LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Huỳnh Đăng
Chính và PGS.TS. Lê Bá Thuận đã giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp
đỡ em hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lƣu Xuân Đĩnh, P. Giám đốc Trung tâm Nghiên
cứu và chuyển giao Công nghệ đất hiếm đã đƣa ra những nhận xét, góp ý kịp thời cho
tôi trong suốt thời gian làm luận văn.
Tôi cũng xin cảm ơn Ban chủ nhiệm Bộ môn Hóa Vô cơ, Viện Kỹ thuật Hóa
học, Đại học Bách khoa Hà Nội; tập thể cán bộ Trung tâm Công nghệ nhiên liệu hạt
nhân, Trung tâm Nghiên cứu và chuyển giao công nghệ đất hiếm – Viện Công nghệ xạ
hiếm đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Học viên

Lê Hải Sơn

1


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

MỤC LỤC
DANH SÁCH ĐỒ THỊ VÀ BẢNG SỬ DỤNG ................................................................................... 4
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................................ 7
NỘI DUNG ............................................................................................................................................ 8
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................................................. 8
1.1.


Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng hạt alginate .......................................................14

1.3.2. Khả năng ứng dụng hạt alginate - N1923 để tách thori khỏi dung dịch đất hiếm
sunphat .........................................................................................................................................16
1.4.

Quá trình hấp phụ[3] .............................................................................................................17

1.4.1.

Những nguyên lý chung của phƣơng pháp hấp phụ ..................................................17

1.4.2.

Các đặc tính của chất hấp phụ .....................................................................................17

1.4.3.

Cân bằng của quá trình hấp phụ trong dung dịch .....................................................20

CHƢƠNG 2. HÓA CHẤT VÀ THỰC NGHIỆM .............................................................................24
2.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm ..............................................................................................24
2.1.1. Hóa chất ..............................................................................................................................24
2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................................................24
2.2. Phƣơng pháp phân tích.............................................................................................................24
2.3. Thực nghiệm ..............................................................................................................................25
2.3.1. Quy trình tạo hạt alginate có chứa amin bậc 1 N1923 ....................................................25
2.3.2. Ứng dụng hạt NAC trong xử lý thori từ dung dịch .........................................................27
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................................29


3.4.3.

Ứng dụng hấp phụ thori từ dung dịch đất hiếm thực ................................................57

KẾT LUẬN ...........................................................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................59

3


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

BẢNG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
TT

Ký hiệu viết tắt

Nghĩa đầy đủ

1

NAC

N9123 - natri alignate capsules

2

AG


23

4

Hình 4: Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Frieundlich

23

5

Hình 5a,b: Sơ đồ quá trình, thiết bị thực chế tạo hạt

25

6

Hình 6: Sơ đồ hệ thiết bị chế tạo hạt

26

7

Hình 7: Ảnh hƣởng của thời gian lên quá trình hình thành hạt

32

8

Hình 8: Hỗn hợp CaCl2 và N1923 trƣớc và sau quá trình đồng hóa

Hình 13: Phổ IR của hạt alginate canxi chứa amin N1923

40

14

Hình 14a,b: Ảnh SEM của hạt NAC sau khi đƣợc hoạt hóa bằng
H2SO4

40

15

Hình 15: Hạt alginate không chứa amin N1923

41

16

Hình 16: Hạt alginate chứa amin N1923

41

17

Hình 17: Lƣợng thori các hạt NAC hấp phụ theo tỷ lệ N1923/AG

43

4

47

49

50

23

Hình 23a,b: Ảnh SEM hạt NAC trƣớc khi hấp phụ thori

53

24

Hình 24a,b: Ảnh SEM của hạt NAC sau hấp phụ 10 lần

53

25

Hình 25: Hạt NAC trƣớc và sau khi hấp phụ dung dịch hỗn họp Th và
Nd

55

Danh mục các bảng sử dụng:
TT Danh mục các bảng:

