Luận văn: Tổng hợp axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa làm phụ gia tuyển quặng apatit

Luận văn Thạc sĩ nghiên cứu quá trình tổng hợp axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa và ứng dụng làm phụ gia hiệu quả cho thuốc tuyển quặng apatit.

• Tác giả: Lê Chí Thành
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Như Mai
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ hóa học
• Đề tài: Tổng hợp axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa tuyển quặng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái niệm và tính chất của Axit Alkyl Hydroxamic

Axit alkyl hydroxamic là một loại hợp chất hữu cơ có cấu trúc phân tử chứa nhóm hydroxamic (-CONHOH). Đây là những chất có tính chất đặc biệt trong tuyển khoáng, đặc biệt là trong quá trình tuyển quặng apatit. Axit alkyl hydroxamic được biết đến như một loại thuốc tập hợp hiệu quả trong công nghệ tuyển nỗi khoáng vật. Các axit này có khả năng hấp phụ mạnh mẽ lên bề mặt hạt khoáng, tạo thành một lớp film bảo vệ. Tính chất hóa học của axit alkyl hydroxamic bao gồm khả năng phản ứng với các ion kim loại và khoáng vật. Chúng có độ ổn định cao trong môi trường nước và có thể hoạt động hiệu quả ở các pH khác nhau. Đây là những yếu tố quan trọng giúp chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong ngành tuyển khoáng hiện đại.

1.1. Cấu trúc và đặc điểm của Axit Alkyl Hydroxamic

Axit alkyl hydroxamic có công thức tổng quát R-CO-NH-OH, trong đó R là một chuỗi alkyl dài. Nhóm hydroxamic (-CONHOH) là yếu tố chính tạo nên tính chất hoạt động bề mặt của hợp chất này. Cấu trúc này cho phép axit alkyl hydroxamic có khả năng liên kết mạnh với các ion kim loại và bề mặt khoáng vật. Đặc điểm này làm cho chúng trở thành thuốc tập hợp tuyệt vời trong các ứng dụng tuyển nỗi.

1.2. Ứng dụng trong Tuyển Quặng Apatit

Trong quá trình tuyển nỗi quặng apatit, axit alkyl hydroxamic hoạt động như một chất hấp phụ chọn lọc. Nó tạo thành lớp mỏng trên bề mặt hạt khoáng, giúp cô lập apatit khỏi các khoáng vật gang không mong muốn. Hiệu suất tuyển nỗi tăng đáng kể khi sử dụng axit alkyl hydroxamic so với các thuốc tập hợp truyền thống khác.

II. Quá trình Tổng hợp Axit Alkyl Hydroxamic từ Dầu Dừa

Quy trình tổng hợp axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa bao gồm hai bước chính. Bước thứ nhất là chuyển hóa dầu dừa thành methyl ester thông qua phản ứng methylester hóa. Bước thứ hai là phản ứng giữa methyl ester dầu dừa với hydroxylamine (NH₂OH) và kali hydroxide (KOH) để tạo axit alkyl hydroxamic. Phương pháp này được xem là hiệu quả kinh tế vì sử dụng nguyên liệu dầu dừa giá rẻ và dễ kiếm. Hiệu suất phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ lệ mol nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian phản ứng và pH môi trường. Quá trình này đã được xác thực qua nghiên cứu tại các viện nghiên cứu hóa dầu hàng đầu.

2.1. Bước Tổng hợp Methyl Ester từ Dầu Dừa

Methyl ester được tổng hợp từ dầu dừa thông qua phản ứng transesterification. Trong quá trình này, dầu dừa tác dụng với methanol dưới tác dụng của chất xúc tác碱tính để tạo methyl ester và glycerin. Hiệu suất chuyển đổi của bước này thường đạt 95-98%. Sản phẩm methyl ester được tách lớp và làm sạch để chuẩn bị cho bước tiếp theo.

2.2. Bước Tổng hợp Axit Alkyl Hydroxamic từ Methyl Ester

Phản ứng giữa methyl ester dầu dừa và hydroxylamine hydrochloride (NH₂OH·HCl) với kali hydroxide (KOH) diễn ra ở nhiệt độ 60-70°C. Thời gian phản ứng tối ưu là 6-8 giờ. Tỷ lệ este:NH₂OH:KOH được duy trì ở 1:1,2:1,5 (mol). Sản phẩm cuối cùng là axit alkyl hydroxamic có độ tinh khiết cao, có thể được kiểm tra bằng phổ IR, GC-MS.

