Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu khả năng hấp phụ mn2+ trên bentonit cổ định – thanh hóa

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Thân Văn Liên – Phó Viện
trưởng Viện Công nghệ Xạ Hiếm đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ
em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các anh chị trong Trung tâm Công nghệ chế
biến quặng phóng xạ - Viện Công nghệ Xạ Hiếm trong thời gian qua đã
hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt
nghiệp.
Và trong suốt thời gian này, em đã được sự hướng dẫn tận tình, quan tâm
và giúp đỡ của thầy cô bộ môn cũng như các thầy cô trong Khoa Công Nghệ
Môi Trường để em có thể hoàn thành tốt công việc học tập của em.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
quan tâm, giúp đỡ em trong suốt thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Phú Thọ, ngày……tháng…..năm 2016
Sinh viên

Hoàng Thành Đạt

i



NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

Phú Thọ, ngày……tháng……năm 2016
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................................................i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN........................................................................................ii
MỤC LỤC...........................................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH............................................................................................................................viii
LỜI MỞ ĐẦU......................................................................................................................................1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN.................................................................................................................2
1.1. Tổng quan về bentonite..........................................................................................................2
1.1.1. Thành phần khoáng vật và thành phần hoá học..............................................................2

1.1.1.1.Thành phần khoáng vật của bentonite:........................................2
Bảng 1.1.Thành phần khoáng vật của bentonite...............................................................2
Cổ Định – Thanh Hóa.........................................................................................................2
Hinh 1.1: Mẫu bentonite a) mẫu quặng bentonite nguyên khai b) Mẫu bentonite đã
được nghiền phân cấp sơ bộ.............................................................................................3

1.1.1.2.Thành phần hóa học của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa..........3
Bảng 1.2. Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa........................................3
1.1.2. Cấu trúc của montmorillonite..........................................................................................4
Hinh 1.2: Cấu trúc của tinh thể sét montmorillonite theo Alexandre và Dubois (2000)....6
Hình 1.3. Cấu trúc của MMT cho thấy hai lớp tứ diện trộn lẫn với một lớp bát diện.
Những chấm đen chỉ ra vị trí của sự thay thế đồng hình trong hình bát diện và tứ diện
(Grim, 1953).......................................................................................................................6
1.1.3. Khả năng biến tính của montmorillonite.........................................................................6

1.1.3.1. Biến tính giữ nguyên cấu trúc.....................................................6
Hinh 1.4.Cấu tạo các đỉnh bentonite.................................................................................8

1.1.3.2. Biến tính làm biến đổi cấu trúc lớp nhôm silicate......................8
1.1.4.Khả năng trương nở của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa................................................8
1.1.5.Tính dẻo của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa..................................................................8
Bảng 1.3. Bảng phân loại tính dẻo của đất.........................................................................9
1.1.6. Hoạt hóa bentonite Cổ Định – Thanh Hóa:......................................................................9

iii


Bảng 1.4. Hàm lượng MMT sau khi đã hoạt hóa bằng Na2CO3.......................................11
Hình 1.6 : Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc giữa hàm lượng montmorillonite và hàm lượng
Na2CO3 khan...................................................................................................................12
1.1.7. Cấu trúc hấp phụ...........................................................................................................12
1.1.8 Giá cả và nhu cầu về bentonite......................................................................................13
1.2. Sự hấp phụ của các ion kim loại nặng từ môi trường nước của bentonite...........................13
1.2.1.Cơ chế hấp phụ...............................................................................................................13
1.2.2 Khả năng hấp phụ...........................................................................................................14
1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng..............................14

1.2.3.1 Ảnh hưởng của pH.....................................................................14
1.2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ.............................................................15
1.2.3.3. Ảnh hưởng của thời gian...........................................................15
1.2.3.4. Ảnh hưởng của kích thước hạt bentonite và điều kiện khuấy
trộn.........................................................................................................15
1.2.3.5 .Ảnh hưởng của tỷ lệ bentonite/dung dịch (tỷ lệ R/L)...............16
1.2.3.6 Ảnh hưởng của các chất điện li trong môi trường nước............16
1.3 .Ứng dụng của bentonite.......................................................................................................16
1.3.1 .Làm chất hấp phụ..........................................................................................................16
1.3.2 .Chế tạo dung dịch khoan...............................................................................................16
1.3.3 .Làm chất độn, chất màu trong công nghiệp sản xuất các vật liệu tổng hợp..................17
1.3.4 .Trong công nghiệp rượu, bia.........................................................................................17
1.3.5. Trong công nghiệp tinh chế nước..................................................................................17
1.3.6 .Một số ứng dụng khác...................................................................................................17
1.3.7 .Ứng dụng trong chế tạo sét hữu cơ...............................................................................18
Hinh 1.7.Quá trình trao đổi cation giữa alkylammonium và cation đầu tiên xen kẽ vào
giữa các tiểu cầu sét (Kornmann, 1998)...........................................................................18
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................18
2.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................................18
Bảng 2.1: Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa.....................................19
2.2. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm và hóa chất..............................................................................19

iv


2.2.1. Dụng cụ và thiết bị.........................................................................................................19
2.2.2. Hoá chất.........................................................................................................................19
2.3. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................................20
2.3.1. Phương pháp xác định mangan trong dung dịch...........................................................20

2.3.2.1.Phương pháp trắc quang phân tích mangan...............................20
Hình 2.1. Đường chuẩn Mn .............................................................................................22
2.3.2. Phương pháp xác định hấp dung của bentonite đối với Mn2+......................................22
2.3.2.1. Phương pháp xác định hấp dung của Bentonit đối với Mn2+.....................................22
Hình 2.2 Đường hấp phụ đẳng nhiệt

