Nghiên cứu thành phần, tính chất của bùn đỏ và định hướng ứng dụng trong lĩnh vực môi trường Trần Mạnh Hùng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS. ngành: Hoá phân tích; Mã số: 60 44 29 Người hướng dẫn: TS. Vũ Đức Lợi Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Phân tích thành phần của bùn đỏ thô. Xác định thành phần và cấu trúc pha của mẫu bùn đỏ bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. Nghiên cứu các điều kiện để hoạt hóa bùn đỏ. Nghiên cứu, đánh giá khả năng hấp phụ photphat của bùn đỏ sau khi được hoạt hóa. Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm. Keywords. Hóa học; Hoá phân tích; Bùn đỏ Content MỞ ĐẦU Bauxit là một trong những khoáng sản phổ biến trên bề mặt Trái đất để chế biến thành nhôm kim loại và là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản có trữ lượng rất lớn của Việt Nam. Theo kết quả điều tra thăm dò địa chất chưa đầy đủ, ở nước ta khoáng sản Bauxit phân bố rộng từ Bắc đến Nam với trữ lượng khoảng 5,5 tỷ tấn quặng nguyên khai, tương đương với 2,4 tỷ tấn quặng tinh; tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (chiếm 91,4%), trong đó Đăk Nông 1,44 tỷ tấn (chiếm 61%). So với các mỏ Bauxit trên thế giới, Bauxit ở Việt Nam được đánh giá có chất lượng trung bình. Bùn đỏ là bã thải của quá trình sản xuất nhôm từ quặng bauxit theo phương pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao gồm các hợp chất như sắt, mangan… và một lượng xút dư thừa do quá trình hòa tan và tách quặng bauxit. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn bẩn”. Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ. Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít người, ven biển để tránh độc hại. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến năm 2015 mỗi năm sản xuất khoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra môi trường 10 triệu tấn bùn đỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ như thế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng trên vùng Tây Nguyên. Tuy nhiên, do thành phần và tính chất của quặng bauxit khác nhau dẫn đến thành phần và tính chất của bùn đỏ cũng khác nhau, cho đến thời điểm hiện nay, chưa có cơ quan nào nghiên cứu về thành phần và tính chất của bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại Việt Nam.  Do vậy, việc nghiên cứu thành phần và tính chất của bùn đỏ nhằm định hướng ứng dụng trong xử lý môi trường là việc làm cần thiết và cấp bách. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Tình hình khai thác và chế biến bauxit ở Việt Nam và Thế giới. 1.1.1 Tình hình khai thác và chế biến bauxit trên Thế giới. Theo công bố của cục khảo sát Địa chất Mỹ vào tháng 1 năm 2009 thì tiềm năng bauxit toàn thế giới khoảng 55 – 75 tỷ tấn, phân bố trên các Châu lục như bảng 1.1: Bảng 1.1: Phân bố các trữ lƣợng ở các Châu lục. STT Châu lục Châu Phi Châu Đại Dương Châu Mỹ và Carribe Châu Á Tỷ lệ phân bố (%) 1 2 3 4 5 33 24 22 15 6 Các nơi khác Trên thế giới có khoảng 40 nước có bauxit, trong đó những nước có tiềm năng lớn hàng đầu được trình bày ở bảng 1.2: Bảng 1.2: Các nƣớc có tiềm năng lớn hàng đầu về bauxit. Trữ lượng Bauxit STT Tên nước (109 tấn) 8,6 7,8 5,5 2,5 2,5 2,3 1,4 1 2 3 4 5 6 7 Guinea Australia Việt Nam Brazil Jamaica Trung Quốc Ấn Độ Hầu hết các nước có nguồn bauxit lớn đều khai thác để chế biến trong nước hoặc xuất khẩu. Hiện nay trên thế giới có khoảng 20 nước khai thác bauxit, 33 nước sản xuất alumin và 45 nước điện phân nhôm [29]. 1.1.2 Tình hình khai thác và chế biến bauxit ở Việt Nam. Việt Nam được xác định là một trong những nước có nguồn tài nguyên bauxit vào loại lớn trên thế giới, tổng trữ lượng và tài nguyên dự báo khoảng 5,5 tỷ tấn, trong đó khu vực miền Bắc khoảng 91 triệu tấn, còn lại tập trung chủ yếu ở khu vực miền Nam khoảng 5,4 tỷ tấn (chiếm 98% tổng trữ lượng cả nước), trong đó gồm Đăk Nông khoảng 3,42 tỷ tấn (chiếm 62% tổng trữ lượng); Lâm Đồng khoảng 975 triệu tấn (chiếm 18%); Gia Lai - Kon Tum khoảng 806 triệu tấn (chiếm 15%) và Bình Phước khoảng 217 triệu tấn (chiếm 4%) và một số khu vực ven biển Quảng Ngãi và Phú Yên [1,11,12]. Đây là yếu tố quan trọng và quyết định việc phát triển ngành công nghiệp khai thác bauxit, sản xuất alumin và nhôm kim loại của Việt Nam. 1.2 Công nghệ thải bùn đỏ và đặc tính của bùn đỏ. 1.2.1 Công nghệ thải bùn đỏ. Thải bùn đỏ trên đất có 2 phương pháp là thải khô hoặc thải ướt: - Thải khô là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn rất cao, tiết kiệm diện tích nhưng tốn kém và phức tạp hơn, thích hợp với những vùng có lượng bốc hơi lớn hơn so với lượng mưa.  - Thải ƣớt là bơm bùn ra bãi thải với hàm lượng chất rắn thấp hơn, đỡ tốn kém, thích hợp với các vùng có các thung lũng dễ tạo thành hồ chứa. 1.2.2 Thành phần và tính chất của bùn đỏ. 1.2.3 Định hướng xử lý bựn đỏ. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu thành công (kể cả quy mô thí nghiệm bán công nghiệp) về sử dụng bùn đỏ, nhưng hiệu quả kinh tế còn thấp và lượng bùn đỏ thải ra quá lớn nên việc sử dụng chúng còn rất hạn chế, chủ yếu vẫn thải ra các bãi chứa. Trước đây, ở một số nước trên thế giới, người ta thường bơm bùn xuống đáy sông, đáy biển hay ngăn một phần vịnh biển để chứa bùn thải [28, 37]. Arawal và các cộng sự đã thống kê 84 nhà máy alumin trên thế giới chỉ có 7 nhà máy có dự án thải ra biển vì hiếm đất (Nhật, Hylạp). Tuy nhiên, hiện nay các biện pháp này đều bị nghiêm cấm vì nó phá hủy hoàn toàn môi trường sống của các sinh vật đáy thủy vực. Từ năm 1945, nước Anh đã sử dụng bùn đỏ làm chất keo tụ. Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều ứng dụng từ bùn đỏ, trong đó tập trung vào 3 lĩnh vực như: chất phụ gia trong xi măng, sản xuất vật liệu xây dựng, điều chế quặng sắt [27, 28, 29, 32, 41, 45]. Một kết quả nghiên cứu của Mỹ về việc tái sử dụng bùn đỏ bằng cách thủy phân bùn đỏ trong axit sunphuric để thu hồi Ti và nhôm còn dư trong bùn đỏ, sau đó cặn thải trong quá trình thu hồi Ti được đưa vào trung hòa kiềm còn dư trong bùn đỏ. Tuy nhiên phương án này chỉ phù hợp với những quặng bauxit có hàm lượng Ti lớn trên 10%, còn đối với quặng Bauxit Việt nam, hàm lượng TiO2 chỉ khoảng 7% do đó phương án này không thể áp dụng được. Các nghiên cứu của các nhà Khoa học Séc [29], cũng đưa ra để sản xuất gạch không nung, bằng cách trộn bùn đỏ với xi măng và đá vôi theo tỷ lệ thích hợp, tính chất cơ lý của gạch được chế tạo từ bùn đỏ tương đương với gạch Block M100 theo tiêu chuẩn của Việt Nam, đây là phương án khả thi có thể áp dụng được cho Việt nam. Các kết quả nghiên cứu của các nhà Khoa học Hy Lạp đã đưa ra phương án sử dụng bùn đỏ thành vật liệu làm đường, kết quả cho thấy khi sử dụng tỷ lệ 60% bùn đỏ và 40% đất cấp phối thì khả năng chịu lực của nền đường là tương đương với nền đất tự nhiên, đây cũng là phương án cần được quan tâm khi sử dụng tái chế bùn đỏ ở Việt Nam [34]. Việc sử dụng bùn đỏ thành các vật liệu hấp phụ các chất màu, Asen, Flo, Photpho, Sắt, Mangan cũng được các nhà khoa học trên thế giới đưa ra, tuy nhiên bùn đỏ cần được biến tính và hoạt hóa trước khi sử dụng [27,47,50]. Đây là hướng nghiên cứu cần được áp dụng tại Việt Nam. 1.3 Các phƣơng pháp phân tích xác định thành phần và tính chất bùn đỏ. 1.3.1 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X:[ 3,4,6, 7, 8, 9,16]. 1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [2,3,4,6,7,8, 9 ]. 1.3.3 Các phương pháp phân tích hóa học [2,3,4,6,7,8, 9 ]. 1.4 Vấn đề ô nhiễm photphat trong nước. Photphat trong nước thải là một thành phần dung dịch quan trọng cho sự phát triển của các loại tảo quang hợp và các tổ chức sinh học khác trong môi trường nước. Tuy nhiên khi nồng độ PO43- trong các dịch thải vượt qua ngưỡng cho phép sẽ dẫn tới hiện tượng phú dưỡng sẽ phá vỡ cân bằng của các hệ sinh học có trong nước và ảnh hưởng tới chất lượng nước, chủ yếu do làm giảm lượng oxi trong nước khi các tảo phân hủy. Lượng oxi suy giảm gây ảnh hưởng có hại tới cá và các hệ sống dưới nước, ảnh hưởng tới sự phát triển của các vi sinh vật và côn trùng cũng như làm thoái hóa các tài nguyên tự nhiên. Do vậy, hàm lượng PO43- trong nước thải sinh hoạt và công nghiệp phải được kiểm soát chặt chẽ qua các công nghệ xử lý nước thải. 1.5 Vấn đề ô nhiễm asen trong nước ngầm [7, 17, 13, 21]. Ô nhiễm Asen trong nước ngầm là một vấn đề mang tính toàn cầu và trở thành một thử thách cho các nhà khoa học trên toàn thế giới. Đã có nhiều báo cáo về tình trạng này  trong những năm gần đây từ nhiều khu vực trên thế giới như Mỹ, Trung quốc, Chilê, Mêhicô, Canada, Bănglađet, Ấn Độ và Việt Nam. Nhiễm độc Asen từ nước giếng khoan đã trở thành mối đe dọa đối với sức khỏe người dân vùng nông thôn nhiều nơi trên thế giới đặc biệt là ở Bănglađét. Ở Việt Nam theo nghiên cứu của Phạm Thị Kim Trang và cộng sự, hàm lượng Asen trung bình trong nước ngầm tại các giếng khoan một số vùng nông thôn đồng bằng sông Hồng lên tới 200- 300 μg/l (tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng Asen trong nước ăn theo