Trang


36

42

42

7

Bảng 7: Lƣợng hạt NAC tạo ra theo tỷ lệ N1923/AG theo khối lƣợng

44

8

Bảng 8: Biến thiên nồng độ dung dịch thori theo thời gian

45

9

Bảng 9: Ảnh hƣởng của nồng độ [H+] lên quá trình xử lý hấp phụ từ
dung dịch

5

47


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

52

15

Bảng 15: Ảnh hƣởng của Nd lên quá trình hấp phụ thoir từ dung dịch

54

16

Bảng 16: Thành phần các nguyên tố trong mẫu giả

55

17

Bảng 17. Thành phần mẫu giả 1 và mẫu xử lý bằng hạt NAC

56

18

Bảng 18. Thành phần mẫu giả 2 và mẫu xử lý bằng hạt NAC

56

19

Bảng 19: Thành phần tinh quặng sau hòa tách (mẫu thực)


thông thƣờng. Đây là một hƣớng mới rất triển vọng cho việc tách loại thori khỏi dung
dịch đất hiếm. Qua khảo sát, loại vật liệu mới này đã cho thấy sự vƣợt trội về khả năng
tách loại Th so với phƣơng pháp chiết tách dung môi và phƣơng pháp hấp phụ. Vì vậy,
trong khóa luận của mình, tôi xin trình bày những nghiên cứu của mình về việc tách
loại thori khỏi dung dịch đất hiếm, trong giai đoạn tiền tinh chế đất hiếm bằng việc sử
dụng hạt hấp phụ: Alginate chứa amin N1923.

7


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về thori

1.1.1. Nguồn thori trong tự nhiên
Theo nguồn tài liệu “Thori, tài nguyên nhiên liệu , hóa học và công nghệ”
M.Atomizdat năm 1960 thì đặc điểm địa hóa và khóa vật của thori lần đầu tiên đƣơc
V.I Vernatski nghiên cứu trong các năm 1924-1934, sự phổ biến của thori trong tự
nhiên đứng vị trí số 35 trong vỏ trái đất, nhỏ hơn khoảng 2 lần so với các kim loại
thông thƣờng nhƣ chì, nhƣng nhiều hơn nhiều lần so với các kim loại nhƣ Sb, Bi, Hg,
Mo hoặc Ag. Hàm lƣợng trung bình của thori trong vỏ trái đất theo đánh giá của các
nhà nghiên cứu khác nhau đạt từ 8 đến 1,5x10-3%. Theo K.Frondel

[26]



Treralit phát hiện ra năm 1952 ở Ấn Độ nhƣng nó ít đƣợc khai thác và sử dụng
trong công nghiệp. Treralit đƣợc xem nhƣ một dạng của monazite giàu Th, U.
Hàm lƣợng ThO2 lên đến 19-33%, UO2 hàm lƣợng đạt 4-6 . Treralit có công
thức khoáng học (Th,Ca,Ce)(PO4, SiO4 theo

.Frondel. Theo E.Heinrich thì

treralit là một silicophotphat kiểu ABO4. Trong đó A là Th,RE,Ca, U, Fe, Al,
Pb và H2O; B là P, Si.
-

Thorit: công thức ThSiO4 chứa 70

ThO2 và các tạp chất chính nhƣ Fe, U, RE

và một lƣợng nhỏ Ca, Mg, Pb, P, Ta, Ti, Zr, Al, Sn. Thorit có các dạng khác
nhau nhƣ: uranothorit chứa 5-20% U, Ferithorit, oranfit, hydrothorit
ThSiO4.4H2O, thoriunit Th2U(SiO4).6H2O. Theo C.F Davidson[26] Thorit là
khoáng vật phụ đặc trƣng của penratit, ganit và migmatit. Thori có mặt trong
granit chứa thiếc và granit chứa Columbit ở Nigieria và trong Syenit nephelin.
Thorit tồn tại trong granitoit ở Trung Thiên Sơn, Alasca. Một số cacbonatit tạo
thành biến chất trao đổi-tiếp xúc, mạch nhiệt dịch và sa khoáng.
-

Thoriamit: (Th,U)O2 chứa 45-93% ThO2 đồng hình với uraninit. Đặc trƣng của
thoriamit là tỷ lệ ThO2 và UO2 giao động từ 5-20%. Dạng uranothriamit chứa
50% UO2, aldamit chứa 15-20% UO2 (ThO2:UO2 từ 5-6). Nguồn quặng
thoriamit ngoài Th và U ra, nó còn chứa một lƣợng từ 8-13



Chuyển dạng muối dễ hòa tan của thori và đất hiếm đó vào dạng dung dịch bằng
cách hòa tách với nƣớc;

-

Tách thori và đất hiếm khỏi photpho

-

Tách, phân chia thori và đất hiếm.

1.1.2. Tính chất hóa lý của thori
a. Tính chất vật lý[4]
Các hằng số vật lý quan trọng nhất của thori:
Bảng 1. Các hằng số vật lý của thori
Tính chất

Đơn vị

Số thứ tự nguyên tử

Giá trị
90

Trọng lƣợng nguyên tử

ĐvC

232,05


1750

Nhiệt độ sôi

o

3500

Nhiệt lƣợng nóng chảy

Kcal/mol

4,6

Nhiệt lƣợng bay hơi

Kcal/mol

130-177

Nhiệt dung riêng

Kcal/mol.độ

6,5-6,61

Entropi

Cal/mol

cacbua, silicat, photphat….
1.2.

Các phƣơng pháp tách loại thori khỏi dung dịch đất hiếm

Có ba phƣơng pháp chính tách loại thori khỏi dung dịch đất hiếm đƣợc sử dụng:
-

Dựa vào sự khác nhau về tính chất thuỷ phân của thori và đất hiếm;

-

Dựa vào sự khác nhau về độ hoà tan của một số muối;

-

Quá trình chiết tách và hấp phụ.

1.2.1. Phƣơng pháp thủy phân[2]
Do thori dễ bị thủy phân hơn các nguyên tố đất hiếm nên có thể tách các
hydroxit, photphat hoặc các hợp chất khác khi có nồng độ ion H+ khác nhau. Hydroxit
thori tách ra hoàn toàn khi giá trị pH nằm trong khoảng 3,5-5,5. Hydroxit của các đất
hiếm hóa trị 3 kết tủa trong giá trị pH 6,2-8,2. Tính bay hơi của các lantanoit giảm từ
lantan đến lutenxi. Photphat thori trong dung dịch H2SO4 kết tủa khi pH≈1,0. Trong
khi đó, photphat đất hiếm tách ra khi pH: 2,3 - 4,5.
1.2.2. Phƣơng pháp kết tủa chọn lọc[2]
Đây là phƣơng pháp có giá trị thực tiễn cao. Cơ sở của phƣơng pháp dựa trên sự
khác nhau về độ tan của một số muối của chúng. Có giá thành tốt đồng thời có khả
năng triển khai qui mô công nghiệp dễ dàng. Các tác nhân hay sử dụng:
-

á

-

ạng

tt

h

ử ụng:

Muối sunphat: chủ yếu là natri sunphat hoặc amoni sunphat với mục đích hình
thành dạng đất hiếm sunphat k p. Tuy nhiên, phƣơng pháp này có một nhƣợc điểm
lớn là khi kết tủa sunphat k p đất hiếm trong dung dịch thì một lƣợng khoảng 50
lƣợng thori có trong dung dịch ban đầu sẽ đi vào kết tủa cùng đất hiếm. Nhƣ vậy,
quá trình tách không triệt để.

-

Kết tủa oxalat.

1.2.3. Phƣơng pháp chiết tách dung môi[1],[2]
Phƣơng pháp chiết dung môi đƣợc sử dụng để tách loại các tạp chất phóng xạ thori
ra khỏi dung dịch hòa tách hỗn hợp sau nung. Trong môi trƣờng axit sunfuric thori
đƣợc chiết bởi amin bậc 1. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và đạt đƣợc độ tinh khiết
cao. Cơ chế của chiết Th bằng amin diễn ra nhƣ sau:
4RNH2H+HSO-4(hc) + [Th(SO4)4]4-(nc) = (RNH2H+)4[Th(SO4)4] 4-(hc) + 4HSO-4
Các tác nhân để giải chiết Th từ pha hữu nhƣ: HCl, Na2CO3, H2SO4, NaCl... Kết
quả cho thấy Na2CO3 có khả năng giải chiết Th cao nhất nhƣng đồng thời tác nhân này

hợp chất hữu cơ đƣợc ra đời. Trên thế giới, ngƣời ta đã sử dụng phƣơng pháp này để
loại bỏ rất nhiều tạp chất cũng nhƣ chất phóng xạ khỏi các chất có giá trị cao, hay
trong công nghệ thực phẩm nhƣ Cs [5], Pb

[7, 13, 14, 24]

, hay dùng để tách các kim loại

nặng khác khỏi nƣớc thải, làm sạch nƣớc thải [6, 11, 12, 16, 22]
Ƣu điểm của phƣơng pháp này so với chiết tách là tính chọn lọc cao, khả năng tái
sử dụng lớn và đặc biệt chi phí đầu tƣ thấp. Và khả năng ứng dụng công nghiệp cao.
Ngoài ra, còn các phƣơng pháp khác nhƣ hấp phụ, trao đổi ion… Tuy nhiên,
chúng lại không đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp xử lý thori từ môi trƣờng.
Nguyên nhân một phần do hiệu quả xử lý k m (nhƣ phƣơng pháp hấp phụ); phần khác
do chi phí đầu tƣ lớn, đồng thời năng suất xử lý lại không cao khó triển khai qui mô
lớn đƣợc (nhƣ phƣơng pháp sắc ký).

