Giáo trình Nghiên cứu khả năng hấp phụ chì (pb) trong dung dịch từ bùn đỏ biến tính - Vũ Đức Lợi

Nội dung text: Giáo trình Nghiên cứu khả năng hấp phụ chì (pb) trong dung dịch từ bùn đỏ biến tính - Vũ Đức Lợi

1. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 20, số 4/2015 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CHÌ (Pb) TRONG DUNG DỊCH TỪ BÙN ĐỎ BIẾN TÍNH Đến tòa soạn 10 - 5 - 2015 Vũ Đức Lợi, Dương Tuấn Hưng, Nguyễn Thị Vân Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học Và Công nghệ Việt Nam SUMMARY ADSORPTION OF LEAD FROM AQUEOUS SOLUTION USING ACTIVATED RED MUD Red mud is a highly alkaline waste material formed by the Bayer process of alumina prduction in bauxite exploitation and alumina industry. It has high metal oxides content which are active components for the adsorption of heavy metal cations. In this study, Alumin Lam Dong, Tay Nguyen red mud was obtained then characterized and investigated for removal of lead (Pb) from aqueous solution. The characterization of red mud performed by XRD and SEM shows a significant powder structure with very high increase of surface area of almost 1.5 times after activation by heat and acid treatment. The factors influencing the adsorption including acid concentration, equilibrium pH and contact time were also investigated. The results show that the adsorption properties of activated red mud depend on pH values and acid concentration. The percentage of lead removal was found to increase gradually with the increase of pH and reach the maximum when pH at 4, then decrease significantly. After the contact time of 75 minutes, the maximum adsorption capacity of Pb(II) ions is 2.99 mg/g while the lead removal percentage reaches about 96%. The Langmuir isotherm model fits well the lead adsorption showing one layer adsorption property. Keywords: red mud, activated red mud, bauxite residue, lead adsorption, by-product recycling. 1. MỞ ĐẦU nước mỏ nhiễm axit, mạ kim loại, lọc dầu, Chì (Pb) là một trong những kim loại nặng sản xuất ắc quy và các hoạt động tự nhiên. gây ô nhiễm phổ biến được thải vào môi Ô nhiễm chì trong môi trường phá huỷ hệ trường nước, không khí và đất do các hoạt sinh thái và gây nguy hiểm cho sức khoẻ động công nghiệp như đốt cháy nhiên liệu con người.1 Hơn nữa, chì không có khả hoá thạch, nấu chảy quặng sulfit, xả thải năng tự phân huỷ sinh học trong môi 117
2. trường, mà sẽ tích luỹ chủ yếu trong xương, phát triển ngành khai thác và chế biến não, thận và các mô cơ, gây ra các bệnh bauxit và công nghiệp sản xuất alumin. Các nghiêm trọng như suy thận, thiếu máu, rối nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bùn loạn hệ thần kinh, tăng huyết áp, suy giảm đỏ để xử lý nước và nước thải được chú ý khả năng sinh sản, suy nhược thậm chí dẫn bởi bùn đỏ có chứa hỗn hợp các oxit và đến tử vong.1-4 Vấn đề ô nhiễm chì trong hydroxit ở dạng hạt mịn có khả năng làm nước tự nhiên, nước thải sinh hoạt và nước các trung tâm hấp phụ để xử lý các chất gây thải công nghiệp là một trong những quan ô nhiễm. Trong