Nghiên cứu công nghệ sản xuất muối kép titan nhôm mamoni sunfat từ nguồn nguyên liệu trong nước sử dụng trong ngành thuộc da

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu được đã đề xuất sơ đồ công nghệ sản xuất chất thuộc da mới trên cơ sở nguồn tài nguyên khoáng sản sẵn có ở trong nước với quy trình sản xuất giảm thiểu

BCT

TCTHCVN VHHCNVN

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY HÓA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TS.Nguyễn Huy Phiêu

7450

15/7/2009

Hà nội, 12/2008

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY HÓA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Danh sách những người thực hiện

Chủ nhiệm đề tài : TS Nguyễn Huy Phiêu

Những người thực hiện :

ThS Hoàng Anh Tuấn

ThS Nguyễn Trung Hiếu

KS Đặng Hữu Tuân

KS Nguyễn Việt Hùng

Chú giải các chữ viết tắt

TAS : Titano-amoni sulfat AlAS : Alumino-amoni sulfat TAlS : Titano-aluminat sulfat Muối kép : titan-nhôm-amoni sulfat

BÀI TÓM TẮT

Hiện tại các cơ sở thuộc da ở nước ta đều phải nhập khẩu các hóa chất cho công đoạn thuộc, vừa phải tiêu tốn một lượng ngoại tệ đáng kể lại gây ô

nhiễm môi trường Đề tài nghiên cứu sản xuất muối kép titan-nhôm-amoni

sulfat từ nguyên liệu trong nước sử dụng trong ngành thuộc da nhằm góp

phần giải quyết vấn đề nêu trên

Quặng ilmenit là đối tượng nghiên cứu chế biến chính của đề tài, còn nhôm sulfat và amoni sulfat là những sản phẩm đã được sản xuất ở trong nước hoặc đang có bán trên thị trường

Quá trình tổng hợp muối kép chứa titan-nhôm-amoni gồm hai giai đoạn: điều chế titanyl sulfat từ quặng ilmenit và tổng hợp muối kép

Điểm mới của đề tài là đã tìm được phương pháp thích hợp để điều chế muối titanyl sulfat từ quặng ilmenit Việt Nam; ít tiêu hao tác nhân phân giải quặng và thực hiện ở nhiệt độ tương đối thấp so với phương pháp clo hóa

Kết quả thử nghiệm hiệu quả thuộc da cho thấy có thể giảm được 50% hợp chất crôm độc hại hoặc có thể thuộc kết hợp với các chất thuộc thảo mộc

mà không dùng hợp chất crôm cũng cho kết quả tốt

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu được đã đề xuất sơ đồ công nghệ sản xuất chất thuộc da mới trên cơ sở nguồn tài nguyên khoáng sản sẵn có ở trong nước với quy trình sản xuất giảm thiểu chất thải dạng lỏng

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu 1

Phần I Tổng quan 2

I.1 Các hóa chất dùng trong ngành thuộc da 2

I.1.1 Các hóa chất dùng thuộc da 2

I.1.2 Tác hại của hợp chất crôm 3

I.2 Chính sách môi trường trong ngành thuộc da ở nước ngoài 4

I.3 Công nghệ điều chế muối kép titan, nhôm và amoni sulfat 5 I.3.1 Các phương pháp điều chế chất thuộc da chứa titan 6 I.3.2 Phương pháp điều chế titanyl sulfat 7 I.3.3 Độ hòa tan trong hệ TiO2(Al2O3)-H2SO4-(NH4)2SO4-H2O 8 và tổng hợp muối kép chứa titan, nhôm và amoni

I.4 Tình hình nghiên cứu và sản xuất các chất thuộc da ở trong nước 9 I.4.1 Nghiên cứu và sản xuất chất thuộc crôm 9 I.4.2 Nghiên cứu và sản xuất tananh từ nguyên liệu thực vật 10 I.4.3.Vấn đề ô nhiễm do nước thải của cơ sở thuộc da 10 I.4.4 Nguồn nguyên liệu để sản xuất muối kép chứa titan, nhôm và 11 amoni sulfat

