Luận văn tốt nghiệp "Phân tích hàm lượng sắt, nhôm, Crôm trong quặng bôxit tại Gia Nghĩa – Đắc Nông"

Chia sẻ: Vu Van Thuy | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

446
lượt xem 123
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Loại phong hóa được hình thành do quá trình laterit hóa chỉ diễn ra trong điều kiện nhiệt đới trên nền đá mẹ là các loại đá silicat: granit, gneiss, bazan, syenite và đá sét. Tại Việt Nam, bôxit Tây Nguyên được hình thành theo phương thức này trên nền đá bazan.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn tốt nghiệp "Phân tích hàm lượng sắt, nhôm, Crôm trong quặng bôxit tại Gia Nghĩa – Đắc Nông"

Bộ công thương Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ hóa học =========== Luận văn tốt nghiệp Phân tích hàm lượng sắt, nhôm, Crôm ĐỀ TÀI: trong quặng bôxit tại Gia Nghĩa – Đắc Nông Giáo viên hướng dẫn: : ThS. Nguyễn Thị Thoa Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thanh Hà Lớp : LTCĐ ĐH Hóa 1 – K2
Bố cục luận văn Phần I: Tổng quan Phần II: Thực nghiệm Phần III: Kết luận
Phần I: Tổng quan Quá trình hình thành và phân bố quặng bôxit.  Bôxit hình thành trên các loại đá có hàm lượng sắt thấp hoặc sắt bị rửa trôi trong quá trình phong hóa. Quá trình hình thành trải qua các giai đoạn: - Phong hóa và nước thấm lọc vào trong đá gốc tạo ra ôxít nhôm và sắt. -Làm giàu trầm tích hay đá đã bị phong hóa bởi sự rửa trôi của nước ngầm. - Xói mòn và tái tích tụ bôxit. Các quặng bôxit phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới, Caribe, Địa Trung Hải và vành đai xung quanh xích đạo như Úc, Nam và Trung Mỹ (Jamaica, Brazil), châu Á (Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam) và châu Âu (Hy Lạp).
 Phân loại mỏ Bôxit Từ nguồn gốc hình thành dẫn đến việc tạo thành hai loại mỏ bôxit: - Loại phong hóa được hình thành do quá trình laterit hóa chỉ diễn ra trong điều kiện nhiệt đới trên nền đá mẹ là các loại đá silicat: granit, gneiss, bazan, syenite và đá sét. Tại Việt Nam, bôxit Tây Nguyên được hình thành theo phương thức này trên nền đá bazan. - Loại trầm tích có chất lượng tốt và có giá trị công nghiệp. Loại này được hình thành bằng con đường phong hóa laterit trên nền đá cacbonat như đá vôi và đôlômit xen kẽ các lớp kẹp sét tích tụ do phong hóa sót hay do lắng đọng phần khoáng vật sét không tan khi đá vôi bị phong hóa hóa học  Ứng dụng của quặng bôxit Bôxit được dùng trong xi măng, hóa chất, luyện kim, vật liệu chịu lửa… Nhưng phần lớn bôxit trên thế giới (khoảng 85%) được sử dụng để sản xuất alumina bằng công nghệ Bayer. Từ đó nó là nguyên liệu để sản xuất nhôm kim loại.
 Các chỉ tiêu phân tích * Nhôm Nhôm oxit là thành phần chính trong quặng bôxit, ngoài ra còn có các tạp chất khác như Fe2O3 và SiO2. Do đó khi hàm lương nhôm oxit nhiều, hàm lượng các tạp chất ít thì chất lượng quặng bôxit sẽ tốt và quặng đó sẽ được sử dụng để sản xuất alumina. Nếu như hàm lương nhôm oxit ít còn hàm lượng các tạp chất nhiều đặc biệt là hàm lượng SiO2 cao đến một mức nào đó khi tỷ lệ Al2O3/SiO2 < 2,6 thì quặng đó không gọi là quặng bôxit mà là một mẫu đất bình thường.Do đó nó không được sử dụng để sản xuất alumina. * Crôm Hàm lượng crôm nhiều sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng alumina. Khi hàm lượng crôm nhiều thì quá trình tách crôm ra khỏi nhôm oxit sẽ gặp nhiều khó khăn hơn.