..........................................................................23

Hình 2.3 Dạng tuyến tính của phương trình Lăng mua....................................................23
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................................24
3.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ..............................................................................24
Bảng 3.1: Mối quan hệ giữa mật độ quang và thời gian đạt cân bằng hấp phụ...............25
Hình 3.1 Đồ thì thể hiện sự phụ thuộc của hấp phụ vào thời gian...................................25
3.2.Ảnh hưởng của lượng bentonit dùng để hấp phụ.................................................................26
Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc hấp dung vào lượng bentonit.......................................26
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hấp dung vào lượng bentonit...................27
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất bị hấp phụ..............................................................................27
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn2+...................27
Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hấp dung và nồng độ dung dịch Mn2+................................28
3.4. Ảnh hưởng của pH...............................................................................................................29
Bảng 3.4. Kết quả sự phụ thuộc hấp dung vào pH...........................................................29
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hấp dung và pH....................................................................30
3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích dung dịch hấp phụ và lượng bentonit : V/m..........................30
Bảng 3.5. Sự thay đổi hấp dung A đối với Mn với các tỉ lệ V/m khác nhau.....................30
Hình 3.5. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ mg/g trên bentonit vào tỷ lệ...............31
V/m..................................................................................................................................31
KẾT LUẬN.........................................................................................................................................31

v


TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................32

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.Thành phần khoáng vật của bentonite....Error: Reference source not
found
Bảng 1.2. Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa.............Error:
Reference source not found
Bảng 1.3. Bảng phân loại tính dẻo của đất.. .Error: Reference source not found
Bảng 1.4. Hàm lượng MMT sau khi đã hoạt hóa bằng Na2CO3...............Error:
Reference source not found
Bảng 2.1: Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa.............Error:
Reference source not found
Bảng 2.2: Quan hệ giữa mật độ quang D và nồng độ Mn2+............................ 21
Bảng 3.1: Mối quan hệ giữa mật độ quang và thời gian đạt cân bằng hấp phụ
...................................................................... Error: Reference source not found
Bảng 3.2 . Kết quả sự phụ thuộc hấp dung vào lượng bentonit..............Error:
Reference source not found
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn 2+
...................................................................... Error: Reference source not found
Bảng 3.4. Kết quả sự phụ thuộc hấp dung vào pH.Error: Reference source not
found
Bảng 3.5. Sự thay đổi hấp dung A đối với Mn với các tỉ lệ V/m khác nhau.
...................................................................... Error: Reference source not found

vii


DANH MỤC HÌNH
Hinh 1.1:Mẫu bentonite a) mẫu quặng bentonite nguyên khai b) Mẫu
bentonite đã được nghiền phân cấp sơ bộ.....Error: Reference source not found
Hinh 1.2: Cấu trúc của tinh thể sét montmorillonite theo Alexandre và Dubois
(2000)............................................................Error: Reference source not found
Hình 1.3. Cấu trúc của MMT cho thấy hai lớp tứ diện trộn lẫn với một lớp bát
diện. Những chấm đen chỉ ra vị trí của sự thay thế đồng hình trong hình bát
diện và tứ diện (Grim, 1953)........................ Error: Reference source not found
Hinh 1.4.Cấu tạo các đỉnh bentonite.............Error: Reference source not found
Hình 1.5: Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc giữa hàm lượng montmorillonite và
hàm lượng dung dịch Na2CO3.....................Error: Reference source not found
Hình 1.6 : Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc giữa hàm lượng montmorillonite và
hàm lượng Na2CO3 khan...............................Error: Reference source not found

viii


Hinh 1.7.Quá trình trao đổi cation giữa alkylammonium và cation đầu tiên
xen kẽ vào giữa các tiểu cầu sét (Kornmann, 1998)....Error: Reference source
not found
Hình 2.1 Đường chuẩn Mn..............................................................................22
Hình 2.2 Đường hấp phụ đẳng nhiệt.............Error: Reference source not found
Hình 2.3 Dạng tuyến tính của phương trình Lăng muaError: Reference source
not found
Hình 3.1 Đồ thì thẻ hiện sự phụ thuộc của hấp phụ vào thời gian...........Error:
Reference source not found
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hấp dung vào lượng benton it.
...................................................................... Error: Reference source not found
Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hấp dung và nồng độ dung dịch Mn2+......Error:
Reference source not found
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hấp dung và pH.........Error: Reference source not
found
Hình 3.5. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ mg/g trên bentonit vào tỷ lệ
...................................................................... Error: Reference source not found

ix


LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp,
thương mại, dịch vụ… thì thế giới cũng đang phải đương đầu với với một
vấn đề hết sức cấp bách: đó là ô nhiễm kim loại nặng.
Từ nguồn thải của các nhà máy công nghiệp, kim loại nặng có thể có
mặt trong rất nhiều đối tượng, ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến sinh vật
và sức khỏe con người. Tuy nhiên, một lượng lớn kim loại nặng có mặt
trong nước chính là nguồn nước thải của các nhà máy chưa qua xử lý.
Để tách các ion kim loại nặng khỏi môi trường nước người ta có thể dùng
nhiều phương pháp khác nhau : kết tủa, oxi hóa- khử, điện hóa, hấp phụ,
chiết, trao đổi ion, hấp phụ bằng vi sinh vật. Trong đó hấp phụ các kim loại
nặng bằng các chất hấp phụ khác nhau như: than hoạt tính các khoáng sét có
nguồn gốc tự nhiên…được sử dụng khá phổ biến. Bentonite là một loại
khoáng chất công nghiệp, được cấu tạo chủ yếu từ các khoáng vật nhóm sét
smectic gồm có montmorillonite và một số khoáng chất khác. Bentonit có khả
năng trao đổi cation lớn và có khả năng hấp phụ cao cho nên bentonite có
ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Bentonite có nhiều ứng dụng trong thực tế và đã được xử lý làm vật liệu
để xử lý kim loại nặng trong nước thải
Tất cả những điều vừa trình bày trên đã nói lên ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cũng như lý do của việc lựa chon đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả
năng hấp phụ Mn2+ trên bentonit Cổ Định – Thanh Hóa”. Mục tiêu nghiên
cứu của đồ án này là:
- Biết được cấu taọ và ứng dụng của bentonit.
- Biết được các phương pháp hoạt hóa bentonit.
- Biết được quá trình hấp phụ các ion kim loại của bentonit.
- Biết được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ của bentonit.
Đồ án gồm có các nội dung sau:
- Mở đầu.
- Chương 1: Tổng quan.
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
- Chương 3: Kết quả và thảo luận.
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo.
1


CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về bentonite
1.1.1. Thành phần khoáng vật và thành phần hoá học
1.1.1.1.Thành phần khoáng vật của bentonite:
Thành phần khoáng vật của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa được xác định
bằng phương pháp nhiễu xạ tia rơnghen và nhiệt vi sai. Kết quả được trình
bày ở bảng 1.1.
Bảng 1.1.Thành phần khoáng vật của bentonite
Cổ Định – Thanh Hóa

Thành phần
Hàm lượng, %
Phương pháp rơnghen
Phương pháp nhiệt vi sai
khoáng vật
Montmorillonite
8 – 22
8 – 22
Hydromica
8 – 15
10 – 13
Chlorite
10 – 20
12 – 17
Kaolinit
10 – 14
8 – 10
Thạch anh
7 – 15
Felspat
5–8
Hydrogowtit
7 – 10
6–8
Canxi
ít
Những dẫn liệu được trình bày ở bảng 1.1 và cho thấy thành phần khoáng
vật của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa có Chlorit 10%, hydromica 10%,
montmorillonite 8 – 22 %.
Tuy nhiên không chỉ khoáng sét montmorilonite; ngoài ra còn một số
khoáng sét rất có ý nghĩa khác mà trong bentonite ở Cổ Định đều chứa một
hàm lượng đáng kể như hydromica (vermiculit) 10%, Chlorit 7 - 10 % …
Ngoài khoáng sét có cấu truc lưới tinh thể trong bentonite còn chứa một
lượng đáng kể keo sét vô định hình khác nhất là các hợp chất đa dạng như: Si,
Al, Fe, Mg, …
Bentonite là một nguồn khoáng vật phân tán rộng rãi và hàm lượng lớn
trong tự nhiên, chính vì quan trọng trong công nghiệp được sử dụng với số
lượng lớn. Trong cả giá trị lẫn số lượng sự sản xuất hàng năm, bentonite là
một trong số khoáng chất được khai thác nhiều nhất trên thế giới.
Bentonite là nguồn khoáng sét thiên nhiên, được cấu tạo chủ yếu từ
khoáng vật sét thuộc nhóm smectic. Thành phần chính của bentonite là
montmorillonite (MMT), ngoài ra còn có một số khoáng chất khác như
quartz, cristobate, Feldespar, Calcite, Halite, Zeolite, mica, kaoline,… Đôi khi
2


người ta còn gọi khoáng bentonite là montmorillonite. Công thức đơn giản
nhất của montmorillonite (Al2O3.4SiO2.nH2O) ứng với nửa tế bào đơn vị cấu
trúc. Công thức lý tưởng của montomrillonite là Si 8Al4O20(OH)4 cho một đơn
vị cấu trúc. Tuy nhiên, thành phần hoá học của montmorillonite luôn khác với
thành phần biểu diễn theo lý thuyết do có sự thay thế đồng hình của các cation
kim loại như Al3+, Fe2+, Mg2+,… với Si trong tứ diện và Al trong bát diện.
Như vậy thành phần hoá học của montmorillonite với sự có mặt của Si, Al
còn có các nguyên tố khác: Mg, Fe, Na, Ca,…Ngoài ra còn có một số nguyên
tố vi lượng khác như: Ti, Tl,... Trong đó tỷ lệ của Al 2O3 : SiO2 dao động từ
1:2 đến 1:4. Mẫu quặng bentonite nguyên khai và đã được nghiền sơ bộ chỉ ra
trong hình 1.1

(a)

(b)

Hinh 1.1: Mẫu bentonite a) mẫu quặng bentonite nguyên khai b) Mẫu bentonite
đã được nghiền phân cấp sơ bộ.

1.1.1.2.Thành phần hóa học của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa
Các mẫu bentonite nguyên khai lấy về từ mỏ Cổ Định – Thanh Hóa sau khi
xử lý mẫu được tiến hành phân tích hóa học tổng số, hóa lý học và hoạt hóa
để khảo sát các đặc tính hóa học. Kết quả phân tích xem các bảng 1.2.

Bảng 1.2. Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa.

Thành phần hóa học

Hàm lượng, %
3


SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
MnO
Cr2O4
SO3
Độ ẩm
Mất khi nung

47,47
4,92
22,79
0,18
8,94
0,23
0,01
0,16
0,13
0,07
12,60
9,20

Các số liệu phân tích trên đây được cho thấy bentonite của Thanh Hóa có
phản ứng trung tính đến hơi kiềm, N, P2O5, K2O thấp, dung tích hấp thu khá
cao ( CEC: 46 – 48 me)(1).
Kiềm thổ chiếm chủ yếu trong hệ hấp phụ - trao, độ bão hòa bazơ cao,
nhưng ion kali và natri trong hệ hấp phụ thấp. Trong sét bentonite Cổ Định –
Thanh Hóa, Mg chiếm tỷ lệ tuyệt đối, cũng phải tính đến một tỷ lệ không nhỏ
các dạng hydroxit Fe có trong bentonite Cổ Định khi độ ẩm của sét cao.
Tuy nhiên có thể nhận định rằng bentonit Việt Nam là loại bentonite
kiềm thổ và với hàm lượng keo sét trong quặng nguyên khai rất cao, tỷ diện
lớn cộng với những tính chất hóa lý ưu việt của khoáng sét montmorillonite,
hydromica, … cho thấy nó là những nguyên liệu lý tưởng để cải tạo đất cát,
đất bạc màu và một số đất nhiệt đới đã bị rửa trôi thoái hóa có thành phần cơ
giới nhẹ, ngoài ra cũng có thể sử dụng làm nguyên liệu tham gia vào chế tạo
thức an gia súc bổ sung, các loại phân bón, thuốc trừ sâu và xử lý thanh sạch
môi trường.
1.1.2. Cấu trúc của montmorillonite
Khoáng sét xuất hiện trong tự nhiên mà với sự biến thiên trong thành phần
phụ thuộc trên những nhóm của họ và nguồn gốc của chúng. Công thức phân
tử cho MMT được cho thông thường là (M+x.nH2O ) (Al2-yMgx)Si4O10(OH)2 ,
trong đó M+ là cation trao đổi giữa lớp, M+ = Na+ , K+ , Mg2+ , hay Ca2+
(Brindley & Brown, 1980). Lý tưởng, x = 0.33. Sét được sử dụng cho sự điều
chế nanoclay thuộc nhóm sét smetic mà cũng được biết như phyllosilicate 2:1,
mà thành phần chung nhất là MMT {Si 4[Al1,67Mg0,33]O10(OH)2.nH2O.M0,33;
M=Na, K hoặc Ca} và hectorit {Si4[Mg2,7Li0,3]O10(OH)2.M0,4; M = Na} , trong
4