Tổ chức Y tế thế giới và Việt Nam hiện nay là 10 μg ). Do đó, người dân sinh sống ở những vùng này có thể gặp rủi ro cao do sử dụng lâu ngày nguồn nước ô nhiễm Asen. Khi vào cơ thể, asen sẽ được lưu giữ và tích lũy dần trong các mô giàu chất sừng như tóc, móng tay và da. Khi tích lũy lâu ngày, Asen có khả năng gây ung thư và các bệnh hiểm nghèo khác. CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu. Các mẫu bùn đỏ được lấy tại nhà máy hóa chất Tân Bình trong quá trình sản suất. 2.2 Nội dung nghiên cứu. - Phân tích thành phần của bùn đỏ thô. - Xác định thành phần và cấu trúc pha của mẫu bùn đỏ bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. - Nghiên cứu các điều kiện để hoạt hóa bùn đỏ. - Nghiên cứu, đánh giá khả năng hấp phụ photphat của bùn đỏ sau khi được hoạt hóa. - Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm. 2.4 Lấy mẫu, tiền xử lý và hoạt hóa mẫu bùn đỏ. 2.4.1 Mẫu bùn đỏ thô. Mẫu bùn đỏ được lấy tại nhà máy Hóa chất Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh ở dạng bùn thải ướt, sau đó mẫu được ly tâm với tốc độ 2400 vòng/phút để loại dịch bám theo bùn đỏ. Mẫu bùn thải khô được sấy khô ở 105oC để phục vụ nghiên cứu. 2.4.2 Hoạt hóa bùn đỏ. - Hoạt hóa bằng nhiệt: Mẫu bùn đỏ sau khi ly tâm và sấy khô ở 105 oC, Mỗi mẫu cân 50g bùn đỏ khô cho vào chén sứ và nung nóng tới nhiệt độ khác nhau: 200 oC, 400 oC, 600 oC , 800 oC, 900 oC trong vòng 4 giờ. - Hoạt hóa bằng axit: Mẫu bùn đỏ sau hoạt hóa bằng nhiệt được hòa tan trong 1lít dung dịch HCl có nồng độ: 0,25M; 0,5M; 1M; 1,5M; 2M khuấy đều trong 2 giờ. Sau đó lọc và rửa với 1lít nước cất để loại bỏ axit dư và các chất tan khác. Phần cặn sau đó được sấy khô tại 105 oC trong 4 giờ. 2.5 Tiến hành thực nghiệm. 2.5.1 Phân tích thành phần của bùn đỏ [1,5,11,12,16,17,]. 2.5.2 Quy trình xác định PO43- theo phương pháp trắc quang - Phạm vi ứng dụng Phương pháp này được áp dụng để phân tích photphat (PO43-) trong các mẫu nước uống, nước mặt, nước ngầm, và nước thải. - Nguyên tắc Ion photphat phản ứng với Amoni molipdat và Antimonyl tartrat trong môi trường axit tạo thành hợp chất Antimony – photpho – Molipdat có màu vàng, phức này được khử bằng axit ascorbic tạo thành hợp chất có màu xanh, cường độ màu của phức tỷ lệ với nồng độ PO43- trong mẫu. Mật độ quang được đo tại bước sóng 880nm. - Thiết bị  Hệ thống máy đo quang vùng tử ngoại và khả kiến. 2.5.3 Phân tích asen [18, 21]. Hàm lượng asen trong mẫu trước và sau khi hấp phụ bằng bùn đỏ được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò graphít. Các điều kiện đo phổ và chương trình nhiệt độ tối ưu được nghiên cứu lựa chọn như vạch đo, nguồn sáng, nhiệt độ sấy khô, nhiệt độ tro hóa luyện mẫu,nhiệt độ nguyên tử hóa, khoảng tuyến tính và giới hạn phát hiện của phương pháp. 2.6 Xử lí số liệu thực nghiệm. 2.6.1 Hiệu suất hấp phụ photphat - Hiệu suất hấp phụ photphat được tính như sau: Ci C f H= *100 (%) Ci Trong đó: H: là hiệu suất hấp thụ photphat. Ci: là nồng độ photphat ban đầu. Cf: là nồng độ photphat sau hấp thụ. 3- 2.6.2 Lượng PO4 hấp phụ trên một đơn vị khối lượng bùn đỏ Khối lượng PO43- hấp thụ trên một đơn vị khối lượng bùn đỏ được tính theo công thức Ci C f X= * V (mg/g bùn đỏ) m Trong đó: X: là nồng độ của PO43- được hấp thụ. 3- Ci: là nồng độ PO4 ban đầu. Cf: là nồng độ PO43- sau hấp thụ. V: thể tích dung dịch. m: khối lượng bùn đỏ. Các kết quả thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm Microsoft Office Excel 2007 và Minitab 15. 2.6.3 Đánh giá khả năng hấp phụ asen của bùn đỏ [18, 21]. Khả năng hấp phụ asen của bùn đỏ được đánh giá theo chế độ tĩnh, lượng bùn đỏ được sử dụng là 1g trong 50 ml dung dịch hấp phụ. Xử lý kết quả theo các công thức: Q  (C0 Ce).V và % Hấp phụ = (C0 Ce).100% e m C0 Trong đó: Qe: Dung lượng hấp phụ (mg/g); C0: Nồng độ ion kim loại hoặc asen ban đầu (mg/l); Ce: Nồng độ ion kim loại cân bằng khi cân bằng được thiết lập (mg/l); V: Thể tích dung dịch ion kim loại hoặc asen (lít); m: Khối lượng hạt bùn đỏ. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Kết quả phân tích thành phần bùn đỏ. Sau khi tiến hành vô cơ hóa mẫu bùn đỏ theo phương pháp vô cơ hóa khô sử dụng Na2CO3. Hàm lượng silíc được xác định bằng phương pháp trọng lượng, hàm lượng nhôm và sắt được xác định bằng phương pháp chuẩn độ, hàm lượng titan được xác định bằng phương pháp đo quang. Kết quả phân tích mẫu bùn đỏ thô được đưa ra ở bảng sau:  Bảng 3.1: Kết quả phân tích thành phần của bùn đỏ. STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Hàm lƣợng 1 2 3 4 Fe2O3 Al2O3 SiO2 % % % % 46.32 17.56 6.70 TiO2 7.20 Kết quả phân tích ở bảng 3.1 cho thấy, thành phần chính của bùn đỏ là Fe2O3 và Al2O3, bùn đỏ có kích thước mịn và diện tích bề mặt riêng lớn nên sử dụng bùn đỏ làm các vật liệu hấp phụ là rất khả thi. 3.2 Kết quả xác định cấu trúc pha của bùn đỏ. Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ thô. Bảng 3.2: Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ thô. STT Công thức hóa học Dạng tồn tại Dạng gibbsite Geothite 1 2 Al(OH)3 FeO(OH)  3 4 5 Fe2O3 SiO2 Hematite Quartz 1.08 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O Sodium Aluminum Silicat hydrat 3.3 Kết quả xác định cấu trúc pha của bùn đỏ sau khi hoạt hóa bằng nhiệt. Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ biến tính ở 200oC. Bảng 3.3: Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ biến tính ở 200oC STT Công thức hóa học Dạng tồn tại Dạng gibbsite Geothite 1 2 3 4 5 Al(OH)3 FeO(OH) Fe2O3 SiO2 Hematite Quartz 1.08 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O Sodium Aluminum Silicat hydrat  Hình 3.3: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ biến tính ở 400oC. Bảng 3.4: Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ biến tính ở 400oC. STT Công thức hóa học Al(OH)3 Dạng tồn tại Dạng gibbsite Hematite 1 2 3 Fe2O3 1.08 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O Sodium Aluminum Silicat hydrat  Hình 3.4: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ biến tính ở 600oC. Bảng 3.5: Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ biến tính ở 600oC STT Công thức hóa học Dạng tồn tại Hematite Quartz 1 2 3 Fe2O3 SiO2 1.08 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O Sodium Aluminum Silicat hydrat  Hình 3.5: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ biến tính ở 800oC. Bảng 3.6: Cấu trúc pha của các hợp phần trong bùn đỏ biến tính ở 800oC. STT Công thức hóa học Dạng tồn tại 1 2 Fe2O3 1.08 Na2O.Al2O3.1.68SiO2.1.8H2O Hematite Sodium Aluminum Silicat hydrat 3.4 Kết quả hấp phụ photphat với bùn đỏ 3.4.1 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định nồng độ photphat bằng phƣơng pháp đo quang  Hình 3.6: Đƣờng chuẩn hấp phụ photphat Đường chuẩn xây dựng có hệ số tương quan R2 lớn gần bằng 1. Do đó, có thể sử dụng các đường chuẩn này để xác định nồng độ photphat trong các mẫu thực. 3.4.2 Nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp biến tính bùn đỏ 3.4.2.1 Bùn đỏ đƣợc biến tính bằng phƣơng pháp axit Bảng 3.8: Hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ đƣợc hoạt hoá bằng axit STT KHM Nồng độ (mol/l) pH sau hấp phụ Hiệu suất hấp phụ (%) Lượng PO43- hấp phụ trên một đơn vị bùn đỏ (mg/g) 1 2 3 4 5 6 RM0,001 RM0,01 RM0,05 RM0,25 RM0,5 0.001 0.01 0.05 0.25 0.5 7.54 7.72 7.76 7.71 8.11 8.13 40.38 3681 33.19 21.26 22.65 25.53 6.73 6.14 5.53 3.54 3.76 4.26 RM1 1.0 7 8 RM1,5 RM2 1.5 2.0 7.94 7.97 25.44 22.30 4.24 3.72 Từ kết quả của bảng trên ta xây dựng được đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất hấp phụ với nồng độ axit của mẫu bùn đỏ được biến tính.  40 35 30 25 20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Nong do mau hoat hoa (M) Hình 3.7: Hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ đƣợc biến tính bằng axit 3.4.2.2 Bùn đỏ đƣợc biến tính bằng phƣơng pháp gia nhiệt Bảng 3.9: Hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ đƣợc biến tính bằng phƣơng pháp gia nhiệt STT Kí hiệu mẫu pH sau hấp phụ Hiệu suất hấp phụ (%) Lượng PO43- hấp phụ trên một đơn vị bùn đỏ (mg/g) 1 2 3 4 5 RM 7.93 7.74 7.90 7.82 7.66 45.78 53.73 64.72 76.51 93.82 7.63 8.96 10.79 12.75 15.64 RM200 RM400 RM600 RM800 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của các mẫu bùn đỏ được biến tính bằng phương pháp gia nhiệt theo các nhiệt độ biến tính thì ta có đồ thị sau:  100 90 80 70 60 50 40 0 200 400 600 800 Nhiet do bien tinh mau Hình 3.8: Hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ đƣợc biến tính bằng phƣơng pháp gia nhiệt Do đó việc khảo sát khả năng hấp phụ photphat của bùn đỏ tôi quyết định dùng các mẫu bùn đỏ được biến tính bằng phương pháp gia nhiệt. 