Luận án Nghiên cứu khả năng lắng bùn đỏ sau hòa tách bauxit Gia Nghĩa, Tây Nguyên

t tinh bột không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng hạt bị phồng lên vỡ 
thành dung dịch keo gọi là hồ tinh bột. Tinh bột hòa tan trong môi trường kiềm do kiềm có 
tác dụng ion hóa từng phần làm cho phân tử polisaccarit hydrat hóa tốt hơn [1]. 
Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột được trình bày trong bảng 2.6. 
Bảng 2.6. Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột [1] 
Nguồn 
Kích thước 
hạt, nm 
Hình dáng 
Hàm lượng 
aminoza, % 
Hàm lượng 
amilopectin, % 
Ngô 10-30 Đa giác hoặc tròn 25 75 
Lúa mì 5-50 Tròn 20 80 
Gạo tẻ 2-10 Đa giác 13-35 65-87 
Khoai tây 1-120 Bầu dục 23 77 
DR 10-130 Bầu dục 38-41 59-62 
Trong các chất trợ lắng cấu trúc tinh bột có chứa nhóm hoạt tính hydroxyl - OH, 
chính nhóm này có tác dụng kết bông khi cho thêm vào quá trình lắng bùn. Cũng là nhóm 
hydroxyl nhưng của quá trình este hóa, ête hóa hay ôxy hóa tạo thành liên kết thẳng hoặc 
liên kết nhánh, thậm chí biến đổi tính chất hóa học thì nhóm hoạt động này sẽ tăng lên một 
cách đáng kể. Các loại polime thường có cấu trúc nhánh cây, dễ thu hút các hạt bùn đỏ và 
đẩy mạnh quá trình kết bông. 
2.6.3. Chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp 
Phần lớn chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp dùng trong sản xuất alumin hiện nay có 
nguồn gốc từ mono acrylamide và/hoặc mono acrylate. Cấu trúc cơ bản của 
polyacrylamide và polyacrylate được thể hiện trong hình 2.7 và hình 2.8. 
Hình 2.7. Cấu trúc của polyacrylamide Hình 2.8. Cấu trúc của polyacrylate [14] 
41
Hình 2.9. Copolyme của acrylamide và acrylate [14] 
Hình 2.9 cho thấy, cấu trúc của một copolyme tổng hợp tạo bởi đồng trùng hợp nhiều 
monome của acrylamide và acrylate. 
Đặc điểm nổi bật của các polyme trên là cấu trúc phân tử có dạng xương sống gồm 
một mạch thẳng dài và các nhánh là các nhóm amid hay carboxyl. Cấu trúc này làm tăng 
khả năng hoà tan của polime vào dung dịch nước, cải thiện khả năng liên kết tĩnh điện giữa 
các hạt bùn đỏ tích điện dương và nhóm amid tích điện âm do sự dư 2 điện tử trong liên kết 
của –NH2. Tương tự như vậy, đối với nhóm carboxyl (COONa) trong dung dịch sau khi 
phân ly tạo thành các ion -COO- và Na+. Đây chính là cơ chế tạo kết bông nhờ liên kết tĩnh 
điện giữa chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp và bùn đỏ [14]. 
Một thuận lợi khác của polyme tổng hợp là khả năng điều chỉnh cấu trúc, khối 
lượng phân tử khi tổng hợp. Có thể tạo ra polyme tổng hợp mạch thẳng có khối lượng phân 
tử lên tới khoảng 20 triệu (cao hơn nhiều so với polyme tự nhiên). Khối lượng phân tử của 
polime càng lớn thì số lượng các nhóm chức năng càng nhiều dẫn tới khả năng trợ lắng 
càng tốt. 
Cho đến nay, polyacrylate là chất trợ lắng hiệu quả nhất trong các polyme tổng hợp 
do có chứa nhóm carboxyl tại tất cả các mắt xích của chuỗi polyme chính. Nhờ vậy, 
polyacrylate có mật độ các gốc chức năng lớn nhất làm tăng hiệu quả hấp phụ lên các hạt 
bùn đỏ khi tiếp xúc. Sự hấp phụ của polyacrylate và các copolyme của acrylamide/acrylate 
lên bề mặt hạt bùn nhờ cơ chế bắc cầu ion đa hóa trị. Như vậy, phân tử polyme đóng vai 
trò như các cầu nối giữa các hạt bùn đỏ. 
 Trong sự kết hợp, chỉ một phần phân tử của polyme được hấp phụ lên trên bề mặt 
hạt bùn đỏ. Phần không liên kết còn lại có dạng "đuôi" hay "vòng" và có khả năng liên kết 
với các hạt bùn khác nhờ vậy cụm bông được hình thành. 
Trong lắng bùn đỏ, polyme có khối lượng phân tử cao và cấu trúc mạch thẳng 
chiếm ưu thế do chúng có thể tạo ra các cụm bông lớn, lắng nhanh và độ nén chặt bùn đỏ 
tốt. Do những đặc tính vừa nêu, khả năng trợ lắng của chất hữu cơ tổng hợp ở nhiều trường 
42
hợp có thể cao hơn tinh bột trong khi hàm lượng sử dụng thấp hơn nhưng tốc độ lắng và độ 
nén của bùn đỏ tốt hơn. 
Độ nén chặt của bùn tăng làm cải thiện khả năng thu hồi NaOH và nhôm trong 
nước rửa tuần hoàn. Tuy nhiên, những cụm bông lớn hình thành do chất trợ lắng hữu cơ 
tổng hợp lại dễ vỡ hơn so với những cụm bông nhỏ hình thành bởi chất trợ lắng tinh bột. 
Một nhược điểm nữa của chất trợ lắng tổng hợp so với tinh bột là khó tách bùn đỏ dưới áp 
lực của bộ lọc do khối lượng phân tử cao, chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp có thể làm tắc bộ 
lọc làm giảm năng suất lọc. 
2.6.4. Chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp biến tính 
Việc sử dụng chất trợ lắng hữu cơ tổng hợp biến tính hydroxamated 
polyacrylamide (HXPAMs) được coi là bước ngoặt lớn trong quá trình phát triển của công 
nghệ sản xuất alumin. Các hợp chất hữu cơ loại này có 3 nhóm chức năng là amid, 
carboxyl và hydroxamate (hình 2.10). 
Hình 2.10. Chất trợ lắng hydroxamated polyacrylamide chứa ba nhóm chính: amid, carboxyl và 
hydroxamate [14] 
Loại polyme này chỉ tồn tại ở trạng thái lỏng (dạng nhũ tương) và được tổng hợp 
bằng công nghệ trùng hợp nhũ tương. Công nghệ này bao gồm các bước tổng hợp mạch 
chính polyacrylamide (-NH2) và sau đó kết hợp mạch chính này với các nhóm hoạt tính 
hydroxamate (-CONHONa) và polyacrylate (-COONa). Quá trình chỉ thực hiện được khi 
mạch chính đã được tổng hợp ở dạng nhũ tương. 
Các polyme tổng hợp biến tính này có ưu điểm là với liều lượng phù hợp thì chúng 
có tác dụng đồng thời cải thiện tốc độ lắng của bùn đỏ và độ vẩn đục của dung dịch natri 
aluminat. 
Việc gắn thêm các nhóm chức năng khác lên mạch chính của polyacrylamide làm 
tăng khả năng kết bông của nó. Trong cấu trúc của HXPAMs có nhóm chức năng 
43
hydroxamate, nhóm này có ái lực rất mạnh đối với các hợp chất sắt và có xu hướng hấp 
phụ thông qua cơ chế hấp phụ hoá học tạo phức. 
Nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ lên bề mặt hạt bùn đỏ của polyme 
hydroxamated mạnh hơn so với polyacrylate. Nhóm chức năng hydroxamate cũng có tốc 
độ hấp phụ nhanh hơn so với các polyme dạng polyacrylate hoặc tinh bột [14]. 
HXPAMs có khả năng kết bông tốt xét về mặt kích thước của các hạt bùn đỏ, nó có 
tác dụng cả với những hạt siêu mịn được coi là rất khó lắng. 
2.6.5. Các phương pháp tạo thành tập hợp hạt trong quá trình lắng 
2.6.5.1. Phương pháp kết tụ 
Phương pháp kết tụ là phương pháp hóa học sử dụng hóa chất để liên kết các hạt rất 
nhỏ với nhau tạo thành các kết tụ có kích thước và trọng lượng đủ lớn và có thể lắng. Kết 
tụ có tính chất thuận nghịch nghĩa là hạt keo đã kết tụ vẫn có thể tích điện trở lại và trở nên 
bền. Các hóa chất có khả năng tạo kết tụ thường là những loại muối vô cơ và được gọi là 
chất kết tụ. 
Có 2 phương pháp kết tụ phổ biến, đó là: 
- Kết tụ dùng các chất điện ly đơn giản. 
- Kết tụ dùng hệ keo ngược dấu. 
Quá trình kết tụ bằng các chất điện ly đơn giản được xem như một cơ chế kết tụ tối 
ưu vì nó giải thích bằng sự nén điện tích trong lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép để phá 
vỡ trạng thái ổn định của hệ keo trong nước. Trong thực tế, quá trình kết tụ dùng chất điện 
ly đơn giản không có ý nghĩa đối với môi trường axit hoặc kiềm. Ngay cả đối với môi 
trường trung tính, khả năng ứng dụng của phương pháp kết tụ dùng chất điện ly đơn giản 
cũng rất hạn chế vì tính chính xác về liều lượng sử dụng. 
Trong quá trình kết tụ bằng hệ keo ngược dấu, người ta sử dụng muối của một số 
kim loại dưới dạng dung dịch hòa tan. Trong dung dịch, chúng phân ly thành các cation và 
anion. Quá trình kết tụ bằng hệ keo ngược dấu có khả năng tạo ra các loại kết tụ như sau: 
- Tổ hợp các hạt keo tự nhiên bị phá vỡ thế điện động zeta, loại này chiếm số ít. 
- Các hạt keo mang điện tích trái dấu kết hợp với nhau và trung hòa về điện tích. 
Loại này không có khả năng kết dính và hấp phụ trong quá trình lắng tiếp theo vì 
vậy số lượng cũng không đáng kể. 
- Các hạt keo được hình thành do thủy phân chất kết tụ với các anion có trong nước 
nên kết tụ có hoạt tính bề mặt cao, có khả năng hấp phụ các chất khác trong khi 
44
lắng, tạo thành các kết tụ lớn hơn. Loại kết tụ này chiếm ưu thế và có tính quyết 
định đến hiệu quả kết tụ, nên các điều kiện ảnh hưởng đến sự hình thành kết tụ loại 
này được quan tâm hơn cả. 
Một số chất vô cơ thường dùng làm chất kết tụ được nêu trong bảng 2.7. 
Bảng 2.7. Một số hợp chất thường dùng làm chất kết tụ [7] 
Tên gọi Công thức hóa học 
Axit clohydric HCl 
Axit sunfuric H2SO4 
Canxi hydroxit Ca(OH)2 
Natri hydroxit NaOH 
Canxi ôxit CaO 
Nhôm sunfat Al2(SO4)3 
Sắt sunfat Fe2(SO4)3 
2.6.5.2. Phương pháp kết bông 
Tương tự như kết tụ, kết bông là phương pháp sử dụng tác nhân thích hợp để liên 
kết các hạt rất nhỏ thành bông bùn có kích thước và trọng lượng đủ lớn để có thể lắng. 
Phương pháp này được thực hiện nhờ tác dụng của các thành phần có ái lực mạnh trong 
chất cao phân tử với hạt bùn. Các chất có khả năng tạo kết bông được gọi là các chất kết 
bông. 
Quá trình kết bông bao gồm các giai đoạn: 
- Khuấy trộn huyền phù và dung dịch chất kết bông 
- Hấp phụ polyme lên bề mặt các hạt 
- Điều chỉnh hình thái của polyme sau khi hấp phụ 
- Sự va chạm với các hạt khác 
- Sự lớn lên của bông 
- Sự phá vỡ bông 
Các giai đoạn này có thể được mô tả như trên hình 2.11. 
