CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về laterit Laterit là loại đất giàu chất sắt và nhôm, hình thành ở vùng nhiệt đới nóng và ẩm ướt. Laterit có màu đỏ là màu của ion sắt. Laterit được hình thành trong quá trình rửa trôi các nguyên tố đá mẹ đặc biệt là các nguyên tố dễ bị hòa tan như Si, Na, K, Ca, Mg,.
sau đó có sự tích tụ tuyệt đối các ion Fe, Al, Mn trong các tầng đất, dưới tác động của các điều kiện môi trường như sự phong hóa, dòng chảy, mạch nước ngầm thay đổi, mất thảm phủ, xói mòn,. Các cation này có sẵn trong môi trường đất nhiệt đới do mưa và tác động dòng nước thấm, nước ngầm, chúng có cơ hội tập trung lại một chỗ trong đất với mật độ cao. Các cation này hấp thụ vào một nhóm mang điện tích âm (keo sét hoặc oxit sắt) hoặc một tác nhân khác kết dính giữa các cation đó để tạo nên những liên kết tương đối bền vững. Khi nhiệt độ môi trường lên cao, độ ẩm giảm thấp, các liên kết này mất nước, sẽ tạo nên những oxit kim loại cứng chắc, do đó độ cứng cao và rất cao.
Các ion này tập trung quanh những phần tử nhỏ là những cation nhóm mang điện tích âm hay tác nhân có khả năng kết dính xi măng. Chúng tạo liên kết với nhau. Mạch nước ngầm bị tụt xuống khiến lớp trên mất nước khả năng liên kết giữa chúng tăng và càng rắn chắc khi mất nước [2]. Các điều kiện hình thành đá ong − Nơi có độ dốc không cao lắm, có điều kiện tích tụ Fe, Al, Mn.
Nhất là các vùng đồi núi trung du các tỉnh: Hà Bắc, Vĩnh Phú, Sơn Tây, Đồng Nai, Sông Bé, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu… − Nơi mà môi trường sinh thái đã và đang bị phá hủy mạnh mẽ, khả năng bốc hơi lớn, mạch nước ngầm lên xuống rất cao trong mùa mưa và mùa khô. − Đá ong thường xuất hiện ở chân đồi nơi mực nước ngầm không quá sâu. − Đá mẹ: đá mẹ, phù sa cổ, thạch sét và một ít bazan tầng mỏng hay xuất hiện đá ong (miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên) , trên đá vôi hình thành Đặng Thị Thu Hương 2 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ nên đá ong hạt đậu, kết quả của sự tích tụ tuyệt đối Mn6+, Mn4+, Fe3+, Al3+. Sơ đồ quá trình laterit hóa Thành phần và đặc điểm của laterit Trong đá ong thành phần chủ yếu là hydroxit oxit sắt ngậm nước hay không ngậm nước hoặc mangan và một phần oxit nhôm.
Sự hình thành đá ong chỉ khác với quá trình laterit là ion Fe2+ thường tập trung ở các vùng tương đối thấp có khả năng từng là một dòng nước thổ nhưỡng hoặc dòng nước mặn trong mùa mưa. Trong tầng nước thổ nhưỡng gần mặt đất chứa nhiều ion Fe2+. Các ion Fe2+ dễ dàng bị oxi hóa thành ion Fe3+ khi có điều kiện tiếp xúc với oxy, chúng sẽ bị oxy hóa. Các oxit của chúng liên kết với các nhân là hạt keo sắt kaolinit để tạo thành mạng lưới dày đặc, khi mất nước chúng liên kết ngày càng chặt hơn.
