Lần đầu tiên tại Việt Nam có nghiên cứu khá toàn diện về đóng rắn xử lý bùn đỏ thải từ nhà máy chế biến alumina bằng phương pháp geopolymer có sử dụng khoáng sét tự nhiên kết hợp với tro bay và thành phần Ca(OH)2. Khoáng sét cao lanh Trúc Thôn được kết hợp thêm với tro bay nhiệt điện Phả Lại nhằm tăng hàm lượng nguồn silic cho quá trình geopolyme hóa. Các chất kiềm hoạt hóa khác nhau như NaOH, hỗn hợp NaOH và Ca(OH)2, dung dịch thủy tinh lỏng đã được sử dụng trong nghiên cứu để đóng rắn bùn đỏ. Nghiên cứu đã chứng minh được sự tạo thành C-S-H/C-A-S-H trong các mẫu có cho thành phần Ca(OH)2 làm tăng cường độ chịu nén của vật liệu.
- Thu thập mẫu, nghiên cứu đặc trưng hóa lý của nguyên liệu khoáng sét, bùn đỏ, tro bay.
- Đã nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng xử lý đóng rắn bùn đỏ như thành phần nguyên liệu, thời gian dưỡng mẫu, nhiệt độ dưỡng mẫu. Các chất kiềm hoạt hóa khác nhau như NaOH, hỗn hợp NaOH và Ca(OH)2, dung dịch thủy tinh lỏng đã được sử dụng trong nghiên cứu để đóng rắn bùn đỏ.
- Đã nghiên cứu để đánh giá thành phần hóa học, cấu trúc, hình thái học của vật liệu geopolyme thu được bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như: phổ huỳnh quang tia X (XRF), phổ hồng ngoại (IR), phổ nhiễu xạ tia X (XRD), chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), … Đã chứng minh được sự tạo thành C-S-H/C-A-S-H trong các mẫu có thêm thành phần Ca(OH)2 làm tăng cường độ chịu nén của vật liệu.
- Với thành phần phối liệu 225g cao lanh, 75g bùn đỏ, NaOH 6M và 45g Ca(OH)2, sấy ở 60oC trong 24h đầu tiên thì cường độ chịu nén của vật liệu sau 28 ngày dưỡng đạt 21 Mpa.
- Với thành phần phối liệu 150g cao lanh, 75g tro bay, 75g bùn đỏ, NaOH 8M và 45g Ca(OH)2, sấy ở 60oC trong 24h đầu tiên thì cường độ chịu nén của vật liệu sau 28 ngày dưỡng đạt 19,7 MPa; Với thành phần phối liệu 150g cao lanh, 75g tro bay, 75g bùn đỏ, NaOH 4M và 100g thủy tinh lỏng, 45g Ca(OH)2, sấy ở 60oC trong 24h đầu tiên thì cường độ chịu nén của vật liệu đạt 25 MPa chỉ sau 3 ngày dưỡng.
- Vật liệu geopolyme chế tạo được sau xử lý đóng rắn bùn đỏ sử dụng hỗn hợp NaOH, Ca(OH)2 ở điều kiện tối ưu có cường độ chịu nén ~20 MPa, độ hút ẩm dưới 14% và độ thôi kim loại nặng đảm bảo về môi trường. Vật liệu có tiềm năng ứng dụng làm vật liệu không nung trong lĩnh vực xây dựng.
Sản phẩm của đề tài: