Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc

Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐOÀN MINH ĐỨC
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÀM GIÀU VÀ HOẠT HÓA
BENTONITE BÌNH THUẬN BẰNG TÁC NHÂN AXIT
Chuyên ngành: Hoá vô cơ
Mã số: 60.44.0113
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC
Thái Nguyên, năm 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

Công trình được hoàn thành tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Sỹ Lương
Phản biện 1: PGS. TS Lưu Minh Đại
Phản biện 2: TS Phan Thị Ngọc Bích
Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn họp tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Ngày 18 tháng 05 năm 2013
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐHSP THÁI NGUYÊN
TRUNG TÂM HỌC LIỆU ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

i
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Ngô Sỹ Lương người thầy
đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo trường PT
Vùng Cao Việt Bắc và Ban giám đốc viện công nghệ xạ hiếm đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013
Tác giả
Đoàn Minh Đức

ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất cứ công trình nào khác.
Xác nhận của giáo viên hướng dẫn Xác nhận của trưởng khoa chuyên môn
PGS. TS. Ngô Sỹ Lương TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
Tác giả
Đoàn Minh Đức

iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..............................................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH................................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU................................................................................................................................. 1
PHẦN I: TỔNG QUAN .......................................................................................................... 3
1.1.BENTONITE................................................................................................................. 3
1.1.1. Thành phần hóa học và cấu trúc của bentonite [1,7,9].............................................. 3
1.1.2. Tính chất của bentonite.............................................................................................. 5
1.1.3. Ứng dụng của bentonite [9,20.29]............................................................................. 6
1.2. TÀI NGHUYÊN BENTONITE VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, KHAI THÁC,
CHẾ BIẾN KHOÁNG BENTONITE Ở VIỆT NAM....................................................... 10
1.2.1. Tổng quan về tài nguyên bentonite Việt Nam [1] ................................................... 10
1.2.2. Giới thiệu về bentonite Bình Thuận [1, 6-10] ......................................................... 11
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP LÀM GIÀU BENTONITE.................................................. 14
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP HOẠT HÓA BENTONITE ................................................. 18
. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................... 21
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN............................ 21
2.1.1. Mục đích nghiên cứu. .............................................................................................. 21
2.1.2. Nội dung nghiên cứu. .............................................................................................. 21
2.2. NGUYÊN LIỆU, HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ. ..................................... 22
2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất .............................................................................................. 22
2.2.2. Dụng cụ.................................................................................................................... 22
2.2.3. Thiết bị..................................................................................................................... 22
2.3. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LÀM GIÀU VÀ HOẠT HÓA BENTONITE.. 23
2.3.1. Phƣơng pháp thủy xiclon. ....................................................................................... 23
2.3.2. Quá trình thực nghiệm xác định khả năng hoạt hóa bentonite bằng dung dịch axit
H2SO4................................................................................................................................ 26
2.3.3. Các phƣơng pháp đánh giá...................................................................................... 28
PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................................... 30

iv
3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA MẪU
BENTONITE TUY PHONG - BÌNH THUẬN................................................................. 30
3.2. NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU BENTONITE TUY PHONG - BÌNH THUẬN BẰNG
PHƢƠNG PHÁP TUYỂN THỦY XICLON.................................................................... 32
3.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu đƣợc từ van tháo phía
trên vào kích thƣớc van tháo............................................................................................. 32
3.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu đƣợc từ van tháo phía
trên vào nồng độ (tỷ trọng) của dòng liệu đi vào............................................................... 33
3.2.3. Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu đƣợc từ van
tháo phía trên vào áp lực tác dụng lên dòng liệu đi vào .................................................... 34
3.2.4. Xác định đƣờng cong công suất của xiclon 1 inch ................................................. 35
3.2.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của kích thƣớc các van tháo liệu phần mịn phía trên
và van tháo liệu phần thô phía dƣới của máy tuyển thuỷ xiclon tới tỉ lệ phân chia thể tích
dung dịch nguyên liệu........................................................................................................ 36
3.3. NGHIÊN CỨU HOẠT HÓA BENTONITE BẰNG PHƢƠNG PHÁP HOẠT HÓA
AXIT.................................................................................................................................. 42
3.3.1. Làm sạch với bentonite tự nhiên chƣa đƣợc làm giàu 40% MMT......................... 43
3.3.2. Làm sạch với bentonite đã đƣợc làm giàu 90% MMT ........................................... 47
3.4. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BENTONITE ĐÃ ĐƢỢC LÀM GIÀU VÀ
LÀM SẠCH ĐỂ ĐIỀU CHẾ SÉT HỮU CƠ .................................................................... 51
KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 56

v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc mạng lƣới không gian của MMT [9].............................................3
Hình 1.2. Mô hình cấu trúc mạng lƣới MMT với sự thay thế đồng hình ở cả vị trí tứ
diện và bát diện.............................................................................................................4
Hình 1.3. Sơ đồ thực nghiệm thiết bị tuyển thủy xiclon [28].....................................16
Hình 1.4. cân bằng khí trong tuyển thủy xiclon .........................................................17
Hình 2.1. Thiết bị tuyển thuỷ xiclon“Mozley” C155 .................................................24
Hình 2.2. Nhiễu xạ kế tia X D8-Avandced Brucker (CHLB Đức) ............................29
Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu bentonite Bình Thuận nguyên khai.......................31
Hình 3.2. Đƣờng cong công suất của xiclone 1 inch .................................................35
Hình 3.3. Đƣờng cong hiệu suất phân chia................................................................36
Hình 3.4. Giản đồ XRD của mẫu bentonite nguyên khai và mẫu bentonite đã đƣợc làm
giàu..............................................................................................................................42
Hình 3.5. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ dung dịch
axit H2SO4 của khoáng bentonite 40%MMT.............................................................44
Hình 3.6. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa
của khoáng bentonite 40%MMT. ...............................................................................45
Hình 3.7. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào tỉ lệ rắn/lỏng của
khoáng bentonite 40%MMT.......................................................................................46
Hình 3.8. Giản đồ XRD của mẫu bentonite 40% chƣa hoạt hóa ...............................47
Hình 3.9. Giản đồ XRD của mẫu bentonite 40% sau khi hoạt hóa ............................47
Hình 3.10. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ dung dịch
axit H2SO4 của khoáng bentonite 90% MMT............................................................48
Hình 3.11. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa
của khoáng bentonite 90% MMT ...............................................................................49
Hình 3.12. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào tỉ lệ rắn/lỏng của
khoáng bentonite 90% MMT......................................................................................50
Hình 3.13. Giản đồ XRD của bentonite BìnhThuận (BT90) đã tinh chế (đã làm giàu
bằng thủy xiclon và làm sạch bằng phƣơng pháp axit)..............................................51
Hình 3.14. Giản đồ XRD của bentonite thƣơng phẩm của Prolabo (Pháp)...............51

vi
3.15. Giản đồ XRD của mẫu sét hữu cơ đƣợc điều chế trong thiết bị 1 lít, với tỷ
lệ muối amoni/bentonite là 110mmol/100g................................................................52
Hình 3.16. ơ đƣợc điều chế từ bentonite BT90 với CTAB
52
3.17. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu sét hữu cơ đƣợc điều chế với tỷ lệ muối
amoni/bentonite là 110mmol/100gam bentonite ........................................................53
3.18. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu sét bentonite BT90 đƣợc điều chế không
có muối amoni hữu cơ. ...............................................................................................54

vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của sét bentonite Bình Thuận, Varusev và Wyoming
12
Bảng 1.2. Phân loại khoáng vật theo kích thƣớc và các phƣơng pháp làm giàu.......15
Bảng 3.1. Thành phần hoá học của bentonite Tuy Phong – Bình Thuận, bentonite
Rajasthan (Ấn Độ), bentonite Wyoming (USA). .......................................................30
Bảng 3.2. Thành phần hoá học của mẫu bentonite Bình Thuận nguyên khai ............32
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu đƣợc từ van tháo phía trên vào
kích thƣớc van tháo phía trên, %................................................................................32
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu đƣợc từ van tháo phía trên
trong vào nồng độ (tỷ trọng) của dòng liệu đi vào, %................................................33
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu đƣợc từ van tháo phía trên vào
áp lực tác dụng lên dòng liệu đi vào, psi ....................................................................34
Bảng 3.6. Tỉ lệ phân chia thể tích tại áp lực 50 psi (Phần trăm theo thể tích của lƣợng
nguyên liệu huyền phù đi xuống van tháo phần hạt thô ở đáy xiclon).......................37
Bảng 3.7. Kết quả tuyển thuỷ xiclon ..........................................................................38
Bảng 3.8. Kết quả tuyển thuỷ xiclon đối với bentonite Bình Thuận..........................39
Bảng 3.9. Thành phần hoá học của mẫu bentonite Bình Thuận nguyên khai và 4 mẫu
bentonite đã đƣợc làm giàu. .......................................................................................40
Bảng 3.10. Thành phần khoáng vật của mẫu bentonite Bình Thuận trƣớc, sau khi ..40
Bảng 3.11. Thành phần nguyên tố (theo % khối lƣợng) của mẫu bentonite nguyên
khai, các mẫu bentonite đã làm giàu...........................................................................41
Bảng 3.12. Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ dung dịch axit
H2SO4 của khoáng bentonite 40%MMT....................................................................43
Bảng 3.13. Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa axit
H2SO4 của khoáng bentonite 40%MMT....................................................................45
Bảng 3.14. Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation tỉ lệ rắn/lỏng của khoáng
bentonite 40%MMT....................................................................................................46

viii
Bảng 3.15: Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ dung dịch axit
H2SO4 của khoáng bentonite 90% MMT...................................................................48
Bảng 3.16: Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa của
khoáng bentonite 90% ................................................................................................49
Bảng 3.17: Sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation tỉ lệ rắn/lỏng của khoáng
bentonite 90% MMT...................................................................................................50

1
MỞ ĐẦU
Bentonite là loại khoáng sét có thành phần chính là montmorillonite (MMT) với cấu
trúc lớp, nên có nhiều đặc tính ƣu việt: trƣơng nở, trao đổi ion, hấp phụ, dẻo,… và vì
vậy đã đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau [1, 9]. Trong tự nhiên, bentonite
thƣờng tồn tại ở dạng khoáng hỗn hợp, gồm MMT, quartz, hectorite, saponite, clorite,
mica, calcite, pirrite, manhetite,… các muối kiềm, kiềm thổ và một số hợp chất hữu cơ.
Do vậy các tính chất ƣu việt của bentonite bị giảm mạnh. Để tăng hàm lƣợng MMT và
giảm bớt lƣợng tạp chất trong bentonite, ngƣời ta phải làm giàu, hoạt hóa bentonite
[7,10].
Ngày nay các sản phẩm hoạt hoá của bentonite đƣợc ứng dụng ngày càng rộng rãi
trên nhiều lĩnh vực khác nhau: dùng làm chất hấp phụ và chế tạo xúc tác trong công nghệ
hoá học và xử lý môi trƣờng, chất bảo lƣu trong công nghiệp giấy, chế tạo dung dịch
khoan cho công nghiệp dầu khí và xây dựng, chất làm khuôn đúc trong công nghiệp
luyện kim, chất giữ ẩm và chất mang các yếu tố vi lƣợng cho sản xuất nông nghiệp, phụ
gia sản xuất dƣợc phẩm, mỹ phẩm … Sản lƣợng bentonite hoạt hoá và biến tính mỗi
năm trên thế giới hàng trăm triệu tấn. Các nƣớc sản xuất hàng đầu là Mỹ, các nƣớc
thuộc Liên Xô cũ, Hy Lạp, Trung Quốc… Bentonite hoạt hoá đƣợc bán trên thị trƣờng
gồm hàng chục loại khác nhau với chất lƣợng khác nhau thể hiện ở hàm lƣợng MMT,
thành phần hóa học và kích thƣớc hạt của chúng [1-3].
Để làm giàu bentonite, ngƣời ta có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp khác nhau, trong
đó thƣờng sử dụng là 2 phƣơng pháp: lắng gạn nhiều bậc và gần đây là thủy xiclon.
Phƣơng pháp thủy xiclon đƣợc coi là phƣơng pháp đặc dụng nhất để làm giàu bentonite
từ khoáng nghèo.
Để hoạt hóa bentonite, ngƣời ta có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp khác nhau: nhiệt
[12], kiềm (khô hoặc ƣớt) [11] và axit, trong đó phƣơng pháp hoạt hóa bằng axit đƣợc
sử dụng phổ biến hơn cả vì hiệu quả cao, dễ thực hiện. Các axit thƣờng đƣợc sử dụng
trong hoạt hóa bentonite là axit sunfuric, clohydric, photphoric, ...[5,13,16,18].

2
Việt Nam có tài nguyên bentonite đa dạng về chủng loại, với trữ lƣợng hàng trăm
triệu tấn. Tuy nhiên mới đƣợc khai thác ở quy mô nhỏ và dùng chủ yếu ở dạng thô, chƣa
có sản phẩm đạt chất lƣợng cao và ổn định, phạm vi ứng dụng còn rất hạn chế. Hơn nữa
chất lƣợng bentonite của nƣớc ta không cao và không thể sử dụng trong một số ngành
công nghệ cao đòi hỏi vật liệu bentonite có hàm lƣợng lớn [3-6,10]. Hiện nay, nhu cầu
bentonite hoạt hoá và biến tính cho ngành công nghiệp giấy, sơn, vv... cho các nghiên
cứu triển khai công nghệ vật liệu cao đƣợc đáp ứng bằng nhập ngoại, với những khó
khăn về giá cả và giao dịch,... Nhiều đề tài ứng dụng vật liệu này chỉ đƣợc thực hiện với
lƣợng nhỏ và kết quả không thể triển khai vào thực tế. Những khó khăn này có thể khắc
phục đƣợc bằng cách tự điều chế bentonite từ tài nguyên trong nƣớc [1-3].
Nhà nƣớc ta cũng đó có chủ trƣơng nghiên cứu phát triển và mở rộng các sản phẩm
từ nguồn khoáng bentonite trong nƣớc, để mở rộng một cách hiệu quả việc sử dụng
bentonite hoạt hoá và biến tính và tạo khả năng đáp ứng nhu cầu lớn trong tƣơng lai về
vật liệu này cho các ngành công nghiệp và đời sống.
Xuất phát từ thực tế nguồn quặng bentonite Việt Nam dồi dào, nhu cầu sử dụng
bentonite đã đƣợc làm giàu và hoạt hóa cho các ứng dụng trong nƣớc là lớn, chúng tôi
chọn đề tài cho luận văn là: “Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa bentonite Bình
Thuận bằng tác nhân axit.”
Chúng tôi đã lựa chọn khoáng sét bentonite ở Tuy Phong - Bình Thuận làm nguyên
liệu đầu cho việc nghiên cứu vì đây là mỏ bentonite có trữ lƣợng lớn ở Việt Nam, đã và
đang đƣợc khai thác sử dụng cho một số mục đích khác ở nƣớc ta.
.

3
PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1.BENTONITE.
1.1.1. Thành phần hóa học và cấu trúc của bentonite [1,7,9]
Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã đƣợc công bố trong các tài liệu tham khảo có thể
đƣa ra một số nét chính về thành phần, cấu trúc và tính chất của sét nhƣ sau:
- Thành phần khoáng vật: Bentonite là
là montmorillonite (MMT). Ngoài ra trong bentonite tự nhiên còn chứa một số khoáng
sét khác nhƣ hectorite, saponite, clorite, mica,… và một số khoáng phi sét nhƣ calcite,
pirrite, manhetite,… các muối kiềm và một số hợp chất hữu cơ .
- Thành phần hóa học: Montmorillonite là thành phần chính của khoáng bentonite tự
nhiên, 2O3.4SiO2.nH2O .
- Cấu trúc: Cấu trúc mạng lƣới không gian của MMT đã đƣợc trình bày ở hình 1.1.
Khi tồn tại trong tự nhiên, các ion trong mạng lƣới có thể bị thay thế và vì vậy thành
phần hóa học của khoáng có thể bị thay đổi nhiều [9].
Hình 1.1. Cấu trúc mạng lưới không gian của MMT [9]
MMT là khoáng có cấu trúc lớp 2:1 dạng diocta. Cấu trúc mạng lƣới tinh thể của nó
gồm hai lá tứ diện liên kết với một lá bát diện ở giữa, các lá này kết hợp với nhau sao
cho các đỉnh của tứ diện tạo thành một lớp chung chứa các nguyên tử oxi của silic cùng

4
với nhóm hydroxyl của bát diện tạo nên một đơn vị tế bào mạng lƣới cơ bản. Trong
trƣờng hợp này mạng aluminosilicate trung hoà điện, công thức lý thuyết là
(OH)4Si8Al4O20.nH2O và công thức khai triển đƣợc mô tả trên hình 1.1, các lớp đƣợc
mở rộng theo hƣớng a và b, xếp chồng lên nhau theo hƣớng c [27,29].
Hình 1.2. Mô hình
dòng tuần hoàn bên dƣới
cấu trúc mạng lưới
MMT
với sự
thay thế
đồng
hình ở
cả vị trí
tứ diện
và bát
diện.
Nói
chung,
các
cation
giữa
các lớp
đều
được
hydrat
hóa.
Trên thực tế quá trình thay thế luôn xảy ra trong cấu trúc của MMT, Al3+ 3+
có

thể thay cho Si4+
, Mg2+
, Fe2+
, Zn2+
, Ni2+
có thể thay cho Al3+
. Hình 1.2 là mô hình sự thay thế đồng hình ở cả hai vị trí tứ
diện và bát diện trong sét MMT. Do sự thay thế chẳng hạn Al3+
bằng Mg2+
1/4÷1/5) và Si4+
bằng Al3+
. Nét đặc trƣng nhất
c

5
ra khỏi nhau hoàn toàn [7-9].
1.1.2. Tính chất của bentonite
Do bentonite chứa chủ yếu là MMT có cấu trúc gồm các lớp aluminosilicate liên kết
với nhau bằng liên kết hydro, có các ion bù trừ điện tích tồn tại giữa các lớp nên
bentonite có các tính chất đặc trƣng: trƣơng nở, hấp phụ, trao đổi ion, kết dính, nhớt,
dẻo và trơ, trong đó quan trọng nhất là khả năng trƣơng nở, hấp phụ và trao đổi ion.
a. Tính trương nở [19,20]
Cấu trúc lớp hai chiều của các khoáng sét làm cho chúng có có khả năng hấp phụ
lƣợng nƣớc lớn và sau đó bóc tách, làm mất cấu trúc lớp của chúng và vì vậy chúng có
thể tồn tại ở dạng phiến rất mỏng. Khi nƣớc bị hấp phụ vào giữa các lớp sét sẽ làm tăng
khoảng cách giữa các lớp sét (giá trị d001) gây ra sự trƣơng nở của sét. Sự trƣơng nở
phụ thuộc vào bản chất khoáng sét, sự thay thế đồng hình trong các lớp bát diện và các
ion (cation trao đổi) trong môi trƣờng phân tán. Lƣợng nƣớc đƣợc hấp phụ vào giữa
các lớp phụ thuộc vào khả năng hydrat hoá của các cation trao đổi.
Ngoài ra, độ trƣơng nở của bentonite còn phụ thuộc vào bản chất của cation trao đổi
trên bề mặt lớp sét. Ví dụ, ion Na+
với điện tích +1 có thể liên kết với một tâm tích điện
âm trong cấu trúc của MMT. Vì thế khi bị hyđrat hoá, bentonite-Na có khả năng trƣơng
nở từ khoảng cách cơ sở là từ 9,6Å đến ít nhất 17Å. Trong môi trƣờng kiềm bentonite-
Na bị hiđrat hóa mạnh hơn và vì vậy huyền phù bentonite-Na rất bền vững.
b. Tính chất hấp phụ [4,8,20,29,21,22 ]
Tính chất hấp phụ của bentonite đƣợc quyết định bởi đặc tính bề mặt, cấu trúc xốp và
kích thƣớc hạt của chúng . Do bentonite có cấu trúc lớp và độ phân tán cao nên có cấu
trúc xốp phức tạp và bề mặt riêng lớn. Với kích thƣớc hạt nhỏ hơn 2 µm và có cấu trúc

6
mạng tinh thể dạng lớp nên bentonite có bề mặt riêng lớn. Diện tích bề mặt
..
Khả năng hấp phụ của bentonite còn phụ thuộc vào tính chất, kích thƣớc, hình dạng
của các tác nhân bị hấp phụ. Các chất hữu cơ phân cực có kích thƣớc và khối lƣợng nhỏ
bị hấp phụ bằng cách tạo phức trực tiếp với các cation trao đổi nằm giữa các lớp sét hoặc
liên kết với các cation đó qua liên kết với nƣớc. Nếu các chất hữu cơ phân cực có kích
thƣớc và khối lƣợng phân tử lớn, chúng có thể kết hợp trực tiếp vào vị trí oxi đáy của tứ
diện trong mạng lƣới tinh thể bằng lực van der Walls hoặc liên kết ở vị trí của hiđro. Sự
hấp phụ các chất hữu cơ không phân cực, các polyme và đặc biệt là vi khuẩn chỉ xảy ra
trên bề mặt ngoài của bentonite .
c. Khả năng trao đổi ion của bentonite[8,9,11,36]
Sự thay thế đồng hình của Si4+
bằng Al3+
trong mạng tứ diện và Al3+
bằng Mg2+
trong mạng lƣới bát diện làm xuất hiện điện tích âm trong mạng lƣới cấu trúc, các điện
tích âm này sẽ đƣợc bù trừ bằng các cation nhƣ Na+
, Ca2+
,v.v.., chúng đƣợc gọi là các
cation trao đổi. Khả năng trao đổi mạnh hay yếu phụ thuộc lƣợng điện tích âm bề mặt,
số lƣợng ion trao đổi và pH của môi trƣờng trao đổi. Nếu số lƣợng điện tích âm bề mặt
càng lớn, số lƣợng cation trao đổi càng lớn thì dung lƣợng trao đổi càng lớn.
Ngoài ra khả năng trao đổi ion của lớp aluminosilicate còn phụ thuộc vào hoá trị và
bán kính của các cation trao đổi [8]:
- Cation hoá trị thấp dễ trao đổi hơn cation hoá trị cao: Me+
> Me2+
> Me3+
- Đối với cation có cùng hoá trị thì bán kính càng nhỏ thì khả năng trao đổi càng lớn,
có thể sắp xếp theo trật tự sau: Li+
> Na+
> K+
> Mg2+
> Ca2+
> Fe2+
>
Al3+
1.1.3. Ứng dụng của bentonite [9,20.29]
Vì bentonite có các tính chất nêu trên, nên từ xa xƣa con ngƣời đó biết sử dụng các
loại sét tự nhiên để chế tạo ra các vật dụng: dụng cụ nấu nƣớng, bình đựng, đồ trang sức

7
để phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt. một trong số các loại khoáng sét đƣợc sử dụng
nhiều nhất là bentonite.
Hiện nay bentonite đã thâm nhập rộng rãi vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau:
- Dùng làm vật liệu hấp phụ, vật liệu trao đổi ion trong quá trình xử lý môi trƣờng
nƣớc.
- Sử dụng làm các chất mang, chất xúc tác trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ.
- Chất độn trong ngành sản xuất giấy, cao su, nhựa
- Dùng để pha chế dung dịch khoan.
- Làm khuôn trong ngành đúc, luyện kim.
- Dùng làm vật liệu xây dựng,
- Sử dụng trong công nghiệp thực phẩm: làm sạch dầu thực vật và một số chế phẩm
hữu cơ. Dùng làm chất kết dính, chất độn trong thức ăn gia súc.
- Sử dụng trong công nghiệp mỹ phẩm.
- Dùng để chế các vật dụng trang trí, đồ mỹ nghệ.
- Dùng để chế tạo vật liệu chống sa lắng trong sơn, mực in, dầu, mỡ,..
- Gần đây là ứng dụng trong việc chế tạo vật liệu nano-composit với các tính năng ƣu
việt và đƣợc ứng dụng trong các lĩnh vực chống cháy, vật liệu xốp, bền cơ, bền hoá
học,…
Sau đây chúng tôi xin trình bày một số ứng dụng đáng quan trọng của
bentonite: a. Làm chất xúc tác trong các quá trình tổng hợp hữu cơ [12,21,22]
Bentonite có tính chất cơ bản là độ axit cao nên có thể dùng làm xúc tác trong các
phản ứng hữu cơ đó. Bề mặt của bentonite mang điện tích âm do sự thay thế đồng hình
của các ion Si4+
bằng ion Al3+
ở tâm tứ diện và ion Mg2+
thay thế ion Al3+
ở bát diện. Các
ion thay thế Al3+
, Mg2+
có khả năng cho điện tử nếu tại đó điện tích âm của chúng không
đƣợc bù trừ bởi các ion dƣơng. Do vậy tâm axit Lewis đƣợc tạo thành từ ion Al3+
và ion
Mg2+
ở các đỉnh, các chỗ gãy nứt và các khuyết tật trên bề mặt bentonite. Nếu lƣợng Al3+
và Mg2+
tăng lên ở bề mặt bentonite sẽ làm tăng độ axit Lewis của chúng.
Trên bề mặt bentonite tồn tại các nhóm hidroxyl. Các nhóm hidroxyl có khả năng
nhƣờng proton để hình thành trên bề mặt bentonite những tâm axit Bronsted. Số lƣợng

8
nhóm hidroxyl có khả năng tách proton tăng lên sẽ làm tăng độ axit trên bề mặt của
bentonite.
Sự tƣơng tác giữa cột chống và lớp bentonite dẫn đến hình thành liên kết cộng hóa
trị: cột chống-bentonite, giải phóng nƣớc và proton làm tăng độ axit và bền hoá cấu trúc
của bentonite chống.
Biến tính bentonite bằng phƣơng pháp trao đổi cation kim loại đa hóa trị, các chất
hữu cơ tạo ra vật liệu xúc tác có độ axit và độ xốp cao hơn xúc tác cho một số phản ứng
hữu cơ. Ví dụ: Sử dụng các xúc tác axit rắn trong phản ứng hữu cơ ở pha lỏng thuận lợi
hơn nhiều so với axit lỏng. Sau khi kết thúc phản ứng chỉ cần lọc hỗn hợp phản ứng có
thể tách xúc tác rắn.
Ngoài ra, do bentonite có khả năng hấp phụ cao nên có thể hấp phụ các chất xúc tác
trên bề mặt trong giữa các lớp và đƣợc sử dụng làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng.
b. Làm vật liệu hấp phụ [22,30,34,35]
Bentonite đƣợc dùng rộng rãi làm chất hấp phụ trong nhiều ngành công nghiệp.
Trong công nghiệp lọc dầu, lƣợng bentonite đƣợc sử dụng rất lớn, bao gồm bentonite tự
nhiên và bentonite đã hoạt hóa. Việc sử dụng bentonite làm chất hấp phụ có ƣu điểm là:
Lƣợng bentonite mất đi trong quá trình tinh chế chỉ bằng 0,5% lƣợng dầu đƣợc tinh chế,
mức hao phí dầu thấp do tránh đƣợc phản ứng thuỷ phân.
Do khả năng hấp phụ tốt bentonite có thể tạo ra các dung dịch khoan với chất lƣợng
cao và chi phí nguyên liệu thấp. Những chức năng quan trọng của bentonite trong dung
dịch khoan là:
+ Làm tăng sức lôi cuốn của dung dịch khoan thông qua độ nhớt tăng ở nồng độ chất
rắn thấp.
+ Tạo huyền phù với các tác nhân và mùn khoan gây lắng khi ngừng lƣu chuyển
dung dịch khoan vì một lí do nào đó.
+ Ngăn cản sự mất dung dịch vào các tầng có áp suất thấp, thấm nƣớc nhờ việc tạo
nên lớp bánh lọc không thấm nƣớc trên thành lỗ khoan. Lớp bánh lọc này không chỉ
ngăn khỏi bị mất dung dịch mà còn có tác dụng nhƣ một cái màng làm bền thành lỗ
khoan.

9
Nhờ khả năng hấp phụ tốt nên bentonite còn đƣợc sử dụng làm chất hấp phụ các chất
hữu cơ và dầu mỏ trong xử lý môi trƣờng...
c. Làm vật liệu điều chế sét hữu cơ, sét chống và composite [1,6-10]
Gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ nano, nhiều ngành công nghiệp đã
sử dụng đến vật liệu bentonite. Công nghệ nano sử dụng sét hữu cơ trộn với các chất
khác. Thí dụ, polyme để làm composite gọi là composite nano bentonite. Polyme có trộn
thêm hạt nano bentonite khi kéo thành màng rất kín so với polyme không trộn vì khi kéo,
cán, các tấm nano bentonite này nằm song song với bề mặt ngăn cản rất tốt nhiều loại
phân tử đi qua. Các hạt nano bentonite này trộn với polime không những kín mà còn bền
hơn nhiều, do đó đáp ứng yêu cầu làm các ống mềm để dẫn thuốc, dẫn máu dễ dàng
trong y tế. Từ những thí dụ trên cho thấy có thể lấy hạt nano bentonite để làm chất độn,
làm nano composite.
d. Dùng làm chất độn màu trong công nghiệp sản xuất vật liệu tổng hợp [1,2,7]
Trong công nghiệp sản xuất xà phòng, sản xuất vải sợi một lƣợng bentonite đã đƣợc
sử dụng. Đặc biệt trong vài thập kỉ gần đây việc sử dụng bentonite vào trong ngành công
nghiệp giấy đã làm thay đổi đáng kể chất lƣợng giấy, trƣớc kia giấy thƣờng xấp xỉ 50%
xenlulo, hàm lƣợng cao lanh (chất độn) nguyên chất có trong giấy không thể vƣợt quá
45%. Nếu trộn thêm 10% bentonite kiềm vào thì hàm lƣợng cao lanh tăng lên 60% , nếu
dùng 100% bentonite thì lƣợng cao lanh lên tới 84%. Giảm lƣợng xenlulo cần có trong
giấy đi 3 lần.
e. Dùng trong công nghiệp bia, rượu [1,4]
Trong công nghiệp chế biến rƣợu vang và các chế phẩm từ rƣợu vang sử dụng
bentonite hoạt hóa làm chất hấp phụ đã làm giảm 30% đến 40% chi phí. Bentonite không
chỉ hấp phụ các chất hữu cơ, các chất béo, các sản phẩm phụ không mong muốn trong
quá trình lên men mà còn hấp phụ cả ion sắt, đồng và các tác nhân gây ra bệnh của rƣợu
lại không làm mất hƣơng vị của rƣợu, bia.
f. Dùng trong công nghiệp tinh chế nước [1, 17]
Sử dụng bentonite làm sạch nguồn nƣớc mặt nhƣ: nƣớc sông ngòi, kênh mƣơng và
các vùng giếng khoan. Do bentonite làm kết tủa các vẩn đục thay cho việc dùng phèn đắt
tiền hơn nhiều. Không những thế mà bentonite còn có khả năng hấp phụ các ion gây độc

10
và một lƣợng lớn vi khuẩn, chất hữu cơ có trong nƣớc, khử tính cứng của nƣớc với giá
thành tƣơng đối rẻ. Khả năng lắng cặn lơ lửng trong nƣớc, trao đổi ion và hấp phụ chất
hữu cơ trong đó có các vi khuẩn gây bệnh tạo ra giá trị đặc biệt của bentonite trong công
nghiệp xử lí nƣớc.
g. Dùng trong một số lĩnh vực khác
Trong các công trình thủy lợi nhƣ: đê điều, mƣơng máng và những công sự phòng
thủ bằng đất sử dụng bentonite nhờ đặc tính trƣơng nở mạnh và đặc tính dẻo.
Đặc biệt bentonite còn đƣợc dùng làm phụ gia trong thuốc tiêu hóa thức ăn và giúp
điều tiết axit.
Hiện nay các nghiên cứu về khả năng ứng dụng bentonite-Na dạng nén làm vật liệu
lấp các kho chứa chất thải phóng xạ nhờ vào độ dẫn thủy lực của sét đã đƣợc nén rất
thấp giữ cho chì từ các chất thải phóng xạ không nhiễm vào nƣớc ngầm và khả năng trao
đổi cation hấp phụ tất cả các nuclite thoát ra từ chất thải phóng xạ [8].
1.2. TÀI NGHUYÊN BENTONITE VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, KHAI
THÁC, CHẾ BIẾN KHOÁNG BENTONITE Ở VIỆT NAM
1.2.1. Tổng quan về tài nguyên bentonite Việt Nam [1]
Theo tài liệu của các nhà địa chất, ở nƣớc ta đã phát hiện đƣợc hơn 20 mỏ và điểm
quặng sét bentonite. Các mỏ và điểm quặng có quy mô lớn đều tập trung ở phần phía
nam (thành phố Hồ Chí Minh, Bình Thuận, Lâm Đồng). Phía bắc sét bentonite với hàm
lƣợng nhóm smectite thấp tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng bắc bộ và Thanh Hoá.
Có thể phân bentonite Việt Nam theo 2 kiểu nguồn gốc:
- Kiểu nguồn gốc trầm tích
- Kiểu nguồn gốc phong hoá
a. Bentonite nguồn gốc trầm tích tuổi Neogen thuộc hệ tầng Di Linh: Loại bentonite
này nằm trong mặt cắt trầm tích hồ, hạt mịn, gồm nhiều lớp xen kẹp nhau của sét
bentonite, sét chứa diatomite, sét caolin, sét than, than nâu cùng với trầm tích vụn thô
cát, cát sét và phun trào bazan.
Các lớp bentonite đƣợc thành tạo từ các lớp sét chứa vật chất núi lửa: tuff, tro bụi, thủ
tinh núi lửa... trong môi trƣờng đầm hồ bị biến đổi tạo thành, nhƣ ở mỏ Tam Bố huyện Di
Linh tỉnh Lâm Đồng. Các thân bentonite dạng lớp, dạng thấu kính. Chiều dày các

