhà máy là rất lớn. Ở Phú Thọ, nước thải công nghiệp được
thải ra từ các nhà máy sản xuất bột giặt, sản xuất phân bón, sản xuất giấy với lưu
lượng thải hàng ngàn m
3
/ngày gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường khu vực.
Tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và các khu vực sản xuất nông
nghiệp cũng đang trở thành vấn đề đáng quan tâm. Với khoảng 70% dân số sinh
sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải sinh
hoạt con người và gia súc không được xử lý thấm xuống đất, bị rửa trôi và đi
vào nguồn nước làm cho tình trạng ô nhiễm về vi sinh ngày càng cao. Bên cạnh
đó việc lạm dụng thuốc trừ sâu, trừ cỏ, thuốc chống nấm mốc…trong sản xuất,
3
nuôi trồng đã khiến nguồn nước ở sông hồ, kênh mương bị nhiễm bẩn gây ảnh
hưởng không nhỏ đến môi sinh và sức khỏe sinh sản của người dân.
1.2. Giới thiệu chung về photphat
1.2.1.Tính chất của photphat
Các muối photphat nói chung không có màu. Tất cả các dihydrophotphat
đều dễ tan trong nước, còn trong các muối monohydrophotphat trung tính chỉ
muối của kim loại kiềm là dễ tan.
Trong số các muốiphotphat tan, muối trinatri photphat cho môi trường
kiềm.
PO
4
3-
+ H
2

→ (NH
4
)
3
[PMo
12
O
40
] + 12H
2
O
Ở nồng độ cho phép, muối photphat có nhiều công dụng trong nông
nghiệp, công nghiệp và kỹ thuật. Muối photphat của canxi và amoni được dùng
với một lượng lớn để làm phân bón vô cơ. Muối Na
3
PO
4
dược dùng làm mềm
nước cho các nồi hơi cao áp và làm chất tẩy rửa.
Khi vượt quá giới hạn cho phép, photphat sẽ gây ảnh hưởng rất lớn tới
môi trường nước, đất và sức khỏe con người.
1.2.2. Một số nguồn gây nhiễm bởi các hợp chất chứa photpho [4]
Photphat tồn tại trong nước là do sự phát tán từ các nguồn nhân tạo là chủ
yếu: Phân bón vô cơ, hợp chất hữu cơ của thuốc trừ sâu, polyphotphat từ nguồn
chất tẩy rửa (chất khử cứng). Ngoài ra nó còn là thành phần của các chất kìm
hãm ăn mòn, phụ gia trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm. Nước thải dân
dụng (bể phốt), nước thải nông nghiệp, công nghiệp cũng là nguồn chính nhiễm
4
photphát. Một nguồn photphát khác là quá trình rửa trôi photphat dư thừa của
các vùng đất canh tác và sa lắng từ khí quyển.

axit nucleic. Chính vì thế, photpho rất cần thiết cho sinh vật.
Khi lượng photphat có trong đất quá nhiều, các ion photphat sẽ kết hợp
với các ion kim loại trong đất như nhôm (Al
3+
), sắt (Fe
3+,
Fe
2+
), Ca
2+
… dẫn đến
chai cứng đất, tiêu diệt một số sinh vật có lợi, không tốt cho cây trồng phát triển.
Trong môi trường nước, khi lượng photphat quá dư sẽ gây nên hiện tượng phú
dưỡng. Trong môi trường tự nhiên, quá trình trao đổi, hoà tan photphat từ dạng
kết tủa hoặc phức bền diễn ra từ từ, quá trình tiêu thụ photphat diễn ra cân bằng
tạo sự phát triển ổn định cho hệ sinh vật. Tuy nhiên khi lượng photphat quá dư
do nước thải mang đến gây hiện tượng phú dưỡng ở các lưu vực.
Phú dưỡng là hiện tượng phát triển ồ ạt, mạnh mẽ của các loài sinh vật
thuỷ sinh như rong, bèo, tảo… Sự phát triển quá mạnh mẽ sẽ gây nên sự thay
đổi hệ sinh thái và điều kiện môi trường. Với mật độ dày đặc, chúng ngăn cản
5
ánh sáng đi sâu vào lòng nước. Khi chết đi quá trình phân huỷ xác của chúng
cần một lượng oxi lớn, làm cạn kiệt oxi trong nước, làm tăng các chất ô nhiễm
trong nước, do các sản phẩm phân huỷ không hoàn toàn. Các xác chết cùng sản
phẩm phân huỷ tạo nên lớp bùn dày ở đáy hồ. Cứ như vậy, sau một thời gian,
quá trình phân huỷ hiếu khí chuyển thành phân huỷ yếm khí ở đáy rồi lên các
tầng trên. Quá trình phân huỷ yếm khí tạo ra nhiều sản phẩm có tính khử, càng
làm ô nhiễm môi trường nước, tạo ra các khí độc, các khí có mùi khó chịu. Hậu
quả làm sinh vật sống trong nước bị chết, ở mức độ nhẹ hơn, đối với các lưu vực
có dòng chảy, hiện tượng phú dưỡng có thể làm nghẽn dòng chảy do sự phát

