intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số ion đến khả năng thủy phân và tồn lưu của các kim loại nặng chính có trong quặng đồng Sinh Quyền

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:38

76
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn đã nghiên cứu và khảo sát khả năng thủy phân của các ion kim loại nặng như Ni, Zn, Cd, Pb, Cr, Mn, Co ở các pH khác nhau. Tùy vào tính chất của mỗi kim loại mà khả năng thủy phân tạo kết tủa là khác nhau, nhưng hầu hết đều thủy phân khá nhiều ở các pH cao (trừ một số kim loại có tính chất lưỡng tính bị hòa tan ở điều kiện pH lớn).

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số ion đến khả năng thủy phân và tồn lưu của các kim loại nặng chính có trong quặng đồng Sinh Quyền

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Vũ Thị Hà Mai NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION  ĐẾN KHẢ NĂNG THỦY PHÂN VÀ TỒN LƯU CỦA  CÁC KIM LOẠI NẶNG CHÍNH CÓ TRONG QUẶNG  ĐỒNG SINH QUYỀN Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC     NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA  HỌC                                          PGS.TS. Trần Hồng Côn 1
  2. Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa  học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học:       PGS.TS. Trần Hồng Côn Phản biện 1:  PGS.TS. Trần Thị Dung      Khoa Hóa học ­ Trường  ĐH Khoa học  Tự  nhiên  Phản biện 2: TS. Nguyễn Mạnh Tường    Viện Hóa học vật liệu – Viện KHCN Quân sự Luận văn được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn  thạc sĩ họp tại:  Phòng Hội thảo – khoa Hóa – ĐH  Khoa học Tự nhiên, lúc 14 giờ 00 ngày 27 tháng 01  năm 2015 MỞ ĐẦU Có thể tìm thấy luận văn tại: Thư viện trường Đại  học Khoa học Tự nhiên – Đ 2 ại học Quốc gia Hà Nội
  3. Hiện nay, với sự phát triển như  vũ bão  của các ngành công nghiệp, nhu cầu sử dụng  kim   loại   ngày   càng   tăng.   Ngoài   việc   nhập  một lượng kim loại với chi phí cao thì nước  ta   tận   dụng   triệt   để   trữ   lượng   tài   nguyên  khoáng sản tương đối lớn và đa dạng. Tuy  nhiên, việc khai thác khoáng sản đã và đang  để  lại những hậu quả nghiêm trọng cho môi  trường.  Kim loại nặng có hầu hết trong các mỏ  khoáng   sản   với   hàm   lượng   khác   nhau,   tuỳ  thuộc vào từng loại khoáng sản và từng vùng  địa chất khác nhau. Trong các kim loại nặng,  chỉ  có một số  nguyên tố  là cần thiết cho cơ  thể  sống và con người  ở  một giới hạn cho  phép   nào   đấy,   nhưng   khi   hàm   lượng   vượt  quá giới hạn cho phép đó, chúng sẽ  gây độc  hại nghiêm trọng cho cơ  thể. Tuy nhiên khả  năng   gây   độc   của   các   kim   loại   nặng   hoàn  3
  4. toàn   phụ   thuộc   vào   trạng   thái   tồn   tại   của  chúng. Mỏ  đồng Sinh Quyền – Lào Cai có trữ  lượng gần 100 triệu tấn quặng, là nguồn lợi  cho   rất   nhiều   nhà   đầu   tư   trong   việc   khai   thác. Tuy nhiên, do chưa đảm bảo các quy  định về  bảo vệ  môi trường nên sau khi lấy  được phần quặng giàu và các kim loại cần  khai thác thì bỏ đi toàn bộ phần quặng nghèo  và khoáng sản đi cùng. Các kim loại nặng có  trong   quặng,   dưới   tác   dụng   của   quá   trình  phong   hóa   tự   nhiên   sẽ   bị   phân   hủy,   thủy  phân, hòa tan hoặc kết tủa để  vận chuyển  hoặc tồn lưu, có  ảnh hưởng to lớn đến môi  trường sinh thái, sức khỏe của con người và  động thực vật. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề  tài: “Nghiên cứu  ảnh hưởng của một số  ion đến khả  năng thủy phân và tồn lưu  4
