GIỚI THIỆU
Bùn Ä‘á» là chất thải trong quá trình sản xuất alumina (nhôm ôxyt) từ quặng bô xít. Quá trình sản xuất alumina thá»±c chất là quá trình làm giàu Al2O3, nhằm tách lượng Al2O3 trong bô xít ra khá»i các hợp chất khác. Hiện nay khoảng 90% alumina trên thế giá»›i được sản xuất bằng công nghệ Bayer, sáng chế của Bayer – 1888, Ä‘ây là công nghệ thủy luyện.
Quy trình này bao gồm nghiá»n bô xít, trá»™n vá»›i sô Ä‘a, nung ở nhiệt Ä‘á»™ và áp suất thích hợp. Ôxyt nhôm bị phân giải bằng sô Ä‘a, rồi kết tủa, rá»a và nung để tách nÆ°á»›c ra. Thành phẩm là chất bá»™t màu trắng mịn hÆ¡n muối ăn, Ä‘ó là alumina. Phần dung dịch loại bá» có màu Ä‘á», chứa 20 – 40% lượng chất rắn không tan, Ä‘ó là bùn Ä‘á». Trung bình cứ 1 tấn dung dịch thải ra chứa gần 0,2 – 0,4 tấn bùn Ä‘á» và 0,6 – 0, 87 tấn chất lá»ng có tính kiá»m[23].
Bình quân để sản xuất 1 tấn alumina cần 2 – 2,5 tấn bô xít nguyên liệu và thải ra 1 – 1,5 tấn cặn trong 4 – 8 tấn bùn có tính kiá»m. Mức Ä‘á»™ sinh ra bùn Ä‘á» khi khai thác alumina phụ thuá»™c vào nguồn gốc và thành phần của bô xít. Ví dụ: bô xít ở Surinam: sản xuất ra 1 tấn alumina thì có 0,33 tấn bùn Ä‘á»; bô xít ở Jamaica sản xuất ra 1 tấn alumina có 1 tấn bùn Ä‘á»; bô xít ở Arkanas sản xuất má»—i tấn alumina thì có 2 tấn bùn Ä‘á».[23]
Mặc dù hiện tại Ä‘ã có nhiá»u công nghệ được thiếc kế để xá» lý bùn Ä‘á» nhÆ°ng vẫn chÆ°a triệt để. Việc xá» lý loại bá» bùn Ä‘á» là má»™t vấn Ä‘á» quan trá»ng đối vá»›i môi trÆ°á»ng vì có hai lý do chính: má»™t là có Ä‘á»™c tính do pH cao, hai là khối lượng chất thải ra rất lá»›n – cứ má»—i tấn alumina sản xuất ra đồng nghÄ©a vá»›i việc thải ra môi trÆ°á»ng 1 tấn cặn và 4 tấn bùn. Tác Ä‘á»™ng của môi trÆ°á»ng từ việc xá» lý bùn Ä‘á» có thể dẫn tá»›i sá»± ô nhiá»…m tầng nÆ°á»›c ngầm hay ảnh hưởng đến nguồn nÆ°á»›c sinh hoạt, ảnh hưởng đến đất canh tác và thảm thá»±c váºt xung quanh khu vá»±c khai thác và những nÆ¡i thấp hÆ¡n.
Do nhu cầu sản xuất lá»›n nên việc Ä‘Æ°a ra môi trÆ°á»ng những chất thải ngày càng nhiá»u. Vấn Ä‘á» cấp bách đặc ra là việc tái sá» dụng các chất thải và xây dá»±ng má»™t hệ thống xá» lý phù hợp vá»›i kinh tế. Trong báo cáo này tác giả tổng hợp những phÆ°Æ¡ng pháp xá» lý được ứng dụng gần Ä‘ây vào việc tái sá» dụng bùn Ä‘á» cho ngành công nghiệp xây dá»±ng và Ä‘á» nghị má»™t quy trình xá» lý bùn Ä‘á» ná»a khép kín dá»±a vào công nghệ geopolymer trong quy trình sản xuất alumina theo phÆ°Æ¡ng pháp Bayer.
MỘT Sá» ÄẶC ÄIỂM CÆ BẢN CỦA BÔ XÍT VÀ CHẤT THẢI BÙN ÄỎ
Bô xít là má»™t váºt liệu không đồng nhất, bao gồm chủ yếu là các khoáng hydroxyt nhôm nhÆ° gibsite (Al(OH)3), boehmite (AlO(OH)), diaspore (HAlO2), các tạp chất cặn của bô xít bao gồm các khoáng aluminum silicate (khoáng sét), các ôxyt titan, ôxyt sắt. Tá»· lệ các tạp chất này khác nhau do thành phần bô xít.
Vá» nguồn gốc, quặng bô xít ở Việt Nam thuá»™c 2 loại chính là bô xít nguồn gốc trầm tích táºp trung ở các tỉnh phía Bắc nhÆ° Hà Giang, Cao Bằng , Lạng SÆ¡n, Bắc Giang, SÆ¡n La và Nghệ An và bô xít nguồn gốc phong hóa laterite từ Ä‘á bazan táºp trung ở các tỉnh phía Nam nhÆ° Kom Tum, Äắc Nông, Lâm Äồng, Äồng Nai, Bình DÆ°Æ¡ng, Phú Yên và Quảng Ngãi. [25, 26]
Thành phần hóa há»c của bùn Ä‘á» tùy thuá»™c vào nguồn gốc, thành phần của các má» bô xít và quy trình sản xuất. Bảng 1 cho thấy thành phần hóa há»c của bùn Ä‘á» khác nhau ở các vùng địa lý khác nhau trên thế giá»›i.
|
|
Fe2O3
|
Al2O3
|
TiO2
|
Na2O
|
SiO2
|
CaO
|
MKN
|
|
Pháp[27]
|
40-43
|
18
|
5
|
8
|
12-14
|
6-11
|
0
|
|
Nháºt[10]
|
49
|
19
|
9
|
3
|
9,14
|
2,5
|
8,5
|
|
Mỹ[15]
|
41,6
|
16,40
|
5,5
|
6,8
|
1,3
|
6,7
|
|
|
Úc[2]
|
32,82
|
25,29
|
8,68
|
16,77
|
16,77
|
2,11
|
7,66
|
|
Brazil[28]
|
43,7
|
16,74
|
4
|
9,8
|
9,8
|
|
|
|
Jamaica[28]
|
53,8
|
10,33
|
8,58
|
8,25
|
8,25
|
|
|
|
V Nam
|
53,23
|
25,85
|
6,81
|
9,52
|
4,91
|
0,59
|
11,35
|
Vá» khoáng há»c, bùn Ä‘á» chứa những thành phần gần nhÆ° bô xít nhÆ° anatase, boehmite, canxite, gibsite, hematite, goethite, calcium ferrite, kaolinite và má»™t số các khoáng khác sinh ra từ quá trình thủy luyện, được chia làm 3 nhóm:
1- “NAS”: 3(Na2O Al2O3 2SiO2)Na2X
Trong Ä‘ó X là: CO22- 2OH-, SO42-, 2Cl-.
2- “CAS-CFS”: 3CaO(Fe2O3)x (Al2O3)1-x kSiO2 (6-2k)H2O
3- “NT-CT”: Na2Ti3O7. 3H2O, kassite, perovskite, portlandite.
Có 3 kỹ thuáºt phân tích thÆ°á»ng được dùng trong nghiên cứu bùn Ä‘á»: Phân tích nhiệt vi sai (DTA), nhiá»…u xạ quang phổ hồng ngoại (IR) và nhiá»…u xạ tia X (X-ray)[21].
Ngoài những tác hại cho môi trÆ°á»ng nhÆ° Ä‘ã Ä‘á» cáºp ở trên, má»™t vấn Ä‘á» khác cần quan tâm là mức Ä‘á»™ phóng xạ của bùn Ä‘á». Ví dụ: Bô xít ở Jamaica thì bùn Ä‘á» có chứa lượng U 238 và Th 232 Ä‘áng kể hÆ¡n so vá»›i những nÆ¡i khác tìm thấy. Khi được sá» dụng trong xây dá»±ng, mối quan tâm là nguy cÆ¡ nhiá»…m bức xạ ở các tòa nhà. Sá» dụng bùn đỠở Jamaica để xây dá»±ng tÆ°á»ng trong nhà có thể bị ảnh hưởng của tia gamma, trên ngưỡng cho phép ≤0,72 mSv/năm.
NHá»®NG ỨNG DỤNG BÙN ÄỎ TRONG CÔNG NGHIỆP XÂY Dá»°NG
1- Sản xuất gạch
Sá» dụng bùn đỠđể sản xuất gạch là má»™t phÆ°Æ¡ng pháp Ä‘Æ¡n giản và kinh tế[22]. Có hai quy trình cÆ¡ bản: đầu tiên bùn đỠđược ép tạo hình và nung ở nhiệt Ä‘á»™ cao. Quy trình thứ hai là trá»™n bùn Ä‘á» vá»›i chất kết dính làm Ä‘óng rắn trong môi trÆ°á»ng nÆ°á»›c hoặc nung ở nhiệt Ä‘á»™ thấp.
Nếu gạch làm từ bùn Ä‘á» trá»™n vá»›i má»™t lượng đất sét và tro bay, được Ä‘úc ép, sau Ä‘em nung ở nhiệt Ä‘á»™ 1000 – 11000C thì có Ä‘á»™ kháng nén khá cao từ 40 – 70 Mpa. Do đặc trÆ°ng vá» màu (Ä‘á») và tá»· trá»ng (nhẹ) của những viên gạch này nên rất thích hợp cho xây dá»±ng những nhà cao tầng [6, 7] .
Nếu trá»™n 5 – 8% vôi vào bùn Ä‘á» rồi Ä‘úc ép thành gạch ở lá»±c ép 40 kg/cm2, cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén sau 28 ngày đạt 4,75 – 4,22 Mpa. Những viên gạch kiểu này giá thành rẻ, Ä‘áp ứng vá»›i nhu cầu xây dá»±ng chi phí thấp.
Trá»™n 45 phần bùn Ä‘á», 10 phần vôi, 5 phần xi măng, 40 phần Ä‘á mi để làm gạch tá»± chèn. Sản phẩm đạt Ä‘á»™ kháng nén cao nhất 26,32 Mpa [8].
2- Làm chất Ä‘á»™n trong sản xuất xi măng
Có 2 hÆ°á»›ng sá» dụng bùn Ä‘á» vào sản xuất xi măng: Hoặc trá»™n bùn Ä‘á» vào xi măng portland thông thÆ°á»ng nhÆ° nguồn nguyên liệu oxyt sắt và nhôm; hoặc pha trá»™n trong xi măng đặc biệt. Việc sá» dụng bùn đỠđể làm phụ gia cho xi măng nhÆ° nguồn cung cấp Fe2O3, nhÆ°ng cÅ©ng phần nào hạn chế do những vi cấu trúc của clinker [22, 24].
Trong má»™t số trÆ°á»ng hợp bùn Ä‘á» cÅ©ng được Ä‘á» xuất làm nguyên liệu thô cho sản xuất xi măng ferrari [2]. Trá»™n bùn Ä‘á» và silica theo tá»· lệ 1:1 vá»›i vôi, nung 3 lần ở nhiệt Ä‘á»™ 1450oC để được xi măng Ferrari (Phần trăm các thành phần: Al2O3 = 4,41%, SiO2= 21,40%, Fe2O3= 5,59% và CaO=66,12%). CÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén sau 3; 7; 14; và 28 ngày lần lượt là 7,4; 13; 15; và 29 Mpa.
3- Sá» dụng bùn Ä‘á» nhÆ° là má»™t dạng váºt liệu có tính puzoland
Trong bùn Ä‘á» có chứa những thành phần mà khi kết hợp vá»›i vôi sẽ sinh ra calcium aluminate hydrate (CAH). Phản ứng của ôxyt nhôm từ bùn Ä‘á» vá»›i CaSO4 sẽ làm tăng Ä‘á»™ cứng trong những Ä‘iá»u kiện nhất định. Ví dụ: há»—n hợp 70% bùn Ä‘á» và 30% CaO cho má»™t sản phẩm có Ä‘á»™ nén là 7Mpa. Sản phẩm hydrat hóa hình thành sau 4 ngày bao gồm Ca(OH)2, C4AH13 và C4AH11. Nếu thêm 10% thạch cao, Ä‘á»™ nén sau 7 ngày là 15Mpa, sau Ä‘ó cÆ°á»ng Ä‘á»™ nén sẽ tăng lên Ä‘áng kể [27].
Giải pháp hữu hiệu là há»—n hợp tro bay, xi măng portland và bùn Ä‘á» theo tá»· lệ tÆ°Æ¡ng ứng 25:25:50 làm tăng Ä‘á»™ cứng lên 27Mpa trong 7 ngày. [22]
4- Sá» dụng bùn Ä‘á» nhÆ° má»™t chất tạo màu cho bê tông
Màu Ä‘á» của bùn được tạo nên do có chứa ôxyt sắt và oxyt titan. Sá» dụng bùn Ä‘á» nhÆ° chất tạo màu cho gạch, hay để chế tạo những hiệu ứng kiến trúc đặc biệt. Nhiá»u quy trình chế biến làm nổi báºt hoặc thay đổi màu cÆ¡ bản của bùn Ä‘á» dá»±a trên sá»± thay đổi hóa há»c bằng cách kiểm soát Ä‘á»™ pH hay pha trá»™n vá»›i các ôxyt khác. Ví dụ: Khi trá»™n vá»›i axit yếu và khuấy Ä‘á»u sẽ hòa tan khoảng 40 %, pH được Ä‘iá»u chỉnh bằng nồng Ä‘á»™ của Ca(OH)2. Sản phẩm thu được Ä‘em lá»c và sấy khô thành bá»™t màu nâu Ä‘á». Nó được sá» dụng nhÆ° má»™t chất tạo màu để sản xuất những sản phẩm xây dá»±ng khác [16].
Bùn Ä‘á» chứa 30% nÆ°á»›c được trá»™n vá»›i 20% ô xyt sắt vàng. Trá»™n há»—n hợp này vào xi măng khoảng 3 – 10% để tạo màu cho bê tông hoặc gạch [17].
5- Sá» dụng bùn Ä‘á» nhÆ° chất Ä‘á»™n cho bê tông và những ứng dụng khác
Sá» dụng bùn đỠđể thay thế 30% cát thạch anh làm cốt liệu trong bê tông. Sản phẩm có Ä‘á»™ ổn định tốt hÆ¡n bê tông tiêu chuẩn trong những Ä‘iá»u kiện xác định [4].
Bùn Ä‘á» có thể liên kết vá»›i má»™t tác nhân giảm nÆ°á»›c (phụ gia siêu dẻo), khi kết hợp vá»›i tro bay sẽ làm tăng cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén cho bê tông [14].
Ngoài những ứng dụng kể trên, bùn Ä‘á» hoặc vữa bùn Ä‘á» có thể được ứng dụng để sản xuất những cốt liệu nhẹ dùng để sản xuất bê tông nhẹ [5, 20, 23].
Từ những khả năng ứng dụng chất thải bùn Ä‘á» nói trên, nhìn chung phần nào giải quyết được vấn Ä‘á» bức xúc: giảm thiểu ô nhiá»…m môi trÆ°á»ng, xá» lý chất thải rắn, nhÆ°ng không triệt để do bởi những lý do sau: 1- xá» lý pH của bùn đỠđến mức sá» dụng được thì tốn kém, chi phí giá thành cao, không kinh tế; 2- lượng thải bùn Ä‘á» quá nhiá»u không thể sá» dụng hết nếu chỉ Ä‘Æ¡n thuần sản xuất 1 sản phẩm duy nhất phục vụ xây dá»±ng (gạch, bê tông, bá»™t màu…). 3- Má»™t số các quy trình Ä‘òi há»i phải qua nung ở nhiệt Ä‘á»™ cao, đầu tÆ° tốn kém, nhÆ°ng lại gây ô nhiá»…m (vì quá trình đốt sẽ thải khí CO2).
Äể cải thiện những hạn chế trên, qua thá»±c tế thá» nghiệm, tác giả Ä‘á» nghị má»™t quy trình ná»a khép kín cho mục Ä‘ích xá» lý bùn Ä‘á» vá»›i chi phí thấp nhất và hạn chế tối Ä‘a tác Ä‘á»™ng ô nhiá»…m môi trÆ°á»ng. Äó là công nghệ geopolymer.
XỬ LÝ BÙN ÄỎ BẰNG CÔNG NGHỆ GEOPOLYMER
1- Geopolymer là loại váºt liệu má»›i
Hiện nay, Ä‘ã có những cảnh báo vá» vấn Ä‘á» ô nhiá»…m môi trÆ°á»ng do rác thải, khí thải và hiện tượng trái đất nóng dần do hệ quả của hiệu ứng nhà kính. Má»™t trong những nguyên nhân Ä‘óng góp má»™t lượng lá»›n khí CO2 vào khí quyển là công nghiệp sản xuất xi măng truyá»n thống. Theo Æ°á»›c tính của má»™t số tác giả, sản xuất 1 tấn xi măng Portland đồng nghÄ©a vá»›i việc thải ra 1 tấn khí CO2 từ Ä‘á vôi và than đốt[11]. Chính vì váºy, má»™t số nÆ°á»›c Ä‘ã khuyến khích phát triển má»™t loại chất kết dính má»›i có thể thay thế xi măng portland truyá»n thống, Ä‘ó là xi măng pôlime hay còn gá»i là “Geopolymer cement”.
Geopolymer là loại váºt liệu má»›i[13]. Bản chất cÆ¡ bản của nó là má»™t pôlime vô cÆ¡, Ä‘ã được các tác giả trên thế giá»›i nghiên cứu từ những năm cuối của Thế ká»· 20. Những năm gần Ä‘ây, nhiá»u sản phẩm dÆ°á»›i dạng xi măng hay keo kết dính được giá»›i thiệu vá»›i những thÆ°Æ¡ng hiệu Ä‘á»™c quyá»n ở các nÆ°á»›c Châu Âu và Mỹ. Những sản phẩm này được sá» dụng trong nhiá»u lÄ©nh vá»±c từ gạch xây dá»±ng, bêtông cÆ°á»ng Ä‘á»™ cao, tấm panô cách nhiệt, đến những sản phẩm composite chịu lá»a [19], bá»n hóa há»c v.v…
Sản phẩm tổng hợp từ các aluminosilicate là những pôlime vô cÆ¡, có xÆ°Æ¡ng là các nguyên tố Si – O – Al. Äây là phản ứng thủy nhiệt, xảy ra trong môi trÆ°á»ng cá»±c kiá»m, ở nhiệt Ä‘á»™ nhá» hÆ¡n 100oC. CÆ¡ bản có những loại sau:
Poly(sialate) (-Si-O-Al-O-),
Poly(sialate-siloxo) (-Si-O-Al-O-Si-O-),
Những pôlime cÆ¡ bản dá»±a trên những silicate nhôm là poly(sialate). Khung sialate bao gồm những tứ diện SiO4 và AlO4 được nối xen kẹp vá»›i nhau bằng các nguyên tố ôxy. Những ion dÆ°Æ¡ng (Na+, K+, Li+, Ca++, Ba++, NH4+, H3O+) hiện diện trong các hốc của khung để cân bằng Ä‘iện tích của Al3+.
Công thức kinh nghiệm của poly(sialate) :
(M)n{-(SiO2)z-AlO2}n, wH2O
Trong Ä‘ó : M – các cation kim loại kiá»m hay kiá»m thổ.
n - mức Ä‘á»™ pôlime hoá
z, w - 1,2,3
CÆ¡ chế phản ứng được minh hoạ theo các phÆ°Æ¡ng trình sau:
Những nghiên cứu thá»±c nghiệm cho thấy rằng: ximăng pôlime và những sản phẩm làm từ ximăng này có những đặc tính nhÆ° sau: sá»›m đạt được cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén cao [12], Ä‘á»™ co rút thấp[12], chịu băng tuyết, bá»n sulphat[1, 3], chống ăn mòn, chịu axit, chịu nhiệt[3] và không nguy hiểm đối vá»›i những phản ứng kiá»m [3, 18].
1- Xá» lý bùn Ä‘á» bằng công nghệ Geopolymer
Bùn Ä‘á» có thành phần các ôxyt nhÆ° ở bảng 1. Nháºn thấy trong thành phần % các oxyt của bùn Ä‘á» còn chứa má»™t lượng Ä‘áng kể Al2O3 (từ 10 – 16%) và Fe2O3 (53,23%). Sau khi được lá»c tách phần rắn không tan dạng vữa nhão, dung dịch chứa bùn Ä‘á» có Ä‘á»™ pH 11- 12. Kích thÆ°á»›c hạt Ä‘Æ°á»ng kính d< 13,25 μm chiếm 68%, d từ 13,25 – 51,47 μm chiếm 28,2% và d>51,47 μm chiếm 3,3%[8]. Nhìn chung kích thÆ°á»›c hạt bùn Ä‘á» tÆ°Æ¡ng Ä‘Æ°Æ¡ng vá»›i kích thÆ°á»›c hạt xi măng.Thành phần hóa há»c và cÆ¡ giá»›i của bùn Ä‘á» thuáºn lợi cho quá trình polymer hóa theo cÆ¡ chế Geopolymer vì những lý do sau :
- Môi trÆ°á»ng pH cao ( pH=11 - 12) phù hợp vá»›i môi trÆ°á»ng trong quy trình Ä‘óng rắn theo cÆ¡ chế Geopolymer.
- Kích thÆ°á»›c hạt khá mịn, thuáºn lợi cho phản ứng thủy nhiệt để hình thành những pha vô định hình. Äây là vấn Ä‘á» cÆ¡ bản của quá trình polymer hóa.
Trong quy trình sản xuất alumina theo công nghệ Bayer, thÆ°á»ng kết hợp vá»›i má»™t nhà máy nhiệt Ä‘iện để cung cấp cho quá trình thủy luyện. Quá trình đốt sẽ thải ra má»™t lượng tro bay và xỉ, chúng sẽ được xá» lý và tái sá» dụng triệt để nhá» kết hợp vá»›i bùn đỠđể sản xuất ra những sản phẩm bê tông geopolymer. Ở Ä‘ây, bùn Ä‘á» và tro xỉ là những nguồn nguyên liệu chính. Sá»± kết hợp này được trình bày theo má»™t quy trình ná»a khép kín nhÆ° sÆ¡ đồ 1 dÆ°á»›i Ä‘ây.
SÆ¡ đồ1: Quy trình sản xuất alumina kế hợp vá»›i quy trình xá» lý bùn Ä‘á».
Tro bay được sá» dụng trong thí nghiệm có thành phần các ôxyt thể hiện trong bảng 2 :
Bảng 2 : Phần trăm các thành phần của tro bay.
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO
|
Na2O
|
K2O
|
TiO2
|
MgO
|
P2O5
|
SO3
|
H2O
|
LOI*
|
|
43.39
|
29.92
|
10.28
|
2.59
|
0.46
|
0.55
|
1.32
|
1.19
|
1.34
|
0.12
|
-
|
2.97
|
(*)LOI : Mất khi nung
Dung dịch hoạt tính kiá»m sá» dụng trong thí nghiệm là dung dịch dạng sol gel có khả năng hoạt hóa các thành phần trong tro bay.
Äất tạp là lá»›p phủ bá» mặt có hàm lượng sét gần 20%, còn lại là thành phần cát hạt thô.
Mẫu được phối trá»™n theo tá»· lệ thích hợp, Ä‘á»™ ẩm 18%. Sau khi phối trá»™n được ép nhẹ để tạo hình theo khuôn 5 x 5 x 5 cm, và 5 x5 x 20 cm để thí nghiệm cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng uốn.
Sau khi tháo khuôn, mẫu được sấy ở nhiệt Ä‘á»™ 100oC trong 8 giá» và để ở nhiệt Ä‘á»™ phòng đến 28 ngày tuổi. Mẫu sau 28 ngày được Ä‘em Ä‘i thá» cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén, Ä‘á»™ thấm nÆ°á»›c, cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng uốn.
Kết quả thá» nghiệm vá» cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén, cÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng uốn và Ä‘á»™ hút nÆ°á»›c của các mẫu được tổng hợp trong bảng 4.
Bảng 4 : Kết quả thá» nghiệm vá» các đặc tính cÆ¡ lý của mẫu.
|
Ký hiệu mẫu
|
CÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng nén (kg/Cm2)
|
CÆ°á»ng Ä‘á»™ kháng uốn (Kg/Cm2)
|
Äá»™ hút nÆ°á»›c (%)
|
|
BX01
|
150
|
45
|
16
|
|
BX02
|
256
|
40
|
8
|
Bảng kết quả trên cho thấy mẫu thá» làm từ bùn Ä‘á» dá»±a vào chất kết dính geopolymer có những cÆ¡ tính đạt tiêu chuẩn để sá» dụng làm váºt liệu xây không nung.
KẾT LUẬN
Việc xá» lý bùn Ä‘á» bằng công nghệ geopolymer theo má»™t quy trình kết hợp trong quá trình khai thác alumina là hoàn toàn khả thi. Sản phẩm chủ yếu là xi măng geopolymer phục vụ cho công nghiệp sản xuất váºt liệu xây dá»±ng không nung. Việc xá» lý kết hợp nhÆ° thế này có ý nghÄ©a quan trá»ng đối vá»›i việc bảo vệ môi trÆ°á»ng và kinh tế.
Cần đầu tÆ° nghiên cứu kỹ hÆ¡n vá» các đặc tính của sản phẩm xá» lý nhÆ° xi măng geopolymer, váºt liệu xây dá»±ng sản xuất từ xi măng này và những yếu tố tác Ä‘á»™ng môi trÆ°á»ng liên quan trong quá trình xá» lý để có được kết quả nhÆ° mong muốn.
Xá» lý chất thải bùn Ä‘á» theo công nghệ geopolymer chỉ má»›i giải quyết được phần rắn, còn phần lá»ng cần phải kết hợp vá»›i má»™t công nghệ xá» lý nÆ°á»›c trÆ°á»›c khi thải ra môi trÆ°á»ng xung quanh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ALI ALLAHVERDI et all, 2005, Sulfuric acid attack on hardened paste of geopolymer cements- part 1. Mechanism of corrosion at relatively high concentrations, College of Chemical Engineering, Iran University of Science and technology, Narmak 16846, Tehran, Iran.