O
7
(magiepyrophotphat)
2MgNH
4
PO
4
→ Mg
2
P
2
O
7
+ 2NH
3
+ H
2
O
6
Phương pháp kết tủa photphat dưới dạng muối kép MgNH
4
PO
4
là phương
pháp tiêu chuẩn, sai số ≤ ± 0,46%. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm
là thời gian tạo kết tủa tương đối lâu, khoảng 15 ÷ 18 giờ. Đây là phương pháp
cổ điển nhưng có độ chính xác cao khi xác định nguyên tố, ion có hàm lượng
lớn.
1.3.2. Phương pháp chuẩn độ axit-bazơ [4]
* Nguyên tắc

3
[P(Mo
3
O
10
)
4
] + 21NH
4
NO
3
+ 12 H
2
O
Hoà tan kết tủa amoni photpho molypđat đã rửa sạch hết axit bằng một
lượng dư NaOH có nồng độ xác định.
(NH
4
)
3
[P(Mo
3
O
10
)
4
] + 23NaOH = NaNH
4
HPO
4

Để tránh sai số này người ta thêm anđehit focmic HCHO trước khi thêm
NaOH hoà tan kết tủa. Khi đó HCHO kết hợp NH
4
+
hình thành urotropin
(CH
2
)
6
N
4
.
4(NH
4
)
3
[P(Mo
3
O
10
)
4
] +104NaOH + 18HCHO = 4Na
2
HPO
4
+ 48Na
2
MoO
4

÷ 10
-6
M
và là một trong những phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
1.3.3.2.Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
* Sự xuất hiện phổ AAS
Ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát năng lượng và gọi là
trạng thái cơ bản bền vững. Nhưng khi ở trạng thái hơi tự do, nếu ta kích thích
chúng bằng một năng lượng dưới dạng chùm tia sáng có bước sóng xác định thì
các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ những bức xạ có bước sóng ứng đứng với tia
bức xạ mà chúng có thể phát ra trong quá trình phát xạ. Khi đó nguyên tử
chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Quá trình
mà các nguyên tử tự do ở trựng thái hơi hấp thụ những bức xạ đặc trưng tạo ra
phổ của nguyên tử nguyên tố đó. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử
(AAS).
8
* Nguyên tắc
Phép đo dựa trên sự hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi
chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố đó trong môi trường hấp thụ.
Để tiến hành đo phải qua các quá trình sau:
Quá trình hóa hơi nguyên tử hóa mẫu: chọn các điều kiện và loại trang bị
phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, lỏng) thành trạng
thái hơi của nguyên tử tự do.
Chiếu chùm bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi
vừa điều chế ở trên. Khi đó, các nguyên tử trong đám hơi sẽ hấp thụ tia bức xạ
và tạo ra phổ AAS. Thu, phân ly chùm sáng và chọn một vạch phổ hấp thụ của
nguyên tố phân tích để đo cường độ thông qua một hệ thống máy quang phổ.
Phương trình định lượng của phương pháp là:
D = K C
b

không bị khử trên điện cực giọt thủy ngân nên người ta dùng
phương pháp chuẩn độ ampe kế để xác định gián tiếp ion PO
4
3-
theo sóng của
một ion nào đó bị khử trên điện cực giọt thủy ngân có khả năng tạo kết tủa với
PO
4
3-
.
Một số thuốc thử dùng cho phương pháp này là: muối uranuyl, chì axetat,
bismut nitrat.
* Thuốc thử UO
2
2+
[3]
Người ta kết tủa ion PO
4
3-
dưới dạng KUO
2
PO
4
PO
4
3-
+ UO
2
2+
+ K

M với sai số không
quá 1%.
* Thuốc thử chì axetat [3]
Ion PO
4
3-
được kết tủa dưới dạng Pb
3
P
2
O
8
trong môi trường nước, etanol
với tỉ lệ etanol từ 10 ÷ 15%. Việc chuẩn độ Pb
2+
được tiến hành trên điện cực
giọt thủy ngân bằng dòng khử Pb
2+
- 1,2V.
2HPO
4
2-
+3Pb(CH
3
COO)
2
→ Pb
3
(PO
4

3+
→ BiPO
4
Ion Bi
3+
bị khử thuận nghịch trên điện cực giọt thủy ngân cho E
1/2
= 0,05
÷ 1 V (so với cực Calomen bão hòa) và dòng giới hạn tỉ lệ với nồng độ Bi
3+
trong khoảng 10
-3
÷ 10
-5
. Điểm tương đương của quá trình chuẩn độ được xác
định do sự thay đổi dòng giới hạn của sự khử Bi
3+
trên điện cực giọt thủy ngân ở
điện thế -0,3V.
Ưu điểm của phương pháp này là tạo thành kết tủa BiPO
4
màu trắng tách
ra nhanh, ít bị ảnh hưởng của sự hấp thụ và cộng kết, kết tủa này ít tan trong
axit.
1.4. Các phương pháp xử lý ô nhiễm photphat
1.4.1. Kết tủa photphat
Kết tủa photphat với các ion nhôm, sắt, canxi tạo ra các muối tương ứng
có độ tan thấp và tách chúng ra dưới dạng chất rắn.
• Kết tủa với Ca
2+

• Kết tủa với Fe
3+
[20]:
Sản phẩm hình thành trong quá trình kết tủa của photphat với Fe
3+
có
dạng xốp và thành phần hóa học không ổn định.
11
Fe
3+
+ H
n
PO
4
3-n
→ FePO
4
+ nH
+
Khi pH >5,5 thì cân bằng đạt được với tốc độ chậm, pH = 6-8 thì nhận
thấy có sự trao đổi giữa OH
-
và PO
4
3-
do ái lực của ion hydroxy với sắt lớn:
(FePO
4
)
n

3-n
→ AlPO
4
+ nH
+
pH tối ưu cho quá trình loại bỏ photphat nămg trong khoảng từ 5-7 và
dung dịch muối nhôm để lâu cũng không ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ
photphat. Tốc độ phản ứng kết tủa xảy ra rất nhanh, thường nhỏ hơn 1 giây và
cũng ít bị tác động bởi nhiệt độ.
Photphat cũng có khả năng hấp phụ trên hydroxit nhôm, tính chọn lọc hấp
phụ trên nhôm oxit của 1 số anion tuân theo dãy OH
-
>F
-
>PO
4
3-
>Cl
-
>NO
3
-
. Dạng
đường hấp phụ theo kiểu đẳng nhiệt Langmuir. Không chỉ oxit nhôm mà một số
loại oxit khác như MnO
2
cũng có khả năng hấp phụ photphat [33][22].
1.4.2 Sử dụng phương pháp sinh học [3]
Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng là một số loại vi sinh vật tích
lũy lượng photpho nhiều hơn mức cơ thể chúng cần trong điều kiện hiếu khí.

3-
→ 0,16C
5
H
7
NO
2
+ 1,2CO
2
+
0,2(HPO
3
)
2-
+ 0,44OH
-
+ 1,44H
2
O
1.4.3. Hấp phụ và trao đổi ion
Cơ sở lý thuyết của phương pháp:
Khi tiếp xúc với dung dịch, bề mặt chất rắn có xu hướng giữ lại các chất
tan trong dung dịch. Khả năng hấp phụ của mỗi chất phụ thuộc vào bản chất,
diện tích bề mặt riêng của chất hấp phụ, nhiệt độ, pH và bản chất của chất tan.
Để đánh giá lực hấp phụ người ta dựa vào năng lượng tự do, những chất có năng
lượng tự do càng lớn thì càng có khả năng hấp phụ mạnh. Năng lượng hấp phụ
thường nhỏ hơn so với năng lượng liên kết hóa học nên ở nhiệt độ thường hấp
phụ là quá trình thuận nghịch. Ban đầu quá trình xảy ra nhanh sau đó giảm dần
và đến một lúc nào đó sẽ đạt tới trạng thái cân bằng, ở trạng thái này tốc độ hấp
phụ bằng tốc độ giải hấp, nồng độ chất tan ở trạng thái này gọi là nồng độ cân

e f e
Q K C=
Có thể đưa về hàm bậc nhất bằng cách lấy log 2 vế :
1
log log log
e f e
Q K C
n
= +
Phương trình trên có dạng y = ax + b
Trong đó:
Q
e
: độ hấp thụ riêng, là số gam chất bị hấp phụ trên 1 gam chất hấp phụ.
14
K
f
, n: hệ số thực nghiệm với n>1
Phương trình hấp phụ Langmuir có dạng:
E E
max max
C C
1
= +
q .bq q
Trong đó:
q
e
: độ hấp phụ riêng, là số mg chất bị hấp phụ trên 1 gam chất hấp phụ ở
thời điểm cân bằng. (mg/g)

tgα
Hình 1.1: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
Ce
15
Dựng đường thẳng biểu diễn quan hệ của hai đại lượng (
e
e
C
C
q
−
) ta được
đường thẳng cắt trục tung tại O
’
. Khoảng cách OO’ chính là giá trị của
ax
1
.
m
b
K q
=
và
ax
1
m
a
q
=
= tgα (α là góc tạo bởi đường thẳng y = ax + b và trục

4
hoặc MgKPO
4
[7].
Vật liệu hấp phụ để loại bỏ photphat trong nước đã được nghiên cứu
nhiều trong phòng thí nghiệm. Ưu điểm và triển vọng của phương pháp là không
phát sinh bùn thải, không làm thay đổi pH của dung dịch được xử lý [26].
1.4.4. Một số vật liệu dùng để xử lý photphat
1.4.4.1. Than hoạt tính
Ngành công nghiệp sản xuất cacbon hoạt tính hiện đại được thành lập từ
năm 1990-1991 để thay thế cho than-xương (bone-char) dùng trong làm trắng
đường. Than hoạt tính dạng bột (PAC) lần đầu tiên được sản xuất thương mại
(từ gỗ) ở châu Âu từ đầu thế kỷ 19 và đã được sử dụng rộng dãi trong ngành
côngnghiệp sản xuất đường. Than hoạt tính dùng để xử lý nước được báo cáo
lần đầu tiên ở Mỹ vào năm 1930.
16
Than hoạt tính là dạng thô của gra-phit với cấu trúc ngẫu nhiên và vô định
hình với nhiều lỗ (khoảng trống) với kích thước khác nhau từ những vết nứt nhìn
thấy được đến những vết chỉ với kích thước của phân tử. Than hoạt tính được
sản xuất từ than dừa, than gỗ, chất gỗ lignhin, than cốc, than xương, than bùn,
mùn cưa, than đen, vỏ trấu, mía, hạt đào, cá, phế phẩm lốp cao su…
Than hoạt tính là một trong những chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi
trong công nghiệp. Chúng có lỗ xốp bé, bề mặt riêng của than dao động trong
khoảng 300 – 1000 m
2
/g, còn đường kính lỗ xốp từ 30 – 90 Å.
Than được ứng dụng nhiều trong xử lý nguồn nước uống, thu hồi dung
môi, xử lý không khí, hấp phụ các chất màu, các chất hữu cơ độc hại.
Hầu hết các vật liệu cacbon đều xốp, dễ thấm nước. Để mở rộng thêm cấu
trúc bề mặt người ta thực hiện quá trình hoạt hóa than với hai giai đoạn:

2
xảy ra trên bề mặt thông qua việc tạo các phức
17
ở phía bên ngoài khối cầu tạo bởi các nhóm OH
-
hoặc O bên ngoài phân tử
ZrO
2
, thì tỉ lệ PO
4
3-
được xử lý phải giảm khi lực ion trong dung dịch tăng lên.
Tuy nhiên với dạng mesoporous ZrO
2
lượng PO
4
3-
được hấp phụ lại không giảm
khi lực ion tăng, điều đó chỉ ra rằng, PO
4
3-
hấp phụ trên ZrO
2
bằng cách tạo liên
kết trên bề mặt.
Ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lý PO
4
3-
là do tính lưỡng tính trên bề
mặt ZrO