11
thân thay đổi từ 400-840 m, chiều rộng từ 200-600 m, chiều dày từ 1-7 m. Hàm lƣợng
khoáng montmorillonite từ 50-95%, dung tích trao đổi cation 25,28-48,50 mdlg/100g.
b. Bentonite nguồn gốc trầm tích tuổi Đệ tứ: Trong các trầm tích tuổi Đệ tứ
(Holoxen) ở đồng bằng sông Cửu Long, qua công tác lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000
và 1:200.000 đã phát hiện nhiều điểm bentonite ở thành phố Hồ Chí Minh, An Giang,
diện phân bố rộng hàng trăm km2
. Ví dụ mỏ Thái Mỹ (huyện Củ Chi, TP Hồ Chí Minh)
thân quặng dạng lớp có chiều dày 1-9 m, nằm lộ thiên hoặc dƣới lớp cát sét từ 2-7 m,
hàm lƣợng montmorillonite 20-60%, dung tích trao đổi cation 11,66-17,96 mdlg/100g.
c. Bentonite kiểu nguồn gốc phong hoá- tích đọng
Các thân bentonite đƣợc tích đọng trong thung lũng giữa núi và trƣớc núi. Ví dụ mỏ
Nha Mé (Vĩnh Hảo, Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận) với diện tích gần 10 km2
, bao gồm
các lớp bentonite chiều dày tối đa 11 m, trung bình 4 m. Bentonite kiềm tập trung ở đới
khô Thuận Hải (cũ) chiếm diện tích khoảng 4 km2
, thành phần khoáng vật chính gồm
montmorillonite, thạch anh, felspar, calcite, ilmenite.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy bentonite ở nƣớc ta có thành phần đa khoáng:
- Khoáng vật sét nhóm smectite: montmorillonite, beidelite, nontronite, saponite.
- Khoáng vật sét thông thƣờng: caolinite, hydromica.
- Sa khoáng: thạch anh, felspar, ilmenit, hermatit, manhetit, rutin, canxit ...
Thành phần hoá học của một số khoáng sét bentonite Việt Nam ở các mỏ khác nhau
có giá trị khác nhau khá nhiều, phản ánh đặc điểm cấu tạo và điều kiện địa chất tạo thành
mỏ khác nhau. Các thành phần chính nhƣ SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO+MgO, Na2O+K2O
ngay trong một mỏ cũng thay đổi khá nhiều, thể hiện sự bất ổn định của điều kiện trầm
tích.
Trữ lƣợng bentonite Việt Nam theo những tài liệu địa chất đã có là:
- Cấp C1: 5.000.000 tấn
- Cấp C2: 42.000.000 tấn
- Tài nguyên dự báo: 350.760.000 m3
1.2.2. Giới thiệu về bentonite Bình Thuận [1, 6-10]
Mỏ bentonite Bình Thuận với diện tích gần 10 km2
, bao gồm các lớp bentonite chiều
dày tối đa 11m, trung bình 4m, có trữ lƣợng hàng trăm triệu tấn, đƣợc tìm thấy vào năm

12
1987. Bentonite kiềm thổ tập trung ở đới khô Thuận Hải chiếm diện tích khoảng 4km2
,
thành phần khoáng chính gồm MMT, quartz, feldspar, canxit, cristobalite, vv… Trữ
lƣợng có thể khai thác đƣợc ở Nha Mé khoảng 42 triệu tấn, còn ở thung lũng Vĩnh Hảo
khoảng 33 triệu tấn.
Từ bảng 1.1 cho thấy sự có mặt của hầu hết các nguyên tố căn bản cấu thành
bentonite. Tỷ lệ Al2O3: SiO2 của bentonite Bình Thuận khoảng 1: 4,5. Đó là tỷ lệ tƣơng
đối cao so với các loại bentonite khác (có tỷ lệ 1:2-4). Điều này chứng tỏ trong bentonite
Bình Thuận chứa một lƣợng cát khá lớn. Đối chiếu thành phần hoá học của bentonite
kiềm thổ Bình Thuận với mỏ bentonite Wyoming (Mỹ) cho thấy chúng có thành phần
thành phần hoá học tƣơng tự, tuy vậy hàm lƣợng hàm lƣợng oxit nhôm trong bentonite
Bình Thuận và thấp hơn so với bentonite Wyoming, trong khi đó hàm lƣợng oxit silic và
oxit canxi cao hơn đáng kể, còn hàm lƣợng kim loại kiềm đều ở mức cao và không khác
nhau nhiều.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của sét bentonite Bình Thuận, Varusev và Wyoming
Hàm lƣợng (%)
Thứ tự Thành phần
Bentonite Bentonite Bentonite Wyoming
Bình Thuận Varusev (Nga) (Mỹ)
1 SiO2 60,15 63,50 58,20
2 Al2O3 13,34 16,30 16,70
3 Fe2O3 2,85 3,00 3,00
4 FeO 0,67 2,10 Ít
5 MgO 2,13 1,55 1,85
6 CaO 6,32 2,10 1,25
7 K2O 0,62 0,20 0,5
8 Na2O 2,12 1,40 2,85
9 MKN 9,80 5,57 10,5

13
* Dung lượng trao đổi cation của bentonite Bình Thuận
Các cation trao đổi trong bentonite Bình Thuận chủ yếu là Na+
, K+
, Ca2+
, Mg2+
nằm
ở khoảng không gian giữa các lớp. Ngoài ra, các nhóm OH-
của liên kết Si-OH, Al-OH
và Mg-OH tuỳ thuộc vào pH của môi trƣờng sẽ tham gia vào quá trình trao đổi cation
hoặc anion. Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy bentonite Nha Mé – Bình Thuận có
dung lƣợng trao đổi cation tƣơng đối cao.
* Độ trương nở, diện tích bề mặt và khối lượng riêng của bentonite Bình Thuận
Khả năng trƣơng nở của bentonite là sự tăng thể tích của chúng trong quá trình đƣợc
làm ẩm ƣớt. Khi bị ẩm ƣớt, trên bề mặt những phần tử bentonite hình thành các liên kết
hờ, lực dính kết giữa chúng bị giảm làm cho những phần tử hạt bentonite càng xa nhau,
từ đó làm tăng thể tích của chúng. Tính trƣơng nở liên quan đến nhiều tính chất khác
nhƣ thành phần cấp hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học. Kết quả phân tích
độ trƣơng nở của bentonite Bình Thuận cho thấy thông số này của bentonite Bình Thuận
là 6 đến 10 lần.
Khối lƣợng riêng kiến của bentonite Bình Thuận đƣợc xác định là 1,53 g/cm3
, còn
khối lƣợng riêng của huyền phù 5% trong nƣớc của bentonite Bình Thuận xác định
đƣợc là 1,05g/cm3
. Theo các tài liệu thì các loại bentonite thƣờng có khối lƣợng riêng
thực d = 2,7-2,72 g/cm3
và khối lƣợng riêng biểu kiến 1,5-1,9. Nhƣ vậy bentonite Bình
Thuận có khối lƣợng riêng biểu kiến thấp, do đó có độ xốp cao.
Diện tích bề mặt của bentonite Bình Thuận là 102 m2
/g. Khi ở trạng thái trƣơng nở
diện tích bề mặt của bentonite Bình Thuận lên tới 700-800 m2
/g. [1,6-10]
* Nghiên cứu sự phân bố khoáng vật trong các giải cấp hạt có kích thước khác nhau
của bentonite Bình Thuận
Hàm lƣợng MMT trong các giải cấp hạt khác nhau là khác nhau, giải cấp hạt càng
bé thì hàm lƣợng MMT càng lớn và ở giải cấp hạt < 5 m, hàm lƣợng MMT chiếm hơn
90%.
Kết luận: Thành phần hoá học, thành phần khoáng vật và các tính chất khác của
bentonite Bình Thuận cho thấy bentonite Bình Thuận là bentonite kiềm thổ. Thành phần

14
cation trao đổi chủ yếu là Ca và Mg. Thành phần vật chất quặng bentonite Bình Thuận
gồm khoáng vật chính là : MMT, các tạp chất là quartz: 30-35%, calcite: 10-15 %,
caolinite: 5-7%, hyđromica: 8-10%, clorite: 5-8%, feldspar:15-19%%. Hàm lƣợng MMT
trong bentonite Bình Thuận nằm trong khoảng 15-20% .
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP LÀM GIÀU BENTONITE
Bentonite tự nhiên bao gồm khoáng chính là MMT, ngoài ra còn chứa một số
khoáng khác nhƣ kaolinite, mica, quartz, cristobalite, feldspar, calcite, illite……[1,7,8].
Thành phần hoá học và độ tinh khiết của bentonite ảnh hƣởng nhiều đến tính chất của
nó. Các mỏ bentonite khác nhau thƣờng có hàm lƣợng MMT dao động trong một
khoảng rộng, ví dụ có những mỏ hàm lƣợng MMT chỉ khoảng 25-30%, nhƣng có
những mỏ hàm lƣợng MMT lên tới hơn 80%. Để có thể sử dụng làm nguyên liệu trong
lĩnh vực điều chế sét hữu cơ và nanocomposite, khoáng bentonite phải đƣợc làm giàu và
làm sạch để nâng cao khả năng trao đổi ion, hấp phụ và trƣơng nở của chúng. Đồng thời
trong các thƣơng phẩm bentonite hiện nay trên thị trƣờng thế giới hàm lƣợng MMT tối
thiểu 70%, hàm lƣợng các khoáng vật phi sét nhỏ (thƣờng <10%) [1,5,7,8].
Làm giàu bentonite là quá trình nâng cao hàm lƣợng MMT trong bentonite. Quá
trình xử lý để thu đƣợc bentonite thƣơng phẩm bao gồm các bƣớc: khai thác, sấy, đập
nghiền và tuyển. Sau khi khai thác (bằng phƣơng pháp lộ thiên hoặc hầm lò) bentonite
nguyên khai có độ ẩm 30 - 40% đƣợc đập đến kích thƣớc thích hợp rồi đem sấy trong
các lò quay để giảm độ ẩm tới 5-15% và đƣa vào thiết bị tuyển để tách đất đá và các tạp
chất phi sét. Sản phẩm sau sấy và tách đất đá đƣợc đƣa đến thiết bị nghiền mịn để đạt
cấp hạt 90% lọt sàng 200 mesh, kiểm tra bằng phân cấp khí rồi đem sấy tiếp bằng khí
nóng. Do đặc trƣng về thành phần hóa học và cấu trúc mạng lƣới, khoáng bentonite có
tỷ khối nhỏ hơn (dễ tạo huyền phù trong môi trƣờng nƣớc) và thƣờng mềm hơn (dễ
nghiền) so với các khoáng đi kèm. Vì vậy các phƣơng pháp tuyển làm giàu betonite đều
dựa trên sự khác nhau về tỷ khối và kích thƣớc hạt khoáng. Trên cơ sở đó ngƣời ta đã
sử dụng các phƣơng pháp làm giàu nhƣ: phƣơng pháp ƣớt, phƣơng pháp khô, phƣơng
pháp tuyển khí, tuyển từ, tuyển điện, tuyển nổi và kết hợp giữa các phƣơng pháp đó [9].

15
Đối với bentonite tự nhiên có hàm lƣợng MMT cao nhƣ bentonite kiềm Wyoming
(Mỹ) có thể sử dụng trực tiếp trong một số lĩnh vực nhất định mà không cần qua các giai
đoạn làm giàu. Trƣờng hợp bentonite nguyên khai có hàm lƣợng MMT thấp, ngƣời ta
phải thực hiện quá trình xử lý nêu trên rồi đƣa vào các quá trình tuyển trọng lực để nâng
cao hàm lƣợng MMT theo các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp lắng gạn nhiều bậc (có và không có dùng chất trợ lắng) [1,8, 9].
- Phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon [14,15,23,25,26].
- Có thể kết hợp xử lý bằng cách kết hợp một cách thích hợp các giải pháp nêu trên
(kết hợp xử lý cơ học, hoá học, nhiệt khác nhau) [8,11,12].
Việc lựa chọn sơ đồ kỹ thuật làm giàu bentonite đƣợc xác định dựa trên thành phần
khoáng vật, đặc tính cơ học - độ cứng và kích thƣớc hạt xác định, sự phân bố hàm lƣợng
MMT theo các cấp hạt khác nhau sau khi đập nghiền. Trong bảng 1.2 đã đƣa ra sự phân
loại khoáng vật theo kích thƣớc và các phƣơng pháp làm giàu chúng [1,8, 9].
Bảng 1.2. Phân loại khoáng vật theo kích thước và các phương pháp làm giàu
Phần khoáng
Phần hạt chủ
Các quá trình kỹ thuật đƣợc ứng dụng để làm giàu
yếu, dhạt, mm
Hạt thô 20-2
Sa lắng, tuyển từ, làm giàu trong môi trƣờng lỏng
nặng
Hạt bé 2-0,2
Làm giàu trên ống, tuyển từ, tuyển điện từ, làm giàu
trong môi trƣờng nặng, sa lắng.
Hạt rất bé 0,2-0,02
Tuyển nổi, làm giàu ở các ống đặc biệt, phân chia
thủy lực.
Hạt cực bé 0,2-0,002 Tuyển nổi, phân chia trọng lực
Thủy xiclon là phƣơng pháp rất hiệu quả để nâng cao hàm lƣợng MMT trong các
khoáng bentonite chất lƣợng thấp. Tuy nhiên tốt hơn cả là sử dụng phƣơng pháp lắng
gạn để làm giàu sơ bộ MMT trong sét sau đó sử dụng phƣơng pháp thủy xiclon sẽ cho