  5. của   các   kim   loại   nặng   chính   có   trong  quặng đồng Sinh Quyền”. Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Sơ  lược về  trữ  lượng quặng  đồng  tại   Việt   Nam   và   mỏ   đồng   Sinh  Quyền 1.1.1.   Trữ   lượng   và   phân   bố   quặng  đồng sunfua tại Việt Nam 1.1.2.     Trữ  lượng quặng  đồng  sunfua  tại mỏ đồng Sinh Quyền 1.1.3.   Một số  loại quặng chủ  yếu  ở  mỏ đồng Sinh Quyền 1.1.3.1. Chalcopyrit CuFeS2 1.1.3.2. Pyrotin Fe1­xS 1.1.3.3. Magnetit 1.1.3.4. Pyrit FeS2 5
  6. 1.1.4. Các quy trình khai thác quặng tại  Việt Nam 1.1.4.1. Thăm dò địa chất 1.1.4.2. Khai thác 1.1.4.3. Tuyển quặng  1.1.4.4. Tuyển nổi 1.1.4.5. Tuyển trọng lực 1.1.4.6. Lọc 1.1.4.7. Quản lý chất thải 1.1.4.8. Luyện và tinh chế 1.1.4.9. Cải tạo 1.2. Nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng do các  bãi thải khai thác chế biến khoáng sản 1.2.1. Nguồn gây ô nhiễm 1.2.2. Con đường phát tán kim loại nặng  và các chất độc hại vào môi trường  1.3. Tình trạng ô nhiễm tại các khu vực  khai thác quặng ở Việt Nam 6
  7. 1.3.1. Tại các mỏ quặng ở Việt Nam 1.3.2.   Tại   khu   vực   mỏ   đồng   Sinh  Quyền  1.4. Quá trình phong hoá quặng  1.4.1.  Phong hoá vật lý 1.4.2. Phong hoá hoá học 1.4.3. Phong hoá sinh học 1.5. Các quá trình sau phong hóa quặng  1.5.1. Quá trình tạo kết tủa 1.5.2. Quá trình tạo phức 1.5.3. Quá trình thủy phân 1.5.4. Các yếu tố   ảnh hưởng đến quá  trình thủy phân và tạo kết tủa 1.6. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến cơ  thể sống và con người 1.6.1. Sắt  1.6.2. Cadimi 7
  8. 1.6.3. Chì 1.6.4. Coban 1.6.5. Crom 1.6.6. Đồng 1.6.7. Kẽm 1.6.8. Mangan 1.6.9. Niken Chương 2:  THỰC NGHIỆM 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.2. Mục tiêu nghiên cứu 2.3. Các phương pháp nghiên cứu 2.4. Danh mục hoá chất. thiết bị  cần  thiết cho nghiên cứu  2.5. Thực nghiệm 8
  9. 2.5.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH tới  sự thủy phân của các kim loại nặng chính có  trong quặng 2.5.2.   Ảnh   hưởng   của   pH   và   nồng   độ  Fe3+  đối với sự  thủy phân của các kim loại  nặng  2.5.3.   Ảnh   hưởng   của   pH   và   nồng   độ  Cu2+  đối với sự  thủy phân của các kim loại  nặng  2.5.4.  Ảnh hưởng của pH và tương tác  của các kim loại nặng có thành phần giống  quặng khi thủy phân trong điều kiện tương  tự phong hóa. Chương 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH tới sự  thủy phân của các kim loại nặng chính có  trong quặng  9
  10. Hình 3.1. Khảo sát ảnh hưở ng của pH. Từ đồ thị trên ta thấy khi pH có giá trị  3 ­ 4 nồng độ  các ion kim loại gi ảm nhưng   không đáng kể. Điều này có thể  giải thích  là do tại giá trị  pH này M n+ đã bị  thủy phân  tạo các phức hydroxo và bắt đầu tạo một  lượ ng nhỏ  kết tủa M(OH) n. Dạng tan c ủa  các kim loại  ở pH này chủ  yếu vẫn là Mn+,  một   phần   chứa   các   phức   M(OH) (n­1)+,  M(OH) (n­2)+.... 10