3.4.3 Khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng chất hấp phụ Bảng 3.10: Ảnh hƣởng của lƣợng bùn đỏ thô khác nhau với hiệu suất hấp phụ PO43- STT Khối lượng bùn đỏ thô (g) pH sau hấp phụ Hiệu suất hấp phụ (%) 1 2 3 4 5 6 0.25 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 8.04 7.66 8.15 8.25 8.02 8.37 21.18 22.65 32.47 43.75 35.27 30.82 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ thô với lượng bùn đỏ khác nhau thì ta có đồ thị sau:  45 40 35 30 25 20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Khoi luong mau bun do Hình 3.9: Ảnh hƣởng của lƣợng bùn đỏ thô khác nhau đến hiệu suất hấp phụ PO43- Từ bảng số liệu và đồ thị ta rút ra kết luận sau: Lượng bùn đỏ dùng hấp phụ photphat nồng độ 25mg/l tốt nhất là 1,5g. 3.4.4 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ ban đầu của dung dịch photphat hấp phụ Bảng 3.11: Hiệu suất hấp phụ photphat với nồng độ PO43- ban đầu khác nhau STT Nồng độ PO43- ban đầu (mg/l) pH sau hấp phụ Hiệu suất hấp phụ (%) 1 2 3 4 5 6 5 10 25 50 75 100 7.74 7.96 7.90 7.82 7.66 7.81 26.32 35.64 44.56 34.29 28.15 24.92 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ thô với nồng độ dung dịch photphat ban đầu khác nhau, ta có đồ thị sau:  45 40 35 30 25 0 20 40 60 80 100 Nong do phosphate ban dau (mg/l) Hình 3.10: Ảnh hƣởng của nồng độ PO43- ban đầu đến 3- hiệu suất hấp phụ PO4 Từ bảng số liệu và đồ thị ta rút ra kết luận sau: nồng độ photphat ban đầu để bùn đỏ hấp phụ tốt nhất là 25mg/l. 3.4.5 Khảo sát ảnh hƣởng của pH ban đầu của dung dịch phophat hấp phụ Bảng 3.12: Hiệu suất hấp phụ photphat với pH ban đầu khác nhau pH ban đầu của dung dịch phosphate pH sau hấp phụ Hiệu suất Lượng PO43- hấp phụ trên hấp phụ (%) một đơn vị bùn đỏ (mg/g) pH = 1 pH = 3 pH = 5 pH = 7 pH = 9 7.38 7.93 8.02 8.63 8.87 25.73 45.78 31.58 7.64 4.29 7.63 5.26 1.27 0.79 4.73 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ thô với nồng độ dung dịch photphat 25mg/l ở các pH khác nhau, ta có đồ thị sau:  50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 pH Hình 3.11: Ảnh hƣởng của pH ban đầu đến hiệu suất hấp phụ PO43- Từ bảng số liệu và đồ thị ta rút ra kết luận sau: Mẫu bùn đỏ hấp phụ nồng độ photphat 25mg/l tốt nhất ở pH = 3. 3.4.6 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ Bảng 3.13: Hiệu suất hấp phụ photphat với mẫu bùn đỏ đƣợc biến tính theo nhiệt độ Mẫu pH sau hấp phụ 7.93 Hiệu suất hấp phụ (%) 45.78 Lượng PO43- hấp phụ trên một đơn vị bùn đỏ (mg/g) 7.63 RM thô RM 2000C RM 4000C RM 6000C RM 8000C 7.74 7.90 7.82 7.66 53.73 64.72 76.51 93.82 8.96 10.79 12.75 15.64 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của các mẫu bùn đỏ được biến tính bằng phương pháp gia nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau với nồng độ dung dịch photphat 25mg/l ở pH = 3, ta có đồ thị sau:  100 90 80 70 60 50 40 0 200 400 600 800 Nhiet do bien tinh mau Hình 3.12: Ảnh hƣởng của nhiệt độ biến tính mẫu bùn đỏ đến hiệu suất hấp phụ PO43- Từ bảng số liệu và đồ thị ta rút ra kết luận sau: Mẫu bùn đỏ được gia nhiệt ở nhiệt độ 8000C hấp phụ dung dịch photphat 25mg/l ở pH = 3 là tốt nhất. 3.4.7 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ Bảng 3.14: Hiệu suất hấp phụ photphat với mẫu bùn đỏ đƣợc biến tính theo thời gian Thời gian lắc và khuấy pH sau hấp phụ Hiệu suất hấp phụ Lượng PO43- hấp phụ trên một đơn vị bùn đỏ (mg/g) 10.69 15.64 12.03 RM800/2h+2h RM800/4+4h RM800/8h+8h RM800/16h+16h RM800/24h+24h 8.04 7.66 8.15 8.25 8.02 64.16 93.82 72.17 48.75 31.51 8.13 5.25 Biểu diễn hiệu suất hấp phụ photphat của mẫu bùn đỏ với dung dịch photphat 25mg/l ở các thời gian lắc khác nhau, ta có đồ thị sau:  100 90 80 70 60 50 40 30 0 5 10 15 20 25 Thoi gian lac mau Hình 3.13: Ảnh hƣởng của thời gian khuấy và lắc đến hiệu suất hấp phụ PO43- 3.5. Nghiên cứu khảo sát hấp phụ asen của bùn đỏ hoạt hóa bằng axit. 3.5.1 Nghiên cứu các điều kiện tối ưu để xác định asen. 3.5.1.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ của asen. Bảng 3.17: Chƣơng trình hóa nhiệt độ cho lò graphit. Các điều kiện Sấy khô Nhiệt độ (oC) 100-200 Thời gian tăng 5 (giây) Thời gian duy trì 30 (giây) Tro hóa luyện mẫu Nguyên tử hóa mẫu Làm sạch 400-1000 1600-2000 2600 10 (giây) 0 (giây) 1 (giây) 20 (giây) 5 (giây) 5 (giây) 3.5.1.2 Khảo sát ảnh hưởng chương trình nhiệt độ . Bảng 3.21: Chƣơng trình hóa nhiệt độ tối ƣu cho lò graphit Các điều kiện Sấy khô Nhiệt độ (oC) 120 Thời gian tăng 5 (giây) Thời gian duy trì 30 (giây) Tro hóa luyện mẫu Nguyên tử hóa mẫu Làm sạch 600 1800 2600 10 (giây) 0 (giây) 1 (giây) 20 (giây) 5 (giây) 5 (giây) 3.5.1.3 Xây dựng đường chuẩn để phân tích asen.  Hình 3.18: Đƣờng chuẩn xác định asen. Đường chuẩn trên hình 3.10 có hệ số tương quan 0.99889 và độ dốc là 0.0103. Khoảng tuyến tính của đường chuẩn từ 5g/l đến 25 g/l. Hàm lượng asen trong mẫu được phân tích dựa trên đường chuẩn này. 3.5.1.4 Giới hạn phát hiện của phương pháp. Bảng 3.22: Kết quả phân tích mẫu asen 1g/l. TT Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 Đo lần 4 Đo lần 5 Đo lần 6 Đo lần 7 Trung bình 7 lần đo Hàm lượng asen đo được (g/l) 1.09 1.11 0.97 0.96 1.07 1.11 1.07 1.06 Độ lệch chuẩn (S): 0,118 Giá trị trung bình: 1,06 Bậc tự do (n-1): 6 Giá trị t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH= t × S = 3,143 × 0,118 = 0,37 (g/l). 3.5.2 Nghiên cứu khảo sát các điều kiện hấp phụ asen.  HCl 0.25M HCl 0.5M HCl 1M HCl 1.5M HCl 2M 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 2 4 6 8 10 12 pH Hình 3.24: Hấp phụ As (III) bằng bùn đỏ hoạt hóa trong dung dịch HCl. - Nhận xét: Qua bảng 3.23 và hình 3.16, ta thấy tại pH ≈ 7 ÷ 8, dung lượng hấp phụ của hầu hết các mẫu bùn đỏ đựợc hoạt hóa axit đều có giá trị hấp phụ cao nhất. Trong cao mẫu bùn đỏ được hoạt hóa, mẫu bùn đỏ đựơc hoạt hóa trong môi trường HCl 1M) là cực đại đối với As (III) . Do vậy, chúng tôi lựa chọn mẫu bùn đỏ đựơc hoạt hóa trong HCl 1M và thực hiện quá trình hấp phụ tại pH=7,5 đối với các nghiên cứu tiếp theo. 3.5.2.2 Nghiên cứu lựa chọn thời gian hấp phụ tối ưu. Để khảo sát thời gian hấp phụ tối ưu, chúng tôi lựa chọn mẫu bùn đỏ đã đựơc họat hóa với HCl 1M và thực hiện quá trình hấp phụ tại pH=7,5. Nồng độ ban đầu của asen là 10 mg/l, thời gian hấp phụ được tiến hành từ 10 phút đến 150 phút. Kết quả được đưa ra ở bảng 3.26 và hình 3.17. Bảng 3.28: Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ. Thời gian Khối lượng Co (mg/l) 10 STT Ce (mg/l) Qe (mg/g) % Hấp phụ (phút) (gam) 1 2 10 30 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4.0 2.75 1.73 1.5 0.3 60.0 72.5 82.7 85 10 10 10 10 10 10 10 10 10 0.3625 0.4135 0.425 0.4225 0.425 0.39 3 4 40 45 5 6 50 60 1.55 1.5 84.5 85 7 8 9 80 90 100 150 2.2 78 2.05 1.98 2.25 0.3975 0.401 0.3875 79.5 80.2 77.5 10  85 80 75 70 65 60 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Thoi gian Hình 3.25 : Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ. * Nhận xét: Qua bảng 3.26 và đồ thị hình 3.17, ta nhận thấy khi thời gian tăng thì khả năng hấp phụ As (III) tăng lên. Trong 20 phút đầu khả năng hấp phụ As (III) là rất thấp. Đó là do cân bằng hấp phụ chưa được thiết lập. Sau 45 phút thì khả năng hấp phụ As (III) đạt giá trị cực đại, tức là sau khoảng thời gian này thì cân bằng hấp phụ đã được thiết lập. Do vậy chúng tôi chọn khoảng thời gian 45 phút là khoảng thời gian hợp lý để tiến hành cho các nghiên cứu khảo sát tiếp theo. 3.5.2.3 Nghiên cứu khả năng hấp phụ đối với As(V). Nghiên cứu ảnh hƣởng của pH đến hấp phụ As(V) 100 95 90 85 80 75 2 4 6 8 10 12 pH Hình 3.26: Hấp phụ As (V) bằng bùn đỏ hoạt hóa trong HCl 1M tại các pH khác nhau.  Các kết quả ở bảng 3.27 và hình 3.18 cho thấy khả năng hấp phụ As (V) cao nhất tại pH trong khoảng 2 ÷ 4, nếu tiếp tục tăng pH thì khả năng hấp phụ As (V) giảm xuống. Tuy vậy ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As (V) của bùn đỏ hoạt hóa trong HCl 1M là không khác nhau nhiều tuy nhiên tại các giá trị pH trong khoảng từ 2 ÷ 4 đều làm cho khả năng hấp phụ As (V) khá cao. Do vậy, chúng tôi chọn pH = 4.0 cho các thí nghiệm tiếp theo. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian đến hấp phụ As (V). 96 94 92 90 88 86 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Thoi gian Hình 3.27: Ảnh hƣởng của thời gian đến hấp phụ As (V). Kết quả đưa ra ở bảng 3.30 và hình 3.27, cho thấy khi thời gian tăng thì khả năng hấp phụ As (V) tăng lên. Khả năng hấp phụ As (V) đạt ổn định sau 90 phút. Trong khi đó đối với As(III) thời gian đạt cân bằng chỉ là 45 phút thấp hơn nhiều so với As(V). KẾT LUẬN Từ những kết quả thực hiện đề tài luận văn “Nghiên cứu thành phần, tính chất của bùn đỏ và định hướng ứng dụng trong lĩnh vực môi trường” thu được. Chúng tôi rút ra những kết luận sau: 1. Đã áp dụng các phương pháp phân tích hóa học và hóa lý hiện đại để xác định thành phần hóa học và cấu trúc pha của mẫu bùn đỏ thô và bùn đỏ đã biến tính bằng nhiệt. Cấu trúc pha của bùn đỏ thô bao gồm các dạng gibbsite, Geothite, Hematite, Quartz Sodium Aluminum Silicat hydrat. Mẫu bùn đỏ sau khi biến tính bằng nhiệt ở 800oC có thành phần chủ yếu là dạng Hematite. 2. Đã nghiên cứu được các điều kiện tối ưu để loại bỏ photphat bằng bùn đỏ biến tính, mẫu bùn đỏ sau khi biến tính bằng phương pháp gia nhiệt ở 800oC có khả năng hấp phụ cao nhất, ở pH tối ưu là pH =3, dung lượng hấp phụ 15,64 mg/g. 3. Đã xây dựng được quy trình xác định hàm lượng asen trong mẫu nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò graphit, giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,37g/l, khoảng tuyến tính của phép đo từ 5g/l đến 25 g/l. 4. Đã nghiên cứu được các điều kiện tối ưu để loại bỏ asen bằng bùn đỏ biến tính, mẫu bùn đỏ sau khi biến tính bằng HCl 1M có dung lượng hấp phụ cao nhất là 0,48 mg/g đối với  As(III) và 0,50 mg/g đối với As(V). Khoảng pH tối ưu để hấp phụ As(III) là 7,5 và đối với As(V) là 4,0. References Tài liệu tiếng việt 1. Phạm Đăng Địch, PGS. TS Lê Xuân Khuông, TS Lê Gia Mô, KS Dương Thanh Sủng (3/2003). Báo cáo tổng kết đề tài: " Nghiên cứu công nghệ tiên tiến sản xuất alumin từ quặng tinh bôxit Tân Rai - Lâm Đồng và điện phân nhôm đạt chất lượng thương phẩm". 2. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003), Hóa học phân tích phần 2: Các phương pháp phân tích công cụ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 3. 4. 5. 6. 7. Phạm Luận (2000), Giáo trình phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử ICP-MS, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Phạm Luận (1999), Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội. Phạm Luận (1999), Phần II: Cơ sở lý thuyết của Phương pháp phân tích hấp thụ nguyên tử, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Phạm Luận, Đặng Quang Ngọc, Trần Tứ Hiếu, Lại Văn Hoa (1998), “Nghiên cứu xác định một số kim loại trong tóc công nhân thuộc khu vực nhà máy in, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, 3(1), tr. 5-8. 8. Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ huỳnh quang, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. 9. Phạm Luận (1994), Giáo trình phương pháp phân tích phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. 10. 11. 12. Nguyễn Cảnh Nhã (2007) “Một số kết quả nghiên cứu công nghệ tuyển quặng bauxit Gia Nghĩa”. Tạp chí Công Nghiệp Mỏ. Số 5- 2007. Nguyễn Cảnh Nhã (2008) “Nghiên cứu tuyển bauxit mo Tap Na -Cao Băng” . VIMLUKI. Hà Nội. 2008. Nguyễn Cảnh Nhã (2005). '' Tài nguyên bauxit Việt Nam và một số kết quả ban đầu về khả năng tuyển nâng cao chất lượng bauxit laterit miền Nam Việt Nam''. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN tuyển khoáng toàn quốc lần tứ II. Hà nội 11/2005. Hoàng Nhâm (2003), Hoá vô cơ, tập 3, NXB Giáo Dục. Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ (tập 2), Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội '' Quy hoach phân vung thăm do , khai thac, chê biên sư dung quăng bauxit giai đoan 2007-2015 có xét đến năm 2025''. (2007). Quyêt đinh phê duyêt cua Thu tương chinh phủ số 167/2007/QĐ-TTg, ngày 01/11/2007. 13. 14. 15. 16. Dương Thanh Sủng, Nguyễn Văn Ban (1985). '' Phương pháp đánh giá chất lượng công nghệ alumin của quặng bauxit''. Tuyển tập công trình số loại màu. Viện Luyện kim màu. 4/1985 Kim 17. 18. Trịnh Thị Thanh (2007), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Lê Tự Thanh, Nguyễn Văn Đông, Diệp Ngọc Sương (2000), “Xác định asen tổng số và nghiên cứu xác định riêng lẻ As (III) và As (V) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật khí hydrua hoá”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc tế Ô nhiễm  Asen: Hiện trạng, Tác động đến sức khoẻ cộng đồng và các giải pháp phòng ngừa, tr.7-13. 19. Phạm Kim Trang và cộng sự (2005), “Nhiễm độc lâu dài asen do dùng nước giếng khoan tại một số khu vực thuộc đồng bằng sông Hồng và sông Mê Kông”, Tạp chí Y học thực hành, 591(9), tr. 14-17. 20. 21. Nguyễn Đức Vận (2006), Hóa học vô cơ, tập 2: Các kim loại điển hình, NXB Khoa học và Kĩ thuật. Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (1999), Hoá học môi trường cơ sở, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội. Tài liệu tiếng anh 22. Affandi S., Setyawan H., Winardi S., Purwanto A., Balgis R. (2009). A facile method for production of high-purity silica xerogels from bagasse ash. Advanced Powder Technology. 20(5), 468-472. 23. 24. 25. 26. Altundogan H. S., Altundogan S., Tumen F., Bildik M. (2002). Arsenic adsorption from aqueous solutions by activated red mud. Waste Management 22, 357–363. Anlauf H. (2007). Recent developments in centrifuge technology. Separation and Purification Technology 58, 242–246. APP project ATF-06-03 (2008). Bauxite Residues - Management and Re- Use of Bauxite Residues. AluminiumTask Force. Bajukov O.A., Anshits N.N., Petrov M.I., Balaev A.D., Anshits A.G. (2009). Composition of ferrospinel phase and magnetic properties of microspheres and cenospheres from fly ashes. Materials Chemistry and Physics 114, 495–503. Batra V. S., Urbonaite S., Svensson G. (2008). Characterization of unburned carbon in bagasse fly ash. Fuel 87, 2972–2976. Brunori C., Cremisini C., Massanisso P., Pinto V., Torricelli L. (2005). Reuse of a treated red mud bauxite waste: studies on environmental compatibility. Journal of Hazardous Materials B117, 55–63. 