16
hiệu quả cao hơn. Sau đây chúng tôi xin trình bày phƣơng pháp làm giàu bentonite sẽ
đƣợc sử dụng trong phần nghiên cứu thực nghiệm của luận văn: thủy xiclon.
* Phương pháp tuyển thuỷ xiclon
dòng tuần
hoàn bên dƣới
đầu vào của hạt
nuôi đầu
ngoài
thủy điều chỉnh áp lực
bằng áp kế
xyclone qua dòng
trung
tâm
bơm thùng lƣu
trữ và
dòng nhiên tuần hoàn
liệu bên dƣới nhiên liệu
dòng tuần hoàn bên trên
Hình 1.3. Sơ đồ thực nghiệm thiết bị tuyển thủy xiclon [28]
Quá trình thủy xiclon đã đƣợc sử dụng nhiều để tách hiệu quả các khoáng dạng hạt
trong môi trƣờng lỏng dựa vào sự khác nhau về tỷ khối và kích thƣớc hạt [21, 25], đặc
biệt trong quá trình tách làm giàu bentonite [31,32]. Phƣơng pháp thủy xiclon đƣợc
đánh giá là phƣơng pháp đa năng và có hiệu quả nhất để làm giàu betonite, có thể cho
thể giàu bentonite có hàm lƣợng MMT cao (đến > 90%) với hiệu suất cao từ các khoáng
bentonite tự nhiên có chất lƣợng thấp.
Trong các thiết bị phân cấp thuỷ lực môi trƣờng lỏng thƣờng dùng là nƣớc (nếu nhƣ
các hạt rắn không tác dụng với nƣớc) còn các hạt rắn còn gọi là pha phân tán có khối lƣợng
riêng nhƣ nhau tạo nên một huyền phù rắn - lỏng [32]. Trong điều kiện các hạt rắn có khối
lƣợng riêng nhƣ nhau, cùng trong môi trƣờng lỏng đồng nhất nồng độ pha rắn đủ loãng
(nhỏ hơn 10%) để các hạt rơi tự do, không có sự va chạm lẫn nhau thì tốc độ rơi

17
của các hạt rắn chỉ phụ thuộc vào kích thƣớc hạt. Hạt lớn có tốc độ rơi lớn còn hạt nhỏ
có tốc độ rơi chậm hơn. Dựa vào tốc độ rơi khác nhau của các hạt ta có thể phân tách
đƣợc các hạt có kích thƣớc khác nhau theo mong muốn. Quá trình lắng của các hạt tuân
theo quy luật rơi của vật thể trong môi trƣờng lỏng (định luật Stock). Khi bắt đầu quá
trình lắng dƣới tác động của lực trọng trƣờng các hạt rơi nhanh dần đều, tốc độ càng cao
thì lực cản càng lớn cho đến khi lực cản môi trƣờng lỏng cân bằng với trọng lực thì các
hạt bắt đầu rơi với tốc độ không đổi.
đầu ra của lõi
dòng huyền
phù tốt phía trên
huyền phù
đƣa vào
thổi khí từ
ngoài vào
huyền phù đã
đƣợc tuyển
lõi khí
dòng huyền phù thô phía dƣới
Hình 1.4. cân bằng khí trong tuyển thủy xiclon
Quá trình rơi của các hạt tuân theo quy luật rơi của vật thể trong môi trƣờng lỏng. Khi
bắt đầu quá trình rơi dƣới tác động của li tâm (hoặc trong trƣờng khi sa lắng tự do) trƣờng
các hạt rơi nhanh dần đều, tốc độ càng cao thì lực cản càng lớn cho đến khi lực cản môi
trƣờng lỏng cân bằng với lực li tâm thì các hạt bắt đầu rơi với tốc độ không đổi [29].
Theo định luật Stock, tốc độ không đổi này đƣợc xác định bởi công thức (với điều
kiện hạt hình cầu, trƣờng hợp hạt không có dạng hình cầu, có thể thay d bằng đƣờng
kính tƣơng đƣơng):
ω0 = d2
(γ - γ1)/18μ
ω0: Tốc độ rơi của hạt trong môi trƣờng lỏng, m/s
d: Đƣờng kính hạt hình cầu, m
γ : Khối lựơng riêng của pha rắn, kg/m3

18
γ1: Khối lựơng riêng của pha lỏng, kg/m3
μ: Độ nhớt của pha lỏng, kg.s/m2
Các tác giả công trình [31,32] đã nghiên cứu mô hình hóa và tối ƣu hóa quá trình
tuyển thủy xiclon đối với khoáng bentonite chất lƣợng thấp. Quá trình tuyển khoáng sử
dụng thiết bị thủy xiclon thực hiện quá trình tách dựa trên sự khác nhau về tỷ khối
và/hoặc kích thƣớc giữa các pha hạt phân tán. Các thông số ảnh hƣởng đến sự vận hành
của thiết bị thủy xiclon là tốc độ chất rắn cấp vào (%), áp suất vào (bar), đƣờng kính của
xoáy nƣớc (mm), đƣờng kính của đỉnh (mm) và đƣờng kính của xiclon (mm). Sự thành
công của việc làm giàu bentonite theo phƣơng pháp thủy xiclon phụ thuộc vào sự lựa
chọn khoáng vật và mức độ thích hợp của các thông số. Tác giả đã khảo sát sự phụ thuộc
của dung lƣợng trao đổi cation, thể tích trƣơng nở tự do, độ nhớt biểu kiến của các thể
giàu bentonite.
Các tác giả công trình [31,32,33] đã sử dụng khoáng bentonite ban đầu có chứa các
khoáng phi sét gồm feldspar, quartz, calcite và dolomite. Do có tỷ khối khác nhau mà
bentonite đƣợc tách một cách dễ dàng khỏi các khoáng phi sét bằng phƣơng pháp thủy
xiclon (dbentonite: 2.29 g/cm3
; dfeldspar: 2.65 g/cm3
; dquartz: 2.65 g/cm3
; dcalcite: 2.70 g/cm3
;
ddolomite: 2.90 g/cm3
). Trong thí nghiệm cuối cùng áp dụng các điều kiện tối ƣu, các khoáng
phi sét đã đƣợc tách loại khỏi bentonite. Các chỉ số: dung lƣợng trao đổi cation, thể tích
trƣơng nở tự do, độ nhớt biểu kiến của các thể giàu bentonite thu đƣợc đều tăng lên một
cách rõ rệt. Mức độ tăng cực đại của dung lƣợng trao đổi cation của các thể giàu bentonite
thu đƣợc là 138%, thể tích trƣơng nở tự do 194%, độ nhớt biểu kiến 325%.
Bên cạnh những ƣu điểm của phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon nhƣ năng suất cao nó
có hạn chế là tiêu hao lƣợng nƣớc nhiều, vì vậy phải có biện pháp để tuần hoàn lại nƣớc
[31,32,37].
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP HOẠT HÓA BENTONITE
Hoạt hóa bentonite là quá trình xử lý hóa học (xử lý bằng axit hoặc kiềm) hoặc vật lý
(xử lý nhiệt) để làm tăng tính chất của bentonite: độ trƣơng nở, khả năng trao đổi ion,
hấp phụ,.. Quá trình hoạt hóa làm thay đổi các ion bù trừ điện tích giữa các lớp (thƣờng
là từ các ion kim loại kiềm thổ, phổ biến là Ca2+
đƣợc thay thế bằng H+
hoặc Na+
), làm
sạch bề mặt của bentonite và loại bỏ các hợp chất hữu cơ đã bị hấp phụ.

19
* Hoạt hóa bằng kiềm [11]
Na-bentonite có đặc tính trƣơng nở, tính xúc biến, lƣu biến, khả năng trao đổi ion tốt
hơn so với Ca-bentonite nên có thể sử dụng tốt hơn trong nhiều lĩnh vực: làm khuôn đúc,
phụ gia trong sơn, mực in,... Vì thế trong nhiều trƣờng hợp ngƣời ta phải thực hiện quá
trình chuyển hoá Ca-bentonite về dạng Na-bentonite.
Quá trình xử lý bentonite - Ca để chuyển về dạng bentonite - Na có thể bằng phƣơng
pháp ƣớt (xử lý với các dung dịch muối natri: cacbonat, clorua, nitrat...) hoặc khô (trộn
trực tiếp muối natri cacbonat rồi đem sấy trong các lò quay).
Quá trình hoạt hóa bằng kiềm cũng dẫn tới hòa tan các oxit lƣỡng tính, tạo trên bề
mặt sét những lỗ trống và các trung tâm hoạt động.
* Hoạt hoá bằng axit [6,21,32]
Quá trình làm sạch cơ học, ngay cả khi dùng thủy xiclon về cơ bản chỉ loại bỏ đƣợc
các tạp chất hạt thô lẫn với hỗn hợp sét smectite, nhƣ thạch anh, feldspar, mica, v.v..
Muốn làm sạch smectite phải thực hiện quá trình xử lý bằng axit [6,21,26,27,32]. Quá
trình hoạt hóa bằng axit đƣợc thực hiện bằng các axit loãng, trƣớc hết là các axit vô cơ
nhƣ H2SO4, HCl, H3PO4 [26,27]. Ngƣời ta cũng có thể dùng các axit hữu cơ nhƣ: axit
axetic, axit oxalic..[21,26,27].
Các tác giả [26] đã nghiên cứu các thông số của quá trình hoạt hóa bentonite bằng
axit. Để có thể thu đƣợc sét smectite làm chất tẩy trắng, quá trình xử lý với axit phải
đƣợc thực hiện trong nhiều giờ, thƣờng phải đun nóng hỗn hợp sét và axit trong khoảng
1- 15 giờ. Sau đó ngƣời ta thực hiện quá trình lọc rửa để tách dung dịch các muối hòa
tan khỏi pha rắn. Các điều kiện thực hiện quá trình hoạt hóa phụ thuộc vào quặng đầu và
đƣợc nghiên cứu bởi nhiều tác giả [6,21,26,27]. Hiệu quả quá trình hoạt hóa axit phụ
thuộc vào tỷ lệ axit/bentonite, thời gian và nhiệt độ xử lý. Nói chung hỗn hợp sét ban đầu
có hàm lƣợng nƣớc 25- 50% trọng lƣợng (tốt nhất là trong khoảng 28-48%) đƣợc trộn
đều với axit (nồng độ 20-100% trọng lƣợng) theo một tỷ lệ (khoảng 10-60% trọng
lƣợng) sao cho hỗn hợp có độ đặc quánh thích hợp đủ khả năng định hình. Hỗn hợp
đƣợc giữ một vài ngày ở nhiệt độ 15-70o
C rồi đƣa vào quá trình rửa và lọc.
Theo các tác giả [21] trong quá trình hoạt hóa bằng axit thì trƣớc hết các ion kim loại
kiềm và kiềm thổ giữa các lớp sét đƣợc thay bằng H+
. Sau đó là các ion nhôm và sắt đƣợc
tách khỏi khu vực biên. Kết quả nghiên cứu quá trình hoạt hóa axit cho thấy, sau 30

20
ngày giữ hỗn hợp hoạt hóa tại nhiệt độ phòng, hàm lƣợng nhôm trong bentonite - Ca ban
đầu giảm từ 9,5% xuống 7,6%, còn hàm lƣợng sắt giảm từ 3,2% xuống 1,8%; bề mặt
riêng của bentonite tăng gấp 3 lần, từ 70 m2
/g lên tới 210 m2
/g. Quá trình hoạt hóa axit
cũng làm giảm kích thƣớc hạt và tạo ra kích thƣớc hạt đồng đều hơn.
Ngoài ra, bentonite còn có thể đƣợc hoạt hóa bằng nhiệt [26,27]. Phƣơng pháp này
đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp khoáng bentonite đã hấp phụ các hợp chất hữu cơ dễ
bay hơi.
Nhƣ vậy nhờ quá trình hoạt hóa bằng axit, sét smectite đƣợc làm sạch triệt để khỏi
các tạp chất phi sét, ngoài ra nhiều đặc tính nhƣ bề mặt riêng, độ nhớt huyền phù, dung
lƣợng trao đổi ion, độ trƣơng nở, vv… tăng rõ rệt. Để tinh quặng bentonite đáp ứng yêu
cầu làm nguyên liệu điều chế sét hữu cơ, phƣơng pháp hoạt hóa bằng axit là phù hợp và
chúng tôi lựa chọn nghiên cứu trong phần thực nghiệm.