  11.      Khi pH > 4, n ồng  độ  các ion kim  loại giảm nhi ều h ơn và không giống nhau  do   các   kim   loại   khác   nhau   thì   tích   số   tan  các hidroxit tươ ng  ứng cũng khác nhau, nên  khả  năng thủy phân tạo kết tủa cũng khác  nhau.      Khi môi trườ ng có tính bazơ  (pH >   8), đa số  các kim loại dễ  dàng tạo kết tủa   M(OH) n theo phương trình: Khi   pH   >   10,   h ầu   h ết   các   kim   loại  ( như  Ni, Co, Cd...)  đều nằm trong kết t ủa   dạng hidroxit, n ồng  độ  ion kim loại nặng  trong dung d ịch gi ảm, các ion kim loại b ị  lắng   đọng   tại   chỗ,   không   phát   tán   gây   ô  nhiễm môi trườ ng.  11
  12. Riêng đối với mangan, tích số  tan của  Mn(OH) 2 Ks = 10 ­12,8, lớn nhất trong các ion  kim loại nặng mà chúng ta nghiên cứu nên  kết   tủa   Mn(OH) 2    tạo   thành   khó   hơn   các  kim loại khác (khi pH > 8 n ồng độ ion Mn 2+  mới bắt đầu giảm nhanh nh ưng v ẫn không  tạo   kết   tủa   hoàn   toàn   như   các   kim   loại  khác).   Vì   vậy   nồng   độ   Mn2+  trong   dung  dịch còn lại trươ ng đối lớn.  Một  số   kim   loại   mà  hidroxit   có  tính  lưỡ ng tính như  Zn, Pb,...k ết t ủa s ẽ  b ị  hòa  tan một phần trong môi trườ ng bazơ. Khi   đó   nồng   độ   các   ion   kim   lo ại   trong   dung  dịch sẽ tăng.  Cr3+  có   độ   dươ ng   điện   cao   và  Cr(OH) 3  có tích số  tan khá nhỏ (K s = 10­31 )  nên ion Crom th ủy phân khá sớm, ngay từ  pH = 4) và chưa bị  hòa tan khi môi trườ ng  có tính bazơ  mặc dù nó  là hợp chất lưỡng  12
  13. tính.   Vì   vậy   môi   trườ ng   sẽ   không   bị   ô  nhiễm crom. Như  vậy, pH  ảnh h ưởng khá là khác  nhau   đến   sự   thủy   phân   của   các   ion   kim  loại nặng.  3.2.   Ảnh hưởng  của pH  và nồng  độ   ion  Fe3+ đối với sự thủy phân của các ion kim  loại nặng  3.2.1.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Pb2+ Hình 3.2.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ ion   Fe3+ đối với sự thủy phân của Pb2+ 13
  14. Từ   kết   quả   thu   được,   ta   thấy   trong  khoảng pH = 3 – 5, và nồng độ của Fe3+ thay  đổi từ 10 – 20 ppm thì thấy sự giảm nồng độ  chì trong dung dịch. Nếu nồng độ của Fe3+ là  20 – 100 ppm thì nồng độ của chì trong dung  dịch giảm xuống thấp ngay từ  khi pH bằng   3. Khi pH tăng dần, lượng kết tủa Pb(OH)2  tạo thành nhiều hơn, đủ  lớn để  tách ra tạo  hidroxit lắng xuống. 3.2.2.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Co2+ 14
  15. Hình 3.3:  Ảnh hưởng của pH và nồng độ ion   Fe3+ đối với sự thủy phân của Co2+ Qua   đồ   thị   ta   nhận   thấy   rằng,   trong   khoảng pH = 3 – 8, khi pH tăng đần nồng độ  Coban   trong   dung   dịch   giảm   dần,   và   cũng  trong  khoảng   pH   này,   khi   nồng   độ   ion   sắt  tăng thì quá trình thủy phân của sắt xảy ra  mạnh hơn làm nồng độ kết tủa Fe(OH)3 tăng.  Trong quá trình kết tủa này lắng xuống, nó  sẽ hấp phụ các ion coban trong dung dịch làm  nồng độ coban cũng giảm dần.  3.2.3.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Ni2+ 15
