Sản xuất keo tụ và bột màu từ bùn đỏ

Hiện nay, nước ta vẫn chỉ lưu giữ bùn đỏ tại hồ và không xử lý được.

Theo quy hoạch về khai thác bauxite tại Tây Nguyên, nếu tính đến năm 2025 thì lượng bùn đỏ thải ra sẽ đạt 23 triệu tấn. Sau 10 năm sẽ là 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ là 1,15 tỷ tấn. Hiện nay, nước ta vẫn chỉ lưu giữ bùn đỏ tại hồ và không xử lý được. Điều này đặt ra nhiều vấn đề về diện tích đất làm hồ cũng như chi phí lưu trữ bùn đỏ. Bởi vậy, nhiều phương pháp nhằm tái sử dụng bùn đỏ như sản xuất chất keo tụ, chất hấp phụ, luyện gang thép hay làm vật liệu xây dựng của thế giới đã được nghiên cứu.

Trong quá trình nghiên cứu, khi xác định được nhôm và sắt - thành phần chính của bùn đỏ - cũng chính là thành phần trong dung dịch chất keo tụ để xử lý nước và chất hấp phụ để xử lý màu và kim loại nặng, PGS.TS Mai Hương đã nảy ra ý tưởng: Đó là tìm một mức độ hòa tách hợp lý để phần pha rắn có thể dùng làm các chất hấp phụ hoặc nung lên làm bột màu. Còn phần đã hòa tách ra trong pha lỏng thì vẫn dùng được để làm dung dịch chất keo tụ đa thành phần.

Thêm vào đó, do bùn đỏ ở nước ta có sẵn lợi thế không chứa phóng xạ và dễ tái chế hơn so với nhiều nước trên thế giới, PGS.TS Mai Hương tin rằng nếu tận dụng được tối đa các thành phần như vậy sẽ giúp sản xuất ra phèn và phèn nhôm ngay trong nước với giá thành rẻ hơn.

Để thực hiện ý tưởng này, PGS.TS Hương đã hòa tách bùn đỏ bằng axit sulfuric có nồng độ từ 2 đến 5 mol/L ở nhiệt độ xấp xỉ 100°C, trong điều kiện khuấy trộn liên tục từ 2 đến 3 giờ. Nguyên liệu axit được chuẩn bị bằng cách hòa tan axit sulfuric đặc 98% trong nước và được lấy thiếu so với phương trình tỷ lượng từ 10 đến 30% tổng lượng nhôm và sắt có trong bùn đỏ. Nhiệt của phản ứng hòa tan axit sulfuric cũng sẽ được tận dụng để cấp nhiệt cho phản ứng hòa tách bùn đỏ.

Để kiểm tra kết quả trong thực tế, PGS.TS Mai Hương đã thử nghiệm với 1 kg bùn đỏ ướt thải từ nhà máy Alumin Tân Rai, Tây Nguyên. Kết quả thử nghiệm đã thu được sản phẩm là 200g bột màu, 200ml chất keo tụ dạng lỏng và 80g chất keo tụ dạng rắn từ 1 kg bùn đỏ ban đầu.

Mặc dù phương pháp này có thể giúp xử lý bùn đỏ, tuy nhiên theo PGS.TS Lê Thị Mai Hương, việc triển khai phương pháp này trong thực tế với hàng triệu tấn bùn thải ra hàng năm, để xử lý được trên quy mô rộng hơn sẽ cần phải nghiên cứu hoặc phát triển thêm các phương pháp khác nữa.