45
Hình 2.11. Sơ đồ quá trình kết bông và ảnh hưởng của nó đến tốc độ lắng 
(Đưa ra bởi Tiến sỹ John Farrow, CSIRO)[37] 
2.7. Cơ chế tương tác giữa chất trợ lắng và bùn đỏ 
Hệ huyền phù sau quá trình hòa tách bauxit có độ kiềm cao, do vậy quá trình lắng 
bùn đỏ theo phương pháp kết tụ rất hạn chế mà chủ yếu xảy ra theo phương pháp kết bông. 
Các chất trợ lắng kết bông tương tác với các hạt bùn đỏ theo các cơ chế hấp phụ vật lý 
hoặc hóa học xảy ra đồng thời dưới ba hình thức: bắc cầu, hoạt hóa bề mặt và liên kết tĩnh 
điện ở mức độ tác dụng khác nhau, tùy thuộc đặc điểm cấu trúc của chất trợ lắng cũng như 
đặc tính bề mặt các hạt bùn đỏ (khuyết tật, tính chất điện...). 
2.7.1. Cơ chế bắc cầu 
Cơ chế bắc cầu xảy ra phổ biến nhất trong quá trình kết bông [37] và được mô tả 
như sự liên kết giữa hai hoặc nhiều hạt bằng cầu nối là một phần phân tử chất trợ lắng 
(hình 2.12). 
46
Hình 2.12. Liên kết hai hạt theo cơ chế bắc cầu [37] 
Hình dạng của phân tử chất trợ lắng (bó hoặc mở) trong dung dịch quyết định hiệu 
quả bắc cầu của nó. Khi phân tử chất trợ lắng hấp phụ lên bề mặt hạt rắn ở dạng bó thì hiệu 
quả bắc cầu của nó kém hơn so với dạng mở (hình 2.13). 
Hình 2.13. Hình dạng phân tử chất trợ lắng trên bề mặt bùn đỏ [37] 
2.7.2. Cơ chế hoạt hóa bề mặt 
Qúa trình kết bông theo cơ chế hoạt hóa bề mặt là một trường hợp của cơ chế bắc 
cầu khi tương tác của chất trợ lắng với pha lỏng của huyền phù (dung môi) không đáng kể. 
Theo cơ chế bắc cầu, chất trợ lắng có ái lực mạnh với cả bề mặt hạt và dung môi. Trong 
trường hợp bề mặt các hạt bị phủ kín bởi chất trợ lắng thì liên kết cầu nối sẽ không xảy ra. 
Khi tương tác giữa các phân tử chất trợ lắng mạnh hơn tương tác giữa chúng với dung môi 
thì khả năng kết bông có thể xảy ra. Trong trường hợp này, sự tạo thành các kết bông 
không theo cơ chế bắc cầu giữa các hạt mà do các phân tử chất trợ lắng độc lập tương tác 
với nhau (hình 2.14). 
47
Trong cơ chế bắc cầu, nếu hàm lượng chất trợ lắng sử dụng quá dư, sẽ xảy ra sự tái cân 
bằng (ổn định) giữa chất trợ lắng và hạt rắn, do vậy quá trình kết bông không tiếp diễn. 
Nhưng ngược lại, trong cơ chế hoạt hóa bề mặt, hàm lượng chất trợ lắng tăng sẽ tăng khả 
năng kết bông do chất trợ lắng được hấp phụ nhiều tại nhưng khu vực cục bộ trên bề mặt 
hạt chứa nhiều khuyết tật về cấu trúc, thành phần 
Hình 2.14. Liên kết hai hạt theo cơ chế hoạt hoá bề mặt [37] 
2.7.3. Cơ chế liên kết tĩnh điện 
Liên kết tĩnh điện giữa chất trợ lắng và hạt rắn thực chất là liên kết giữa nhóm tích 
điện âm của phân tử chất trợ lắng với bề mặt tích điện dương của hạt. Quá trình liên kết sẽ 
đạt trạng thái trung hòa về điện tích sau thời gian nhất định. Nếu chất trợ lắng tiếp tục hấp 
phụ lên bề mặt, thì sự cân bằng điện tích của vùng này bị phá vỡ và được tích điện âm của 
chất trợ lắng. Nhờ vậy, quá trình kết bông theo cơ chế liên kết tĩnh điện tái diễn giữa vùng 
tích điện âm mới và bề mặt tích điện dương của hạt khác (hình 2.15). 
