Luận án tiến sĩ thu hồi đất hiếm từ bã thải tuyển quặng đồng sin quyền ứng dụng làm phân bón cho cây chè và một số loại rau tại đà lạt lâm đồng

Luận án tiến sĩ nghiên cứu thu hồi đất hiếm từ bã thải tuyển quặng đồng sin quyền ứng dụng làm phân bón cho cây chè và một số, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• Tác giả: Nguyễn Thành Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Lưu Minh Đại
• Trường học: Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Thu Hồi Đất Hiếm Từ Bã Thải Tuyển Quặng Đồng Sin Quyền Ứng Dụng Làm Phân Bón Cho Cây Chè Và Một Số Loại Rau Tại Đà Lạt, Lâm Đồng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ Hóa Học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Khoáng sản đất hiếm
• 1.1.1. Khoáng sản đất hiếm ở Việt Nam
• 1.1.2. Mỏ quặng đồng Sin Quyền
• 1.1.3. Bã thải tuyển quặng đồng Sin Quyền
• 1.2. Công nghệ xử lý quặng đất hiếm
• 1.2.1. Làm giàu quặng đất hiếm
• 1.2.2. Tách tổng oxit đất hiếm
• 1.2.2.1. Tách tổng oxit đất hiếm từ quặng monazit
• 1.2.2.2. Tách tổng oxit đất hiếm từ quặng basnezit
• 1.2.2.3. Tách tổng oxit đất hiếm từ các quặng khác
• 1.3. Khả năng tạo phức của NTĐH
• 1.4. Tách các NTĐH bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng
• 1.4.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp chiết lỏng - lỏng
• 1.4.1.1. Hệ số phân bố
• 1.4.1.2. Phần trăm chiết (E%)
• 1.4.1.3. Hệ số cường chiết (Sk)
• 1.4.1.4. Hệ số tách β
• 1.4.2. Chiết NTĐH bằng hợp chất cơ photpho trung tính
• 1.4.3. Tác dụng của muối đẩy đến hiệu quả chiết
• 1.5. Ứng dụng của NTĐH trong nông nghiệp
• 1.6. Giới thiệu về cây chè và một số loại rau phổ biến ở Đà lạt
• 1.6.1. Giới thiệu về cây chè
• 1.6.2. Giới thiệu về cây cải bắp
• 1.6.3. Giới thiệu về cây xà lách
• 2. CHƯƠNG 2: HÓA CHẤT DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các loại hóa chất chính
• 2.1.1. Tác nhân chiết và dung môi pha loãng
• 2.1.2. Dung dịch muối đất hiếm
• 2.1.3. Dung dịch đệm axetat
• 2.1.4. Dung dịch chuẩn DTPA
• 2.1.5. Các loại hóa chất khác
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tuyển làm giàu quặng đất hiếm từ bã thải tuyển quặng đồng Sin Quyền
• 2.2.2. Thu hồi tổng oxit đất hiếm từ phân đoạn giàu đất hiếm bằng phương pháp axit
• 2.2.3. Thu hồi tổng oxit đất hiếm từ phân đoạn giàu đất hiếm bằng phương pháp kiềm
• 2.2.4. Phương pháp chiết, tách các NTĐH
• 2.2.5. Phương pháp tổng hợp phức chất đất hiếm với axit lactic
• 2.2.6. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu kích thích sinh trưởng cây chè và rau ở Đà lạt, Lâm Đồng của phức lactat đất hiếm
• 2.2.6.1. Đối với cây chè
• 2.2.6.2. Đối với cây cải bắp trồng ngoài trời
• 2.2.6.3. Đối với cây xà lách Corol trồng ngoài trời
• 2.2.6.4. Đối với cây xà lách Rumani trong nhà lưới
• 2.3. Các phương pháp phân tích kiểm tra
• 2.3.1. Xác định nồng độ axit
• 2.3.2. Xác định hàm lượng tổng các NTĐH trong tinh quặng
• 2.3.3. Xác định hàm lượng tổng các NTĐH và thori trong quá trình chiết phân chia
• 2.3.4. Xác định hàm lượng từng NTĐH
• 2.3.4.1. Phương pháp sắc kí trao đổi ion kết hợp với chuẩn độ vi lượng
• 2.3.4.2. Phân tích định lượng các nguyên tố bằng ICP - AES
• 2.3.5. Xác định các thông số của quá trình chiết đất hiếm
• 2.3.5.1. Hệ số phân bố D của NTĐH
• 2.3.5.2. Xác định dung lượng chiết
• 2.3.6. Phương pháp xác định thành phần và tính chất của phức NTĐH(III) với axit lactic
• 2.3.6.1. Thành phần của phức chất
• 2.3.6.2. Độ dẫn điện của dung dịch phức
• 2.3.6.3. Phương pháp phân tích nhiệt
• 2.3.6.4. Phương pháp phổ hồng ngoại
• 2.3.7. Phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu đánh giá năng suất, chất lượng cây trồng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu làm giàu đất hiếm từ bã thải tuyển quặng đồng Sin Quyền
• 3.1.1. Kết quả phân tích thành phần bã thải
• 3.1.2. Kết quả thí nghiệm tuyển làm giàu đất hiếm
• 3.1.3. Kết quả phân tích thành phần phân đoạn giàu đất hiếm
• 3.2. Nghiên cứu thu hồi đất hiếm bằng phương pháp axit
• 3.2.1. Nghiên cứu thu hồi đất hiếm bằng phương pháp ngâm chiết với axit
• 3.2.1.1. Phương pháp ngâm chiết bằng axit nitric
• 3.2.1.2. Phương pháp ngâm chiết bằng axit sunfuric
• 3.2.1.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.2. Phương pháp thủy luyện có gia nhiệt bằng dung dịch axit sunfuric
• 3.2.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit sunfuric đến hiệu suất thu hồi đất hiếm ở nhiệt độ khác nhau
• 3.2.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ quặng/H2SO4 đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.2.3. Ảnh hưởng của thời gian phân hủy đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý quặng ban đầu đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.3. Phương pháp thủy luyện bằng axit sunfuric dưới tác dụng của vi sóng
• 3.2.3.1. Ảnh hưởng của công suất vi sóng, nồng độ của axit đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ quặng/H2SO4 đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.3.3. Ảnh hưởng của thời gian thủy luyện đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.4. Phương pháp thủy luyện bằng axit sunfuric ở nhiệt độ cao
• 3.2.4.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ quặng/H2SO4 đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.4.3. Ảnh hưởng của thời gian nung đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.2.4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn/lỏng trong quá trình hòa tách đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3. Nghiên cứu thu hồi đất hiếm bằng phương pháp kiềm
• 3.3.1. Phương pháp thủy luyện bằng dung dịch NaOH ở áp suất thường
• 3.3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaOH đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian thủy luyện đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ quặng/NaOH đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy luyện đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.2. Phương pháp thủy luyện bằng dung dịch NaOH ở áp suất cao
• 3.3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaOH đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian thủy luyện đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ quặng/NaOH đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.3.2.5. Ảnh hưởng của áp suất bình thủy luyện đến hiệu suất thu hồi đất hiếm
• 3.4. Chiết La, Ce, Nd và Y bằng TPPO trong dung dịch nước chứa muối đẩy
• 3.4.1. Chiết La, Ce, Nd bằng TPPO trong dung dịch nước chứa muối đẩy
• 3.4.1.1. Ảnh hưởng của bản chất muối đẩy đến hệ số phân bố của La, Ce, Nd
• 3.4.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối đẩy đến hệ số phân bố của La, Ce, Nd
• 3.4.1.3. Đường đẳng nhiệt chiết La, Ce, Nd
• 3.4.2. Chiết Y bằng TPPO trong dung dịch nước chứa muối đẩy
• 3.4.2.1. Ảnh hưởng của bản chất muối đẩy đến hệ số phân bố của Y
• 3.4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối đẩy đến hệ số phân bố của Y
• 3.4.2.3. Đường đẳng nhiệt chiết Y
• 3.4.2.4. Các điều kiện giải chiết Y
• 3.5. Chiết thu nhận xeri và oxit đất hiếm(III) từ tổng oxit đất hiếm Sin Quyền
• 3.5.1. Nghiên cứu điều kiện giải chiết La, Nd, Y, Ce và Th
• 3.5.2. Nghiên cứu giải chiết Ce(IV)
• 3.5.3. Nghiên cứu chiết thu nhận xeri và đất hiếm(III) từ tổng oxit đất hiếm Sin Quyền
• 3.6. Tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo phức chất lactat đất hiếm
• 3.6.1. Thành phần của phức chất
• 3.6.2. Nghiên cứu phức chất
• 3.6.2.1. Độ tan và độ dẫn điện của phức chất
• 3.6.2.2. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 3.6.2.3. Nghiên cứu phức chất bằng phổ hồng ngoại
• 3.7. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của phức chất lactat đất hiếm đến năng suất chè và một số loại rau ở Đà lạt, Lâm Đồng
• 3.7.1. Kết quả thí nghiệm trên cây chè
• 3.7.1.1. Kết quả theo dõi tốc độ sinh trưởng của búp chè
• 3.7.1.2. Kết quả theo dõi chiều dài búp chè
• 3.7.1.3. Kết quả theo dõi mật độ búp chè
• 3.7.1.4. Kết quả theo dõi trọng lượng búp chè
• 3.7.1.5. Kết quả nếm cảm quan chè thành phẩm
• 3.7.1.6. Kết quả phân tích sinh hóa mẫu chè
• 3.7.2. Kết quả thí nghiệm trên một số loại rau ở Đà lạt
• 3.7.2.1. Kết quả thí nghiệm trên cây cải bắp trồng ngoài trời
• 3.7.2.2. Kết quả thí nghiệm trên cây xà lách Corol trồng ngoài trời
• 3.7.2.3. Kết quả thí nghiệm trên cây xà lách Rumani trồng trong nhà lưới
• CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về thu hồi đất hiếm từ bã thải quặng đồng Sin Quyền