13


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

1.3.

Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng hạt alginate chứa dung môi amin và
khả năng ứng dụng để tách loại thori khỏi dung dịch đất hiếm

1.3.1. Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng hạt alginate
Phƣơng pháp sử dụng alginate natri (AG để tạo hệ gel cho việc xử lý, tinh chế các

. Hiện tƣợng alginate gel có đính kèm các tác nhân khác

nhau có thể xử lý chọn lọc các đối tƣợng khác nhau [9]. Hiện nay, hầu hết các kim loại
nặng, độc hại và các nguyên tố phóng xạ đã và đang đƣợc tách ra bằng việc sử dụng
hạt alginate có đính kèm tác nhân trong hệ gel đồng nhất.
Theo các nguồn tài liệu, có hai phƣơng pháp chính để tạo hạt alginate [11, 13]:
-

Phƣơng pháp thứ nhất: canxi clorua (CaCl2 đƣợc nhỏ giọt (các giọt có chứa sẵn
các tác nhân nhƣ tế bào, enzyme) vào trong dung dịch natri alginate (Na-alg
(AG)). Các giọt này ngay lập tức đƣợc dung dịch AG bao bọc xung quanh nhờ quá
trình tạo thành kêt tủa dạng gel Canxi alginate. Các tác nhân đƣợc nhốt ở bên
trong lớp màng canxi alginate đƣợc hình thành khi tham gia phản ứng với dung
dịch alginate natri. Quá trình hình thành lớp vỏ gel, ban đầu natri alginate phản
ứng với các giọt đƣợc nhỏ vào trong lòng dung dịch ở bề mặt giọt, hình thành
ngay lập tức lớp vỏ mềm canxi alginate có cấu trúc lỗ mao quản. Các lỗ mao quản
này có kích thƣớc b hơn kích thƣớc phân tử của các tác nhân nên các tác nhân
không bị thoát ra ngoài dung dịch AG thông qua các lỗ này đƣợc. Bên cạnh đó,
kích thƣớc phân từ của các phân tử AG nhỏ hơn kích thƣớc lỗ này dẫn đến việc có
sự ra vào phía trong của hạt và tiếp tục phản ứng với Canxi clorua để hình thành
gel canxi alginate và các cấu tử natri clorua đƣợc đƣa ra khỏi hạt qua các lỗ mao
quản của hạt alginate. Các màng đƣợc đƣợc hình thành có độ dày phụ thuộc vào
thời gian và tốc độ gel hóa của hạt. Tuy nhiên, các màng này có bề dày trung bình
nằm trong khoảng từ 0,2 đến 1 mm.

-

Phƣơng pháp thứ 2: ngƣợc lại so với phƣơng pháp thứ nhất, tại đây phần cố định là
dung dịch CaCl2 và phần chuyển động là hỗn hợp giọt chứa dung dịch alginate
15

các lỗ mao quản;

-

Sau đó, các tác nhân tiếp tục xử lý các đối tƣợng chọn lọc (tùy thuộc tác nhân – có
thể tạo phức chất hoặc tạo ra các hợp chất hữu cơ, vô cơ…

-

Cuối cùng, các ion, kim loại hoặc các chất không bị tác nhân xử lý sẽ đƣợc đƣa ra
ngoài theo cơ chế giải hấp phụ thông thƣờng (bằng nhiệt hoặc các tác nhân hóa
học không làm phá vỡ liên kết của tác nhân với các đối tƣợng chọn lọc ở trên).
Quá trình tinh chế bằng hạt alginate cũng tƣơng tự nhƣ trên gồm 3 giai đoạn nhƣ

trên, giai đoạn cuối là quá trình phá vỡ liên kết của tác nhân với đối tƣợng xử lý bằng
một tác nhân khác, có thể là axit hoặc muối có chứa các ions đặc biệt khác, các đối
tƣợng chọn lọc bị xử lý sẽ đƣợc đƣa ra ngoài theo cơ chế giải hấp phụ.
Nhƣ vậy, ta có thể thấy rằng với tác nhân amin N1923 tạo phức chọn lọc với
thori, đƣợc kết hợp với nền gel cứng canxi alginate hoàn toàn có khả năng tách loại và