21
. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN.
2.1.1. Mục đích nghiên cứu.
- Nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình vận hành máy tuyển thuỷ xiclon.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hoạt hóa bentonite Tuy Phong -
Bình Thuận (Việt Nam) bằng các tác nhân axit H2SO4.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu.
a. Nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình vận hành máy tuyển thuỷ
xiclon
Mục tiêu của đề tài là xác định đƣợc công nghệ phân cấp để thu phần sản phẩm
bentonite có độ sạch cao nhất, có độ hạt < 10 m và có hàm lƣợng MMT
> 90%. Việc xác định công nghệ phân cấp thuỷ xiclon cũng có nghĩa là xác định các
thông số thích hợp của quá trình vận hành máy nhƣ: nồng độ nguyên liệu huyền phù, áp
suất dòng liệu nạp vào xiclon, độ nhớt của dung dịch huyền phù, kích thƣớc van tháo hạt
mịn (vortex finder) ở phía trên, kích thƣớc van tháo hạt thô (spigot) phía dƣới xiclon,
công suất máy,… để thu đƣợc sản phẩm có độ sạch lớn nhất và hàm lƣợng MMT cao
nhất có thể.
b. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt hóa bentonite Bình Thuận
(Việt Nam) bằng các tác nhân axit H2SO4.
+ Nồng độ của tác nhân hoạt hóa.
+ Thời gian hoạt hóa
+ Tỉ lệ rắn/lỏng

22
2.2. NGUYÊN LIỆU, HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ.
2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất
- Quặng bentonite Bình Thuận đƣợc cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn
Minh Hà - Bình Thuận. Đây là một cơ sở sản xuất bentonite của tỉnh Bình Thuận, cơ sở
này nằm trong khu công nghiệp Phan Thiết. Quặng đƣợc khai thác từ mỏ bentonite Nha
Mé thuộc huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận và đƣợc sơ chế tại Công ty trách nhiệm
hữu hạn Minh Hà - Phan Thiết.
- NaOH: loại PA của Trung Quốc
- NH3: loại PA của Trung Quốc
- NH4Cl: loại PA của Trung Quốc
- H2SO4: loại PA của Trung Quốc
-HCl: loại PA của Trung Quốc
- MgCl2.6H2O: loại PA của Trung Quốc
- EDTA: loại PA của Trung Quốc
- Chỉ thị quỳ tím, phenolphtalein, ET-OO
2.2.2. Dụng cụ
- Cốc chịu nhiệt các loại có dung tích từ 50 ml - 2000 ml
- Đũa, thìa thuỷ tinh
- Pipet 5 ml, 10ml
- Ống đong 100 ml, 250ml
- Cối mã não đƣờng kính Ф=15cm
- Bình nón, phễu thủy tinh, buret
2.2.3. Thiết bị
- Máy khuấy từ gia nhiệt Veia của Cole Parmer Instrument Company.
- Tủ sấy Memmert (CHLB Đức).
- Cân có độ chính xác ±0.0001g Mettler Tolledo (Thụy Sỹ).
- Bơm lọc hút chân không Neuberger (Đức).
- Thiết bị tuyển thuỷ xiclon “Mozley” C155.

23
2.3. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LÀM GIÀU VÀ HOẠT HÓA
BENTONITE
2.3.1. Phƣơng pháp thủy xiclon.
Để thu nhận MMT từ bentonite có thể sử dụng các phƣơng pháp nhƣ: làm giàu, làm
sạch bentonite bằng phƣơng pháp lắng; phƣơng pháp lắng có thêm chất pha loãng;
phƣơng pháp tuyển khô; phƣơng pháp ly tâm; phƣơng pháp hoá học; phƣơng pháp
tuyển thuỷ xiclon; phƣơng pháp tổng hợp. Tuy nhiên qua các kết quả nghiên cứu cho
thấy đối với quặng bentonite Bình Thuận ở nƣớc ta thì sử dụng phƣơng pháp tuyển thuỷ
xiclon và phƣơng pháp tổng hợp giữa tuyển xiclon và xử lý hoá học là cho hiệu quả và
năng suất cao và có thể ứng dụng vào sản xuất ở quy mô bán pilot. Vì vậy, trong khuôn
khổ báo cáo này chúng tôi sẽ đề cập chi tiết hơn về kỹ thuật làm giàu bằng phƣơng pháp
tuyển thuỷ xiclon trên loại máy của hãng “Mozley” C155.
Tinh chế bentonite bằng phƣơng pháp tuyển thuỷ xiclon trên loại máy của hãng
“Mozley” C155
Hình 2.1 giới thiệu về thiết bị phân cấp thuỷ xiclon của hãng “Mozley” dƣới dạng
tổng thể. Đây là kiểu thiết bị phân cấp phân chia nguyên liệu huyền phù ra làm hai phần:
phần có kích thƣớc hạt mịn và phần có kích thƣớc hạt thô.
Nguyên tắc hoạt động của xiclon: Nguyên liệu dạng huyền phù đƣợc cấp vào buồng
chứa liệu của thiết bị và đƣợc máy bơm theo ống đi lên qua van nạp liệu vào đồng hồ đo
áp rồi đi vào bộ phận thuỷ xiclon. Dƣới áp lực ổn định dòng huyền phù sẽ chuyển động
trong ống thuỷ xiclon. Dƣới tác dụng của lực ly tâm, những hạt có kích thƣớc lớn hơn
kích thƣớc ranh giới d50 ( kích thƣớc ranh giới d50 đƣợc xác định nhƣ là kích thƣớc
của hạt rắn mà hạt này ở vị trí cân bằng giữa dòng chảy xuống phía dƣới và dòng chảy
lên phía trên) sẽ chuyển động theo dạng dòng xoáy cùng với một lƣợng nƣớc nhỏ dọc
theo tƣờng xiclon xuống phía dƣới và đi qua van tháo hạt thô (spigot) nằm phía dƣới
xiclon. Các hạt mịn có kích thƣớc bé hơn kích thƣớc ranh giới d50 sẽ chuyển động theo
dạng dòng xoáy cùng với một lƣợng nƣớc lớn lên phía trên dọc theo trục xiclon và đi
qua van tháo hạt mịn phía trên (vortex finder) rồi ra ngoài.

24
Hình 2.1. Thiết bị tuyển thuỷ xiclon“Mozley” C155
Việc chuẩn bị quặng cho quá trình tuyển thuỷ xiclon đƣợc tiến hành theo 2 phƣơng
pháp. Phƣơng pháp thứ nhất: Quặng đầu đƣa vào có độ ẩm 10% đƣợc phơi khô tự nhiên
hoặc phơi khô trong tủ sấy dƣới nhiệt độ 100-120o
C đến độ ẩm < 5%. Quặng sau khi
phơi khô đƣợc nghiền trong máy nghiền bi bằng sứ với tỉ lệ quặng/bi = 1/4 và thời gian
nghiền là 120 phút. Sau đấy quặng đƣợc phân chia qua sàng phân cấp để thu phần có cấp
hạt < 100 m là nguyên liệu đầu vào cho tuyển thuỷ xiclon loại 1 inch. Phƣơng pháp thứ
hai là quặng đƣợc đánh tơi chà xát và phân cấp ƣớt để thu phần hạt có kích thƣớc < 100
m đƣa vào thuỷ xiclon. Tiếp theo, quặng đƣợc phân cấp qua máy tuyển thuỷ xiclon với
nồng độ phần rắn từ 1- 15%, áp suất 0-60 at và sử dụng các đầu xiclon có kích thƣớc
khác nhau. Phần sản phẩm bùn tràn qua xiclon và phần không qua xiclon đƣợc đƣa lọc,
sấy khô ở nhiệt độ 100o
C và cân xác định trọng lƣợng để tính các thông số cần thiết.

25
Phần phía dƣới không qua thuỷ xiclon nặng hơn và chứa các tạp chất nhƣ cát, calcite,...
Phần qua thuỷ xiclon đƣợc thu lại và là sản phẩm.
Tiến hành thí nghiệm
Trên thiết bị tuyển xiclon của hãng Mozley (Anh) có thể điều chỉnh áp lực cấp liệu và
đƣờng kính xiclon.
Áp lực cấp liệu: Cân 2 kg mẫu với độ mịn nghiền 90% cấp - 0,074 mm khuấy trộn
với lƣợng nƣớc cho trƣớc 18 lit và điều chỉnh chế độ áp lực cấp liệu 45, 50, 55 và 60 at,
lấy mẫu cát và sản phẩm bùn tràn (khoảng 2 lit), cô đặc, sấy khô, cân trọng lƣợng, phân
tích hàm lƣợng để tính tỷ lệ thu hồi,
Tỷ lệ rắn/lỏng: Cân 3 kg mẫu với độ mịn nghiền 90% cấp hạt - 0,074 mm khuấy trộn
với 18 lit nƣớc đem tuyển trên thiết bị tuyển xiclon 1 inch và 2 inch với chế độ áp lực
cấp liệu 60 at, lấy mẫu sản phẩm và bùn tràn (khoảng 4 lit), cô đặc, sấy khô, cân trọng
lƣợng, phân tích hàm lƣợng để tính tỷ lệ thu hồi; sau đó bổ sung nƣớc vào thùng cấp
liệu sao cho tỷ lệ rắn/lỏng cấp liệu khoảng 1/7, 1/8, 1/9, 1/10 và lần lƣợt tiến hành tuyển
nhƣ trên.
Tính tỷ lệ thu hồi:
Sau khi thí nghiệm tuyển các sản phẩm cát và bùn tràn đƣợc cô đặc và sấy khô, cân
lấy mẫu phân tích hàm lƣợng MMT, tỷ lệ thu hồi MMT, và sản phẩm tinh quặng đƣợc
tính theo công thức:
H = 100bqt/a(qt + qc)
Trong đó:
- H là tỷ lệ thu hồi MMT, vào sản phẩm tinh, %
- a là hàm lƣợng MMT. trong quặng đầu, %
- b là hàm lƣợng MMT trong sản phẩm bùn, %
- d là hàm lƣợng MMT trong sản phẩm cát, %
- qt là trọng lƣợng sản phẩm bùn tràn, kg
- qc là trọng lƣợng sản phẩm cát, kg
Thu hoạch của sản phẩm tinh tính theo công thức:

26
T = 100*(a-b)/(b-d)%
T là thu hoạch của sản phẩm tinh quặng, %
2.3.2. Quá trình thực nghiệm xác định khả năng hoạt hóa bentonite bằng dung
dịch axit H2SO4
a. Khảo sát sự phụ thuộc của dung lượng trao đổi cation vào nồng độ dung dịch axit
H2SO4 hoạt hóa:
Lấy 9 mẫu, mỗi mẫu cân 5g bentonite Bình Thuận đã đƣợc sấy khô vào trong 9 cốc
thủy tinh 250ml.
Với mỗi mẫu, đầu tiên tiến hành ngâm trƣơng nở trong 40ml nƣớc cất trong thời
gian 12h đƣợc các huyền phù. Tiếp đó hòa tan huyền phù trong các dung dịch axit
H2SO4 ở nhiệt độ phòng, khuấy từ đều trong vòng 2h , tính toán sao cho nồng độ axit
trong 100ml dung dịch thêm vào từ thấp tới cao tƣơng ứng là: 0%; 5%; 6%; 7%; 8%;
8,5%, 8,75%; 9%; 10%.
Để thu đƣợc sản phẩm rắn sau khi hoạt hóa axit, lần lƣợt lọc hút bằng máy lọc hút
chân không. Rửa sạch mẫu bằng nƣớc cất tới nƣớc rửa trung tính bằng cách thử phần
nƣớc rửa bằng quỳ tím, nếu quỳ tím không chuyển sang màu đỏ là đƣợc. Ngừng lọc hút
chân không, sản phẩm thu đƣợc đem sấy khô trong tủ sấy trong khoảng thời gian 12h, ở
1000
C để mất hết nƣớc, thu đƣợc chất rắn. Nghiền chất rắn đó trong cối mã não đƣợc
sản phẩm bột mịn, cân khối lƣợng đƣợc m1 (g).
Cân m = 2,5g của m1 (g) mẫu ở trên hòa tan trong 50ml dung dịch MgCl2 0,1M,
khuấy từ đều ở nhiệt độ phòng trong 2h, sau đó lọc bằng giấy lọc, lấy phần nƣớc lọc.
Sau một thời gian, ta hút 5ml dung dịch lọc đem đi chuẩn độ complexon để xác định
dung lƣợng trao đổi cation.
* Phương pháp chuẩn độ complexon:
Hút 5 ml dung dịch lọc cho vào bình tam giác 250ml, thêm 1,5ml dung dịch đệm
amoni (pH = 9-10) và một ít chỉ thị ET-OO, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch EDTA
0,05M tới khi dung dịch chuyển từ màu tím chuyển sang xanh thì ngừng phép chuẩn độ.

27
Xác định thể tích EDTA 0,05 M đã dùng trong phép chuẩn độ. Làm lại 3 lần, lấy giá trị
thể tích EDTA trung bình V2 (ml) để đem đi xác định dung lƣợng trao đổi cation.
Dung lƣợng trao đổi cation (A) đƣợc tính nhƣ sau:
A= (V1–V2)×CEDTA× 50 100
(meq/100g)
5 m
Trong đó:
- V1: là thể tích EDTA 0,05M dùng để chuẩn độ 5ml MgCl2 trong 50ml dung dịch
- V2: là thể tích EDTA 0,05M dùng để chuẩn độ 5ml dịch lọc (ml).
- m: là khối lƣợng sản phẩm sau khi hoạt hóa axit đƣợc đem đi hòa tan tiếp trong
50ml dung dịch MgCl2 0,1M (g)
- CEDTA : là nồng độ dung dịch EDTA trong phép chuẩn độ (mol/l).
- 100: quy về 100 gam bentonite.
Cuối cùng từ các giá trị dung lƣợng trao đổi cation xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ
thuộc của dung lƣợng trao đổi cation theo nồng độ axit H2SO4, từ đồ thị xác định điểm
có nồng độ axit cho dung lƣợng trao đổi cation lớn nhất.
b. Khảo sát sự phụ thuộc của dung lượng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa bằng
dung dịch axit H2SO4:
Lấy 8 mẫu, mỗi mẫu cân 5g bentonite Bình Thuận đã đƣợc sấy khô vào trong 8 cốc
thủy tinh 250ml.
Với mỗi mẫu, đầu tiên tiến hành ngâm trƣơng nở trong 40ml nƣớc cất trong thời gian
4h đƣợc các huyền phù. Tiếp đó hòa tan huyền phù trong 100ml dung dịch axit H2SO4
có nồng độ đã xác định đƣợc ở trên (nồng độ có dung lƣợng trao đổi cation lớn nhất),
khuấy từ đều ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian lần lƣợt là: 0,25h; 0,5h; 1h; 1,5h;
2h; 2,5h; 3h; 4h.
Sau đó làm tƣơng tự các bƣớc tiến hành thí nghiệm nhƣ quá trình xác định sự phụ
thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ axit H2SO4 ở trên và vẽ đƣợc đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào thời gian hoạt hóa bằng dung

28
dịch axit H2SO4, đồng thời xác định đƣợc điểm có thời gian cho dung lƣợng trao đổi
cation lớn nhất.
c. Khảo sát sự phụ thuộc của dung lượng trao đổi cation vào tỉ lệ R/L (rắn/lỏng):
Lấy 6 mẫu, mỗi mẫu cân một lƣợng bentonite Bình Thuận khác nhau, có khối lƣợng
tăng dần lần lƣợt là: 3g; 4g; 5g; 6g, 7g; 8g bentonite đã đƣợc sấy khô vào trong 6 cốc
thủy tinh 250ml.
Với mỗi mẫu, đầu tiên tiến hành ngâm trƣơng nở trong 40 ml nƣớc cất trong thời gian
4h đƣợc các huyền phù. Tiếp đó hòa tan huyền phù trong 100ml dung dịch axit H2SO4
có nồng độ đã xác định đƣợc ở trên (nồng độ có dung lƣợng trao đổi cation lớn nhất),
khuấy từ đều ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian cố định giống nhau là 2h.
Sau đó làm tƣơng tự các bƣớc tiến hành thí nghiệm nhƣ quá trình xác định sự phụ
thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào nồng độ axit ở trên và vẽ đƣợc đồ thị biểu diễn
sự phụ thuộc của dung lƣợng trao đổi cation vào tỉ lệ khối lƣợng bentonite/axit, đồng
thời xác định đƣợc điểm có tỉ lệ rắn/lỏng cho dung lƣợng trao đổi cation lớn nhất.
2.3.3. Các phƣơng pháp đánh giá
a. Phương pháp nhiễu xạ tia X.
Mục đích là sử dụng giản đồ XRD để xác định thành phần khoáng trong bentonite
dựa trên vị trí các vạch nhiễu xạ đặc trƣng trên giản đồ. Đồng thời, dựa vào sự xuất hiện
của các vạch nhiễu xạ trong vùng giá trị 2 = 0,5 100
để xác định sơ bộ hàm lƣợng
MMT trong bentonite.
Giản đồ XRD đƣợc ghi trên nhiễu xạ kế D8 Advanced Bruker (CHLB Đức) ở Khoa
Hóa học-ĐHKHTN-ĐHQG Hà Nội, với anot Cu có (K ) = 0,154056nm, khoảng ghi 2
= 0,5 100
, tốc độ 0,030
/s. Trên hình 2.3 đƣa ra ảnh của nhiễu xạ kế tia X D8-Avandced
Brucker (CHLB Đức).

29
Hình 2.2. Nhiễu xạ kế tia X D8-Avandced Brucker (CHLB Đức)
b. Phương pháp phân tích nhiệt
Nguyên tắc của phƣơng pháp phân tích nhiệt là ghi lại các hiệu ứng nhiệt và sự thay
đổi trọng lƣợng mẫu khi nung mẫu ở những điều kiện xác định. Dựa trên hiệu ứng nhiệt
(thu nhiệt, phát nhiệt) thu đƣợc trên giản đồ phân tích nhiệt ta biết quá trình tách nƣớc,
chuyển pha, nóng chảy,… tƣơng ứng sự thay đổi trọng lƣợng trên giản đồ TGA (do các
quá trình tách các chất bay hơi), và ta có thể đoán các quá trình chuyển pha, chuyển cấu
trúc mẫu nghiên cứu.
c. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
Nhờ khả năng cho ảnh có độ phóng đại lớn, rõ nét và chi tiết, kính hiển vi điện tử
quét (SEM) đƣợc ứng dụng để nghiên cứu hình thái hạt của vật liệu sét hữu cơ tổng hợp
đƣợc.
Phƣơng pháp SEM có thể thu đƣợc những ảnh có chất lƣợng ba chiều cao, có sự rõ
nét hơn và không đòi hỏi sự phức tạp trong khâu chuẩn bị mẫu. Phƣơng pháp SEM đặc
biệt hữu dụng vì nó cho độ phóng đại có thể thay đổi từ 10 đến 100.000 lần với hình ảnh
rõ nét, hiển thị 3 chiều phù hợp cho việc phân tích hình dạng và phân tích cấu trúc.

30
PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA
MẪU BENTONITE TUY PHONG - BÌNH THUẬN
Quặng bentonite Bình Thuận đƣợc cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn Minh
Hà - Bình Thuận. Đây là một cơ sở sản xuất bentonite của tỉnh Bình Thuận, cơ sở này
nằm trong khu công nghiệp Phan Thiết. Quặng đƣợc khai thác từ mỏ bentonite Nha Mé
thuộc huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận và đƣợc sơ chế tại Công ty trách nhiệm hữu
hạn Minh Hà - Phan Thiết.
Thành phần hoá học của bentonite Tuy Phong - Bình Thuận (TPBT) đƣợc phân tích
theo phƣơng pháp ICP và các phƣơng pháp thông dụng khác nhƣ đo quang, chuẩn độ,...
tại trung tâm phân tích - Viện Công nghệ Xạ - Hiếm thuộc Viện Năng lƣợng Nguyên tử
Việt nam. Kết quả phân tích thành phần hoá học của bentonite đƣợc đƣa ra trong bảng
3.1, kèm theo thành phần hoá học một số bentonite nƣớc ngoài (để so sánh).
Bảng 3.1. Thành phần hoá học của bentonite Tuy Phong – Bình Thuận, bentonite
Rajasthan (Ấn Độ), bentonite Wyoming (USA).
Thành phần hóa học (theo % khối lƣợng) trong các loại bentonite
Thành
Bentonite (Bình Bentonite Rajasthan Bentonite Bentonite
phần Thuận) (Ấn Độ) Wyoming (USA) Varusev (Nga)
SiO2 65,5-76,5 57,2 61,46 63,50
Al2O3 6,71-11,81 16,4 22,05 16,30
Fe2O3 1,44-2,27 11,3 4,37 3,0
FeO 0,21-0,75 Ít Ít 2,10
MgO 1,05-2,13 3,4 2,94 1,55
CaO 3,29-8,32 2,1 1,18 2,10
K2O 0,62-1,92 1,4 0,2 0,20
Na2O 1,35-2,4 0,9 1,47 1,40
MKN 10-11,30 7,3 6,33 5,57