đó chỗ bát diện là thay thế đồng hình. Nhóm sét smetic khác là beidilit
{[Si3,67Al0,33]Al2O10(OH)2.nH2O.M0,33; M = Na, K hoặc Ca}, nontronit
{[Si3,67Al0,33]Fe2O10(OH)2.M0,33; M = Na, K or Ca} và saponit
{[Si3,67Al0,33]Mg3O10(OH)2.M0,33; M = Na, K or Ca} mà trong chỗ tứ diện có sự
thay thế đồng hình.
Cấu trúc tinh thể MMT được chỉ ra trong hình 1.2, mạng tinh thể của
montmorillonite gồm có lớp hai chiều trong đó lớp Al 2O3 (hoặc MgO) bát
diện nằm ở trung tâm giữa hai lớp SiO 2 tứ diện nằm ở đầu nguyên tử O vì thế
nguyên tử oxi của lớp tứ diện cũng thuộc lớp bát diện. Nguyên tử Si trong lớp
tứ diện thì phối trí với 4 nguyên tử oxy định vị ở bốn góc của tứ diện. Nguyên
tử Al hoặc Mg trong lớp bát diện thì phối trí với 6 nguyên tử oxy hoặc nhóm
hyđroxyl (OH) định vị ở 6 góc của bát diện đều. Ba lớp này chồng lên nhau
hình thành một tiểu cầu sét hoặc một đơn vị cơ sở của nanoclay. Bề dày của
tiểu cầu khoảng 1nm và chiều dài của tiểu cầu thay đổi từ hàm trăm đến hàng
nghìn nm. Trong tự nhiên, những tiểu cầu sét sắp xếp chồng lên nhau tạo
thành khoảng cách giữa các lớp, khoảng cách này thường được gọi là khoảng
“Van der Waals”, là khoảng cách giữa khoảng không gian giữa các lớp sét. Sự
hình thành nanoclay trong tự nhiên có sự thay thế đồng hình, nguyên tử Si
hoá trị 4 trong lớp tứ diện được thay thế một phần bởi nguyên tử Al hoá trị 3
và nguyên tử Al hoá trị 3 trong lớp bát diện thì được thay thế một phần bởi
các nguyên tử có hoá trị 2 như Fe và Mg. Sự thiếu hụt điện tích dương trong
đơn vị cơ sở, kết quả dẫn đến bề mặt của các tiểu cầu sét mang điện tích âm.
Điện tích âm được cân bằng bởi các ion kim loại kiềm và kiềm thổ (chẳng hạn
như Na+ và Ca2+) chiếm giữ khoảng không giữa các lớp này. Những ion trong
lớp này có thể thay thế bởi các cation hữu cơ. Khi thay thế ion vô cơ giữa lớp
sét bằng ion hữu cơ làm cho sét thích hợp với polymer hữu cơ. Sự thay thế
đồng hình bên trong mạng tinh thể mạng tinh thể bằng các nguyên tố khác
nhau hoặc thay đổi ở các vị trí khác nhau đưa đến có nhiều loại khoáng chất
đất sét montmorillonite: MMT, nontronite, saponit, hectorite, sauconite,
beidellite, volkhonskoite, pimelite.
Trong hình 1.2 cho thấy sự thay thế đồng hình của một số ion Al, Fe, Mg,
…trong tứ diện và bát diện, cũng như khoảng cách của lớp sét. Khoảng cách

5


o

của một lớp MMT đã chỉ ra trong hình 1.2 khoảng 9,5 A (Grim, 1953), còn
o

khoảng cách của d(001) của sét khô (làm khô ở 70oC) là 12,6 A .

Hinh 1.2: Cấu trúc của tinh thể sét montmorillonite theo Alexandre và Dubois
(2000)

0,96nm

Khoảng cách - d

Hình 1.3. Cấu trúc của MMT cho thấy hai lớp tứ diện trộn lẫn với một lớp bát
diện. Những chấm đen chỉ ra vị trí của sự thay thế đồng hình trong
hình bát diện và tứ diện (Grim, 1953).