16


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

tinh chế làm giàu thori từ dung dịch đất hiếm trong điều kiện môi trƣờng làm việc phù
hơp.
Hạt alginate đƣợc ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp một phần vì nó
không độc hại, phần khác nó có tính chọn lọc rất cao, khả năng tái sử dụng lớn và đặc

17


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

Cấu trúc mạng chất rắn có thể là tinh thể nhƣ zeolit, graphit; Cấu trúc lớp nhƣ các
khoáng sét, cấu trúc định hình của một số kim loại nhƣ: nhôm, sắt, mangan và cấu trúc
vô định hình. Để xác định cấu trúc tinh thể ngƣời ta dùng phƣơng pháp phổ Rowghen.
 Cấu trúc xốp
Cấu trúc xốp của một số loại vật liệu hấp phụ đƣợc đặc trƣng bởi các yếu tố nhƣ:
độ xốp hay thể tích rỗng, sự phân bố kích thƣớc mao quản theo độ lớn, diện tích bề
mặt, sự phân bố diện tích bề mặt theo độ lớn mao quản [4].
Đối với một vật liệu xốp, thể tích của nó gồm hai phần: phần chất rắn và phần
không gian rỗng. Vì vậy ứng với mỗi thể tích có một đại lƣợng khối lƣợng riêng.
Ngƣời ta định nghĩa khối lƣợng riêng thực ρt là tỷ lệ giữa khối lƣợng m và thể tích của
một phần chất rắn Vr. Khối lƣợng riêng biểu kiến ρb là tỷ lệ khối lƣợng m với tổng thể
m
tích vật liệu Vt:
(1)
ρt =
Vr
ρb =

m
Vt

(2)

Độ xốp của vật liệu β đƣợc định nghĩa là tỷ lệ giữa thể tích phần rỗng trên Vt:



LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

điện tích của các ion trái dấu bằng nhau là điểm đẳng điện. Tại giá trị thấp hơn giá trị
này, bề mặt tích điện dƣơng và ở giá trị pH cao hơn giá trị này thì bề mặt tích điện âm.
 Diện tích bề mặt riêng
Diện tích bề mặt riêng của một chất rắn đƣợc định nghĩa là tổng của toàn bộ diện
tích bề mặt của chất rắn đó trên một đơn vị khối lƣợng chất hấp phụ. Các phƣơng trình
dùng để xác định diện tích bề mặt riêng là phƣơng trình Langmuir, phƣơng trình BET
(Brunauer-Emmett-Teller).
Phƣơng trình Langmuir có dạng:

1
1
1


a a m .K m C a m

(4)

Trong đó: a - dung lƣợng hấp phụ của chất hấp phụ ứng với nồng độ C, mg/g.
C - nồng độ chất hấp phụ tại thời điểm cân bằng, mg/l.
K - hằng số hấp phụ Langmuir.
Từ số liệu thực nghiệm C a vẽ đồ thị trục tung là 1/a, trục hoành là 1/C sẽ nhận
đƣợc đoạn thẳng, độ nghiêng tgα và điểm cắt trục tung đó của đoạn thẳng cho
ph p xác định lƣợng chất hấp phụ đơn lớp am và hằng số Langmuir KL.
Diện tích bề mặt khi đó đƣợc tính bằng tích của số phân tử chất bị hấp phụ đơn

NA là số Avogadro
19


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

Am là diện tích chiếm chỗ của một phần tử chất bị hấp phụ (phân tử Nitơ 162 Å2,
phân tử kryton là 20,2 Å2).
Ngoài ra diện tích bề mặt riêng có thể xác định khi biết thể tích và bán kính mao
quản (V, r): Với giả thiết mao quản là hình trụ: S = 2V/r và giả thiết mao quản của
quá trình nén thủy ngân theo phƣơng pháp phân tích số:
2
1
dV
.
drp = (7)
∫рdV
S=∫
δ.cos
dr
p
rp
θ
Trong các phƣơng pháp trên, diện tích bề mặt riêng tính theo phƣơng trình BET là
một chỉ tiêu quan trọng cho ph p đánh giá và so sánh một cách nhanh chóng các
loại mangan đioxit với nhau.
1.4.3. Cân bằng của quá trình hấp phụ trong dung dịch
Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch, nghĩa là sau khi chất hấp phụ đã bị
hấp phụ rồi có thể di chuyển ngƣợc lại từ bề mặt chất hấp phụ trở lại dung dịch nƣớc.