  16. Hình 3.4.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ ion   Fe3+ đối với sự thủy phân của Ni2+ Từ   kết   quả   thu   được,   ta   thấy     trong  khoảng pH = 3 – 9, khi pH tăng đần nồng độ  Niken   trong   dung   dịch   giảm   dần,   và   cũng  trong  khoảng   pH   này,   khi   nồng   độ   ion   sắt  tăng thì quá trình thủy phân của sắt xảy ra  mạnh hơn làm nồng độ kết tủa Fe(OH)3 tăng,  nó sẽ hấp phụ các ion Niken trong dung dịch  làm nồng độ  niken cũng giảm dần. Ta thấy  rõ ràng nhất trong khoảng pH = 6 – 8, khi   nồng độ sắt là 50 – 100 ppm, nồng độ  niken  giảm   nhanh  nhất   bởi   ngoài   lượng  niken   bị  16
  17. hấp phụ, khi dung dịch có môi trường bazơ,  niken bị  thủy phân và tách ra dưới dạng kết   tủa một lượng khá lớn làm nồng độ  ion này  giảm mạnh. Khi pH > 9, nồng độ  niken còn lại trong  dung dịch thấp nên khi tăng pH hay nồng độ  sắt thì nồng độ niken giảm không đáng kể. 3.2.4.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Cr3+ 17
  18. Hình  3.5.   Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion   Fe3+ đối với sự thủy phân của Cr3+  Nồng độ com trong dung dịch giảm rất  nhanh ngay tại pH = 3 khi có mặt ion sắt vì  Crom có tích số tan bé, có khả thủy phân tạo  kết tủa tại các pH thấp nên  ở  pH = 3 đã bắt  đầu   xảy   ra   quá   trình   thủy   phân.   Lượng  Cr(OH)3 cộng kết với lượng Fe(OH)3   do ion  sắt thủy phân tạo kết tủa lắng xuông, vì vậy  ngay tại pH = 3, nồng độ ion crom đã giảm đi  rõ   rệt.   Khi   nồng  độ   sắt   càng   tăng,   lượ ng  kết tủa sắt (III) hidroxit do th ủy phân càng  lớn,   quá   trình   cộng   kết   xảy   ra   nhanh   hơn,  đồng   thời   lượng   sắt   tạo   thành   lớn   có   khả  năng hấp phụ đáng kể  các ion Cr3+ làm nồng  độ crom giảm đi nhiều hơn.  Khi pH = 5, crom gần như  thủy phân  hoàn toàn thành Cr(OH)3 nên lượng ion Crom  trong dung dịch còn không đáng kể, vì vậy ở  18
  19. các   khoảng   pH   >   5,   nồng   độ   crom   giảm  không đáng kể.  3.2.5. Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Mn2+ Hình 3.6.  Ảnh hưởng của pH và nồng độ ion   Fe3+ đối với sự thủy phân của Mn2+ Ta nhận thấy, khi có mặt ion sắt trong  dung dịch, nồng độ  mangan trong dung dịch  giảm mạnh, có thể  giảm còn 0,003 ppm tại   pH = 11 khi có mặt ion Fe3+, bé hơn nhiều so  với   không   có   mặt   ion   sắt   trong   cùng   điều  kiện. 19
  20. Nồng   độ   ion   Mn2+  giảm   nhiều   nhất  trong   khoảng   từ   pH   =   6   –   10   bởi   khi   môi  trường có tính bazơ, sắt thủy phân khá mạnh  tạo hidroxit không tan. Tuy nhiên, mangan có  tích số tan tương đối lớn nên ít bị thủy phân,  vì vậy chủ yếu các ion Mn2+ bị hấp phụ trong  kết   tủa   Fe(OH)3  là   nồng   độ   mangan   trong  dung dịch giảm đi đáng kể. Khi   pH   >   10,   nồng   độ   Mangan   trong  dung   dịch   ít   giảm   hơn   bởi   một   lượng   lớn  mangan đã bị thủy phân và hấp phụ trước đó. 3.2.6. Ảnh hưởng của pH và nồng độ  ion Fe3+ đối với sự thủy phân của Cd2+ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2