Tùy loại đá ong người ta chia ra: Đặng Thị Thu Hương 3 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ - Đá ong tản kiểu buhanran. - Đá ong tản tổ ong, có nhiều lỗ, lỗ nhỏ như tổ ong - Đá ong hạt đậu. Tình hình nghiên cứu và sử dụng laterit Ở Việt Nam, đất laterit toàn vùng Vịnh Thái Lan có 15.856 ha, chiếm 1,37% diện tích tự nhiên, phân bổ chủ yếu ở các dãy núi dọc Vịnh Thái Lan thuộc huyện Kiên Lương, thị xã Hà Tiên, huyện đảo Phú Quốc, huyện đảo Kiên Hải của tỉnh Kiên Giang và ở các đảo nhỏ như Hòn Khoai, Hòn Chuối, Hòn Bương, Hòn Seo, Hòn Go và Hòn Đá Bạc ở tỉnh Cà Mau. Bao gồm : + Đất feralite trên đá macma axít : 4.495 ha + Đất feralite trên đá cát : 11.361 ha Nhóm đất này hình thành từ sự phong hoá đá cát và đá macma axít, sự phá huỷ kèm theo rửa trôi các cation kiềm bởi nhiệt độ, lượng mưa và các axít hữu cơ, sự di động theo mùa của sắt, nhôm.
theo chiều từ trên xuống và từ dưới lên phụ thuộc nhiều vào quá trình ôxy hoá khử, độ pH. Trong quá trình phát triển của thực 2+ 2+ vật, tầng mặt chứa một lượng axít hữu cơ mặt đáng kể làm hoà tan Ca , Mg , 3+ 3+ Fe , Al và trôi xuống sâu. Fe, Al đã được tích luỹ tại tầng B, ở đó điều kiện ôxy hoá và pH thuận lợi cho chúng kết tủa, bởi thế đất có màu vàng đỏ của Fe. Trong lịch sử, đá ong được cắt thành hình dạng như viên gạch và được sử dụng trong xây dựng tượng đài, đền thờ.
Kể từ những năm 1970 người ta đã sử dụng đá ong thay cho đá. Lớp đá ong được hình thành trong tự nhiên dày, xốp và hơi thấm, vì vậy các lớp này có chức năng dẫn mạch nước ngầm ở các khu vực nông thôn. Ở một số địa phương người ta sử dụng laterit có sẵn để loại bỏ photpho và kim loại nặng để xử lí nước thải. Laterit là một nguồn quặng: Quặng tồn tại chủ yếu trong các khoáng vật và hidroxit, gibbsite, boehmite và diaspore, giống như các thành phần của bauxite.
Ở Bắc Ireland người ta từng coi laterit như một nguồn cung cấp chính quặng sắt và nhôm. Quặng đá ong cũng là nguồn quan trọng đầu tiên cung cấp niken. Đặng Thị Thu Hương 4 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ 1. Florua và các phương pháp xử lý florua 1.
Nguồn gốc và phân bố florua Trong tự nhiên flo gặp chủ yếu ở dạng ion florua hóa trị một, là thành phần của các khoáng như floapatit [(Ca10F2)PO4)6], criolit( Na3AlF6) flospa (CaF2). Nó là một thành phần chung của đất, trung bình 200 mg/Lkg trên toàn thế giới. Florua cũng có trong nước tự nhiên, trung bình khoảng 0,2 mg/L ( Châu Âu và Bắc Mỹ), Trong nước biển nồng độ florua vào khoảng 1,2 mg/L. Tính chung flo là nguyên tố có độ giàu thứ 13 trên trái đất, chiếm 0,03% vỏ trái đất.
Flo được thải vào môi trường từ nhiều nguồn khác nhau. Khí florua (phần lớn là HF) được phát ra do hoạt động của núi lửa và bởi một số ngành công nghiệp khác nhau. Flo ở dạng khí và dạng hạt là sản phẩm phụ của hoạt động đốt than (than chứa 10 ÷ 480 mg/L kg flo, trung bình 80 mg/kg) và được giải phóng ra trong quá trình sản xuất thép và luyện các kim loại không chứa sắt. Việc sản xuất nhôm bao gồm việc sử dụng criolit, flospar và nhôm florua thường là nguồn thải florua ra môi trường quan trọng.
Các khoáng có chứa florua thường cũng là vật liệu thô cho thủy tinh, gốm sứ, xi măng và phân bón. Chẳng hạn, sự sản xuất phân photphat bằng sự axit hóa quặng apatit với H2SO4 giải phóng ra hidro florua theo phương trình sau đây là một ví dụ minh họa: 3[Ca3(PO4)2]CaF2 + 7H2SO4 3[Ca(H2PO4)2] + 7CaSO4 + 2HF Ngoài ra, sự phong hóa các đá và khoáng vật chứa flo đã giải phóng flo vào nước ngầm, nước sông, nước suối, làm tăng dần hàm lượng florua trong nước. Ở những vùng có khoáng hóa florit thì hàm lượng flo trong nước có thể cao hơn. Nước ngầm khi vận động có thể mang theo sự ô nhiễm flo đi xa nguồn với khoảng cách khá lớn [6, 9, 13, 28].
Trên thực tế có nhiều khu vực có các nguồn nước tự nhiên nhiễm flo khá cao như ở một số vùng của Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladet,.Ở Khánh Hòa, Phú Yên, Bình Định và nhiều nơi ở nước ta có những khu vực mà hầu hết các nguồn nước chứa flo từ 3-4 mg/L, thậm chí có những giếng lên tới 9 mg/L. Trong khi tiêu chuẩn đối với nước sinh hoạt, nước mặt là nồng độ florua = 1,5 mg/L (QCVN 2011) [5,6]. Đặng Thị Thu Hương 5 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ 1. Tính chất vật lí và hóa học của florua Ở điều kiện thường, flo là chất khí có màu lục nhạt, dung dịch của nó có màu vàng nhạt.
Flo tan trong HF lỏng, có mùi xốc khó chịu và rất độc, là chất không phân cực. Flo tan tương đối ít trong nước. Khi làm lạnh dung dịch nước, flo tách ra ở dạng tinh thể hidrat F2. Lực tương tác giữa phân tử flo và nước bằng lực Vandecvan.
Flo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như C6H6, CS2,. - Một vài tính chất của flo [5, 9] tosôi = -219,6oC Độ dài liên kết X-X = 1,42 Ao tonóng chảy = -187,0oC Năng lượng hidrat hóa của X = 121 Kcal/ptg Năng lượng liên kết = 37 Kcl/l Thế điện cực chuẩn = 2,87V - Năng lượng ion hóa rất cao của ion giải thích sự không tồn tại của ion flo dương. Ở điều kiện thường flo là một chất khí không màu, nếu lớp dày thì có màu lục nhạt. Flo là chất oxi hóa mạnh có thể tác dụng với tất cả các nguyên tố trừ N.
Khả năng khử không thể hiện ở flo. Các hợp chất của flo với kim loại quan trọng là NaF, KF, CaF2, trong đó CaF2 là một trong những muối quan trọng nhất của axit HF. Độc tính của florua Florua có ảnh hưởng bệnh lí học lên cả thực vật và động vật [3]. Thực vật: Là chất gây nguồn bệnh, florua gây ra sự phá hủy một diện tích rộng mùa màng.
Nó chủ yếu được tập trung bởi thực vật ở dạng khí HF thông qua khí khổng của lá, hòa tan vào pha nước của các lỗ cẩn khí khổng và được vận chuyển ở dạng ion theo dòng thoát hơi nước đến các đỉnh lá và các mép lá. Một số đi vào tế bào lá và tích tụ ở bên trong các bào quan của tế bào. Các ảnh hưởng của flo đến thực vật rất phức tạp vì liên quan đến rất nhiều phản ứng sinh hóa. Các triệu chứng thương tổn chung là sự gây vành đỉnh và mép lá và gây cháy lá.
Nó cũng làm giảm sự sinh trưởng và phát triển của thực vật và sự nảy mầm của hạt. Một trong số biểu hiện sớm ảnh hưởng phá hủy trong thực vật của florua là sự mất clorophin, điều này liên quan đến sự phá hủy các lục lạp, ức chế sự quang tổng hợp. Florua cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến các enzim liên quan đến sự glico phân, hô hấp và Đặng Thị Thu Hương 6 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.