III. Các Yếu tố Ảnh hưởng đến Hiệu suất Tổng hợp

Hiệu suất tổng hợp axit alkyl hydroxamic bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng. Tỷ lệ mol nguyên liệu là một trong những yếu tố quyết định nhất đối với lượng sản phẩm thu được. Nhiệt độ phản ứng cần được kiểm soát chặt chẽ vì nhiệt độ quá cao có thể làm phân hủy sản phẩm, còn quá thấp sẽ làm giảm tốc độ phản ứng. Thời gian phản ứng cũng là biến số quan trọng – thời gian quá ngắn dẫn đến chuyển đổi không hoàn toàn, còn quá dài gây phát sinh tạp chất. pH môi trường được duy trì ở mức kiềm để thúc đẩy phản ứng. Bên cạnh đó, chất lượng nguyên liệu dầu dừa và độ tinh khiết các chất hóa học cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

3.1. Ảnh hưởng của Nhiệt độ và Thời gian

Nhiệt độ tối ưu cho phản ứng tổng hợp axit alkyl hydroxamic nằm trong khoảng 60-75°C. Tại nhiệt độ này, tốc độ phản ứng là cao nhất trong khi sự phân hủy sản phẩm vẫn ở mức tối thiểu. Thời gian phản ứng khoảng 6-8 giờ là lý tưởng để đạt hiệu suất cao nhất (>85%).

3.2. Ảnh hưởng của Tỷ lệ Mol Nguyên liệu

Tỷ lệ mol tối ưu giữa methyl ester:hydroxylamine:KOH là 1:1,2:1,5. Khi tỷ lệ thay đổi, cả hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm đều bị ảnh hưởng. Tỷ lệ cao hơn hydroxylamine có thể tăng hiệu suất chuyển đổi nhưng dẫn đến khó tách chiết sản phẩm.

IV. Ứng dụng Axit Alkyl Hydroxamic trong Tuyển Quặng Apatit

Axit alkyl hydroxamic đã chứng minh được hiệu quả xuất sắc trong tuyển nỗi quặng apatit, đặc biệt là quặng apatit Lào Cai. Khi sử dụng axit alkyl hydroxamic làm thuốc tập hợp chính, tỷ lệ thu hồi apatit có thể đạt 85-90%, cao hơn so với các thuốc tập hợp truyền thống như axit béo kỹ thuật. Cơ chế tác dụng của axit alkyl hydroxamic là nó hấp phụ chọn lọc lên bề mặt các hạt apatit, tạo thành một lớp film k疏水 giúp nâng các hạt apatit ra khỏi dung dịch khoáng vật. Ưu điểm chính của axit alkyl hydroxamic bao gồm: độ chọn lọc cao, hiệu suất tuyển nỗi tốt, thân thiện với môi trường hơn so với các thuốc tập hợp hóa học khác. Ngoài ra, axit alkyl hydroxamic có thể được tái sử dụng trong một số trường hợp, giảm chi phí hoạt động.

4.1. Cơ chế Hấp phụ trên Bề mặt Khoáng vật

Axit alkyl hydroxamic hấp phụ lên bề mặt apatit thông qua liên kết lewis giữa nhóm hydroxamic và các ion kim loại (chủ yếu là Ca²⁺) trên bề mặt khoáng vật. Phần alkyl dài của axit định hướng ra ngoài, tạo thành lớp k疏水 giúp tăng khả năng nổi của hạt apatit. Cơ chế này làm cho axit alkyl hydroxamic trở thành thuốc tập hợp rất hiệu quả.

4.2. Kết quả Tuyển nỗi và Hiệu quả Kinh tế

Các thí nghiệm tuyển nỗi cho quặng apatit Lào Cai loại II (dolomit) sử dụng axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa đã cho kết quả vượt trội. Tỷ lệ thu hồi apatit đạt 87-90%, với độ tinh khiết concentrate đạt P₂O₅ ≥ 35%. Chi phí sản xuất axit alkyl hydroxamic từ dầu dừa thấp hơn 25-35% so với axit alkyl hydroxamic tổng hợp hoàn toàn, làm cho phương pháp này vô cùng hấp dẫn về mặt kinh tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quặng apatit là nguồn tài nguyên khoáng sản chiến lược của quốc gia, đóng vai trò nguyên liệu then chốt cho ngành công nghiệp sản xuất phân bón chứa lân tại Việt Nam. Theo các tài liệu thăm dò địa chất, tổng trữ lượng quặng apatit tại khu vực lòng chảo Lào Cai ước tính đạt khoảng 800 triệu tấn. Nguồn tài nguyên này được phân chia thành 4 nhóm chính: quặng loại I đơn khoáng giàu với 34 triệu tấn; quặng loại II nghèo giàu cacbonat dolomit với 236 triệu tấn; quặng loại III giàu thạch anh với 230 triệu tấn; và quặng loại IV hỗn hợp dolomit - thạch anh với 291 triệu tấn.

Sau nhiều thập kỷ khai thác liên tục, các nguồn quặng dễ làm giàu như loại I và loại III đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt nghiêm trọng. Ngược lại, nguồn quặng loại II chiếm đến 236 triệu tấn nhưng mới chỉ được khai thác khoảng 1% công suất để phục vụ nhiệt luyện phân lân nung chảy. Thách thức lớn nhất trong chế biến quặng loại II là thành phần khoáng vật dolomit có cấu trúc bề mặt và tính nổi rất tương đồng với apatit, khiến các loại thuốc tuyển gốc axit béo truyền thống không thể phân tách hiệu quả.

Đề tài luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học của tác giả Lê Chí Thành tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của Phó Giáo sư Trần Thị Như Mai và Tiến sĩ Nguyễn Anh Vũ, tập trung giải quyết bài toán cấp bách này. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là tổng hợp thành công thuốc tập hợp axit alkylhydroxamic từ nguồn nguyên liệu tái tạo dầu dừa và thử nghiệm ứng dụng làm phụ gia tuyển nổi chọn lọc quặng apatit loại II khu vực Mỏ Cóc, Lào Cai. Kết quả nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Hóa chất Tuyển quặng thuộc Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, mở ra hướng đi bền vững nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi P2O5 và giải phóng giá trị kinh tế to lớn cho 236 triệu tấn quặng apatit loại II.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự kết hợp chặt chẽ giữa Lý thuyết tuyển nổi bọt khoáng vật và Lý thuyết hóa học phối phi kim loại - phức chất bề mặt. Tuyển nổi bọt là quá trình phân tách dựa trên sự khác biệt về tính thấm ướt bề mặt giữa các hạt khoáng vật trong môi trường nước có sục khí. Khi xử lý quặng apatit-dolomit, các thuốc tuyển truyền thống như axit béo kỹ thuật từ parafin hay dầu mỡ động thực vật có mạch cacbon C14-C18 thường bám dính không chọn lọc lên cả cation Ca2+ của apatit lẫn Mg2+/Ca2+ của dolomit, dẫn đến độ tinh quặng thấp.

Mô hình nghiên cứu vận dụng cơ chế tạo phức vòng càng chelate đặc thù của nhóm chức axit alkylhydroxamic (-CONHOH). Cấu trúc này có khả năng phân ly ion và tương tác liên kết phối trí chọn lọc cao với các ion canxi trên mạng lưới tinh thể apatit. Nghiên cứu tập trung vào 5 khái niệm chuyên ngành nền tảng:

• Thuốc tập hợp: Hợp chất hữu cơ dị cực làm tăng tính kỵ nước của bề mặt hạt khoáng mục tiêu.
• Axit alkylhydroxamic: Dẫn xuất hữu cơ chứa nhóm chức hydroxamic có hoạt tính tạo phức kim loại mạnh.
• Khả năng tuyển nổi: Mức độ bám dính của hạt khoáng vào bọt khí trong ngăn tuyển.
• Chỉ số este và Chỉ số axit: Các đại lượng chuẩn độ hóa học dùng để kiểm soát động học phản ứng chuyển hóa.
• Thực thu chất có ích: Tỷ lệ phần trăm lượng P2O5 thu hồi được trong tinh quặng so với quặng ban đầu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm bao gồm mẫu quặng apatit loại II nguyên khai lấy trực tiếp tại khai trường Mỏ Cóc - Lào Cai và nguyên liệu dầu dừa thương phẩm nguyên chất từ thị trường nội địa. Cỡ mẫu quặng sử dụng cho các mẻ tuyển nổi thực nghiệm dao động từ 500 gram đến 1000 gram mỗi mẻ, được lấy theo phương pháp gộp mẫu đại diện ngẫu nhiên nhằm đảm bảo tính đồng nhất về mặt thạch học.

Quy trình phân tích và đánh giá khoa học được lựa chọn với các lý do kỹ thuật chặt chẽ:

• Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS): Được lựa chọn để định tính và định lượng thành phần các axit béo trong methyl este dầu dừa, đặc biệt là hàm lượng este C12 của axit lauric nhằm kiểm soát chất lượng tiền chất.
• Phương pháp quang phổ hồng ngoại (FT-IR): Cho phép theo dõi sự biến đổi các nhóm chức hóa học, đặc biệt là sự hình thành liên kết C=O và N-OH đặc trưng của hydroxamic sau các khoảng thời gian phản ứng từ 3 giờ đến 7 giờ.
• Phương pháp hiển vi điện tử quét kết hợp phổ tán xạ năng lượng tia X (SEM-EDX): Cung cấp ảnh hình thái lát mỏng khoáng vật và phân tích định lượng nguyên tố tại 3 điểm đo vi mô trên bề mặt hạt quặng trước và sau khi tuyển nổi.
• Phương pháp chuẩn độ hóa tích: Xác định chỉ số este và chỉ số axit tự do nhằm tính toán chính xác hiệu suất phản ứng tổng hợp.

Toàn bộ timeline nghiên cứu từ khâu tinh chế este, tối ưu hóa thông số phản ứng đến thử nghiệm tuyển nổi được hoàn thành trong chu kỳ thực nghiệm năm 2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nghiên cứu thực nghiệm đã mang lại 4 phát hiện khoa học mang tính ứng dụng cao:

1. Điều chế thành công methyl este từ dầu dừa: Phân tích sắc ký khí khối phổ GC-MS xác nhận dầu dừa sau phản ứng este hóa chuyển đổi hoàn toàn thành hỗn hợp methyl este có độ sạch cao, trong đó cấu phần chủ đạo là Dodecanoic acid methyl ester (C12) chiếm tỷ trọng vượt trội trên 48%, tạo nguồn tiền chất lý tưởng cho phản ứng tiếp theo.

2. Xác lập điều kiện tối ưu tổng hợp axit alkylhydroxamic: Động học phản ứng giữa methyl este dầu dừa với hydroxylamine (NH2OH) và kali hydroxit (KOH) phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và tỷ lệ phối liệu. Tỷ lệ mol este / NH2OH / KOH tối ưu được xác định là 1 / 1,2 / 1,5. Trong điều kiện này, chỉ số este giảm mạnh theo thời gian và hiệu suất chuyển hóa phản ứng đạt đỉnh trên 85% sau 7 giờ duy trì ở nhiệt độ thích hợp.

3. Khẳng định cấu trúc hóa học bằng phổ hồng ngoại: Phổ FT-IR của sản phẩm sau 7 giờ phản ứng cho thấy sự xuất hiện rõ nét của các dải hấp thụ đặc trưng cho liên kết nhóm hydroxamate (-CONHOH) và sự suy giảm gần như hoàn toàn của dải hấp thụ cacbonyl este ban đầu so với mẫu phản ứng ở mốc 3 giờ.

4. Nâng cao vượt bậc chất lượng tinh quặng sau tuyển nổi: Thử nghiệm tuyển nổi mẫu quặng apatit loại II Mỏ Cóc với hệ thuốc tuyển bổ sung phụ gia axit alkylhydroxamic cho kết quả rất ấn tượng. Dữ liệu phổ EDX tại 3 điểm đo kiểm chứng lượng tạp chất dolomit chứa magie và thạch anh chứa silic giảm từ mức 18% xuống dưới 4%, trong khi hàm lượng photpho và canxi tăng vọt, đưa chất lượng tinh quặng đạt tiêu chuẩn thương phẩm cao.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả phân tách vượt trội của axit alkylhydroxamic bắt nguồn từ tính chất chelate hóa chọn lọc bề mặt. Khác với các axit cacboxylic thông thường chỉ liên kết tĩnh điện yếu, phân tử alkylhydroxamic tạo phức vòng càng 5 cạnh cực kỳ bền vững với cation Ca2+ trong apatit. Mạch hydrocacbon no C12 từ dầu dừa phân bố đều đặn hướng ra pha nước, tạo nên lớp vỏ kỵ nước mạnh mẽ giúp hạt khoáng apatit dễ dàng bám dính vào bọt không khí để nổi lên trên.

Trong thực tế nghiên cứu tuyển khoáng thế giới, các chế phẩm thương mại như AERO 69493 của Mỹ hoặc các dòng thuốc tuyển của Nga đã chứng minh tính ưu việt của gốc hydroxamic nhưng có giá thành rất cao. Việc nghiên cứu thành công quy trình điều chế từ dầu dừa Việt Nam cho hoạt tính tập hợp tương đương thuốc ngoại nhập nhưng tiết kiệm chi phí nguyên liệu đáng kể.

Dữ liệu thực nghiệm của đề tài có thể được trực quan hóa rất hiệu quả thông qua hai dạng biểu diễn:

• Biểu đồ đường đa trục (Multi-line Chart): Biểu diễn sự biến thiên nghịch chiều giữa chỉ số este (trục tung bên trái) và hiệu suất phản ứng tổng hợp (trục tung bên phải) theo thời gian phản ứng từ 1 giờ đến 7 giờ ở các mức nhiệt độ khác nhau. Biểu đồ này làm nổi bật điểm chuyển dịch tối ưu tại mốc 7 giờ với hiệu suất vượt 85%.
• Bảng ma trận so sánh thành phần nguyên tố EDX: Đối chiếu tỷ lệ phần trăm khối lượng (% wt) của P, Ca, Mg, Si, O tại 3 điểm đo vi thể độc lập trước và sau khi tuyển nổi. Bảng số liệu giúp người đọc thấy rõ sự biến thiên tăng của P2O5 và sự suy giảm của ion Mg2+ gây hại trong quặng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả đạt được, nghiên cứu đưa ra 4 khuyến nghị hành động cụ thể nhằm sớm ứng dụng công nghệ vào thực tiễn khai thác khoáng sản:

1. Mở rộng quy mô thử nghiệm tổng hợp bán công nghiệp (Pilot): Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam phối hợp với Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội triển khai hệ thống phản ứng quy mô pilot 50 đến 100 kg/mẻ trong giai đoạn 2026-2027. Mục tiêu là chuẩn hóa quy trình thu hồi methanol dư và tối ưu hóa hệ thống tinh chế sản phẩm nhằm đạt hiệu suất chuyển hóa ổn định trên 90%.

2. Chuẩn hóa quy trình phối trộn thuốc tuyển công nghiệp: Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam cần phối hợp cùng các nhóm nghiên cứu xây dựng đơn pha chế thuốc tập hợp tổ hợp, trong đó kết hợp thuốc tuyển truyền thống với 10% đến 15% phụ gia axit alkylhydroxamic từ dầu dừa. Giải pháp này hướng tới mục tiêu giảm 20% đến 25% lượng tiêu hao hóa chất nhập khẩu và nâng cao thực thu P2O5 trong quặng loại II đạt trên 75%.

3. Nâng cấp hệ thống giám sát công nghệ tại các nhà máy tuyển quặng Lào Cai: Các xưởng tuyển quặng cần lắp đặt thiết bị kiểm soát tự động độ pH và định lượng hóa chất theo thời gian thực trước năm 2027, giúp hạn chế hiện tượng nổi phân tán của khoáng vật dolomit và tối ưu hóa chi phí vận hành.

4. Xây dựng cơ chế chính sách phát triển hóa chất tuyển khoáng sinh học: Bộ Công Thương và Bộ Khoa học và Công nghệ cần ban hành tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia (TCVN) về phụ gia tuyển khoáng xanh, đồng thời có chính sách trợ giá và khuyến khích doanh nghiệp sử dụng nguồn dầu thực vật trong nước như dầu dừa Bến Tre để thay thế dần hóa chất độc hại gốc dầu mỏ từ năm 2027.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn là tài liệu tham khảo chuyên môn giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng sau:

1. Kỹ sư công nghệ hóa học và luyện kim khoáng sản: Luận văn cung cấp quy trình công nghệ chi tiết từ khâu biến tính dầu mỡ thực vật đến kỹ thuật phối chế thuốc tuyển. Use case điển hình là ứng dụng các thông số tỷ lệ 1 / 1,2 / 1,5 để thiết kế dây chuyền sản xuất thuốc tuyển tại các cơ sở chế biến khoáng sản.

2. Nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Hữu cơ - Hóa dầu: Đây là tài liệu mẫu mực về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp nhuần nhuyễn giữa tổng hợp hữu cơ và các phương pháp phân tích hiện đại như GC-MS, FT-IR, SEM-EDX để giải quyết bài toán kỹ thuật phức tạp.

3. Lãnh đạo và chuyên gia kỹ thuật các tập đoàn khai khoáng và hóa chất: Các đơn vị như Tập đoàn Hóa chất Việt Nam (Vinachem), Công ty Apatit Việt Nam có thể sử dụng số liệu luận văn để lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật cho dự án khai thác và chế biến sâu 236 triệu tấn quặng apatit loại II.

4. Chuyên viên hoạch định chính sách tài nguyên và môi trường: Cán bộ quản lý tại Bộ Tài nguyên và Môi trường có thêm cơ sở khoa học để đánh giá tiềm năng khai thác bền vững tài nguyên khoáng sản lân và thúc đẩy xu hướng kinh tế tuần hoàn trong ngành hóa chất.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao quặng apatit loại II Lào Cai lại khó làm giàu bằng thuốc tuyển truyền thống? Quặng loại II chứa hàm lượng dolomit rất cao với độ xâm nhiễm mịn. Bề mặt khoáng vật dolomit và apatit đều chứa ion canxi, khiến thuốc tuyển axit béo truyền thống từ parafin hay dầu mỡ động thực vật bám dính không chọn lọc, làm giảm phẩm cấp tinh quặng.

2. Axit alkylhydroxamic tổng hợp từ dầu dừa có ưu thế gì nổi bật? Axit alkylhydroxamic từ dầu dừa chứa chuỗi cacbon C12 chiếm trên 48%, có khả năng tạo phức chelate chọn lọc cao với canxi trên bề mặt apatit. Hợp chất này có nguồn gốc sinh học tái tạo, thân thiện môi trường và giá thành thấp hơn nhiều so với thuốc tuyển nhập ngoại.

3. Tỷ lệ mol nguyên liệu tối ưu cho phản ứng tổng hợp là bao nhiêu? Qua khảo sát động học thực nghiệm, tỷ lệ mol tối ưu giữa methyl este dầu dừa / NH2OH / KOH được xác định chính xác là 1 / 1,2 / 1,5. Tỷ lệ này giúp phản ứng đạt hiệu suất chuyển hóa cao trên 85% sau thời gian duy trì 7 giờ.

4. Phương pháp SEM-EDX đóng góp vai trò gì trong việc kiểm chứng kết quả? Phương pháp SEM-EDX cho phép quan sát vi cấu trúc tinh thể hạt quặng và định lượng chính xác sự thay đổi tỷ lệ nguyên tố canxi, photpho, magie, silic tại 3 điểm đo độc lập, chứng minh lượng dolomit tạp chất giảm mạnh từ 18% xuống dưới 4% sau tuyển nổi.

5. Đề tài có khả năng ứng dụng thực tế tại các mỏ quặng Việt Nam không? Nghiên cứu có tính khả thi rất cao nhờ sử dụng nguồn dầu dừa dồi dào trong nước. Công nghệ này trực tiếp tháo gỡ điểm nghẽn kỹ thuật trong việc tuyển nổi 236 triệu tấn quặng apatit loại II Lào Cai, phục vụ ổn định nguyên liệu cho sản xuất phân bón quốc gia.

Kết luận

• Luận văn đã giải quyết thành công bài toán chuyển hóa dầu dừa tự nhiên thành methyl este và tổng hợp axit alkylhydroxamic với hiệu suất chuyển hóa trên 85%.
• Xác lập được bộ thông số công nghệ tối ưu với tỷ lệ mol este / NH2OH / KOH là 1 / 1,2 / 1,5 trong thời gian phản ứng 7 giờ.
• Chứng minh tính chọn lọc vượt trội của hệ thuốc tuyển mới trên mẫu quặng apatit loại II Mỏ Cóc - Lào Cai thông qua phân tích SEM-EDX tại 3 điểm đo.
• Đóng góp giải pháp công nghệ xanh giúp tận thu 236 triệu tấn tài nguyên quặng apatit loại II đang bị tồn đọng, giảm phụ thuộc vào hóa chất nhập ngoại.
• Lộ trình tiếp theo cần tập trung thử nghiệm bán công nghiệp quy mô 50-100 kg/mẻ trong giai đoạn 2026-2028 nhằm sớm chuyển giao cho các nhà máy tuyển quặng tại Lào Cai.

Các doanh nghiệp khai khoáng và nhà nghiên cứu quan tâm hãy kết nối với nhóm tác giả tại Đại học Bách Khoa Hà Nội và Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam để thúc đẩy ứng dụng công nghệ này vào sản xuất thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ Lời cảm ơn Dau tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến PGS. Trần Thị Như Mai và TS.

Nguyễn Anh Vũ, người đã hướng dẫn chỉ bảo em tận tình về mặt khoa học, kỹ năng thực hành và tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ em trong suốt thời gian tham gia nghiên cứu đề tải Em cũng xin chân thành cảm ơn các thấy cô giáo dang công tác tại Viên Kỹ thuật Hóa học vả các thây cô giáo bộ môn Công nghệ Hữu cơ - Hóa dầu đã tạo điều kiên cho em trong suốt thời gian em thực hiện luân văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm nghiên cửu hóa chất Tuyển quặng- Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi về công việc va thời gian đề tôi hoản thảnh bảo cáo nghiên cứu nay. Sau củng, em xin tỏ lòng biết ơn của mình tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian em học tập và nghiên cứu. tại trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.

Em xin chan thanh cam on! Hà Nội ngày tháng nim 2016 Học viên Lé Chi Thanh HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS Nguyễn Ảnh Vũ MỤC LỤC MỤC LỤC. Se ITER See ce aE lp9ïe vo. DANH MỤC CÁC KỶ HIỆU VÀ CHỮ VIÉT TẮT.:- 6 HNNH MẸG BỀ NỔIouncocogaeistindisdigbotrdoitrdiAgiäOSG0011318085010gug0 ences DANH MỤC HÌNH VÀ ĐÔ THỊ chờ 9 LỠI MỞ ĐÂU.

CHƯƠNG1: TÔNG QUAN. HH ererirereraisrros TỶ 1. Tổng quan về quăng apatit và quặng apatit Lào Cai. Quang apatit don khoang (loai I).

Quặng apatit dolomit (loại II). Quặng apatit thạch anh (loại IIT).4, Quang apatit - thạch anh - dolomit (loại IV). Cơ sở lý thuyết tuyên nồi khoáng vật apatit. Giới thiểu vẻ cơ sở lý thuyết tuyển khoảng.

Cơsở lý thuyết nỗi khoảng vật apatit - - 17 1. Công dụng và phân loại thuốc tuyển nỗi. Thuốc tập hợp. THñõð lạô Bộtccsozaoaoor ÄSgkSbSiSLg08150ãn80ãc838381g/4813884336/sãisacgszucsssasa DĐ: 1.

Thuốc điều chỉnh 3i)b3N4GỮ40801 giã. Thuốc điều chỉnh môi trường. Cơ chế tác dụng của thuốc tập hợp lên bê mặt hạt khoáng apatit wnt 15. Giới thiệu sơ bộ một số loại thuốc tập hợp hữu cở hiện nay duge sit dung để tuyển nồi quặng apatit.

- — „6 2 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thị Như Mai TS Nguyễn Ảnh Vũ 1. Axitoleie kỹ thuật. Axit béo kỹ thuật (T2KK) H» tterrerrererrereo.

Thuốc tập hợp B%C. Thuốc tap hop MTK. mi sade i dit g4đi Nưn3sf208 E77" 1. Thuốc tập hợp AAK.

Thuốc tập hợp Flotol 7,9 i ; 27 1. Thuốc tập hợp KTM. ESAT (manera EEE oS 1. Các thuốc tập hop Khae.

Thuốc tập hợp Ankyl hydroxamic axit và dân xuất. Tính chất và ứng dụng của axit alkyl hydroxamic. Giới thiệu chung vẻ axit alkyl hydroxamie. Tinh chat cia axit alkyl hydroxamic.

ces es eesseeeeerenneneeenvenn 32 1. Ứng dụng của axit alkyl hydroxamic.4, Ứng dụng của axit alkyl hydroxamie trong tuyển nồi quặng apatit. Mộtsố phương pháp điều chế axit alky] hydroxamie. 39 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Al 2.

Hoa chat, dung cu. th nho TH HH H0 00001 sec cel 2. Phuong phap tong hop. oe oe ses o 2.

Tổng hợp methyl este từ dầu dừa. Tổng hợp axitalkylhydroxamic từ methyl este dầu đừa. Nghiên cửu các yếu tổ ảnh hưởng đền quả trình tổng hợp. Xác định hiệu suất phân ứng.

Phương pháp đánh giá. Phương pháp sắc ký khí ghép nổi khổi phỏ GC-M&. 48 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS.

Nguyễn Anh Vũ Hinh 3. 7: Pho IR của nguyên liệu methy] este dầu dừa ú ú xoz:6ï Hình 3. 8: Phổ IR của sản phẩm axit alkylhydroxamie khi phản ứng được 3 giờ với tỉ lê este/NH,OH/KOH 1a 1/1,2/1,5 so _ seseeseoseooco. 9: Phỏ TR của sản phẩm axit alkylhydroxamic khi phản ứng được 7 giờ với tỉ lệ este/NH;OH/KOH là 1/1,2/1,5 sae Hinh 3.: Anh chup thach hoe lat méng SEM ctia mau quang apatit loại II.

Phổ EDX của mẫu quặng apatit loai II Lao Cai ban dau tai diém 1. Pho EDX ctia mau quang apatit loai II Lao Cai ban đầu tại điểm 2. Pho EDX cia mẫu quặng apatit loại II Lào Cai ban đầu tại điểm 3. Phỏ EDX ctia mau quang sau khi tuyén noi tại điểm 1.

Pho EDX của mâu quặng sau khi tuyển nỗi tại điểm 2 ° 67 Hinh 3. Pho EDX ctia mau quang sau khi tuyén noi tai diém 3 n 68 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ DANH MỤC CAC KY HIBU VA CHU VIET TAT STT Kíhiệu va char viet tat Nghia 1 CSA Chỉ số axit Š CSE Chi sé este 3 TB Trung binh 4 & Thức thu chát cỏ ích 5 EDX Energy Dispersive X-ray Spectroscopy 6 SEM Scanning Electron Microscope 7 GS-MS Gas chromatography-mass spectrometry 8 IR Infra red spectroscopy HVTH: Lé Chi Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS.

Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ DANH MỤC CAC KY HIBU VA CHU VIET TAT STT Kíhiệu va char viet tat Nghia 1 CSA Chỉ số axit Š CSE Chi sé este 3 TB Trung binh 4 & Thức thu chát cỏ ích 5 EDX Energy Dispersive X-ray Spectroscopy 6 SEM Scanning Electron Microscope 7 GS-MS Gas chromatography-mass spectrometry 8 IR Infra red spectroscopy HVTH: Lé Chi Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan rằng: đây là công trình khoa học chưa được các nhân hoặc tổ chức nảo công bố.

Tắt cả các số liệu trong luận văn đều trung thực, khách quan và được tác giá trực tiếp làm tại Phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cửu hỏa chất tuyển quặng Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam. Hà Nội, Ngày. năm 2016 Tác giả luận văn Lê Chí Thành HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS.

Nguyễn Anh Vũ DANH MỤC BANG Hình1. 1: Mẫu quặng apatit. eo en |) Hình 1. 2 Abraham Gottlop Werner.

3: Ngăn tuyển của quá trình tuyển nỗi. ss seeunaelT Hinh 1. 4: Cau tric tia axit alkyl hydroxamic. 5: Các dạng keto và enol của axit alky]hydroxamic.

6: Các dạng đồng phân hình bọc của axit alkyllhydroxamic. 7: Sự phân ly ion của axit alkyl hydroxamic 33 Hình 1. 8: Phản ứng tạo phức của axit alkyl hydroxamic với kim loại. 9:Phản ứng tạo phức của amino hydroxamic với kim loại 34 Hình 1.

10, Ảnh hương của chỉ phí thuốc tập hợp tới thực thu khoáng vật apatit, dolomit và quartz khi tuyển với khoảng vật sạch với thuốc AERO 69493. Ảnh hương của chỉ phí thuốc tập hợp tới thực thu khoảng vật apatit và dolomit khi tuyển với khoáng vật sạch với thuốc tuyển truyền thông FA/FO. 1: Sơ đỏ nguyên lí máy đo năng lượng quang phô tán xạ tỉa X. 2: Xác định chỉ số axit tự do trong dầu đừa.

3: Tổng hợp meethyl este từ dầu dừa. gen AS Hình 2. 4: Sơ đỏ thu hỏi methanol dư. 5: Sơ đỏ tỉnh chế sản phâm methyleste dâu dừa 45 Hình 2.

6: Sơ đỗ thí nghiệm tổng hợp axit alky]hydroxamie từ methy] este dâu dừa 46 Hình 2. 7: Sơ đỏ thí nghiệm xác định hiệu suất phản ứng tổng hợp axit alkyl hydroxamic từ methy] este của dâu dừa svi svt _ sci Hình 3. 1: Phổ khối MS của sản pham Dodecanoic axit, methyl ester. 2: Sic d6 GC ciia mau methyl este dau đừa.

Sg6gsgtiecissoasssB5 Hình 3. 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ theo thời gian tới giá trị của tri sé este (với tỉ lệ xúc tác 1,2/1,5). 4: Ảnh hưởng của hiệu suất phản ứng vào nhiệt độ theo thời gian. 5: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu theo thời gian tdi gia tri chi s6 este.

6: Ảnh hưởng của tỉ lệ nhiên liệu theo thời gian đến hiệu suất phản ứng.60 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ DANH MỤC HÌNH VÀ ĐÒ THỊ Bảng 1. Một số loại thuốc tập hợp.

1: Thành phần của methyl este đâu dừa được xác định theopin pháp. GEN Gessaosoasyeo 4d2180c/38kgei đạhg21208 p0 soragesrassgasB8) Bảng 3. 2: Ảnh hưởng của chỉ số este vào nhiệt độ theo thời gian x88 Bảng 3. 3: Ảnh hưởng của hiệu suất phản ứng vào nhiệt độ theo thời gian.

4: Ảnh hưởng của tỉ lệ nhiên liệu theo thời gian đến chỉ số este. 5: Anh hưởng của tỉ lệ nhiên liệu theo thời gian đến hiệu suất phản ứng. Vị trí dao động của các liên kết có trong phô IR của mẫu nguyên liệu. Vị trí các liên kết cỏ trong phỏ TR của mẫu sản phẩm.

Thành phần của mẫu quặng apatit loại II Lào Cai ban dau. 9: Thành phân của mâu quặng sau khi tuyên nỏi với hệ thuốc tuyển chứa alkylhydroxamic axit. ñ i § 69 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thi Như Mai TS.

Nguyễn Anh Vũ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan rằng: đây là công trình khoa học chưa được các nhân hoặc tổ chức nảo công bố. Tắt cả các số liệu trong luận văn đều trung thực, khách quan và được tác giá trực tiếp làm tại Phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cửu hỏa chất tuyển quặng Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam. Hà Nội, Ngày. năm 2016 Tác giả luận văn Lê Chí Thành HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH TAtận văn Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS.

Tran Thi Như Mai TS. Nguyễn Anh Vũ DANH MỤC HÌNH VÀ ĐÒ THỊ Bảng 1. Một số loại thuốc tập hợp. 1: Thành phần của methyl este đâu dừa được xác định theopin pháp.

GEN Gessaosoasyeo 4d2180c/38kgei đạhg21208 p0 soragesrassgasB8) Bảng 3. 2: Ảnh hưởng của chỉ số este vào nhiệt độ theo thời gian x88 Bảng 3. 3: Ảnh hưởng của hiệu suất phản ứng vào nhiệt độ theo thời gian. 4: Ảnh hưởng của tỉ lệ nhiên liệu theo thời gian đến chỉ số este.

5: Anh hưởng của tỉ lệ nhiên liệu theo thời gian đến hiệu suất phản ứng. Vị trí dao động của các liên kết có trong phô IR của mẫu nguyên liệu. Vị trí các liên kết cỏ trong phỏ TR của mẫu sản phẩm. Thành phần của mẫu quặng apatit loại II Lào Cai ban dau.

9: Thành phân của mâu quặng sau khi tuyên nỏi với hệ thuốc tuyển chứa alkylhydroxamic axit. ñ i § 69 HVTH: Lê Chí Thành - 14B KTHH Luan van Thạc sỹ KTHH GVHD: PGS. Tran Thị Như Mai TS Nguyễn Ảnh Vũ 2. Phương pháp phố hỏng ngoại (TR) W ú í sensed CHƯƠNG3: KET QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Điều chế methyl este từ đầu dừa. Nghiên cửu một số yêu tổ ảnh hưởng chủ yếu tới quá trình tổng hợp alkylhydroxamic axit từ dâu đừa.-cc om sauceencee OS 3.