Việc thu hồi đất hiếm từ bã thải quặng đồng Sin Quyền không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra nguồn phân bón hữu ích cho nông nghiệp. Bã thải quặng đồng chứa nhiều nguyên tố quý hiếm, có thể được tận dụng để sản xuất phân bón cho cây chè và rau. Nghiên cứu này nhằm mục đích khai thác tài nguyên này một cách hiệu quả, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.1. Đặc điểm của bã thải quặng đồng Sin Quyền

Bã thải từ quá trình tuyển quặng đồng Sin Quyền chứa nhiều thành phần khoáng sản, trong đó có đất hiếm. Việc phân tích thành phần hóa học của bã thải cho thấy hàm lượng các nguyên tố quý hiếm có thể được thu hồi và sử dụng trong nông nghiệp.

1.2. Tầm quan trọng của đất hiếm trong nông nghiệp

Các nguyên tố đất hiếm đã được chứng minh có tác dụng tích cực trong việc cải thiện năng suất cây trồng. Chúng giúp tăng cường khả năng sinh trưởng và phát triển của cây chè và rau, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

II. Vấn đề ô nhiễm môi trường từ bã thải quặng đồng

Bã thải quặng đồng Sin Quyền không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn làm giảm chất lượng đất canh tác. Việc không xử lý bã thải đúng cách có thể dẫn đến sự tích tụ của các chất độc hại trong đất và nước. Do đó, việc thu hồi tài nguyên đất hiếm từ bã thải là một giải pháp cần thiết để bảo vệ môi trường.

2.1. Tác động của bã thải đến môi trường

Bã thải quặng đồng chứa nhiều kim loại nặng và chất độc hại, có thể gây ô nhiễm đất và nước. Việc xử lý bã thải không đúng cách có thể dẫn đến sự suy giảm chất lượng môi trường sống.

2.2. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

Việc thu hồi đất hiếm từ bã thải không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn tài nguyên quý giá cho nông nghiệp. Các phương pháp xử lý bã thải cần được nghiên cứu và áp dụng một cách hiệu quả.

III. Phương pháp thu hồi đất hiếm từ bã thải quặng đồng

Có nhiều phương pháp khác nhau để thu hồi đất hiếm từ bã thải quặng đồng Sin Quyền. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất bằng axit, kiềm và các phương pháp hóa học khác. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đạt hiệu quả cao nhất.

3.1. Phương pháp chiết xuất bằng axit

Phương pháp chiết xuất bằng axit được sử dụng để thu hồi đất hiếm từ bã thải. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng axit sunfuric có thể đạt hiệu suất thu hồi cao, giúp tách các nguyên tố quý hiếm ra khỏi bã thải.

3.2. Phương pháp chiết xuất bằng kiềm

Phương pháp chiết xuất bằng kiềm cũng là một lựa chọn hiệu quả để thu hồi đất hiếm. Sử dụng dung dịch NaOH có thể giúp tăng cường khả năng tách các nguyên tố quý hiếm từ bã thải quặng đồng.

IV. Ứng dụng phân bón từ đất hiếm cho cây chè và rau

Phân bón chứa đất hiếm có thể được ứng dụng cho cây chè và rau tại Đà Lạt, Lâm Đồng. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng phân bón này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng cây chè và rau phát triển tốt hơn khi được bón phân chứa đất hiếm.

4.1. Tác động đến cây chè

Các thí nghiệm cho thấy, cây chè được bón phân chứa đất hiếm có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn và chất lượng búp chè tốt hơn. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của việc sử dụng phân bón này trong nông nghiệp.

4.2. Tác động đến các loại rau

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các loại rau như cải bắp và xà lách phát triển tốt hơn khi được bón phân chứa đất hiếm. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng rau.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Việc thu hồi đất hiếm từ bã thải quặng đồng Sin Quyền là một giải pháp bền vững cho nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp và phát triển bền vững.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ giúp thu hồi tài nguyên đất hiếm mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc áp dụng các phương pháp thu hồi hiệu quả sẽ tạo ra nguồn tài nguyên quý giá cho nông nghiệp.

5.2. Triển vọng phát triển trong tương lai

Tương lai của nghiên cứu này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc ứng dụng đất hiếm trong nông nghiệp. Các nghiên cứu tiếp theo cần được thực hiện để tối ưu hóa quy trình thu hồi và ứng dụng phân bón chứa đất hiếm.