 Các phương pháp phân tích  Phương pháp chuẩn độ Complexon  Phương pháp quang học
Phần II: Thực nghiệm  Phân tích Nhôm * Nguyên tắc. Dung dịch sau khi phá mẫu và tách silic và xác định sắt, cho tác dụng với lượng dư EDTA trong môi trường pH = 5 – 6. Loại bỏ EDTA dư bằng dung dịch Zn2+ với chỉ thị xylenol da cam Al3+ + H2Y2- → AlY- + 2H+ Zn2+ + H2Y2-dư → ZnY2- + 2H+ Dùng NaF cho vào để đẩy nhôm ra khỏi phức với EDTA. Sau đó dùng dung dịch Zn2+ để chuẩn độ lượng EDTA mới sinh ra theo chỉ thị xylenol da cam. Từ lượng kẽm tiêu tốn tính ra hàm lượng nhôm. H+ + F- + AlY- → AlF63- + H2Y2- → ZnY2- + 2H+ Zn2+ + H2Y2-
Sơ đồ phá mẫu: 3g Hỗn hợp Na2CO3 + Na2B4O7 3:1 0,5 g mẫu Nung 9000C 25- 30ph + D2 HCl 1:1(30-35ml) Dung dịch Cô trên bếp cách cát Muối ẩm 20ml d2 H2SO4 1:2 + 10 ml gielatin + 30 ml nước nóng Dung dịch + kết tủa H2SO4 1:1 Lọc Nung 950 C o Bã Dung dịch Kết tủa Chất rắn 1,5 - 2 h 5 – 6 ml HF 40% Rửa bằng HCl 2% + K2S2O7 và nước nóng Nung 400oC 10 ph Nước nóng Dung dịch Dung dịch I Khối nung chảy Được axit bằng HCl
* Cách tiến hành: 25 ml dung dịch I 15 ml EDTA 2% + NH4OH Trung hòa Đệm axetat pH = 5 - 6 Dung dịch A Đun sôi, để nguội + Xylen da cam Chuẩn độ lần I + Xylen da cam Chuẩn độ lần II VZn 2 + Đun sôi, để nguội Ghi + NaF
* Cách tính kết quả: ( C.V ) Zn Vdm 2+ %Al2O3 = mdgAl 2 O3 . .100. G V xd Trong đó: C, V là: nồng độ và thể tích dung dịch chuẩn kẽm axetat. G là: khối lượng mẫu. 102 mdgAl2O3 = 4.103 g
 Phân tích Crôm * Nguyên tắc: Phương pháp này dựa trên phản ứng tạo hợp chất màu đỏ tím của Cr6+ với thuốc thử điphênyl cacbazit (kí hiệu là H4L) trong môi trường axit. Sau đó tiến hành đo mật độ quang. Phương trình phản ứng rút gọn: 2Cr2O72- + 3H4L + 8H+ → Cr3(HL)2+ + Cr3+ + H2L + 8H2O
* Khảo sát bước sóng: Bảng 1: Kết quả khảo sát bước sóng λ Cr 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 (nm) A 0,352 0,365 0,372 0,380 0,387 0,385 0,375 0,366 0,360 0,355 - Đồ thị: Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại A 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 400 450 500 550 600 650 700 λ (nm) Như vậy, từ đồ thị ta thấy cực đại độ hấp thụ quang của hợp chất màu giữa Cr(VI) và điphênyl cacbazit là ở bước sóng λ max = 540 nm. Do vậy những khảo sát tiếp theo ta sẽ tiến hành ở bước sóng 540 nm
* Khảo sát thời gian tối ưu: Bảng 2: Kết quả khảo sát thời gian T 5 10 15 20 25 30 (Phút) A 0,305 0,391 0,390 0,384 0,380 0,375 - Đồ thị: Khảo sát thời gian tối ưu 0.5 A 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 t (phút) Như vậy, ta thấy sau thời gian khoảng 10 – 15 phút thì phức tương đối ổn định, từ lần đo sau ta để khoảng 10 -15 phút cho phức tạo thành bền vững rồi mới đem đo
* Khảo sát pH tối ưu: Bảng 3: Kết quả khảo sát pH tối ưu cho sự tạo phức màu pH 1,75 2,25 2,4 2,71 3,0 3,9 A 0,361 0,368 0,371 0,372 0,219 0,190 Đồ thị: Khảo sát pH 0.4 A 0.3 0.2 0.1 0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 pH Từ kết quả trên ta thấy khoảng pH thích hợp là từ 2,25 – 2,71 thì độ hấp thụ quang ổn định nhất.Vậy từ lần khảo sát sau ta lấy lượng H2SO4 0,05M tương ứng trong khoảng này.