Hình 2.15. Liên kết hai hạt theo cơ chế tĩnh điện [37] 
2.8. Quá trình hấp phụ 
Quá trình kết bông xảy ra nhờ sự hấp phụ chất trợ lắng lên bề mặt hạt rắn. Liên 
quan đến sự hấp phụ này trên bề mặt hạt sắt oxit trong môi trường lỏng đã có nhiều nghiên 
48
cứu công bố [17, 27, 38, 41]. Theo các tác giả, pH có thể làm tăng tác dụng của các nhóm 
âm điện trong cấu trúc polyacrylate hay đồng trùng hợp giữa polyacrylamide và 
polyacrylate, do đó khả năng hấp phụ của chúng lên hạt rắn tăng. Liên kết giữa nhóm âm 
điện của chất trợ lắng với hạt rắn có thể là liên kết hydro (đối với đồng trùng hợp) hoặc 
liên kết tĩnh điện (đối với polyacrylate). Phương trình hấp phụ Langmuir trong các trường 
hợp này đều đạt trạng thái cân bằng. Tuy nhiên, đường cong lý thuyết của phương trình 
không phù hợp với đường cong thực nghiệm. 
Hấp phụ trong môi trường lỏng là hiện tượng tăng nồng độ của chất tan (chất bị hấp 
phụ) lên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ). Hấp phụ có thể xảy ra theo hai cơ chế hoặc vật lý 
hoặc hóa học. 
Hấp phụ vật lý: Chất hấp phụ liên kết với bề mặt hạt rắn bởi lực Van de Vaals yếu 
hoặc lực hút tĩnh điện giữa các điện tích trái dấu. Giữa chất hấp phụ và hạt rắn không tạo 
thành hợp chất hóa học. 
Hấp phụ hóa học xảy ra trên bề mặt phân chia pha giữa chất hấp phụ và chất bị hấp 
phụ và tạo thành hợp chất hóa học. 
49
Chương 3 
CHUẨN BỊ MẪU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
3.1. Chuẩn bị bùn đỏ theo công nghệ Bayer châu Mỹ 
3.1.1. Quặng tinh bauxit Gia Nghĩa 
Mỏ bauxit Gia Nghĩa là một trong bảy mỏ thuộc tỉnh Đắc Nông, đã được thăm dò địa 
chất trên diện tích 117,5 km2 (gồm khu Trường Xuân và khu Đắc D’Rung). Mẫu công nghệ 
được lấy tại khu Trường Xuân có diện tích 37,5 km2 được lựa chọn thăm dò chi tiết với cấp trữ 
lượng B + C1 là 36.083.377 tấn quặng tinh, trong đó cấp B là 26.229.373 tấn quặng tinh [8]. 
Quặng bauxit của khu Trường Xuân có đặc điểm đồng nhất trong các thân quặng, gồm 
các mảnh cứng được gắn kết yếu bởi các mảnh vụn lẫn sét. Các mảnh cứng có dạng: xỉ, giả 
cầu, mảnh góc cạnh. Bauxit dạng xỉ gồm các kết hạch dạng xỉ, cấu tạo rỗng xốp, kích thước từ 
27 cm. Bauxit dạng giả cầu có nhiều màu sắc từ vàng đến xám sáng, xốp, đôi khi lõi còn 
bazan phong hóa chưa triệt để. Bauxit dạng mảnh gồm những cục góc cạnh có kích thước 57 
cm, màu đen, nâu đỏ, tơi xốp [12]. 
Với trữ lượng và các đặc điểm vừa nêu, bauxit Gia Nghĩa có thể đại diện cho nguyên 
liệu bauxit Việt Nam tại khu vực Tây Nguyên. 
Mẫu cho nghiên cứu hòa tách và xác định thành phần vật chất được chuẩn bị từ 100 kg 
quặng tinh bauxit Gia Nghĩa có kích thước 10 mm được gia công đập, nghiền đến các cấp độ 
mịn khác nhau theo sơ đồ trên hình 3.1. 
Mẫu cho nghiên cứu thành phần vật chất được nghiền tới cỡ hạt – 0,074 mm. 
50
Hình 3.1. Quy trình chuẩn bị kích thước hạt bauxit 
Quặng tinh cỡ hạt trung bình 0,1  10mm 
Đập lần 1 
Phân cấp hạt 
-5mm 
Đập lần 2 
Phân cấp hạt 
-2mm 
Nghiền 
Phân cấp hạt 
-0,315mm 
Hòa tách 
+5mm 
+2mm 
+0,315mm 
51
3.1.2. Dung dịch hòa tách 
Theo công nghệ Bayer châu Mỹ, dung dịch cho hòa tách bauxit gipxit chứa 140170 
g/l Na2Oc. Dung dịch hòa tách (còn gọi là dung dịch luân lưu) có nồng độ được chọn 160 g/l 
Na2Oc và αc = 3 được chuẩn bị như trên sơ đồ hình 3.2. 
Hình 3.2. Quy trình chuẩn bị dung dịch luân lưu 
3.1.3. Tính toán lượng nạp bauxit 
Lượng nạp bauxit (khô) được tính theo công thức [93]: 
lt
bx
c
c
bx A
AN
q

.
645,1
9,0
 [g/l] (3.1) 
 c: tỷ số costic của dung dịch sau hòa tách tính theo lý thuyết. Thực tế sản xuất c 
thường có giá trị từ 1,31,4. Trong khuôn khổ luận án, chọn các giá trị là: 1,25; 1,3; 1,35; 1,4. 
Nc: nồng độ Na2Oc của dung dịch luân lưu 
A: nồng độ Al2O3 của dung dịch luân lưu 
Hòa tan 
Kiềm NaOH 96% Al(OH)3 
Ly tâm 
Nước cất 
Dung dịch Phân tích 
Điều chỉnh nồng độ Na2Oc NaOH và nước cất 
Dung dịch luân lưu: 
Na2Oc 160g/l 
Al2O3 88g/l 
 c 3 
52
Abauxit: hàm lượng Al2O3 trong bauxit 
lt : hiệu suất hòa tách lý thuyết được tính theo công thức: 
 %100.
32
232
bx
bxbx
lt OAl
SiOOAl
n
 (3.2) 
Trong đó: Al2O3bx và SiO2bx là hàm lượng nhôm ôxit và silic ôxit có trong quặng tinh. 
Thay các giá trị vào ta có: 
%36,94%100.
74,50
86,274,50
 lt (3.3) 
Lượng nạp bauxit khô ứng với c=1,2 và nồng độ kiềm 160 g/l Na2Oc là: 
 lg
x
qbx /2369436,05074,0
01,85
25,1
160645,1
9,0 
 (3.4) 
Xuất phát từ dung tích thực tế của ôtôcla là 200 ml, lượng nạp dung dịch được chọn là 
120 ml. Mặt khác, độ ẩm của mẫu nghiên cứu là 3% cho nên lượng nạp bauxit thực tế Qa sẽ là: 
g
x
xxQa 69,29971000
100120240
 bauxit (3.5) 
Tính toán tương tự như trên, ta có lượng nạp bauxit khô và lượng nạp bauxit thực tế 
tương ứng với các giá trị c đã chọn: 
Theo lý thuyết Thực tế 
qbx(1,25) = 236 (g) 
qbx(1,30) = 221 (g) 
qbx(1,35) = 207 (g) 
qbx(1,40) = 194 (g) 
qbx(1,25) = 240 (g) 
qbx(1,30) = 220 (g) 
qbx(1,35) = 210 (g) 
qbx(1,40) = 200 (g) 
Q(1,25) = 29,69 (g) 
Q(1,30) = 27,22 (g) 
Q(1,35) = 25,98 (g) 
Q(1,40) = 24,74 (g) 
3.1.4. Quy trình chuẩn bị bùn đỏ 
 Công nghệ Bayer châu Mỹ vẫn là công nghệ được lựa chọn hàng đầu để sản xuất 
alumin từ loại bauxit gipxit. Cho đến nay, công nghệ này vẫn tồn tại 2 chế độ hòa tách 
khác nhau, đó là: hòa tách ở điều kiện áp suất khí quyển – tương đương với nhiệt độ hòa 
tách 105-107 oC và hòa tách ở điều kiện áp suất thấp – tương đương với nhiệt độ hòa tách 
140-145 oC. Do có nhiều ưu điểm hơn hòa tách ở điều kiện áp suất khí quyển như: thời 
gian hòa tách nhanh hơn, nồng độ dung dịch hòa tách thấp hơn, đặc biệt là dung dịch natri 
aluminat không cần phải hậu khử silic nên hòa tách ở điều kiện áp suất thấp luôn được ưu 
tiên lựa chọn. Trên thế giới, chỉ có 2 nhà máy sản xuất alumin từ bauxit gipxit lựa chọn 
53
nhiệt độ 105-107 oC để hòa tách. Trong khi đó, có đến 27 nhà máy lựa chọn nhiệt độ 140-
145 oC để hòa tách, 2 nhà máy đang hoạt động và xây dựng của Việt Nam cũng lựa chọn 
chế độ hòa tách này. 
Vì vậy, để bùn đỏ có thành phần và tính chất tương tự như trong điều kiện thực tế 
sản xuất, trước khi nghiên cứu quá trình lắng, quặng tinh bauxit được khử silic và hòa tách 
theo chế độ công nghệ đã được xác định từ các kết quả thực nghiệm. Dưới đây là các thông 
số công nghệ của quá trình khử silic và hòa tách. 
Khử silic 
Tiền khử silic được thực hiện trong otocla có dung tích 200ml với các thông số 
công nghệ: 
- Nồng độ dung dịch: 160 g/l Na2Oc 
- Tỉ số costic: c ~ 3 
- Nhiệt độ: 95 oC 
- Nồng độ chất rắn: 500 g/l 
- Thời gian: 6 h 
Hòa tách 
Quá trình hòa tách cũng được thực hiện trong otocla với dung tích 200ml. Chế độ 
hòa tách như sau: 
- Nồng độ dung dịch: 160 g/l Na2Oc 
- Tỉ số costic: c~3 
- Nhiệt độ: 145 0C 
- Lượng nạp bauxit: 210 g/l 
- Thời gian: 1 h 
Pha loãng huyền phù 
Sau khi khử silic và hòa tách, huyền phù được pha loãng 1,1 lần bằng nước rửa bùn 
một mặt giúp quá trình lắng bùn đỏ xảy ra nhanh hơn, mặt khác tránh hiện tượng kết tủa 
sớm Al(OH)3. 
3.2. Chất trợ lắng 
 Chất trợ lắng được sử dụng trong luận án gồm 2 loại: 
- Chất hữu cơ tự nhiên: ngoài tinh bột mỳ (nhập khẩu bởi công ty TNHH 
Vimaflour) - chất trợ lắng truyền thống được sử dụng đầu tiên và phổ biến trong công nghệ 
sản xuất alumin, còn khảo sát thêm khả năng sử dụng tinh bột DR (sản xuất tại cơ sở Nam 
54
Học, Hoài Đức, Hà Nội) – nguồn nguyên liệu sẵn có ở nước ta. Cả hai loại tinh bột được 
chuẩn bị ở dạng hồ tinh bột với nồng độ 2% trọng lượng. 
- Chất hữu cơ tổng hợp biến tính: trong số các chất hữu cơ tổng hợp biến tính đang 
được sử dụng trên thế giới, xét tính phù hợp cao đối với loại bauxit giàu sắt, chất trợ lắng 
được chọn dùng cho nghiên cứu là hydroxamated polyacrylamides HXPAMs loại HX400 
và HX600 từ hãng Cytec (Mỹ). Cả hai loại chất trợ lắng này được chuẩn bị với nồng độ 
0,1% trọng lượng. 
3.3. Thiết bị nghiên cứu 
3.3.1. Thiết bị tiền khử silic và hoà tách bauxit 
Thiết bị hòa tách được gia nhiệt và ổn nhiệt bằng dầu có độ chính xác ± 2 oC và 
chứa 6 autoclave dung tích mỗi chiếc 200 ml (hình 3.3). 
Hình 3.3. Thiết bị hoà tách 
3.3.2. Thiết bị lắng 
Thiết bị thực n