Previous Next

Thông tin chung đề tài:

Tác giả: TS. Nguyễn Thúy Lan - TS. Thân Văn Liên

Đơn vị: Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim - Viện Công nghệ Xạ hiếm

Nội dung chính của giải pháp/nghiên cứu

Quặng bentonit được đánh tơi, chà xát và ngâm cho trương. Sau đó tiến hành tuyển thủy xyclon trên máy tuyển thuỷ xyclon với các điều kiện: nồng độ pha rắn R=10%; áp lực cấp liệu P=2,5 at. Sản phẩm sau tuyển thủy xyclon được lọc, sấy khô và nghiền nhỏ đến kích thước ≤300 µm.

Các chất phụ trợ như kaolin, bột cưa, đá ong được nghiền tới kích thước phù hợp. Phối liệu bentonit thu được sau quá trình tuyển thủy xyclon với các chất phụ trợ theo tỷ lệ % về khối lượng như sau: bentonit (70%), đá ong (20%), các chất phụ trợ khác (10%). Hỗn hợp này được trộn đều trong máy phối liệu có dung tích 5 kg/mẻ và tốc độ quay tối đa 200 vòng/phút. Sau khi phối liệu xong, hỗn hợp được chuyển qua công đoạn tạo hạt để thu nhận hạt có kích thước từ 1-2 mm. Hạt được nung ở nhiệt độ từ 500-5500C trong khoảng thời gian 2 giờ.

Chuẩn bị dung dịch U, Th và dung dịch Fe, Mn với nồng độ nhất định. Để điều chỉnh độ pH của dung dịch đã sử dụng dung dịch đệm axetat natri để điều chỉnh pH trong khoảng 2,5-5,5 và sử dụng NaOH để điều chỉnh độ pH trong khoảng 5,5-8,0. Lấy 500 ml các dung dịch này cho vào các cốc 1 lít, cho vào đó 10g bentonit, đặt lên máy lắc với tốc độ 140 vòng/phút. Sau khi hấp phụ bão hòa, lấy 60 ml dung dịch ra lọc và tiến hành xác định nồng độ các ion trong dịch lọc. Nồng độ của các kim loại nặng được xác định trên thiết bị ICP hoặc bằng phương pháp đo quang, độ pH dung dịch được xác định bằng máy đo pH. Trước lúc tiến hành mỗi thí nghiệm, vật liệu hấp phụ có nền bentonit được điều chỉnh đến độ pH tương tự như độ pH làm việc của dung dịch đệm.

Lượng ion kim loại được hấp phụ bởi vật liệu hấp phụ (mg/g) được xác định từ sự chênh lệch nồng độ trước và sau hấp phụ. Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức sau:

A = [(Co – C).V]/m

Trong đó: A là dung lượng hấp phụ của vật liệu hấp phụ (mg/g); Co là nồng độ ion kim loại trong dung dịch đầu (mg/l); C là nồng độ ion kim loại khi cân bằng được thiết lập (mg/l); m là khối lượng vật liệu hấp phụ dùng để hấp phụ (g); V là thể tích dung dịch kim loại (l).

Mục tiêu giải pháp/nghiên cứu

Việc nghiên cứu chế tạo các vật liệu hấp phụ có nguồn gốc từ các khoáng tự nhiên có khả năng hấp phụ cao các chất phóng xạ và các kim loại nặng có trong nước thải của quá trình khai thác và chế biến quặng phóng xạ với chi phí thấp là một hướng đi ưu tiên trong lĩnh vực chế tạo vật liệu để xử lý môi trường.

Kết quả nghiên cứu/giải pháp

- Đã đưa ra quy trình chế tạo được vật liệu hấp phụ có gốc quặng bentonit tự nhiên vùng Bình Thuận để xử lý chất thải phóng xạ dạng lỏng. Vật liệu hấp phụ chế tạo được ở dạng viên với kích thước 1-2 mm, diện tích bề mặt 350 m2/g, dung lượng trao đổi cation 105 mldg/100g và bền trong môi trường axit.

- Đã tiến hành nghiên cứu quá trình hấp phụ ion các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng nặng U, Th, Fe và Mn có nồng độ trong dải 0,1-4,0 g/l trên vật liệu hấp phụ. Dung lượng hấp phụ của các ion U, Th, Fe và Mn tương ứng là 25,3 mg/g; 12,5 mg/g ; 27,8 mg/g và 31,1 mg/g.

- Các nghiên cứu xử lý chất thải phóng xạ của quá trình chế biến thử nghiệm quặng urani cho thấy vật liệu hấp phụ chế tạo được có thể được ứng dụng trong thực tế để xử lý chất thải phóng xạ dạng lỏng. Nước thải sau khi được xử lý bằng vật liệu hấp phụ chế tạo được đáp ứng các tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT và có thể thải ra ngoài hệ thống thải chung.

Các nghiên cứu xử lý chất thải phóng xạ của quá trình chế biến thử nghiệm quặng urani cho thấy vật liệu hấp phụ chế tạo được có thể được ứng dụng trong thực tế để xử lý chất thải phóng xạ dạng lỏng. Nước thải sau khi được xử lý bằng vật liệu hấp phụ chế tạo được đáp ứng các tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT và có thể thải ra ngoài hệ thống thải chung.