trên bề mặt ZrO
2
.
Môi trường càng axit thì khả năng loại bỏ photphat càng tăng, điều đó chỉ
ra rằng quá trình loại bỏ photphat bao gồm cả hấp phụ vật lý và hóa học, trong
đó lực culông chiếm ưu thế. Ở vùng pH thấp, tương tác culông dễ dàng xẩy ra
cùng với quá trình hấp phụ hóa học và phản ứng trao đổi [15]. Khi tăng pH,
vùng bề mặt được proton hóa sẽ giảm đi, khả năng loại bỏ photphat ở pH cao
giảm vì lực liên kết mạnh của nhóm OH
-
trên bề mặt chất hấp phụ, và sự gia
tăng lực đẩy tĩnh điện trên bề mặt tích điện âm của các dạng PO
4
3-
và bề mặt
cũng tích điện âm của chất hấp phụ [24].
Nghiên cứu sử dụng Zr(VI) làm vật liệu hấp phụ, loại bỏ photphat đã
được một số tác giả trong nước công bố. Đỗ Quang Trung, Nguyễn Trọng Uyển
[1] đã tiến hành cố định Zr trên than hoạt tính, khảo sát khả năng hấp phụ
photphat của vật liệu, kết quả cho thấy vật liệu có tải trọng hấp phụ PO
4
3-
đạt
20,2 mg/g.
Kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước đều cho thấy triển
vọng sử dụng Zr làm vật liệu hấp phụ, xử lý photphat.
18
1.4.4.3. Than tro bay
Than tro bay là một vật liệu rắn được thải ra từ các nhà máy nhiệt điện.
Điều này đã tạo ra một trữ lượng lớn tro bay của các quá trình đốt cháy này.

quả chỉ ra rằng than tro bay có thể loại được 45 ÷ 52,9 % photphat trong nước.
Một số nhà khoa học khác cũng đã nghiên cứu tách photphat sử dụng than
tro bay [28]. Khi đó PO
4
3-
được kết tinh bởi Ca
2+
và ion hydroxit, có mặt chất
19
đồng kết tinh, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kết tinh PO
4
3-
đã được nghiên
cứu và 90% photphat đã được loại bỏ ở pH = 11,3 sử dụng than tro bay của nhà
máy nhiệt điện Philippin. Hiệu quả tách loại photphat tăng khi nhiệt độ phản ứng
tăng .
1.4.4.4. Một số vật liệu khác
Một số nhà khoa học đã nghiên cứu khả năng tách loại photphat của hỗn
hợp Fe
2+
/H
2
O
2
. Kết quả chỉ ra rằng sử dụng hỗn hợp Fe
2+
/H
2
O
2

1.5.1. Giới thiệu về bùn đỏ
Bùn đỏ là chất thải rắn của quá trình tinh luyện sản xuất nhôm theo quy
trình công nghệ Bayer. Trung bình sản xuất một tấn nhôm sẽ tạo ra 1 ÷ 2 tấn
chất thải bùn đỏ (quy ra khô). Ở Australia trung bình mỗi năm thải ra 30 triệu
tấn bùn đỏ, con số này tăng lên hàng năm.
Bùn đỏ là chất thải có độ kiềm rất cao (pH = 10 – 12,5). Nó bao gồm một
hỗn hợp các tạp chất rắn và kim loại và là một trong những vấn đề về chất thải
có khối lượng lớn nhất của ngành luyện nhôm.[10] [19] [26].
20
Trong thành phần bùn đỏ có chứa oxit và hydroxit các nguyên tố: Al, Fe,
Si, Ti…với tỉ lệ khá lớn, ngoài ra còn có các ion kim loại nặng độc hại như: Mn,
Cd, Cu, Ar, Cr…
Bản chất kiềm và thành phần phức tạp của bùn đỏ có tác động xấu đến
môi trường. Cho đến nay, việc nghiên cứu sử dụng bùn đỏ còn hạn chế, đã xuất
hiện một số nghiên cứu sử dụng bùn đỏ trong công nghệ trong xử lý môi trường,
làm vật liệu san lấp mặt bằng, đường giao thông, vật liệu xây dựng [17] [20], xi
măng, phụ gia xi măng [8], phụ gia màu cho gốm sứ [27]… và một số ứng dụng
mới về nghiên cứu thu hồi các kim loại Al, Fe, Ti. Sơ đồ dưới dạng chỉ rõ khả
năng sử dụng bùn đỏ trong một số lĩnh vực:
Hình 1.2. Sơ đồ chỉ rõ khả năng sử dụng bùn đỏ trong một số lĩnh vực
Tuy nhiên không phải ứng dụng nào cũng có ý nghĩa kinh tế và triển khai
quy mô công nghiệp. Trong thời gian gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu sử
dụng bùn đỏ làm chất hấp thụ khí và xử lý môi trường, làm sạch khí và chất
lỏng. Bùn đỏ còn đang được nghiên cứu sử dụng làm chất hấp phụ các khí độc
và làm chất hấp phụ kim loại nặng độc hại.
Bùn đỏ
Thu hồi kim loại
Fe, Al, Ti,V, Se
Công nghệ sản xuất
men và sơn