Trình bày tổng quan về bismuth. Công nghệ thu hồi Bismuth sạch và hướng nghiên cứu. Nghiên cứu lý thuyết. Nghiên cứu thực nghiệm.

- NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU THĂM DÒ CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHÂN THU HỒI BITMUT SẠCH TỪ BÙN THẢI ĐIỆN PHÂN THIẾC Chuyên nghành: Khoa học và Kỹ thuật vật liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOÁ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1.
- NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU THĂM DÒ CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHÂN THU HỒI BITMUT SẠCH TỪ BÙN THẢI ĐIỆN PHÂN THIẾC Chuyên nghành: Khoa học và Kỹ thuật vật liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOÁ Hà Nội – Năm 2011 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Khoa học và Công nghệ vật liệu, Bộ môn Vật liệu kim loại màu và Compozit đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn.
- Hà Nội, ngày 27 tháng 9 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Hồng Nhung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, đã được thực hiện ở phòng thí nghiệm Bộ môn Vật liệu kim loại màu và Compozit, Khoa Khoa học và Công nghệ vật liệu, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- 171.2.2.Tình hình nghiên cứu và sản xuất bitmut tại Việt Nam.
- CÔNG NGHỆ THU HỒI BITMUT SẠCH VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU.
- Thu hồi bitmut từ bùn anốt điện phân Sn, Cu, Pb.
- Hướng nghiên cứu.
- NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT.
- Lý thuyết quá trình điện phân.
- 443.2.1.Giản đồ E-pH của Bi-H2O, Bi-Cl-H2O, BiOCl-H2SO4.
- 44 3.2.2.Khả năng khử các tạp bằng phương pháp điện phân.
- Giản đồ trạng thái E-pH của hệ Cl - H2O.
- 573.3.2.Thảo luận về giản đồ E-pH của hệ Cl-H2O.
- NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.
- Phương pháp và thiết bị nghiên cứu.
- Phương pháp và thiết bị nghiên cứu khử tạp bằng hoà tan kết tủa BiOCl.
- Phương pháp và thiết bị điều chế dung dịch điện phân.
- 614.1.3.Phương pháp và thiết bị nghiên cứu công nghệ điện phân.
- 704.2.3.Quá trình chế tạo dung dịch điện phân.
- 744.2.4.Quá trình điện phân và đúc sản phẩm.
- 83Đề xuất hướng nghiên cứu.
- 84 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: bitmut kim loại.
- 3 Hình 1.2: Biểu đồ ứng dụng của bitmut.
- 5 Hình 1.3: Biểu đồ phân bố sản lượng bitmut trên thế giới [43.
- 9 Hình 1.4: Giá bitmut 99,99% tại USA trong 3 năm.
- 11 Hình 1.5: Giá bitmut 99,99% tại USA trong 6 tháng của năm 2011.
- 11 Hình 1.6: Giá bitmut 99,99% tại USA trong 5 năm.
- 12 Hình 1.7: Giá bitmut 99,99% tại USA trong một năm qua.
- 12 Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý bùn anốt.
- 16 Hình 2.2: Sơ đồ tổng quát xử lý bùn anốt thiếc.
- 19 Hình 2.3: Sơ đồ lưu trình sử lý bùn cực dương.
- 22 Hình 2.4: Đường phân cực của bitmut theo mật độ dòng trong dung dịch Clo – Sunphat của bitmut theo t C.
- 24 Hình 2.5: Sơ đồ bể điện phân bằng phương pháp Amalgam.
- 26 Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ tinh luyện bitmut sạch bằng phương pháp điện phân29 Hình 3.1: Giản đồ miền tồn tại của BiCl4’/ BiOCl.
- 33 Hình 3.2: Giản đồ nguyên lý thủy phân pha loãng BiCl4.
- 34 Hình 3.3: Giản đồ nguyên lý thủy phân dựa vào độ pH của dung dịch.
- 36 Hình 3.4: Giản đồ trạng thái E – pH của Bi - H2O.
- 41 Hình 3.5: Giản đồ trạng thái E-pH của Bi-Cl-H2O.
- 42 Hình 3.6: Giản đồ E-pH so sánh miền tồn tại của BiOCl và Bi2O3 trong hệ 3 và 4 nguyên.
- 43 Hình 3.7 : Giản đồ trạng thái E-pH của Cu-H2O.
- 46 Hình 3.8: Giản đồ trạng thái E-pH của As -H2O.
- 46 Hình 3.9 : Giản đồ trạng thái E-pH của Sb-H2O.
- 47 Hình 3.10: Giản đồ trạng thái E-pH của Fe -H2O.
- 48 Hình 3.11 : Giản đồ trạng thái E-pH của Pb-H2O.
- 48 Hình 3.12: Giản đồ trạng thái E-pH của Cl -H2O.
- 54 Hình 4.1: Bùn thiếc đã qua sử lý.
- 57 Hình 4.2: Máy khuấy cơ học.
- 58 Hình 4.3: Sơ đồ thiết bị điện phân.
- 62 Hình 4.4: Điện cực và bể điện phân trong thực tế.
- 63 Hình 4.5: Máy ổn dòng một chiều.
- 63 Hình 4.6: Màng chịu axit.
- 64 Hình 4.7: Nồi graphit.
- 64 Hình 4.8: Lò nung.
- 64 Hình 4.9: Máy Perkinelmer A Analist 800.
- 65 Hình 4.10: Đồ thị hàm lượng Bi theo tỉ trọng dung dịch HCl 100 g/l.
- 66 Hình 4.11: Đồ thị hàm lượng Bi theo tỉ trọng dung dịch HCl 140 g/l.
- 67 Hình 4.12: Đồ thị hàm lượng Bi theo tỉ trọng tỉ trọng dung dịch H2SO4 và NaCl68 Hình 4.13: Biểu đồ thành phần tạp trong dung dịch sau hoà tách.
- 69 Hình 4.14: Dung dịch đang thuỷ phân.
- 70 Hình 4.15: Dung dịch sau thuỷ phân.
- 70 Hình 4.16: Biểu đồ thành phần tạp trong dung dịch sau thuỷ phân.
- 71 Hình 4.17: Các khâu hoàn thiện sản phẩm ( trong môi trường H2SO4.
- 79 Hình 4.18: Sản phẩm Bi thực tế thu được trong dung môi HCl 140g/l.
- 79 Hình 4.19: Thành phần tạp chất trong sản phẩm.
- 81 Hình 4.20: Bi thành phẩm trong dung môi H2SO4.
- 81 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Sản lượng và trữ lượng bismuth trên thế giới.
- 10 Bảng 1.2: Giá Bismuth tại mỹ trong vài năm.
- 11 Bảng 2.1: Thành phần Bismuth từ bùn anốt ở một số nhà máy trên thế giới.
- 15 Bảng 2.2: Thành phần bùn anot thiếc trên thế giới và việt nam.
- 18 Bảng 2.3: Hàm lượng Bismuth trong dung dịch Clo – Sunphat theo mật độ dòng24 Bảng 2.4: Hàm lượng tạp sau tinh luyện.
- 27 Bảng 3.1: Dữ liệu nhiệt động học của các cấu tử.
- 31 Bảng 3.2: Kết quả tính toán theo lệnh Goal Seek của Excel.
- 33 Bảng 3.3: Các phương trình nhiệt động học hệ để vẽ giản đồ cho hệ Bi- Cl-H2O39,40 Bảng 3.4: Giá trị pH thủy phân của các nguyên tố trong môi trường axit.
- 49 Bảng 3.5: Các phương trình nhiệt động học của hệ Cl – H2O.
- 54 Bảng 4.1: Thông số các cực anốt và catốt.
- 62 Bảng 4.2: Hàm lượng Bi theo tỉ trọng dung dịch HCl 100g/l.
- 65 Bảng 4.3: Hàm lượng Bi theo tỉ trọng dung dịch HCl 140g/l.
- 66 Bảng 4.4: Hàm lượng Bi theo tỉ trọng dung dịch H2SO4 200 g/l + NaCl 60 g/l.
- 67 Bảng 4.5: Thành phần tạp trong dung dịch sau hoà tách.
- 69 Bảng 4.6: Thành phần tạp trong dung dịch sau thuỷ phân.
- 70 Bảng 4.7: Hàm lượng BiOCl trong các nồng độ H2SO4 khác nhau.
- 73 Bảng 4.8: Hàm lượng BiOCl trong H2SO4 tại các nhiệt độ khác nhau.
- 74 Bảng 4.9: Hàm lượng BiOCl trong H2SO4 với phụ gia NaCl.
- 74 Bảng 4.10: Kết quả điện phân dung môi HCl 140g/l.
- 76 Bảng 4.11: Kết quả điện phân với dung môi H2SO4 200g/l có phụ gia.
- 77 Bảng 4.12: Thành phần các chất trong thành phẩm điện phân với dung môi HCl 140g/l.
- 80 Bảng 4.13: Thành phần các nguyên tố trong sản phẩm điện phân với dung môi H2SO4 200g/l có phụ gia.
- 80 LỜI NÓI ĐẦU Từ năm 2000 toàn bộ thiếc sạch trong nước đều được sản xuất theo công nghệ điện phân tinh luyện.
- Với công nghệ này, các cơ sở sản xuất đã thu được thiếc sạch thương phẩm Sn – 01 (chiếm 99,95% Sn), cùng với dây truyền này đã tạo ra một bán sản phẩm được gọi là bùn anot thiếc.
- Hiện tại trong nước chưa có cơ sở nào nghiên cứu và sản xuất ra bitmut sạch, việc nghiên cứu tìm kiếm công nghệ xử lý thu hồi bitmut sạch vừa có ý nghĩa kinh tế, vừa là giải pháp đúng đắn để xử lý môi trường trong quá trình điện phân tinh luyện thiếc.
- Chính vì vậy mà tác giả đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu thăm dò công nghệ điện phân thu hồi bitmut sạch từ bùn thải điện phân thiếc”.
- 4Bi Khi nhiệt độ lớn hơn 2000 0C chỉ có phân tử ở dạng 1 nguyên tử Hình 1.1: Bitmut kim loại [44],[45.
- Hình 1.2: Biểu đồ ứng dụng của bismuth [46] a.Y học .
- b.Mỹ phẩm [32] Hợp chất BiOCl là một thành phần quan trọng không thể thiếu trong công nghệ mỹ phẩm, BiOCl là chất bột màu trắng, mềm, mịn có cảm giác trơn trượt.
- Đối với ngành luyện kim Đặc biệt công nghệ đúc gang ở tài liệu [28], [29.
- Trong công nghệ mạ thiếc, một lượng nhỏ bitmut đưa vào dung dịch mạ sẽ giúp lớp mạ ngăn cản sự chuyển hóa của thiếc trắng thành thiếc xám dạng bột khi lớp mạ tiếp xúc với nhiệt độ thấp làm ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của lớp mạ.
- Hợp kim Bismanol (MnBi) dùng trong công nghệ chế tạo pin vĩnh cửu (pin nạp điện.
- [20] Các hợp chất của bitmut được sử dụng nhiều trong ngành sản xuất gốm, sứ cách điện, đặc biệt là hợp chất Bi2O3.
- Trong công nghệ chế tạo đèn hình của tivi màu, hợp chất của bismuth có tác dụng làm tăng độ tương phản của ảnh ảo được tạo ra [23].
- Trong tương lai, việc ứng dụng Bi cũng như các hợp chất của nó trong ngành điện tử ngày càng được mở rộng đặc biệt là việc nghiên cứu chế tạo chất siêu dẫn.
- Nhiều hợp chất của bitmut là chất phụ gia tốt trong công nghệ sản xuất chất dẻo, có tác dụng vừa là chất ổn định vừa là chất làm tăng độ mềm dẻo của chất dẻo [26]

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt