Tận dụng bùn đỏ

Bùn đỏ là sản phẩm (chất thải rắn) của quá trình khai thác bauxite và tinh chế alumina. Trên thế giới, có nhiều nghiên cứu xử lý bùn đỏ nhằm mục đích loại bỏ một phần hoặc tiêu hủy an toàn và tận dụng thành phần có ích.

TS Minh cho biết, trong nghiên cứu này, ông và các cộng sự đã phát triển ý tưởng tận dụng thành phần có ích của bùn đỏ để tạo ra một loại vật liệu mới có khả năng xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải. Kết quả nghiên cứu ban đầu sự hấp phụ của vật liệu chế tạo từ bùn đỏ Bảo Lộc, Lâm Đồng với ion kim loại nặng Pb2+ và các thông số hóa lý, hấp phụ đẳng nhiệt khác, đã chỉ ra khả năng sử dụng bùn đỏ để xử lý ô nhiễm nước thải.

Ông mô tả nghiên cứu của nhóm mình như sau:

Trộn bùn đỏ với các loại phụ gia (như dầu cốc, cao lanh, thủy tinh lỏng(Na2SiO3) theo tỷ lệ nhất định, thêm lượng nước phù hợp và trộn nhuyễn. Hạt vật liệu có đường kính cỡ 2,5 mm, nung mẫu ở các nhiệt độ khác nhau từ 400độC đến 900độC. Trong đó mẫu C1 được chọn vì có dung lượng hấp và % hấp là tốt nhất đáp ứng được yêu cầu của một vật liệu hấp phụ thực tế. Các thông số của hạt vật liệu C1 cụ thể như sau:

Diện tích bề mặt BET = 109,5494 m2 / g, đường kính lỗ xốp  =  69,22 A0, pHPZC:  9,3 ¸ 9,7. Hạt C1 hấp phụ Pb2+ tốt trong khoảng pH = 5,5 – 6,5.

Thực nghiệm được thực hiện trong điều kiện pH tối ưu để xử lý Pb2+ là pH =6 và nhiệt độ 35˚C±0,5˚. Thời gian tối ưu để xử lý Pb2+ là 180 phút.

Với nồng độ Pb2+ là 6,25 mM thì dung lượng hấp phụ (qe) thực nghiệm của hạt vật liệu C1 đối với ion Pb2+ là 21,7 (mg/g) và tương ứng đạt 68,73% loại bỏ Pb ra khỏi dung dịch. Kết quả này cao hơn khả năng hấp của than hoạt tính (PAC) đang bán trên thị trường (15,99 mg/g) là 1,34 lần.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hấp phụ Pb2+ trong điều kiện: nồng độ Pb2+ 1279 mg/l, pH = 6, thời gian khuấy 180 phút tại các nhiệt độ 35oC, 45oC. Các giá trị nhiệt động DHo, DSo, DGo xác định được cho biết: Giá trị DHo < 0, DSo < 0, DGo < 0 và sự tăng DGo khi tăng nhiệt độ cho thấy quá trình hấp phụ Pb2+ trên C1 là tỏa nhiệt và tự xảy ra. Giá trị /DH0/= 139,9754 (kJ/mol) cho thấy quá trình hấp phụ của hạt C1 là hấp phụ hóa học.

Tiến sĩ Nguyễn Trung Minh là nghiên cứu viên chính, Trưởng phòng Hóa phân tích và Quang phổ, Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam. Ông tốt nghiệp tiến sĩ hóa địa tại Viện Địa hoá Vernadsky, Viện Hàn lâm Khoa học Nga năm 2001. Sau đó, năm 2007 ông học sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học trái đất và môi trường, ĐH Tổng hợp Korea, Seoul, Hàn Quốc.

Tham gia cùng ông trong nghiên cứu tận dụng bùn đỏ có gần 20 cộng sự Việt Nam và Hàn Quốc.