* Khảo sát ảnh hượng của lượng thuốc thử: Bảng 4: Khảo sát ảnh hưởng của lượng thuốc thử đến độ hấp thụ quang của phức màu. Vdipenyl cacbazit 1 1,5 2 2,5 3 3,5 (ml) A 0,206 0,252 0,314 0,318 0,312 0,308 Đồ thị: Khảo sát lượng thuốc thử 0. 4 A 0. 3 0. 2 0. 1 0 0 0. 5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 V (ml) Như vậy, lượng thuốc thử thích hợp cho phép đo là từ 2 – 2,5ml.
2 2 42 2 8 * SBảsánhBảng trìnhuoxi sánh hai quá H O oxià (NH ) S O : o ng 5: quá số liệ so hóa bằng trình v hóa Lượng Cr(III) Độ hấp thụ Độ hấp thụ quang quang 10ppm (ml) (oxi hóa trong OH-) (oxi hóa trong H+) 2 0,307 0,315 2 0,305 0,314 2 0,306 0,312 Từ bảng số liệu trên ta thấy quá trình oxi hóa trong môi trường kiềm, dùng H2O2 cho độ hấp thụ quang cao hơn hay nói cách khác oxi hóa hoàn toàn hơn, vì thế trong mẫu thật tiến hành phân tích em sử dụng cách oxi hóa trong môi trường kiềm
* Xây dựng đường chuẩn xác định crôm: Bảng 6: Bảng số liệu xây dựng đường chuẩn của Cr(VI) LượngCr3+ 1 5 10 15 20 25 30 35 40 50 ( µ g) A 0,085 0,155 0,235 0,321 0,390 0,465 0,567 0,657 0,729 0,880 Đồ thị đường chuẩn của Cr(VI) Đường chuẩ Cr n 1 A 0.8 0.6 y = 0.0164x + 0.0707 0.4 R2 = 0.999 0.2 0 0 10 20 30 40 50 60 Cr(VI), µg
 Kết quả phân tích mẫu: Bảng 7: Bảng kết quả phân tích hàm lượng nhôm Kí hiệu mẫu Nhận xét VEDTA(ml) % Al2O3 Đánh giá trữ lượng Trong khoảng Gia Nghĩa – N4 18,88 48,13 35 - 50 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N7 20,53 52,34 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N21 19,90 50,75 Trong khoảng Gia Nghĩa – N24 19,20 48,96 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N17 20,08 51,19 Bảng 8: Bảng kết quả phân tích hàm lượng Crôm µgCr Kí hiệu mẫu Nhận xét % Cr2O3 Đánh giá trữ lượng Trong khoảng Gia Nghĩa – N4 25 0,050 0,05 – 0,1 Trong khoảng Gia Nghĩa – N7 26 0,052 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N21 17,5 0,035 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N24 18 0,036 Ngoài khoảng Gia Nghĩa – N17 21 0,042
Phần III: Kết luận Sau thời gian nghiên cứu luận văn em đã:  Tìm hiểu được một số phương pháp phân tích xác định hàm lượng nhôm, Crôm trong quặng bôxit.  Xây dựng được quy trình phân tích nhôm, Crôm trong quặng bôxit.  Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố tới việc xác định Crôm trong quặng bôxit bằng phương pháp trắc quang.  Nhận thấy hàm lượng Al2O3 trong quặng bôxit thuộc vào dạng trung bình với khoảng đánh giá trữ lượng là 35 – 50%, tuy nhiên trong bảng kết quả ta thấy có 3 mẫu nằm trong khoảng đánh giá trữ lượng còn 2 mẫu thì nằm ngoài khoảng này. Còn đối với hàm lượng Cr2O3 trong quặng bôxit thì tương đối thấp với khoảng đánh giá trữ lượng là 0,05 – 0,1%, tuy nhiên trong bảng kết quả ta cũng thấy có 2 mẫu nằm trong khoảng đánh giá còn 3 mẫu thì nằm ngoài khoảng này.