Phần II Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 12

II.1 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 12 II.2 Nghiên cứu điều chế titanyl sulfat 12 II.2.1 Nguyên liệu và hóa chất 12 II.2.2 Thiết bị nghiên cứu 12 II.2.3 Phương pháp tiến hành 12 II.3.Tổng hợp muối kép chứa titan-nhôm-amoni 13 II.3.1.Hóa chất 13 II.3.2.Thiết bị phản ứng 13 II.3.3.Phương pháp tiến hành 13 II.4 Các phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 13 II.5 Đánh giá hiệu quả thuộc da 14 II.5.1 Cơ quan đánh giá 14 II.5.2 Chọn công đoạn để đánh giá 14 II.5.3 Tiêu chí đánh giá 14 Phần III Kết quả và thảo luận 15 III.1 Phân tích đánh giá sản phẩm nhập ngoại 15

III.2 Nghiên cứu điều chế titanyl sulfat từ quặng ilmenit 15

III.2.3 Quá trình tách sắt 17

III.3.1.1 Khảo sát điều kiện phản ứng tổng hợp 18

III.3.1.2 Xác định thành phần pha kết tinh và tính chất của sản phẩm 19

III.3.2 Sơ đồ công nghệ điều chế muối kép và quy trình sản xuất 25

III.3.3 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm 27

III.4 Đánh giá hiệu quả thuộc da của sản phẩm nghiên cứu 28

Kết luận và kiến nghị 31

Tài liệu tham khảo 32

Phụ lục 33

Như chúng ta đều biết các hợp chất crôm rất độc hại, nếu không có biện pháp phòng ngừa chu đáo cho người lao động thì sẽ gây nguy hại đến sức khỏe và tuổi thọ cho các thế hệ công nhân làm việc trong môi trường này

Ngoài ra, khi dùng hợp chất crôm để thuộc da phải xử lý nước thải một cách triệt để, nếu không sẽ gây tác hại lớn cho môi trường nước

Xuất phát từ những lý do nêu trên, chúng tôi đặt vấn đề nghiên cứu công

nghệ sản xuất chất thuộc da trên cơ sở những nguyên liệu sẵn có ở trong nước

nhằm thay thế dần hợp chất crôm phải nhập khẩu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

PHẦN I

TỔNG QUAN

I.1 CÁC HÓA CHẤT DÙNG TRONG NGÀNH THUỘC DA

I.1.1 Các hóa chất dùng thuộc da

Quá trình thuộc da gồm nhiều công đoạn chính: bảo quản, hồi tươi, tẩy lông, ngâm vôi, nạo xẻ, tẩy vôi, làm mềm, axit hóa, thuộc, hoàn thành ướt (thuộc lại) và hoàn thành khô Ứng với mỗi công đoạn cần có các hóa chất khác nhau để xử lý da

Thí dụ, ở các công đoạn tiền thuộc cần loại hóa chất có thể giữ da tươi đến 7 ngày, chúng được da hấp phụ nhanh nhằm ngăn ngừa vi khuẩn phá hỏng da Ở công đoạn hồi tươi người ta dùng một số hóa chất nhằm phục hồi lượng nước nguyên thủy của da đồng thời thực hiện một số chức năng khác như: tẩy các vết bẩn và máu, loại bỏ protein, phá các cấu trúc biểu bì, tạo điều kiện tối ưu của da cho các quá trình tiếp theo

Như vậy ở các công đoạn tiền thuộc đã phải dùng rất nhiều loại hóa chất Công ty thuộc da RÖHM (Đức) đã sản xuất và sử dụng tới 11 loại hóa chất cho các

OROPON, ERHAVIT, ARAZYM, ROHAGIT, DERMASCAL, EROPIC,…[1]

Hóa chất cho công đoạn thuộc

Hợp chất crôm vẫn còn được dùng để thuộc da Người ta thường dùng muối sulfat kiềm crôm hoặc phức của crôm với nhôm hay dùng kèm muối crôm với các

RÖHM) và LUTAN Cr (của hãng BASF)

Tuy nhiên, thuộc bằng hợp chất crôm có nhược điểm cơ bản hơn là những lợi ích của chúng vì làm thoát một phần crôm vào môi trường qua nước thải Vấn đề đặt ra là phải:

- Thu hồi lại lượng crôm dư thừa

- Xử lý một cách triệt để lượng crôm còn lại trong nước thải

Thu hồi crôm đòi hỏi phải đầu tư kỹ thuật cao, cần hệ thống thu nước thải, khử nước và thải bỏ, cần kiểm tra phân tích chính xác hàm lượng crôm trong nước thải

Hóa chất cho công đoạn sau thuộc

Sau khi thuộc còn hai công đoạn là hoàn thành ướt và hoàn thành khô Ở công đoạn hoàn thành ướt người ta dùng các hóa chất thuộc lại, tác nhân dầu và

đều về màu sắc và độ bóng

I.1.2 Tác hại của hợp chất crôm

Phần lớn các hợp chất của crôm đều độc hại Crôm có thể xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường: hô hấp, tiêu hóa và khi tiếp xúc trực tiếp với da

Sự hấp thụ crôm vào cơ thể người tùy thuộc vào trạng thái oxi hóa của nó Cr (VI) hấp thụ qua dạ dầy, ruột nhiều hơn Cr (III) và còn có thể thấm qua màng tế bào Nếu Cr (III) bị hấp thụ 1% thì lượng hấp thụ của Cr (VI) có thể lên đến 50% Độc tính của Cr (VI) lại cao khoảng 100 lần so với Cr (III)

Ở trong nước, crôm tồn tại dưới hai dạng chủ yếu là Cr (III) và Cr (VI) Nước thải sinh hoạt có thể chứa lượng crôm tới 0,7mg/ml, chủ yếu ở dạng Cr (VI) Con đường xâm nhập, đào thải crôm ở cơ thể người chủ yếu qua con đường thức ăn Khi Cr (VI) vào cơ thể dễ gây ra biến chứng, tác động lên tế bào, lên mô làm phát triển tế bào không nhân, gây ra các bệnh ung thư, gây độc cho hệ thần kinh và tim

Các nghiên cứu cho thấy[2] dù xâm nập vào cơ thể theo bất kỳ con đường nào crôm cũng được hòa tan vào máu ở nồng độ tới 0,001mg/l, sau đó chúng chuyển vào hồng cầu và tan nhanh trong hồng cầu Từ hồng cầu crôm đi vào các tổ chức phủ tạng và được giữ lại ở phổi, xương, thận, gan, phần còn lại được thải qua đường tiết niệu Mặt khác, khi xâm nhập vào cơ thể crôm sẽ liên kết với nhóm -SH trong enzim làm mất hoạt tính của enzim và cũng gây ra nhiều bệnh nguy hiểm cho con người

Khi da trực tiếp tiếp xúc với dung dịch Cr (VI) chỗ tiếp xúc dễ bị nổi phồng

và loét sâu, có thể bị loét đến xương Khi Cr (VI) xâm nhập vào cơ thể qua da, hợp chất của axit crômic phá vỡ cấu trúc prôtêin của tế bào gây ung thư

Khi crôm xâm nhập theo con đường hô hấp: niêm mạc mũi bị loét, phần sụn của vách mũi dễ bị thủng, gây viêm nhiễm yết hầu, viêm phế quản, viêm thanh quản; nhất là CrO3 ở dạng hơi sẽ gây bỏng nghiêm trọng cho hệ thống hô hấp

Tổ chức y tế thế giới (WHO) khuyến cáo hàm lượng cho phép tối đa của Cr (VI) trong nước uống là 0,05mg/l

Do hợp chất crôm gây độc hại cho môi trường nên đã có nhiều tài liệu được công bố về sử dụng các hợp chất của titan với nhôm và zircon dùng để thuộc da[3,

Kết quả của quá trình thuộc da có thể quy tụ như sau:

- Chất lượng của da

- Sản lượng da thu được

- Hiệu suất của quá trình

- Ảnh hưởng tới môi trường

Khía cạnh cuối cùng ngày càng trở nên quan trọng trong những năm gần đây

và hiện nay đang đóng vai trò chủ đạo Ngày nay yêu cầu tuyệt đối với mỗi cơ sở

thuộc da là phải tìm mọi cách có thể thân thiện với môi trường

Ở những nước phát triển, các cơ sở thuộc da luôn cố gắng hài hòa mâu thuẫn

giữa gánh nặng về môi trường do quá trình thuộc da gây ra với sự cần thiết sống

còn của môi trường sạch, làm thu hẹp khoảng cách giữa khả năng có thể và điều

mong muốn, họ luôn phải nghĩ tới lợi ích của xã hội

Chính sách của họ thường là[1]:

1 Tránh ô nhiễm môi trường

2 Tái sử dụng phế phẩm và chất thải

3 Xử lý triệt để chất thải độc hại

I.3 CÔNG NGHỆ ĐIỀU CHẾ MUỐI KÉP TITAN-NHÔM-AMONI SULFAT

I.3.1 Các phương pháp điều chế chất thuộc da chứa titan

Hóa chất thuộc da chứa titan được tổng hợp theo nhiều cách khác nhau Thí

dụ, theo bằng sáng chế số 1068480 của Nga công bố ngày 23/01/1984[3], người ta

điều chế hợp chất thuộc da dạng khoáng hỗn hợp như sau: trộn alumin sulfat,

natri-zirconat sulfat với amoni titanyl sulfat sau đó hòa vào nước rồi kiềm hóa dung dịch

bằng NaHCO3

Để cải thiện tính chất thuộc, nâng cao tính ổn định và tránh kết tủa do thủy

phân người ta bổ sung thêm natri axetat theo tỷ lệ (tính theo oxit) Al2O3 : (ZrO2 +

TiO2) : CH3COONa = 0,75 : (0,5 + 0,5) : 0,75, kiềm hóa dung dịch đến pH = 4 ÷

4,3

Sử dụng chất thuộc này có thể nâng cao nhiệt co sau khi thuộc lên đến 96 0C

và sau khi trung hòa lên đến 990C

Nhược điểm của phương pháp này là phải điều chế muối natri-zirconat

sulfat

Một phương pháp khác, khi phân giải quặng sphen chứa titan bằng axit

sulfuric[5] người ta có thể đồng thời thu được chất thộc da titano-alumin và bột

màu chứa titan oxit cùng với nhôm oxit Bản chất của phương pháp là khi phân giải

tinh quặng sphen người ta bổ sung nhôm hydroxit với lượng 8 ÷ 15% Al2O3 so với khối lượng tinh quặng Nhờ vậy đã nâng cao mức độ phân giải quặng lên 90 ÷ 95% Sau khi lọc tách bã dùng để sản xuất bột màu, phần dung dịch đem kết tinh bằng cách đưa pha lỏng vào dung dịch amoni sulfat có nồng độ 800÷1000g/l Tỷ lệ amoni sulfat với axit sulfuric được tính theo H2SO4: (NH4)2SO4 = 1 : 0,4 ÷ 0,6 Nhược điểm của phương pháp này là phải phân giải tinh quặng ở nhiệt độ cao (140 ÷ 1450C) trong môi trường axit sulfuric có nồng độ 950÷1100g/l Ngoài ra tinh quặng phải chứa ít tạp chất, nhất là tạp chất sắt

Phương pháp cải tiến công nghệ nêu trên[5] là bổ sung muối amoni clorua vào dung dịch titanyl sulfat với lượng 8÷36g/l nhằm ổn định chất lượng của chất thuộc vì amoni clorua đóng vai trò chất đệm trong dung dịch

Tuy nhiên phương pháp này lại gây phức tạp cho dây chuyền thiết bị vì tác dụng ăn mòn của ion Cl-

Từ các phương pháp nêu trên thấy rằng muốn tổng hợp được muối kép chứa titan, nhôm và amoni đều phải có các muối gốc sulfat như: titanyl sulfat, nhôm sulfat và amoni sulfat Trong đó muối nhôm sulfat và amoni sulfat là những hóa chất thông thường đã được sản xuất công nghiệp hoặc đang được bán trên thị trường Do đó trong nghiên cứu này chúng tôi chỉ đề cập đến vấn đề điều chế titanyl sulfat và tổng hợp muối kép chứa titan, nhôm và amoni

I.3.2 Phương pháp điều chế tianyl sulfat

Titanyl sulfat có thể điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng điều chế từ nguyên liệu đầu là quặng ilmenit hoặc xỉ titan trong công nghiệp đều phải theo công nghệ sản xuất bột màu TiO2, nghĩa là phải tạo ra được Ti(OH)4 hoặc TiO2 vô định hình sau đó cho phản ứng với H2SO4

Tuy nhiên theo phương pháp hòa tan quặng ilmenit bằng axit sulfuric phải tách sắt rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn dài Hơn nữa phải thải ra một lượng lớn axit sulfuric loãng Cứ sản xuất 1 tấn TiO2 phải thải ra 4 tấn H2SO4 có nồng độ 25% Mặt khác do phải phụ thuộc vào lưu huỳnh nên các nhà sản xuất TiO2 cho rằng khi giá 1 tấn lưu huỳnh tăng 10 USD thì chi phí cho 1tấn TiO2 sẽ tăng 9 USD [6]

Mới đây, một công trình nghiên cứu điều chế bột màu TiO2 từ quặng ilmenit theo phương pháp flo hóa đã được công bố[7] (sơ đồ điều chế TiO2 được giới thiệu trên hình 1) Theo đó, người ta cho NH4F phản ứng với quặng ilmenit để thu (NH4)2TiF6 và (NH4)3FeF5, sau đó đem nung sẽ được Fe2O3 và TiF4 Khi thủy phân TiF4 trong môi trường kiềm sẽ thu được Ti(OH)4 Sau khi nung Ti(OH)4 sẽ được TiO2 Quá trình có thể mô tả theo phương trình phản ứng sau:

FeTiO3 + 11NH4F ⎯ 125 ⎯ → ⎯o C (NH4)2TiF6 + (NH4)3FeF5 + 3H2O + 6NH3

2(NH4)2TiF6 + 2(NH4)3FeF5 +0,5O2 +2H2O ⎯ ⎯ → 280 ⎯o C 2TiF4 +Fe2O3 +10NH4F + 4HF

TiF4 + 4NH4OH → Ti(OH)4 + 4NH4F Ti(OH)4 ⎯ ⎯ → > 900 ⎯o C TiO2 + 2H2O Những sản phẩm dạng khí của các phản ứng đều có thể tuần hoàn lại làm tác nhân phản ứng cho giai đoạn tiếp theo

Sơ đồ biểu diễn quá trình phân giải quặng ilmenit bằng amoni florua để thu TiO2 và sắt oxit như sau:

Theo sơ đồ này tác nhân tiêu hao cho phản ứng phân giải quặng ilmenit bằng amoni florua chỉ là ôxi của không khí dùng để oxi hóa sắt đến trạng thái hóa trị (III) Theo tính toán của các tác giả lượng oxi hợp thức để oxi hóa 100kg quặng ilmenit (52%TiO2 , 26%FeO, 18%Fe2O3) là 5,26kg, tương ứng với 37m3 không khí Ngoài những ưu điểm nói trên, kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất thu hồi TiO2 rất cao, đạt 98 ÷ 99% (tính theo TiO2) và không phụ thuộc vào thành phần quặng ilmenit ban đầu

Rõ ràng đây là một hướng khả thi cần được tiếp cận nghiên cứu để tạo ra sản phẩm trung gian là Ti(OH)4 dùng cho quá trình tổng hợp muối kép chứa titan, nhôm và amoni

I.3.3 Độ hòa tan trong hệ TiO 2 (Al 2 O 3 )-H 2 SO 4 -(NH 4 ) 2 SO 4 -H 2 O và tổng hợp muối kép chứa titan, nhôm và amoni

Dựa trên cơ sở kết hợp những tính chất ưu việt của các cấu tử thành phần của chất thuộc da, người ta đã đưa ra công nghệ tổng hợp vật liệu dùng để thuộc da Các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện diêm tích trong hệ TiO2(Al2O3)-

H2SO4-(NH4)2SO4-H2O đến thành phần và tính chất của pha rắn tạo thành[8] Cụ

thể là nghiên cứu tác dụng diêm tích của (NH4)2SO4 và H2SO4 trong dung dịch titano-aluminat sulfat khi thay đổi nồng độ của tác nhân diêm tích

Quá trình kết tinh được tiến hành bằng cách cho (NH4)2SO4 và H2SO4 có nồng độ thay đổi vào dung dịch titano-aluminat sulfat chứa (g/l): TiO2 -92,6; Al2O3

-25,9; H2SO4 -175 Tổng nồng độ H2SO4 tự do và (NH4)2SO4 được nghiên cứu từ

100 ÷ 200g/l đến 540 ÷ 860g/l và tỷ lệ khối lượng H2SO4 tự do : (NH4)2SO4 = 1: (0,8 ÷ 1)

Các tác giả đã rút ra kết luận về hàm lượng tối ưu của amoni sulfat là 280 ÷ 400g/l và H2SO4 tự do là 250÷300g/l Quá trình công nghệ thực hiện trong điều kiện đó sẽ thu được chất thuộc đạt chất lượng theo yêu cầu Khi đó cùng với muối (NH4)2TiO(SO4)2.H2O và NH4Al(SO4)2 còn tạo thành hợp chất titano-aluminat sulfat Sản phẩm chứa 9 ÷ 14%TiO2 và 4,5 ÷ 7%Al2O3

Da được thuộc bằng chất thuộc chứa titan mềm mại, giữ được màu sắc tự nhiên Độ bền của da tăng từ 15 ÷ 20% so với da thuộc bằng hợp chất thuộc crôm thông dụng[9]

I.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT CHẤT THUỘC DA Ở

TRONG NƯỚC

I.4.1 Nghiên cứu sản xuất chất thuộc crôm

Năm 1985, Viện Hóa học Công nghiệp (nay là Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam) đã giúp mỏ Secpentin Thanh Hóa (nay là Công ty Secpentin và Hóa chất Thanh Hóa) xây dựng một cơ sở sản xuất natri bicromat (Na2Cr2O7) năng suất 100 tấn/năm từ nguồn quặng crômit để cung cấp cho nhà máy thuộc da Thụy Khuê Sản phẩm ban đầu ở dạng dung dịch, sau đó được sản xuất ở dạng bột khô

Năm 2002, Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công thương) đã giao cho Viện Hóa

học Công nghiệp đề tài Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ điều chế hợp chất

Cr(III) cho công nghiệp thuộc da trên dây chuyền pilot (600kg/mẻ) để chuyển

natri bicromat thành dạng sulfat kiềm Cr(OH)SO4 cho phù hợp với xu thế của thị trường[10]

Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân nên vấn đề sản xuất chất thuộc crôm ở trong nước đã không tiếp tục được triển khai Hiện các cơ sở thuộc da trong nước đều phải nhập khẩu chất thuộc crôm này, chủ yếu là dạng sulfat kiềm crôm Ngoài

ra, trên thị trường còn giới thiệu các sản phẩm tổng hợp như CROMENO A-hợp chất phức của crôm trên cơ sở polime, CROMENO FN-chất thuộc an toàn và tránh được

nứt nẻ Các sản phẩm này của hãng RÖHM (Đức) có giá rất đắt Ngoài ra còn các sản phẩm chào bán như LUTAN Cr của hãng BASF là muối Al-Cr (14,5%Al2O3; 3,5%Cr2O3)

I.4.2 Nghiên cứu và sản xuất tananh từ nguyên liệu thực vật

Cũng trong thời gian trên, một số cơ sở đã nghiên cứu sản xuất tananh từ nguyên liệu thực vật nhằm cung cấp cho ngành thuộc da

Ở Thái Bình đã nghiên cứu sản xuất tananh từ lá và quả sú vẹt ven biển, sản phẩm đã đạt chất lượng cho thuộc da

Viện Thiết kế Công nghiệp Hóa chất (nay là Công ty Cổ phần Thiết kế Công nghiệp Hóa chất) đã nghiên cứu thiết kế dây chuyền sản xuất tananh từ lá và vỏ quả đen ở nông trường Mường Áng (Lai Châu) trên cơ sở nguyên liệu là bã của xưởng

ép dầu từ quả đen có quy mô 3.000T quả/năm[11].Sản phẩm tananh là loại Pirogalic, hàm lượng tananh đạt 15,28 %; tỷ số tananh/phi tananh là 1,57 % Sản phẩm đã được sử dụng để thuộc da và pha chế mực xanh đen tại nhà máy Văn phòng phẩm Hồng Hà (nay là Công ty Cổ phần Văn phòng phẩm Hồng Hà)

I.4.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường do ngành thuộc da ở nước ta

(thuộc Tổng Công ty Da-Giầy Việt Nam), Công ty Cổ phần thuộc da Hào Dương (Tp.Hồ Chí Minh), Công ty TNHH thuộc da Tây Đô (Cần Thơ) Tuy nhiên, có những cơ sở thuộc da không chú ý đến vấn đề xử lý môi trường, như Công ty Cổ phần thuộc da Hào Dương, Công ty TNHH thuộc da Tây Đô đã bị đưa ra trước công luận

Điển hình là Công ty Cổ phần thuộc da Hào Dương với công suất 60.000T/năm, mỗi ngày thải ra môi trường khoảng 2.500m3 nước thải chưa qua xử

lý đã làm ô nhiễm nặng sông Đồng Điền và ô nhiễm không khí khu Công nghiệp Bình Phước[12]

I.4.4 Nguồn nguyên liệu để sản xuất muối kép chứa titan, nhôm và amoni ở nước ta.

Như phần trên đã trình bày, muốn tổng hợp muối kép chứa titan, nhôm và amoni cần phải có nhôm sulfat, amoni sulfat và titanyl sulfat

Phèn nhôm đã được sản xuất ở trong nước qua sản phẩm trung gian là nhôm hydoxit nhờ chế biến quặng bauxit theo phương pháp Bayer Amoni sulfat là sản phẩm kỹ thuật đang có bán trên thị trường Còn titanyl sulfat sẽ được nghiên cứu điều chế từ quặng ilmenit

Sau đây là tình hình tài nguyên và khả năng cung cấp những loại nguyên liệu cần thiết cho mục đích của đề tài

Ở nước ta quặng bauxit có trữ lượng lớn, các mỏ nằm rải rác ở Sơn La, Lai Châu, Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Hải Dương, Nghệ An, Phú Yên, Quảng Ngãi Các mỏ lớn ở Đắc Lắc, Lâm Đồng với trữ lượng tới 7 tỷ tấn

Tuy nhiên, hiện nay mới chỉ có Công ty Hóa chất cơ bản miền Nam khai thác quặng bauxit ở Lâm Đồng để chế bến thành nhôm hydroxit và phèn nhôm với công suất 20.000 tấn/năm Còn ở Hải Dương đang chế biến quặng bauxit Lỗ Khê thành nhôm oxit để sản xuất đá mài Các dự án lớn khác mới đang được xây dựng Quặng titan cũng được phát hiện ở nhiều nơi, quặng có nguồn gốc magma phân bố ở các huyện Đại Từ, Phú Lương, Định Hóa (Thái Nguyên) và Sơn Dương (Tuyên Quang) Tài nguyên dự báo khoảng 15 triệu tấn ilmenit[13]

Các điểm quặng khác đa số là sa khoáng ven biển, phân bố từ cực đông bắc Bắc Bộ đến nam Việt Nam, các tụ khoáng có giá trị công nghiệp chủ yếu ở Trung

Bộ từ Thanh Hóa đến Bình Thuận Trữ lượng dự báo khoảng hai chục triệu tấn Đến nay, quặng titan chủ yếu được khai thác, làm giầu rồi xuất khẩu ở dạng thô Nhiều dự án chế biến sâu quặng titan chưa được áp dụng vào sản xuất

Xuất phát từ các nguồn nguyên liệu sẵn có ở trong nước và trên cơ sở các

công trình nghiên cứu ở nước ngoài đã được công bố, chúng tôi đề xuất Nghiên

cứu công nghệ sản suất chất thuộc da trên cơ sở những nguyên liệu sẵn có trong nước với mục tiêu xác lập được quy trình hợp lý để sản xuất muối kép dùng cho

ngành thuộc da từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước

PHẦN II

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

II.1 LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu là quặng ilmenit Hà Tĩnh, loại dùng xuất khẩu đã được

nghiền mịn đến cỡ hạt 0,074 mm

II.2 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TITANYL SULFAT

II.2.1 Nguyên liệu, hóa chất

- Quặng ilmenit

- NH4F, loại hóa chất tinh khiết (Trung Quốc)

- H2SO4 98%, hóa chất tinh khiết (Trung Quốc)

II.2.2 Thiết bị nghiên cứu

Thiết bị gồm lò nung ống, ở trước lò có trang bị hệ thống thổi hơi nước và không khí; phần sau lò là bộ phận làm lạnh khí và hấp thụ (hình 2)

Hình 2: Thiết bị lò nung ống