1.1.3. Khả năng biến tính của montmorillonite
1.1.3.1. Biến tính giữ nguyên cấu trúc
Đặc trưng cơ bản của bentonite là tính chất trao đổi, tính chất đó có được
là do:
- Sự thay thế đồng hình Si4+ bằng Al3+ trong mạng tứ diện và Al3+ bằng
6


Mg2+ trong bát diện làm xuất hiện điện tích âm trong mạng lưới cấu trúc. Khả
năng trao đổi mạnh hay yếu phụ thuộc vào lượng điện tích bề mặt và số lượng
ion trao đổi. Nếu số lượng điện tích âm trên bề mặt càng lớn, số lượng cation
trao đổi càng lớn thì dung lượng trao đổi cation càng lớn.
- Khả năng trao đổi ion của nhôm silicate còn phụ thuộc vào hoá trị và
bán kính cation. Cation hoá trị thấp dễ trao đổi hơn cation hoá trị cao.
Me+ > Me2+ > Me3+
Đối với các cation có cùng hoá trị, bán kính càng nhỏ thì khả năng trao
đổi càng lớn có thể sắp xếp theo trật tự sao đây:
Li+ > Na+ > K+ > Cu2+ > Fe2+ > Al3+.
Tuy nhiên khả năng trao đổi của nhôm silicate chủ yếu phụ thuộc vào điện
tích âm trên bề mặt và lượng điện tích âm trong mạng lưới. Bề mặt của
bentonite gồm có bề mặt ngoài và bề mặt trong. Khả năng trao đổi ion bề mặt
ngoài phản ánh kích thuớc tinh thể, phụ thuộc vào sự đứt gãy liên kết và
khuyết tật trên bề mặt. Kích thước hạt càng nhỏ thì khả năng trao đổi càng
lớn. Khả năng trao đổi bề mặt phản ánh lượng điện tích âm trên mạng lưới và
khả năng hấp thụ của bentonite. Nó phụ thuộc vào lượng cation bù trừ vào
trong mạng. Số lượng cation càng lớn thì khả năng trao đổi càng lớn. Dung
lượng trao đổi cation (CEC) của bentonite dao động từ 80-150 meq/100g sét.
Dung lượng trao đổi anion dao động từ 15-40 meq/100g.
Ngoài ra sự trao đổi ion của bentonite còn liên quan đến sự thay thế các
nguyên tử hiđro trong các nhóm hyđroxy của montmorillonite. Theo một số
nghiên cứu thì đỉnh của SiO2 hướng ra phía ngoài lớp cấu trúc, ở đỉnh này các
nguyên tử oxy bị thay thế bởi các nhóm hyđroxyl, và các nhóm này đảm
nhiệm việc duy trì liên kết yếu giữa các lớp và góp phần vào sự cân bằng điện
tích. Trong montmorillonite còn có các nhóm hyđroxyl khác nửa nằm ở các
đỉnh của bát diện Al2O3. Trong sáu đỉnh của bát diện có hai đỉnh là nhóm OH
còn bốn đỉnh kia là oxy.
H
O

OH

Al

Si
O

(I)

O

O

OH

O
Si
O

O

(II)

Al
O O

(III)
7

O

O

O


Hinh 1.4.Cấu tạo các đỉnh bentonite

Trong đó nhóm hyđroxyl của liên kết Si-OH (I) không có khả năng trao
đổi hiđro, nhóm hyđroxyl trao đổi hiđro, nhóm hyđroxyl của liên kết Al-OH
(II) có tính axit yếu nên khả năng trao đổi yếu, nhóm hyđroxyl trong liên kết
Si-O-Al (III) có tính trao đổi mạnh nên có tính quyết định đến sự trao đổi
cation H+.
1.1.3.2. Biến tính làm biến đổi cấu trúc lớp nhôm silicate
Khoáng chất bentonite có chứa các nhiều tạp chất như calcite (CaCO 3),
dolomite (MgCO3) một số oxit khác như Fe2O3, FeO, TiO2,…
Hoạt hoá bentonite là dung kiềm hoặc axit có thể hoà tan một só oxit lưỡng
tính như Al2O3, Fe2O3, để tạo trên bề mặt sét những lỗ xốp và những trung
tâm hoạt động. Việc sử dụng nồng độ kiềm hoặc axit cao có khả năng hoà tan
nhôm oxit làm thay đổi cấu trúc của bentonite. Tuỳ theo điều kiện sử dụng mà
chúng ta có thể biến tính giữ nguyên cấu trúc hoạt biến đổi cấu trúc của lớp
nhôm silicate.
1.1.4.Khả năng trương nở của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa
Khả năng trương nở của bentonite là sự tăng thể tích của chúng trong
quá trình được làm ẩm ướt. Khi bị ẩm ướt, trên bề mặt những phân tử
bentonite hình thành các liên kết hờ, lực dính kết giữa chúng bị giảm làm cho
những phân tử hạt bentonite càng xa nhau, từ đó làm tăng thể tích của chúng.
Tính trương nở liên quan đến nhiều tính chất khác như thành phần cấp hạt,
thành phần khoáng vật, thành phần hóa học. kết quả phân tích độ trương nở
của bentonite Cổ định cho thấy thông số này của bentonite là 30,5 – 41 %.
Trương nở kéo theo làm giảm độ xốp, làm giảm độ thấm, nhờ tính chất ưu
việt này mà một số loại đất có vấn đề như đất cát pha, đất xám bạc màu nên
được trộn với bentonite, đất sẽ được cải thiện chế độ nước, tăng khả năng giữ
ẩm, giảm độ thấm, cải thiện trạng thái cấu trúc, giảm khả năng bốc hơi lý học,
tăng cường sự hoạt động của vi sinh vật và cải thiện nhiều tính chất khác cho
đất.
1.1.5.Tính dẻo của bentonite Cổ Định – Thanh Hóa.
Ở trạng thái mà độ ẩm bentonite có khả năng tạo được những hình dạng
nhất định và giữ nguyên được trạng thái hình dạng đó khi không có lực tác
động bên ngoài gọi là độ dẻo (hay còn gọi là tính dẻo hoặc tính tạo hình) của
bentonite. Tính dẻo được đăc trưng bằng số dẻo (tính theo độ ẩm đất) tức là
8


hiệu số giữa giới hạn trên (còn gọi là giới hạn chảy dưới) và giới hạ dưới (còn
gọi là giới hạn về thành sợi). Phân loại đất theo tính dẻo được thể hiện trong
bảng 1.3.
Bảng 1.3. Bảng phân loại tính dẻo của đất.