31
Từ Bảng 3.1 có thể thấy, bentonite Tuy Phong-Bình Thuận có thành phần gần tƣơng
tự nhƣ bentonite của Wyoming, tuy nhiên bentonite Tuy Phong-Bình Thuận có hàm
lƣợng SiO2 lớn đột biến so với các thành phần khác nên có thể có hàm lƣợng quartz lớn,
bên cạnh đó thành phần hoá học của CaO cũng lớn hơn nhiều lần so với bentonite
Wyoming, cũng nhƣ bentonite của Nga và Ấn Độ, điều này cho thấy bentonite Tuy
Phong-Bình Thuận về thành phần hóa học thuộc bentonite kiềm thổ.
Thành phần khoáng vật của bentonite Tuy Phong-Bình Thuận đƣợc xác định bằng
phƣơng pháp ghi giản đồ nhiễu xạ tia X. Kết quả ghi giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu
bentonite Tuy Phong-Bình Thuận đƣợc đƣa ra trong hình 3.1. Bảng thống kê hàm lƣợng
các khoáng vật đƣợc đƣa ra trong bảng 3.2.
Từ hình 3.1 và bảng 3.2 có thể thấy, bentonite Tuy Phong-Bình Thuận có hàm lƣợng
quartz tƣơng đối cao (đƣợc chỉ ra bởi những đỉnh có màu xanh đậm). Đồng thời hàm
lƣợng của khoáng vật calcite cũng khá cao (đƣợc chỉ ra những đỉnh có màu xanh lá
cây). Trong khi đó, đỉnh đặc trƣng cho cấu trúc lớp của MMT (Theo một số tài liệu
nƣớc ngoài thì các đỉnh đặc trƣng sét MMT có các đỉnh ở 2θ 6,94; 19,81; 35,92; 61,84)
có cƣờng độ khá thấp. Đây là minh chứng cho thấy hàm lƣợng MMT trong bentonite
Tuy Phong-Bình Thuận tƣơng đối thấp trong khoáng sét ban đầu là hoàn toàn phù hợp.
Bên cạnh đó còn có một ít các khoáng vật microline và albite.
VNU-HN-SIEMENS D5005 - Bentonite- BT
4000
3000
2000
d=3.
345
1000
d=12.773
0
1
d=6.
465
10
d=4.
259
d=4.
484
20
d=4.
041
d=3.
778
d=3.
860
d=3.
673
d=3.
478
d=3.
036
d=3.
242
d=2.
8554
30
d=2.
5716
d=2.
4585
d=2.
4934
d=2.
2832
d=2.
2390
d=2.
1626
40
d=2.
1270
d=2.
0918
d=1.
9797
d=1.
9114
d=1.
8746
d=1.
8187
5
0
2-Theta - Scale
File: Thang-DHSP-BT-a.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.500 ° - End: 4.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 08/04/07 00:59:33
File: Thang-DHSP-BT-b.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 4.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 08/04/07 00:54:09
33-1161 (D) - Quartz, syn - SiO2 - Y: 27.54 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056
12-0204 (D) - Montmorillonite - Nax(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·zH2O - Y: 1.22 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056
05-0586 (*) - Calcite, syn - CaCO3 - Y: 14.55 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056
01-0705 (D) - Microcline - KAlSi3O8 - Y: 2.64 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056

09-0466 (*) - Albite, ordered - NaAlSi3O8 - Y: 2.73 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056
Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu bentonite Bình Thuận nguyên khai

32
Bảng 3.2. Thành phần hoá học của mẫu bentonite Bình Thuận nguyên khai
KH MMT quartz calcite kaoline clorite albite microcline feldspat
BT 18-20 25-27 12-15 6-9 6-7 4-5 1-2 15-17
Nhƣ vậy, để có thể tăng chất lƣợng của khoáng bentonite Tuy Phong - Bình Thuận
và ứng dụng trong các mục đích khác nhau, cần phải làm giàu và làm sạch nó.
3.2. NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU BENTONITE TUY PHONG - BÌNH THUẬN
BẰNG PHƢƠNG PHÁP TUYỂN THỦY XICLON.
Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ của quá trình vận hành máy
tuyển thuỷ xiclon:
3.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu đƣợc từ van
tháo phía trên vào kích thƣớc van tháo
Thực nghiệm đƣợc tiến hành với các thông số sau: Nồng độ dòng liệu vào 8%, áp lực
50 psi, van tháo phần hạt thô phía dƣới có đƣờng kính 3,2 mm. Kết quả thu đƣợc đƣợc
chỉ ra ở bảng 3.3
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu được từ van tháo phía trên
vào kích thước van tháo phía trên, %
Giải hạt sản phẩm Kích thƣớc van tháo phần hạt mịn ở phía trên (vortex finder), mm
thu đƣợc, m 3,0 5,5 7,0 8 11 14
< 3 53 47 44 39 35 32
3≤x<5 27 31 34 37 33 37
5≤x≤10 20 22 21 21,7 28,2 26,9
>10 0 0 1 2,3 3,8 4,1

33
Từ kết quả thu nhận đƣợc có thể rút ra nhận xét, là khi các thông số trong quá trình
vận hành máy tuyển thuỷ xiclon không đổi nhƣ: nồng độ bùn, kích thƣớc van tháo phần
hạt thô phía dƣới, áp lực tác dụng lên dòng chảy (vận tốc dòng chảy nguyên liệu) thì sản
phẩm có kích thƣớc hạt càng bé khi kích thƣớc van tháo phần hạt mịn ở phía trên càng
nhỏ. Khi van tháo phần hạt mịn ở phía trên có kích thƣớc 3,0 mm hoặc 5,5 mm sẽ thu
đƣợc 100% sản phẩm có kích thƣớc hạt < 10 m.
3.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu đƣợc từ van
tháo phía trên vào nồng độ (tỷ trọng) của dòng liệu đi vào
Thực nghiệm đƣợc tiến hành với các thông số sau: Kích thƣớc van tháo phần hạt mịn ở phía
trên 3 mm, áp lực 50 psi van tháo phần hạt thô phía dƣới có đƣờng kính 3,2 mm. Kết quả thu đƣợc
đƣợc chỉ ra ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu được từ van tháo phía
trên trong vào nồng độ (tỷ trọng) của dòng liệu đi vào, %
Giải hạt sản phẩm thu Nồng độ (tỷ trọng) của dòng liệu đi vào, %
đƣợc, m 1 3 5 8 10 15
< 3 53 46 43 38 34 31
3≤x<5 27 31 32 33 33 37
5≤x≤10 20 23 25 25,7 29,2 27,9
>10 0 0 1 2,3 3,8 4,1
vận hành máy thuỷ xiclon không đổi nhƣ: đƣờng kính van tháo sản phẩm phần mịn phía
trên, kích thƣớc van tháo phần hạt thô phía dƣới, áp lực tác dụng lên dòng chảy (vận tốc
dòng chảy nguyên liệu) thì sản phẩm có kích thƣớc hạt càng bé khi nồng độ dung dịch
dầu vào càng loãng.

34
3.2.3. Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của giải kích thƣớc hạt sản phẩm thu
đƣợc từ van tháo phía trên vào áp lực tác dụng lên dòng liệu đi vào
Thực nghiệm đƣợc tiến hành với các thông số sau: Kích thƣớc van tháo phần hạt mịn
ở phía trên 3 mm, nồng độ dòng liệu đi vào 8%, van tháo phần hạt thô phía dƣới có
đƣờng kính 3,2 mm. Kết quả thu đƣợc đƣợc chỉ ra ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của tỉ lệ giải hạt sản phẩm thu được từ van tháo phía
trên vào áp lực tác dụng lên dòng liệu đi vào, psi
Giải hạt sản phẩm thu Áp lực tác dụng lên dòng liệu đi vào, psi
đƣợc, m 10 20 30 40 50 55
< 3 31 36 40 44 47 52
3≤x<5 36 32 35 33 32 28
5≤x≤10 29 28,1 22,6 21,5 21 20
>10 4 3,9 2,4 1,5 0 0
vận hành máy tuyển xiclon không đổi nhƣ: nồng độ bùn, kích thƣớc van tháo phần hạt
thô phía dƣới, kích thƣớc van tháo sản phẩm mịn phía trên thì sản phẩm có kích thƣớc
hạt càng bé khi áp lực càng lớn.
Nhƣ vậy, kích thƣớc của các hạt đi ra ở phía trên phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong
đó quan trọng nhất là: đƣờng kính của van tháo phần hạt mịn ở phía trên (vortex finder)
tỉ trọng dung dịch bùn quặng và áp lực của dòng liệu vào (tốc độ dòng chảy).
Để thu nhận đƣợc những hạt có kích thƣớc bé cần vận hành máy tuyển thuỷ xiclon
với các thông số sau: đƣờng kính của van tháo phần hạt mịn ở phía trên (vortex finder)
bé nhất, tỉ trọng bùn thấp và áp lực tác động lên dòng liệu vào cao.
Để thu nhận đƣợc những hạt có kích thƣớc lớn cần vận hành máy tuyển thuỷ xiclon
với các thông số sau: kích thƣớc của van tháo phần hạt mịn ở phía trên (vortex finder)
lớn, tỉ trọng bùn cao và áp lực thấp.

35
3.2.4. Xác định đƣờng cong công suất của xiclon 1 inch
Để tiến hành xác định công suất của máy tuyển thuỷ xiclon đối với các loại xiclon có
đƣờng kính khác nhau chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm để xác định công suất với các
đƣờng kính xiclon là 3 mm; 5,5 mm và 7,0 mm với áp lực của dòng chảy từ 5 psi đến 60
psi. Trên hình 3.2 là các đƣờng cong cong suất biểu diễn thông số là áp lực và đƣờng
kính đối với xiclon 1 inch.
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy:
- Khi cố định đầu ra 3 mm, và áp lực thay đổi từ 0,5 psi đến 55 psi, nồng độ huyền
phù bentonite 5% công suất của máy tuyển sẽ tăng lên 0,18 m3
/giờ đến 0,41 m3
/giờ.
- Khi cố định đầu ra 5,5 mm, và áp lực thay đổi từ 0,5 psi đến 55 psi, nồng độ huyền
/giờ.
- Khi cố định đầu ra 7,0 mm, và áp lực thay đổi từ 0,5 psi đến 55 psi, nồng độ huyền
/giờ.
- Nhƣ vậy khi kích thƣớc đầu ra của thuỷ xiclon không đổi công suất tuyển sẽ tăng
lên khi áp lực tăng lên.
- Khi cố định áp lực, công suất tuyển thuỷ xiclon sẽ tăng lên khi kích thƣớc đầu ra
của thuỷ xiclon.
- Tại áp lực 50 psi ứng với kích thƣớc đầu ra của thuỷ xiclon là 3,0 mm; 5,5 mm và
7,0 mm công suất tuyển bentonite sẽ tăng từ 2 đến 2,7 lần.
§-êng cong c«ng suÊt
1.4
1.2
m3/giê
1
0.8
suÊt,
0.6
C«ng
0.4
0.2
0
0 20 40 60
¸p lùc dßng cÊp liÖu, psi
7.0mmVF
5.5mmVF
3.0mmVF
Hình 3.2. Đường cong công suất của xiclon 1 inch

36
Chúng tôi cũng đã tiến hành thí nghiệm để xác định đƣờng cong hiệu suất phân cấp
hạt đối với huyền phù bentonite có nồng độ 5% và áp lực 50 psi, kích thƣớc hạt
bentonite trong khoảng 1-100 m, với các đƣờng kính đầu ra khác nhau. Kết quả đƣợc
chỉ ra ở hình 3.3.
Hình 3.3. Đường cong hiệu suất phân chia.
Từ kết quả đó có thể thấy rằng cỡ hạt càng lớn độ phân chia càng nhỏ, và kích thƣớc
đầu ra càng nhỏ thì độ phân chia càng lớn. Với kích thƣớc hạt bentonite 10 m tƣơng ứng
với đƣờng kính đầu ra là 5,5 mm và 7,0 mm sẽ cho hiệu suất phân chia tƣơng ứng là
92,5% và 89,1%.
Từ kết quả thực nghiệm chúng tôi đã chọn các thông số của quá trình tuyển thuỷ
xiclon là: nồng độ huyền phù bentonite 5-10%, kích thƣớc hạt quặng < 100 m, áp lực 50
psi, thuỷ xyclon 1 inch với kích thƣớc đầu ra là 3 mm.
3.2.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của kích thƣớc các van tháo liệu phần
mịn phía trên và van tháo liệu phần thô phía dƣới của máy tuyển thuỷ xiclon tới tỉ
lệ phân chia thể tích dung dịch nguyên liệu
Khi thay đổi kích thƣớc các van tháo phần hạt mịn phía trên và van tháo phần hạt
thô phía dƣới sẽ làm thay đổi tỉ lệ thể tích phân chia. Để có thể lựa chọn đƣợc các van
tháo phần hạt mịn phía trên và van tháo phần hạt thô phía dƣới một cách hợp lí cho mục

Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc

Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc

Similar to Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Khảo sát quá trình làm giàu và hoạt hóa Bentonite bình thuận bằng tác nhân axit.doc