m

(9)

Trong đó: m : khối lƣợng chất hấp phụ (g).
V : thể tích dung dịch (lít)
Nếu tính theo đơn vị diện tích bề mặt thì đại lƣợng hấp phụ là:
a

C 0  C cb .V
m.S

(10)

Trong đó : S : diện tích bề mặt riêng của chất hấp phụ (m2/g).
Dung ượng hấp phụ
Dung lƣợng hấp phụ là đại lƣợng cho ta biết khối lƣợng của chất bị hấp phụ trên
một đơn vị khối lƣợng chất hấp phụ.
mchất bị hấp
a=

phụ

(11)

mchất hấp
3
phụ bị hấp phụ trên một gam hoặc cm
Dung lƣợng hấp phụ tĩnh là lƣợng asen (μg)
chất hấp phụ tại thời điểm cân bằng ở nhiệt độ nhất định.

1  K m .C

(12)

Trong đó : a : dung lƣợng hấp phụ tại nồng độ C.
am : dung lƣợng hấp phụ cực đại đơn lớp.
C : nồng độ chất bị hấp phụ lúc cân bằng.
Km : hằng số cân bằng hấp phụ.
Phƣơng trình (22 có thể viết dƣới dạng :

a m .K m C
 1  K mC
a

(13)

Biến đổi ta có dạng tuyến tính của phƣơng trình Langmuir.

1
1
1


a a m .K m C a m

(14)

Hình 1: Đƣờng cong hấp phụ Langmuir.
Để xác định các hệ số trong phƣơng trình Langmuir ta có thể viết phƣơng trình
dƣới dạng.

bề mặt không đồng nhất và có tƣơng tác giữa các phân tử bị hấp phụ. Mô hình
Freundlich đƣợc mô tả bởi phƣơng trình :

a  K.C1 n

(16)

Trong đó: a : dung lƣợng hấp phụ tại thời điểm cân bằng.
C: là nồng độ chất bị hấp phụ trong dung dịch ở trạng thái cân bằng μg/l.
K: là hằng số đẳng nhiệt Freundlich.
n: hệ số mũ đẳng nhiệt Freundlich, (n >1).

Hình 3: Đƣờng cong hấp phụ Freundlich
Để tính các hằng số trong phƣơng trình Freundlich, ta dùng phƣơng pháp đồ thị.
Phƣơng trình có thể viết dƣới dạng tuyến tính:

lna  lnK 

1
lnC
n
Từ các giá trị K và n sẽ tính đƣợc lnC tƣơng ứng với một độ

che phủ, tại một nhiệt độ xác định.

Hình 4: Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Frieundlich
.

23


H2SO4 98% – Trung Quốc

-

HCl 36 – 38% – Trung Quốc

-

CaCl2: (CaCl2.2H2O) >98%– Trung Quốc

-

Axit oxalic (H2C2O4.2H2O) >99,5 % – Trung Quốc

-

NaOH (PA) > 99%– Trung Quốc

-

H2O2 30% - Trung Quốc

-

Dung môi N-1923 (>98%) – Trung Quốc

-

Dung môi IP-2028 (>99%) – Nhật Bản


2.2. Phƣơng pháp phân tích
-

Các mẫu phân tích hàm lƣợng, nồng độ của dung dịch nƣớc trƣớc và sau xử lý
đƣợc tiến hành thông qua phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử plasma ICP-OES.
24


LÊ HẢI SƠN
LUẬN VĂN THẠC SỸ

Mẫu đƣợc phân tích tại trung tâm nghiên cứu và chuyển giao công nghệ Đất hiếm
– Viện công nghệ xạ hiếm.
-

Để đánh giá hạt, các hạt đƣợc chụp ảnh bằng phƣơng pháp kính hiển vi điện tử
quét SEM. Hạt đƣợc chụp tại trung tâm công nghệ vật liệu- Đại học quốc gia Hà
Nội.

-

Để đánh giá mức thay đổi của amin N1923 với hệ alginate, các mẫu đƣợc chụp
phổ hồng ngoại IR. Mẫu đƣợc phân tích tại Viện hàn lâm khoa học Việt Nam.

-

Bên cạnh đó, để đánh giá diện tích bề mặt lỗ xốp của hạt các hạt đƣợc phân thích
theo phƣơng pháp BET.

2.3. Thực nghiệm