27. 28. 29. 30. Cablik V. (2007). Characterization and applications of red mud from bauxite processing. GOSPODARKA SUROWCAMI MINERALNYMI. 23(4). Carucci A., Cappai G., Muntoni A., Onnis A. (2002). Use of red mud from Bayer process for nitrogen and phosphorus removal. VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. 31. Genc –Fuhrman H., Christiantjell J., Conchie D. M. C. (2004). Adsorption of Arsenic from Water Using Activated Neutralized Red Mud. Environ. Sci. Technol. 38, 2428- 2434. 32. 33. Gong C., Yang N. (2000). Effect of phosphate on the hydration of alkali-activated red mud slag cementitious material. Cement and Concrete Research 30, 1013-1016. Hadi Khezri S., Azimi N., Mohammed-Vali M., Eftekhari-Sis B., Hashemi M. M., Baniasadi M. H., Teimouric F. (2007). Red mud catalyzed one-pot synthesis of nitriles from aldehydes and hydroxylamine hydrochloride under microwave irradiation. ARKIVOC (xv) 162-170. 34. 35. Kehagia F. (2010). An Innovative Geotechnical Application of Bauxite Residue. Kotai L., Sajo I. E., Gacs I., Papp K., Bartha A., Banvolgyi G. (2006) An Environmentally Friendly Method for Removing Sodium in Red Mud. Chemistry Letters 35(11), 1278-1279. 36. Liu W., Yang J., Xiao B. (2009). Application of Bayer red mud for iron recovery and building material production from alumosilicate residues. Journal of Hazardous Materials 161, 474–478.  37. Menzies N. W., Fulton I. M., Morrell W. J. (2004). Seawater Neutralization of Alkaline Bauxite Residue and Implications for Revegetation J. Environ. Qual. 33, 1877-1884. 38. 39. 40. Pan Z., Cheng L., Lu Y., Yang N. (2002) Hydration products of alkali-activated slag– red mud cementitious material. Cement and Concrete Research 32, 357–362. Pan Z., Cheng L., Lu Y., Yang N. (2002). Hydration products of alkali-activated slag– red mud cementitious material. Cement and Concrete Research 32, 357–362. Paredes J.R., Ordóñez S., Vega A., D´ıez F.V. (2004). Catalytic combustion of methane over red mud-based catalysts. Applied Catalysis B: Environmental 47, 37– 45. 41. 42. 43. Singh M., Upadhayay S. N., Prasad P. M. (1996). Preparation of special cements from red mud. Waste Management, 16(8), 665-670. Singh M., Upadhayay S.N., Prasad P.M. (1997). Preparation of iron rich cements using red mud. Cement and Concrete Research, 27(7), 1037-1046. Stathers T.E., Riwa W., Mvumi B.M., Mosha R., Kitandu L., Mngara K., Kaoneka B., Morris M. (2008). Do diatomaceous earths have potential as grain protectants for small-holder farmers in sub-Saharan Africa? The case of Tanzania. Crop Protection 27, 44–70. 44. 45. Sushil S., Batra V. S. (2008) Catalytic applications of red mud, an aluminium industry waste: A review. Applied Catalysis B: Environmental 81, 64–77. Thomas Paul K., Satpathy S. K., Manna I., Chakraborty K. K., Nando G. B. (2007). Preparation and Characterization of Nano structured Materials from Fly Ash: A Waste from Thermal Power Stations, by High Energy Ball Milling. Nanoscale Res Lett 2, 397–404. 46. 47. Tsakiridis P.E., Agatzini-Leonardou S., Oustadakis P. (2004). Red mud addition in the raw meal for the production of Portland cement clinker. Journal of Hazardous Materials B116, 103–110. Wang S., Ang H.M., Tadé M.O. (2008). Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes. Chemosphere 72, 1621– 1635. 48. 49. Wang S., Boyjoo Y., Choueib A., Zhu Z.H. (2005). Removal of dyes from aqueous solution using fly ash and red mud. Water Research 39, 129–138. Yang J., Xiao B. (2008). Development of unsintered construction materials from red mud wastes produced in the sintering alumina process. Construction and Building Materials 22, 2299–2307. 50. 51. Yang J., Zhang D., Hou J., He B., Xiao B. (2008). Preparation of glass-ceramics from red mud in the aluminium industries. Ceramics International 34, 125–130. Zhao Y., Wang J., Luan Z., Peng X., Liang Z., Shi L. (2009) Removal of phosphate from aqueous solution by red mud using a factorial design. Journal of Hazardous Materials 165, 1193–1199.