nghiên cứu này, bùn đỏ Tây ngại đáng báo động trên toàn thế giới và ở Nguyên được nghiên cứu để sử dụng làm Việt Nam. Giới hạn cho phép tổng chì nguyên liệu chế tạo vật liệu hấp phụ xử lý trong nước sinh hoạt được Tổ chức Y tế chì trong nước. Thế giới (WHO) quy định năm 1995 là 50 2. THỰC NGHIỆM ppb5 nhưng đến năm 2010 giới hạn này đã 2.1. Hoá chất giảm xuống 10 ppb4 tương tự như Quy Do yêu cầu cao về độ tinh khiết nên các chuẩn Việt Nam (QCVN 01:2009/BYT)6. hoá chất HCl, NaOH, dung dịch chuẩn gốc Do có độc tính cao, việc xử lý loại bỏ chì Pb(II), phải đạt chuẩn phân tích được mua khỏi nước và nước thải là một trong những từ Merck Co. (Đức). pH của dung dịch vấn đề trọng yếu nhằm đảm bảo sức khoẻ được điều chỉnh bằng cách thêm vào lượng cộng đồng và bảo vệ môi trường. Hiện nay vừa đủ dung dịch HCl 0,1M hoặc dung dịch có nhiều loại vật liệu khác nhau đã được NaOH 0,1M. nghiên cứu sử dụng nhằm loại bỏ các ion 2.2. Chuẩn bị mẫu bùn đỏ kim loại từ nước và nước thải nhưng chúng Mẫu bùn đỏ được lấy tại nhà máy Alumin vẫn chưa được sử dụng rộng rãi, phổ biến Lâm Đồng, Tân Rai, Lâm Đồng ở dạng bùn do có nhiều bất cập và hạn chế.7-10 thải ướt, sau đó mẫu được lọc ép với áp Bùn đỏ là chất thải của ngành công nghiệp suất cao để loại dịch bám theo bùn đỏ, tiếp khai thác và chế biến bauxit để sản xuất đó được sấy khô ở 105°C để phục vụ alumin theo quy trình Bayer sử dụng một nghiên cứu. lượng lớn xút. Nếu không được quản lý 2.3. Hoạt hoá bùn đỏ hiệu quả, bùn đỏ có thể mang lại nhiều 2.3.1. Hoạt hoá bằng nhiệt nguy cơ như ảnh hưởng xấu đến môi trường Bùn đỏ sau khi sấy khô ở 105°C, cân 50g do tính chất kiềm cao (pH 10-13)11 và bùn đỏ khô cho vào chén sứ và nung nóng lượng bùn thải lớn. Ước tính hàng năm tới nhiệt độ khác nhau: 200°C, 400°C, lượng bùn đỏ thải ra trên toàn thế giới 600°C , 800 °C trong vòng 4 giờ. khoảng 2,7 tỷ tấn12 và ở Việt Nam khoảng 2.3.2. Hoạt hoá bằng axit 1 triệu tấn (còn tiếp tục tăng lên khi các dự Mẫu bùn đỏ sau khi biến tính ở nhiệt độ án khai thác và chế biến bauxit sản xuất 800°C được hoạt hóa bằng axit với các alumin được tăng công suất và mở rộng tại nồng độ khác nhau, tiến hành như sau: Cân Tây Nguyên). Do đó, vấn đề thải và quản lý 50g bùn đỏ đã được biến tính bằng nhiệt, bùn đỏ đang là một khó khăn lớn cho việc hòa tan trong 1 lít dung dịch HCl có nồng 118
3. độ: 0,25M; 0,5M; 1M; 1,5M; 2M khuấy 3.1. Các đặc tính của bùn đỏ khô và bùn đều trong 2 giờ. Sau đó lọc và rửa với 1 lít đỏ hoạt hoá nước cất để loại bỏ axit dư và các chất tan 3.1.1. Thành phần hoá học của bùn đỏ khác. Phần cặn được sấy khô tại 105°C khô trong 4 giờ. Sau đó nghiền mịn và khảo sát Thành phần hóa học của bùn đỏ được phân khả năng hấp phụ Pb. tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ 2.4. Thí nghiệm hấp phụ Pb nguyên tử. Kết quả phân tích thành phần Trong nghiên cứu về khả năng hấp phụ Pb hóa học của mẫu bùn đỏ khô được trình bày của bùn đỏ, các đặc tính hấp phụ được trong Bảng 1. Kết quả phân tích cho thấy, nghiên cứu theo phương pháp mẻ thí thành phần chính của bùn đỏ là Fe2O3, nghiệm và được đánh giá theo chế độ tĩnh Al2O3, SiO2 và TiO2. tại nhiệt độ phòng. Cân 1 g bùn đỏ cho vào Bảng 1. Thành phần hoá học của bình nón 50 ml có nút đậy chứa các dung bùn đỏ khô dịch Pb(II) với nồng độ xác định. pH của Thành dung dịch được điều chỉnh bằng dung dịch TT phần hoá Đơn vị Kết quả HCl 0,1M hoặc dung dịch NaOH 0,1M. học Thể tích cuối cùng được định mức tới 25 1 Fe2O3 % 51,00 mL với nước cất. Dung dịch được khuấy liên tục bằng máy khuấy từ (400 vòng/phút) 2 Al2O3 % 16,71 trong suốt thời gian thực hiện phản ứng và 3 SiO2 % 5,98 lọc. Nồng độ của Pb(II) trong dịch lọc được 4 TiO2 % 5,83 xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ 5 Mất khi % nguyên tử. Nồng độ của Pb(II) hấp phụ 17,01 nung được tính là hiệu số của nồng độ Pb(II) ban đầu và nồng độ Pb(II) trong dịch lọc. 6 Na2O % 3,32 Xử lý kết quả theo các công thức: 3.1.2. Thành phần khoáng học, cấu trúc (CCV ). pha của bùn đỏ và ảnh hưởng của hoạt Q 0 e và % Hấp phụ = e m hoá bằng nhiệt Thành phần khoáng học và cấu trúc pha (CC0 e ).100% được phân tích bằng máy nhiễu xạ tia X C0 SIEMENS (Model D500) sử dụng bức xạ Trong đó: Co Kα với kính lọc Fe. Tốc độ quét góc là Qe: Dung lượng hấp phụ (mg/g); 1 độ/phút và khoảng góc quét từ 15 tới C0: Nồng độ ion Pb(II) ban đầu (mg/L); 65°C. Kết quả xác định cấu trúc pha của Ce: Nồng độ ion Pb(II) cân bằng khi cân bùn đỏ theo phương pháp nhiễu xạ tia X bằng được thiết lập (mg/L); (XRD) được trình bày trong Hình 1 và V: Thể tích dung dịch Pb(II) (l); Bảng 2. Kết quả phân tích thành phần và m: Khối lượng hạt bùn đỏ. cấu trúc pha của bùn đỏ khô cho thấy, dạng 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN kết tinh của bùn đỏ tồn tại ở 5 dạng chủ yếu 119
4. bao gồm: Gibbsite, Geothite, Hematite, trúc pha là dạng Gibbsite, Geothite và Quartz Sodium Aluminum Silicat hydrat, Hematite, những thành phần này tạo ra mặc dù TiO2 chiếm 5,83% trong thành phần những tính chất hấp phụ của bùn đỏ. Để của bùn đỏ nhưng không xuất hiện cấu trúc tăng khả năng hấp phụ, bùn đỏ cần phải pha tinh thể trong mẫu bùn đỏ. Các tín hiệu được hoạt hóa bằng nhiệt sau đó hoạt hóa đặc trưng và thành phần chính trong cấu bằng axit. Hình 1. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu bùn đỏ khô Bảng 2. Các dạng cấu trúc pha trong bùn đỏ khô Dạng TT Công thức hoá học tồn tại 1 Al(OH)3 Gibbsite 2 FeO(OH) Geothite 3 Fe2O3 Hematite 4 SiO2 Quartz Sodium Aluminum Silicat 5 1.08Na2O.Al2O31.68SiO2.1.8H2O Hydrat Phổ nhiễu xạ tia X và thành phần cấu trúc pha của bùn đỏ hoạt hoá bằng nhiệt được trình bày trên Hình 2 và Bảng 3. 120
5. (a) (b) (c) (d) Hình 2. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của bùn đỏ sau khi hoạt hoá bằng nhiệt tại (a) 200ºC (b) 400ºC (c) 600ºC và (d) 800ºC Bảng 3. Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ hoạt hoá ở các nhiệt độ khác nhau (200 – 800ºC) Công thức hóa học Nhiệt độ 1.08 (ºC) Al(OH)3 FeO(OH) Fe2O3 SiO2 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O 200 Gibbsite Geothite Hematite Quartz Sodium Aluminum Silicat hydrat 400 Gibbsite - Hematite - Sodium Aluminum Silicat hydrat 600 - - Hematite Quartz Sodium Aluminum Silicat hydrat 800 Hematite - Sodium Aluminum Silicat hydrat 121
6. Kết quả phân tích và đánh giá mức độ hoạt hóa của bùn đỏ cho thấy cấu trúc pha của bùn đỏ thay đổi khi nhiệt độ tăng dần. Khi hoạt hóa ở nhiệt độ 200°C thành phần pha của bùn thay đổi không nhiều, tín hiệu pic của Hematite tăng dần và tín hiệu pic của Geothite giảm dần, sự thay đổi này được lý giải là do sự dịch chuyển pha từ dạng FeO(OH) về dạng Fe2O3 do sự tăng nhiệt độ. (a) Khi biến tính ở nhiệt độ 400°C thì tín hiệu pic của pha Geothite không xuất hiện, điều đó chứng tỏ tất cả các dạng FeO(OH) đã chuyển về dạng Fe2O3 và tín hiệu píc của dạng Gibbsite giảm dần do sự chuyển pha về dạng Sodium Aluminum Silicat hydrat do lượng xút còn dư trong bùn đỏ phản ứng với nhôm và silic. Khi biến tính ở nhiệt độ 600°C thì chỉ còn tín hiệu pic của pha Hematit và Sodium Aluminum Silicat hydrat. (b) Khi biến tính ở nhiệt độ 800°C thì chỉ còn tín hiệu pic chủ yếu của pha Hematit chiếm hoàn toàn ưu thế và một phần nhỏ Sodium Aluminum Silicat hydrat. Sự hình thành Hematit mới sinh làm tăng tâm hấp phụ của bùn đỏ dẫn đến khả năng hấp phụ tăng. Chính vì vậy nhiệt độ 800°C là nhiệt độ phù hợp nhất được chọn để hoạt hóa bùn đỏ. 3.1.3. Hình thái học của bùn đỏ (c) Hình thái học của bùn đỏ được phân tích Hình 3. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (a) mẫu bùn đỏ khô (b) mẫu bùn đỏ sau khi (Scanning Electron Microscopy hay SEM). hoạt hoá bằng nhiệt ở 800ºC và (b) mẫu bùn đỏ sau khi hoạt hoá bằng nhiệt ở 800ºC và tiếp tục được hoạt hoá bằng axit HCl 1M sau 4 giờ 122
7. Kết quả trên Hình 3(a) cho thấy bùn đỏ Bảng 4. Diện tích bề mặt của các mẫu bùn khô sau khi được rửa sạch có dạng hạt mịn đỏ hoạt hoá có kích thước hạt trung bình <200 nm, Diện tích bề mặt Mẫu trong thành phần có chứa các phiến TT S S bùn đỏ BET Langmuir pilosilicate. Một số tinh thể có thể tìm thấy (m2/g) (m2/g) trong mẫu, và bùn đỏ có dạng bề mặt xốp. Hoạt hóa bằng nhiệt Chính cấu trúc xốp và sự tồn tại của các 1 15 21 pha oxit kim loại là điều kiện thuận lợi 800°C trong 4h hình thành các trung tâm hấp phụ của bùn Hoạt hóa đỏ. Hình 3(b) là ảnh SEM của bùn đỏ sau bằng nhiệt ở khi nung ở 800°C cho thấy không tồn tại 800°C trong cấu trúc lớp của pilosilicate, hệ thống 2 4h, sau đó 24 33 silicate không còn cấu trúc lớp chúng hoạt hóa bằng chuyển dần về cấu trúc hạt và khi được xử axit HCl 1M lý bằng axit các hạt trở nên rõ ràng và có sau 4h kích thước lớn hơn (Hình 3(c)). Chính cấu trúc hạt và dạng xốp tạo điều kiện thuận Các kết quả xác định diện tích bề mặt BET lợi hình thành các trung tâm, mầm hấp phụ và Langmuir cho thấy hoạt hóa bùn đỏ bằng nhiệt làm giảm diện tích bề mặt. Khi của mẫu bùn đỏ sau khi được biến tính hoạt hóa bùn đỏ bằng nhiệt, các nhóm chất bằng nhiệt và hoạt hóa bằng axit. hữu cơ và các nhóm hydroxyl bị phân hủy 3.1.4. Diện tích bề mặt riêng của mẫu làm giảm các trung tâm hấp phụ dẫn tới bùn đỏ hoạt hoá làm suy giảm dung lượng hấp phụ. Hoạt Diện tích bề