Số dẻo
Phân loại
0
Cát
0–7
Cát pha
7 – 17
Đất thịt
> 17
Đất sét
Những số liệu đo đạc cho thấy bentonite Cổ Định – thanh Hóa có tính
dẻo (với trị số dẻo là 41,73).
1.1.6. Hoạt hóa bentonite Cổ Định – Thanh Hóa:
Trong giới hạn của đề tài em chỉ sử dụng phương pháp hoạt hóa bằng sôđa.
Hoạt hóa bằng dung dịch Na2CO3:
Khả năng hấp phụ của bentonite phụ thuộc vào điều kiện hoạt hóa nó
như: bản chất của Na2CO3, nồng độ, thời gian hoạt hóa và cở hạt.
Ở đây em cố định các yếu tố khác để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố
là nồng độ Na2CO3, thời gian hoạt hóa, mức độ khuấy trộn.
Dùng Na2CO3 để hoạt hóa với các nồng độ như sau: 1%, 2%, 3%, 4%, 5%,
10%.
Thời gian hoạt hóa từ 60 phút đến 120 phút.
Tốc độ khuấy 140 vòng/phút
Tiến hành hoạt hóa ở nhiệt độ phòng.
Quá trình hoạt hóa được tiến hành trên thiết bị hoạt hóa gồm:
Thiết bị khuấy với cánh khuấy thủy tinh
Bình phản ứng bằng thủy tinh loại 1 lit.
Mô tả cách hoạt hóa:
Lấy 99 gam bentonite cho vào bình thủy tinh có dung tích là 1 lít thêm
350ml nước cất vào bình. Hỗn hợp bentonite và nước được khuấy bằng máy
khuấy có cánh làm bằng chất liệu thủy tinh trong thời gian 10 phút. Cân 1
gam Na2CO3 cho vào cốc thủy tinh loại 100ml thêm 50ml nước cất vào cốc
dùng đũa thủy tinh khuấy đều ta được dung dịch Na2CO3. Cho dung dịch
Na2CO3 vào hỗn hợp bentonit và nước khuấy đều trong thời gian 60 phút. Khi
đã đủ thời gian hoạt hóa lấy cánh khuấy ra và rữa lại sản phẩm bằng nước cất
9


( để tách hết Na2CO3 còn dư) lấy sản phẩm đem lắng gạn, sấy khô đến 100 oC,
đánh tơi, nghiền nhỏ lấy mẫu phân tích xác định hàm lượng montmorillonite
Để có được hàm lượng montmorillonite cao trong bentonite thì em tiến hành
một số thí nghiệm để xác định được tỷ lệ hoạt hóa giữa bentonite và sôđa để
có được hàm lượng montmorillonite cao nhất và tỷ lệ R/L thể hiện trong bảng
sau.
Hàm lượng
Na2CO3 tính
theo %
Hàm lượng
MMT tính
theo %.

1

2

3

4

5

10

57,17

66,35

57,15

55,15

51,54

50,05

Dựa vào kết quả ở bảng trên ta thấy hàm lương phần trăm
montmorillonite cao lên khi tiến hành hoạt hóa bentonite với hàm lượng sôđa
2% là tốt nhất.

10


Hình 1.5: Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc giữa hàm lượng montmorillonite và
hàm lượng dung dịch Na2CO3.

Hoạt hóa bentonite Cổ Định bằng tinh thể Na2CO3.
Bentonite được trộn đều với Na 2CO3 khan theo các tỷ lệ như sau: 1%, 5%,
10%, 15%, 20%. Rồi ủ trong thời gian khoảng 15 ngày trong môi trường nhiệt
độ phòng ( khoảng 25oC) sau đó lấy mẫu gửi phân tích để xác định hàm lượng
MMT sau khi đã hoạt hóa
Bảng 1.4. Hàm lượng MMT sau khi đã hoạt hóa bằng Na2CO3.

Hàm lượng
Na2CO3 tính theo
%
Hàm lượng MMT
tính theo %.

1

5

10

15

20

74,08

47,58

43,68

47,83

39,75

Như vậy hàm lượng MMT giảm đi khi tăng nồng độ Na 2CO3 vậy để có
kết quả về hàm lượng MMT tốt nhất trong bentonite thì chúng ta tiến hành
hoạt hóa bằng Na2CO3 với hàm lượng là 1%.

11


Hình 1.6 : Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc giữa hàm lượng montmorillonite và
hàm lượng Na2CO3 khan.

1.1.7. Cấu trúc hấp phụ
Chính vì bentonite có cấu trúc tinh thể và độ phân tán cao cho nên có cấu
trúc xốp phức tạp và bề mặt riêng lớn. Cấu trúc lỗ xốp ảnh hưởng rất lớn đến
tính chất hấp phụ của các chất, đặc trưng của nó là tính chất chọn lọc chất bị
hấp phụ. Chỉ có những phân tử nào có đường kính đủ nhỏ so với lỗ xốp thì
mới chui vào được. Dựa vào điều này người ta có thể hoạt hoá sao cho có thể
dùng bentonite làm vật liệu tách chất. Đây cũng là điểm khác nhau giữa chất
hấp phụ khác và bentonite.
Do sự dư hoá trị trên các nguyên tử của các nút mạng tinh thể cho nên
bentonite là một chất hấp phụ phân cực và vì vậy nó sẽ ưu tiên hấp phụ các
chất phân cực. Tuy nhiên bentonite vẫn có thể hấp phụ các chất không phân
cực do lực Van der Waals và tương tác hấp phụ chủ yếu là tương tác cảm ứng.
Bề mặt bentonite có điện tích tương đối lớn bao gồm bề mặt ngoài và bề mặt
trong. Bề mặt trong bao gồm bề mặt của các lớp nhôm silicate chồng lên nhau
và được ngăn cách bằng các cation kim loại bù đắp điện tích trên bề mặt
bentonite. Bề mặt ngoài được xác định bởi bề mặt của các mao quản chuyển
tiếp. Các mao quản này được tạo nên do sự tiếp xúc của các hạt bentonite và
o

có kích thước khoảng 40-90 A . Diện tích của bề mặt ngoài phụ thuộc vào
12


kích thước các hạt bentonite, hạt càng nhỏ thì điện tích bề mặt càng lớn. Khả
năng trao đổi ion càng lớn cùng với khả năng hấp phụ tốt mà ta có một loại
vật liệu xử lý kim loại năng rất hiệu quả từ bentonite.
1.1.8 Giá cả và nhu cầu về bentonite
Giá bentonite trên thế giới rất khác nhau, nó phụ thuộc vào chất lượng
bentonite và từng loại sản phẩm cụ thể.
Những loại bentonite giá trị thấp thường có giá: 120 USD/tấn (khoảng
1920 nghìn VNĐ/tấn). Các sản phẩm này thường có xuất xứ từ trung Quốc.
Giá bentonite cao nhất của Wyoming – Mỹ là 506 USD/ tấn (khoảng 8 096
nghìn VNĐ/ tấn). Còn loại bentonite siêu sạch từ Hà Lan và Pháp tới 5050
USD/ tấn (khoảng 80 800 nghìn VNĐ/ tấn). Từ những số liệu này có thể thấy
rằng giá trị của bentonite biến đổi trong một khoảng rộng từ 4,2 đến 40 lần.
Giá trị gia tăng của bentonite bao gồm: hoạt hóa bằng tác nhân axit và tác
nhân xô đa; làm khô, nghiền, tạo hạt, nghiền mịn, biến tính,...
Tiêu thụ bentonite trên thế giới ngày càng tăng. Các lĩnh vực tiêu thụ lớn
nhất bao gồm: Các ứng dụng trong dung dịch khoan và lĩnh vực dân dụng như
: làm khuôn đúc, vê viên quặng quặng crom và quặng sắt lớn lên theo tổng
công xuất tăng lên ở các lĩnh vực này, dùng trong lĩnh vực xử lý môi trường.
Kỹ thuật nano mặc dù đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển
nhưng người ta dự đoán nhu cầu bentonite trong lĩnh vực này tăng lên đáng
kẻ trong tương lai gần. Nhu cầu trong xây dựng, môi trường, ... cũng sẽ tăng
lên đáng kể. Người ta dự đoán giá của bentonite sẽ tăng lên từ năm này sang
năm khác cùng với sự lạm phát và sự tăng lên của giá năng lượng và giá vận
chuyển cũng như do nhu cầu tiêu thụ bentonite ngày càng tăng.
1.2. Sự hấp phụ của các ion kim loại nặng từ môi trường nước của
bentonite
1.2.1.Cơ chế hấp phụ
Quá trình hấp phụ trên bentonite được thực hiện theo hai cách khác nhau:
a. Hấp phụ cation vào khe giữa các lớp
Do bentonite có cấu trúc lớp, lại có thể có sự thay thế các ion Al 3+ và Si4+
trong mạng lưới của bentonite bằng các ion có điện tích dương bé hơn làm
cho mạng lưới mang điện tích âm. đồng thời trên bề mặt của các lớp có thể có
tồn tại các nhóm OH có khả năng trao đổi ion H + đối với các cation có mặt
trong dung dịch nước. Việc hấp phụ các cation vào trong vào trong các khe
13


giữa các lớp phụ thuộc vào kích thước của khe trống, kích thước của các
cation, bản chất của cation.
b. Hấp phụ các ion lên trên bề mặt của các hạt bentonite
Trong trường hợp này, các cation có tham gia hình thành các phức chất
cầu nội thông qua nhóm Si-O- và Al-O- tại bề mặt của bentonite. Trong
trường hợp này có thể có cả sự trao đổi ion và hấp phụ bằng lực van der
Walls. Vì vậy dung lượng hấp phụ trong trường hợp này phụ thuộc nhiều vào
diện tích bề mặt của hạt bentonite.
Cả hai kiểu hấp phụ trên đều được thực hiện trong điều kiện môi trường
axit yếu (pH < 4).
Bởi vì quá trình hấp phụ là toả nhiệt nên quá trình hấp phụ xảy ra tốt khi
nhiệt độ thấp. Do ion kim loại được sonvat hoá tốt vì vậy để cho ion kim loại
được hấp phụ chúng phải mất một phần lớp vỏ hyđrat hoá của chúng. Quá
trình đề hyđrat hoá này đòi hỏi năng lượng. Năng lượng của quá trình đề
hyđrat hoá được cung cấp bởi sự hấp phụ toả nhiệt. Sự loại bỏ nước khỏi ion
là quá trình thu nhiệt, dường như sự thu nhiệt của quá trình đề sonvat vượt
quá nhiệt độ do sự hấp phụ phát ra nên giá trị năng lượng tự do ∆G0 âm, quá
trình hấp phụ là tự diễn biến.
1.2.2 Khả năng hấp phụ
Khả năng hấp phụ của bentonite phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của
bentonite, vào điện tích và bán kính của ion kim loại.
Ion có hoá trị thấp dễ trao đổi hơn các ion hoá trị cao. Ion cùng hoá trị,
bán kính càng nhỏ thì khả năng trao đổi càng lớn.
Do bentonite là vật liệu xốp có cấu trúc lớp, chúng có các điện tích bù trừ
trong mạng lưới nên có khả năng hấp phụ các ion im loại. Khả năng hấp phụ
của bentonite phụ thuộc vào điện tích âm bề mặt và lượng cation bù trừ trong
mạng lưới. Bentonite có thể hấp phụ tốt các ion kim loại nặng, khả năng hấp
phụ đối với các ion là khác nhau. Nó phụ thuộc vào điện tích và bán kính ion.
Ion có hoá trị thấp dễ trao đổi hơn các ion hoá trị cao. Ion cùng hoá trị, bán
kính càng nhỏ thì khả năng trao đổi càng lớn.
1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng
1.2.3.1 Ảnh hưởng của pH
pH của dung dich nước là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sụ hấp
phụ của kim loại trên bentonite. Sự hấp phụ của kim loại giảm khi pH giảm
14