2. AMAT DI SAN FILIPO P., 1989, Zem. Kalk Gips, 11, 584 – 586.
3. B. VIJAYA RANGAN, 2006, Studies on low-calcium fly ash – based geopolymer concrete, ICI journal, Australia.
4. BURAEV M.I. et al., 1983, Komplsn. Ispol’z Miner., Syr’ya 10, 66 – 9, Chem. Abst. 100 – 038710.
5. CASANOVA J., 1972, French Patent, 7031781.
6. DASS A. et al, 1979, J. Nat. Building Orgn. (India), pp. 24, 29 – 33.
7. DASS A. et al, 1990, Materials and Structures, vol 23, pp. 136, 252 – 255.
8. Äá»– QUANG MINH, 2010, Chế Tạo Gạch Không Nung Từ Bùn Äá», Há»™i nghị Quốc tế vá» váºt liệu xây không nung năm 2010.
9. DOUGLAS C. COMRIE et all, 2004, Composite cold ceramic geopolymer in a refractory application, Catawba Resources Inc., 4281 Meadowlark Trail, Stow, Ohio 44224, USA.
10. IKEDA K.O., 1986, Symposium on cement chemistry, Rio, 6, pp. 389 – 394.
11. J. DAVIDOVITS, 1994, Global WarningImpact on the Cement and Aggregates Industries, published in World Resource Review, vol.6, No.2, pp. 263 – 278, 1994.
12. J. DAVIDOVITS, 1994, Properties of geopolymer cements, Geopolymer institute, 02100 Saint-Quentin, France.
13. J. DAVIDOVITS, 1997, Geopolymers: inorganic polymeric new materials, Journal of thermal analysis, vol.37, pp. 1633 – 1656 (1991).
14. KANAZAWA H. et al., 1989, Japanese Patent 89261253, Chem. Abst., 112 – 239695.
15. KANE J., 1979, US Patent, 4146573 derwent 79-29434.
16. KAWAI M., 1993, Japanese Patent 93139727, Chem. Abst. 119 – 145310.
17. KNEIDINGER W., 1989, Austria Patent, AT 381299, Chem. Abst. 105 – 213393.
18. M.D.J. SUMAJOUW & B.V. RANGAN, 2006, Low-calcium fly ash-based geopolymer concrete: Reinforced beams and columns, Research report GC3, Curtin University of Technology, Perth, Australia.
19. RICHARD E. LYON et all, 1996, Fire respone of geopolymer structural composites, Proceeding of the First International conference on Fiber Composites in Infrastructure (ICCI’96), Tucson, Jannuary 15 – 17, 1996, Dept. Civil Eng, University of Arizona, pp. 972 – 981.
20. RIVERA F. G. et al., 1993, Spanish Patent ES 2040640, Chem. Abst. 120 – 115129.
21. SASVARI J. et al, 1994, Material Sicence Forum, vols 166/69, pp.695 – 698.
22. SATISH CHANDRA, 1997, Waste Materials Used in Concrete Manufacturing, pp.290 – 305.
23. SETO H. et al., 1986, Japanese Patent, 8614159, Chem. Abst. 105 – 047963.
24. TONAK T. et al., 1994, Cimento Bul. 31, pp.1 – 6.
25. TRẦN MINH HUÂN, 2006, Công nghệ sản xuất alumina, , tạp chí Công nghiệp, trang 23 – 24.
26. TRẦN MINH HUÂN, 2006, Suy nghÄ© vá» phát triển bô xít ở Việt Nam, tạp chí Công nghiệp, trang 7
27. VAQUIER A.,1981, Annales de l’institut Technique du Batiment et des Travaux Publics, pp. 391
28. ZAMBO J., 1979, Travaux 15, p. 265.
PHẠM TUẤN NHI
|