mặt và tổng thể tích lỗ trống hóa bùn đỏ bằng axit hòa tan các muối của mẫu bùn đỏ được biến tính bằng nhiệt khoáng vô cơ, do đó làm tăng thể tích các và hoạt hóa bằng axit được xác định bằng lỗ trống và diện tích bề mặt, làm tăng các hấp phụ khí N2 dưới - 196°C bằng TriStar trung tâm hấp phụ và tăng dung lượng hấp 3000 V6.07 A. Tất cả các mẫu được giải phụ của vật liệu được hoạt hóa khí ở 250°C trong 6 giờ trước các thí Sau khi xử lý bằng axit HCl 1M trong 4 nghiệm hấp phụ. giờ, các mẫu bùn đỏ đều cho thấy diện tích Diện tích bề mặt BET thu được từ phương bề mặt tăng lên đang kể, gấp 1,5 lần so với trình BET áp dụng với các dữ liệu hấp phụ mẫu bùn đỏ được hoạt hóa bằng nhiệt. Đồng thuận với các kết quả nghiên cứu về và diện tích bề mặt Langmuir được trình phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ hoạt bày trong Bảng 4. hóa bằng nhiệt, khi biến tính ở nhiệt độ 800ºC thì chỉ còn tín hiệu pic chủ yếu của pha Hematit chiếm hoàn toàn ưu thế và một 123
8. phần nhỏ Sodium Aluminum Silicat hydrat. cho thấy khả năng hấp phụ chì tăng lên khi Sự hình thành Hematit mới sinh làm tăng giảm pH, trong cả hai trường hợp khi nồng tâm hấp phụ của bùn đỏ dẫn đến khả năng độ ban đầu của chì là 30 và 100 mg/L. Điều hấp phụ tăng. Sau khi hoạt hóa bằng axit này cho thấy khi pH giảm, khi pH<3,1 bề HCl 1M trong 4h, mẫu bùn đỏ xuất hiện mặt bùn đỏ tích điện dương và quá trình cấu trúc hạt trở rõ ràng và có kích thước lớn hấp phụ các ion kim loại giảm đáng kể do hơn (Hình 2 (c)); các pha calcite biến mất, tương tác đẩy tĩnh điện giữa các ion kim cường độ của các tín hiệu của quartz tăng loại và bề mặt bùn đỏ. Khi pH tăng dần lên, lên. Chính cấu trúc hạt và dạng xốp tạo điện tích âm trên bề mặt bùn đỏ tăng do đó điều kiện thuận lợi hình thành các trung làm tăng khả năng hấp phụ kim loại tại pH tâm, mầm hấp phụ của mẫu bùn đỏ sau khi = 4. Tương tác giữa ion chì và bề mặt bùn được biến tính bằng nhiệt và hoạt hóa bằng đỏ được mô hình hóa như sau: axit. ≡M 2H+ + Pb2+  ≡M Pb2+ + 2H+ 3.2. Hấp phụ Pb trên bùn đỏ Trong đó: M là ion kim loại (Fe, Al) hoặc 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit HCl Si. Chiều thuận là quá trình hấp phụ Pb(II) và pH trên bùn đỏ và chiều nghịch là quá trình Nồng độ axit HCl và pH của dung dịch có giải hấp phụ, tái sinh trung tâm hấp phụ ảnh hưởng quan trọng đến quá trình hấp trên bùn đỏ. phụ của vật liệu hấp phụ và dung dịch. Tại pH lớn hơn 6, trong cả 2 trường hợp, Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của pH khả năng tách loại chì giảm nhanh chóng dung dịch đến khả năng loại bỏ chì được do sự cạnh tranh mạnh hơn của các ion tiến hành bằng cách thay đổi pH của dung hyđroxyl trên bề mặt chất hấp phụ. Do đó dịch trong khoảng từ 2 đến 10 sử dụng pH được cố định là 4,0 để tránh quá trình dung dịch HCl 0,1 M, lượng bùn đỏ và thời hòa tan của kim loại từ bùn đỏ tại pH thấp gian tiếp xúc được xác định là 4 g/L và 75 hơn. phút. Các kết quả được thể hiện trên Hình 4 100 95 90 85 80 75 70 H (%) H 65 60 55 50 45 40 2 3 4 5 6 7 pH Hình 4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ Pb 124
9. 3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ g/L), pH của dung dịch là 4, nồng độ ban Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả đầu của dung dịch Pb(II) là 20 mg/L. Như năng tách loại chì được nghiên cứu như trong Hình 5, khả năng tách loại Pb tăng miêu tả trong thí nghiệm về hấp phụ khi nhanh chóng với thời gian. Sau 75 phút cân tăng thời gian tiếp xúc tới khi đạt được cân bằng hấp phụ Pb được thiết lập. Hiệu suất bằng. Lượng bùn đỏ được cố định (0,4 hấp phụ Pb(II) đạt xấp xỉ 96%. 100 99 98 97 96 95 H (%) H 94 93 92 91 90 0 20 40 60 80 100 120 140 t (min) Hình 5. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ Pb 3.3. Đẳng nhiệt hấp phụ Pb Cf (mg/L) là nồng độ Pb(II) tại thời Phân tích đẳng nhiệt hấp phụ đóng vai trò điểm cân bằng, q (mg/g) là năng lực hấp rất quan trọng cho mục đích thiết kế thí phụ của Pb(II) tại thời điểm cân bằng và KL nghiệm và chế tạo vật liệu hấp phụ. Các số là hằng số hấp phụ Langmuir (L/mg) đặc liệu thực nghiệm được phân tích với mô trưng cho tương tác của chất hấp phụ và hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich vì chất bị hấp phụ. Đồ thị Cf/q với Cf biểu thị chúng là cổ điển và đơn giản miêu tả cân sự phụ thuộc tuyến tính của Cf/q vào Cf. Từ bằng giữa các ion hấp phụ trên chất hấp phương trình này xác định được các thông phụ và các ion trong dung dịch tại một số qmax và KL từ độ dốc và điểm cắt trục nhiệt độ không đổi.13 Phương trình tung của đồ thị tương ứng. Langmuir được áp dụng trong cân bằng hấp Các kết quả nghiên cứu về đường phụ như sau: đẳng nhiệt hấp phụ Pb(II) được thể hiện trên Hình 6 và kết quả tổng hợp trình bày trên các Bảng 5. Dạng tuyến tính của mô hình đẳng nhiệt Bảng 5. Kết quả đẳng nhiệt hấp phụ Pb Langmuir như sau: Hấp phụ Pb Ci Cf q Cf/q TT (mg/L) (mg/L) (mg/g) (mg/L/mg/g) Trong đó: 1 10 0,01 1,013 0,010 125
10. 2 20 0,60 1,953 0,307 7 70 34,50 2,784 12,393 3 30 4,21 2,515 1,674 8 80 41,70 2,898 14,392 4 40 10,50 2,743 3,829 9 90 49,80 2,899 17,180 5 50 17,70 2,856 6,197 10 100 56,50 3,075 18,374 6 60 25,40 2,908 8,736 Hình 6. Đường đẳng nhiệt Langmuir hấp phụ Pb của vật liệu ở nhiệt độ phòng Hệ số R2 =0,9973 chứng tỏ mô hình hấp Trong nghiên cứu này, bùn đỏ của phụ Langmuir là tương hợp với các số liệu nhà máy Alumin Lâm Đồng, Tây Nguyên thực nghiệm và quá trình hấp phụ là đơn sau khi được tách và làm khô từ bùn đỏ thải lớp. ướt theo công nghệ lọc ép áp suất cao đã Từ đồ thị có thể tính được dung lượng hấp được phân tích và đánh giá về các thành phụ tĩnh cực đại của vật liệu qmax (Pb) = phần hoá học và thành phần khoáng học, 2,99 mg/g. Các số liệu này là phù hợp với hình thái học. Kết quả cho thấy thành phần các thông tin quốc tế nghiên cứu sản xuất chủ yếu của bùn đỏ là các oxit Fe2O3, 14 chất hấp phụ từ bùn đỏ. Al2O3, SiO2 và TiO2; bùn đỏ có cấu trúc hạt Các nghiên cứu hấp phụ Pb(II) chứng tỏ xốp. Đây là điều kiện thuận lợi để hình rằng bùn đỏ được xử lý nhiệt ở 800°C sau thành các trung tâm hấp phụ. Sau khi được đó tiếp tục hoạt hoá bằng