thấp bởi vì nhóm Al-O và Si-O được nhận nhiều hơn một proton, vì vậy
chúng lưu giữ kim loại kém hơn. Tác động này mạnh đối với Cu, Pb, Cd và
kém rõ rệt đối với những kim loại khác. Nhưng nếu pH cao quá nó sẽ làm
giảm bề mặt tích điện âm trên đất sét, mà sự hấp phụ xảy ra chủ yếu do sự thu
hút ion kim loại của các bề mặt điện tích âm này nhờ lực culong. Khi pH tăng
cao quá (pH > 5) dung lượng tích điện tích âm trên bề mặt của bentonite giảm
đi, dẫn đến khả năng hấp phụ kém đi. Theo khảo sát pH thích hợp để hấp phụ
tốt nhất là 4.
1.2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Vì quá trình hấp phụ là toả nhiệt nên khi nhiệt độ tăng thì không có lợi
cho quá trình hấp phụ, sự hấp phụ thuận lợi khi nhiệt độ thấp, nhưng các ion
kim loại trong dung dịch nước bị bao phủ bởi các lớp sonvat, vì vậy để hấp
phụ lớp sonvat này phải bị phá vỡ, quá trình phá vỡ này thuận lợi khi nhiệt độ
tăng. Như vậy trong quá trình hấp phụ nhiệt độ có ảnh hưởng trái ngược nhau,
tăng nhiệt độ thì thuận lợi cho sự phá vỡ lớp sonvat bao bọc ion, làm dễ dàng
hơn làm cho sự hấp phụ ion, nhưng lại không thuận lợi về mặt nhiệt động học
của quá trình hấp phụ. Còn nếu nhiệt độ mà thấp thì quá trình hấp phụ thuận
lợi về mặt động học nhưng nếu mà nhiệt độ thấp quá thì lớp sonvat bao bọc
kim loại không bị phá bỏ nên sự hấp phụ khó xảy ra. Cho nên trong quá trình
hấp phụ nhiệt độ cần phải có giá trị thích hợp để cho sự hấp phụ xảy ra tốt
nhất.
1.2.3.3. Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian có ảnh hưởng mạnh đến dung lượng hấp phụ của bentonite.
Với nồng độ và thể tích của ion kim loại, khối lượng của bentonite xác dịnh
đến khoảng thời gian nào đó dung lượng của bentonite không thay đổi. Khi đó
ta có hấp dung cực đại, thời gian đó gọi là thời gian bằng hấp phụ được thiết
lập, nó phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ chất điện ly, khối
lượng chất hấp phụ ,thể tích dung dịch hấp phụ.
1.2.3.4. Ảnh hưởng của kích thước hạt bentonite và điều kiện khuấy trộn
Sự hấp phụ tăng với sự tăng diện tích bề mặt, tức là diện tích tiếp xúc
giữa ion kim loại và chất hấp phụ. Vì vậy để cho sự hấp phụ đạt kết quả tốt
kích thước hạt phải thật nhỏ, mịn. Mặt khác ta biết rằng bentonite là khoáng
sét nó có đặc điểm là dẻo và dính nên trong dung dich nó thường bám kết với

15


nhau, làm giảm khả năng hấp phụ, vì vậy phải tiến hành lắc để chúng phân tán
làm cho sự tiếp xúc giữa ion và bentonite tốt hơn.
1.2.3.5 .Ảnh hưởng của tỷ lệ bentonite/dung dịch (tỷ lệ R/L)
Tỷ lệ khối lượng của chất hấp phụ và thể tích của dung dịch hấp phụ
ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của ion kim loại trên bentonit với mỗi kim
loại có một tỷ lệ xác định là tối ưu, phụ thuộc vào nồng độ của ion kim loại,
bản chất của chất hấp phụ, nhiệt độ, nồng độ các chất điện ly và thời gian hấp
phụ.
1.2.3.6 Ảnh hưởng của các chất điện li trong môi trường nước
Ảnh hưởng chất điện ly đối với sự hấp phụ của bentonite với các ion
khác nhau là khác nhau. Nhưng, nói chung nồng độ các chất điện ly trong
dung dịch tăng khả năng hấp phụ bị giảm đi. Do sự tạo phức của các chất điện
ly với các ion kim loại, sự thuỷ phân, ảnh hưởng đến sự khuếch tán của các
ion kim loại
1.3 .Ứng dụng của bentonite
Trên thế giới việc ứng dụng bentonite vào những ngàng công nghiệp là
khá đa dạng và phong phú. Sau đây em xin giới thiệu một số ứng dụng chủ
yếu của bentonite trong một số lĩnh vực chủ yếu.
1.3.1 .Làm chất hấp phụ
Bentonite được dùng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:
Trong công nghiệp lọc dầu, lượng bentonite được sử dụng rất lớn, bao
gồm bentonite tự nhiên và bentonite đã hoạt hoá. Lượng bentonite tự nhiên
tiêu tốn cho quá trình lọc dầu là khoảng 25% lượng dầu phải lọc cùng với
bentonite đã hoạt hoá bằng 10% khối lượng dầu.
Trong công nghiệp tinh chế dầu thực vật để sản xuất dầu ăn, mỡ, bơ, xà
phòng, việc sử dụng bentonite làm chất hấp phụ ưu việc hơn hẳn việc rửa
bẳng kiềm. Lượng bentonite mất đi trong quá trình tinh chế chỉ bằng 0,5%
lượng dầu được tinh chế. Ngoài ra phương pháp dùng bentonite còn có hao
phí dầu thấp do tránh được phản ứng thuỷ phân.
1.3.2 .Chế tạo dung dịch khoan
Bentonite có thể tạo ra các dung dịch khoan với chất lượng đặc biệt cao
và chi phí vật liệu thấp. Vì thế cùng với sự phát triển của ngành thăm dò và
khai thác dầu khí, lượng bentonite được sử dụng cho việc chế tạo dung dịch
khoan với số lượng ngày càng tăng, và ngày nay ở Mỹ bentonite sử dụng
16


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×