axit HCl 1M có hoạt hoá bằng nhiệt tại 800°C và axit HCl khả năng hấp phụ Pb(II) cao nhất. Dung 1M, khả năng hấp phụ chì của bùn đỏ tăng lượng hấp phụ Pb(II) là 2,99 mg/g (tại pH = đáng kể, khả năng hấp phụ tối ưu Pb(II) từ 4, nồng độ Pb(II) ban đầu là 20 mg/L, hàm dung dịch nước có hiệu suất hấp phụ cực lượng pha rắn là 0,4 g/L). đại 96% sau 75 phút; dung lượng hấp phụ 4. KẾT LUẬN cực đại 2,99 mg/g. Tính chất hấp phụ của bùn đỏ đối với Pb(II) phụ thuộc vào pH, 126
11. nồng độ axit và thời gian hấp phụ. Quá (8) Apak, R.; Tütem, E.; Hügül, M.; trình hấp phụ Pb(II) trên bùn đỏ hoạt hoá Hizal, J. Heavy metal cation retention by tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt unconventional sorbents (red muds and fly Langmuir là một quá trình hấp phụ đơn lớp. ashes). Water Research 1998, 32, 430-440. (9) Bertocchi, A. F.; Ghiani, M.; TÀI LIỆU THAM KHẢO Peretti, R.; Zucca, A. Red mud and fly ash (1) Yurtsever, M.; Şengil, İ. A. for remediation of mine sites contaminated Biosorption of Pb(II) ions by modified with As, Cd, Cu, Pb and Zn. Journal of quebracho tannin resin. Journal of Hazardous Materials 2006, 134, 112-119. Hazardous Materials 2009, 163, 58-64. (10) Kumpiene, J.; Lagerkvist, A.; (2) Wu, H.-D.; Chou, S.-Y.; Chen, D.- Maurice, C. Stabilization of Pb- and Cu- R.; Kuo, H.-W. Differentiation of serum contaminated soil using coal fly ash and levels of trace elements in normal and peat. Environmental Pollution 2007, 145, malignant breast patients. Biol Trace Elem 365-373. Res 2006, 113, 9-18. (11) Liu, Y.; Lin, C.; Wu, Y. (3) Kazi, T. G.; Jalbani, N.; Kazi, N.; Characterization of red mud derived from a Jamali, M. K.; Arain, M. B.; Afridi, H. I.; combined Bayer Process and bauxite Kandhro, A.; Pirzado, Z. Evaluation of calcination method. Journal of Hazardous Toxic Metals in Blood and Urine Samples Materials 2007, 146, 255-261. of Chronic Renal Failure Patients, before (12) Liu, Z.; Li, H. Metallurgical and after Dialysis. Renal Failure 2008, 30, process for valuable elements recovery 737-745. from red mud—A review. Hydrometallurgy (4) WHO: Guidelines for drinking- 2015, 155, 29-43. water quality; 4th ed.; WHO Press: (13) Kemer, B.; Ozdes, D.; Gundogdu, Geneva, Switzerland, 2011. A.; Bulut, V. N.; Duran, C.; Soylak, M. (5) Teoh, Y. P.; Khan, M. A.; Choong, Removal of fluoride ions from aqueous T. S. Y. Kinetic and isotherm studies for solution by waste mud. Journal of lead adsorption from aqueous phase on Hazardous Materials 2009, 168, 888-894. carbon coated monolith. Chemical (14) Sahu, M. K.; Mandal, S.; Dash, S. Engineering Journal 2013, 217, 248-255. S.; Badhai, P.; Patel, R. K. Removal of (6) QCVN01:2009/BYT: Quy chuẩn Pb(II) from aqueous solution by acid kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn activated red mud. Journal of uống; Bộ Y tế: Việt Nam, 2009. Environmental Chemical Engineering (7) Bulut, Y.; Tez, Z. Removal of 2013, 1, 1315-1324. heavy metals from aqueous solution by sawdust adsorption. Journal of Environmental Sciences 2007, 19, 160-166. 127