LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay vật liệu kim loại vẫn đang chiếm vị trí quan trọng nhất trong nền kinh tế quốc dân, do chúng có hoạt tính cao nên dễ bị môi trường tác động làm phá hủy dần từ ngoài vào trong, kết quả là tạo ra những lớp rỉ trên bề mặt kim loại gây thiệt hại lớn về chi phí bảo dưỡng, thay thế vật liệu. Đặc biệt hậu quả của ăn mòn là gây ô nhiễm môi trường và mất cân bằng sinh thái.

Việt Nam là đất nước có khí hậu nóng, ẩm, tỷ lệ sử dụng kim loại còn cao vì vậy thiệt hại ăn mòn là rất cao.

Vấn đề được đặt ra hiện nay, là tìm cách ngăn chặn sự hình thành rỉ trên bề mặt kim loại và các hợp kim của sắt. Có rất nhiều cách, một trong những phương pháp được xem là hiệu quả là phủ trên bề mặt kim loại một lớp mạ. Nhưng trước khi mạ, ta cần phải loại bỏ lớp rỉ để lớp mạ được bám dính tốt. Để loại lớp rỉ, thường các nhà máy cán thép sử dụng hóa chất để tẩy rỉ. Hóa chất được dùng phổ biến nhất là các axit vô cơ như: HCl, H2SO4, HNO3,...

Ở các nhà máy cán thép, lượng nước thải ra từ quá trình tẩy rỉ là rất lớn. Việc đổ bỏ lượng nước này ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nặng. Vấn đề được đặt ra phải tìm cách xử lý nước này một cách hợp lý và kinh tế nhất.

Có rất nhiều phương pháp để xử lý nhưng trong đề tài này chúng tôi sử dụng axit sunfuric đậm đặc để xử lý nước tẩy rỉ. Nếu hướng nghiên cứu này khả thi thì không những ta xử lý được nước tẩy rỉ mà cón có thể thu được những sản phẩm từ quá trình xử lý như: axit HCl, muối sắt (II) sunfat, đây là những hóa chất cơ bản cần thiết cho nền đại công nghiệp.

PHẦN 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: SỰ HÌNH THÀNH RỈ SẮT VÀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ RỈ SẮT

1.1 Sự hình thành rỉ sắt

1.1.1 Điều kiện hình thành rỉ sắt

1.1.1.1 Độ ẩm

Độ ẩm là điều kiện cần thiết cho ăn mòn trong khí quyển vì nó quyết định sự ngưng tụ hơi nước. Nước ngưng tụ đọng lại trên bề mặt kim loại sẽ tạo thành dung dịch điện li (khi có mặt các muối hòa tan) làm cho phản ứng ăn mòn có thể xảy ra.

Theo lý thuyết, sự ngưng tụ xảy ra khi độ ẩm tương đối đạt đến 100%, tuy nhiên trong một số trường hợp sự ngưng tụ vẫn có thể xảy ra dù độ ẩm tương đối nhỏ hơn 100%. Hiện tượng này xảy ra khi nhiệt độ kim loại thấp hơn nhiệt độ môi trường, khi bề mặt kim loại có muối hoặc khi bề mặt có các lỗ xốp.

Khi tăng độ ẩm thì tốc độ ăn mòn cũng tăng nhưng nếu trong điều kiện khí sạch hoàn toàn, thì tốc độ tăng không đàng kể. Nhưng khi không khí có nhiễm bẩn thì tốc độ tăng lên rất lớn. Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào độ ẩm có thể biểu diễn theo phương trình: VK = VO.X2

VK: tốc độ ăn mòn ở độ ẩm bất kỳ.

VO: tốc độ ăn mòn khi độ ẩm tương đối 100%.

X: độ ẩm tương đối.

Độ ẩm chỉ là điều kiện cần nhưng chưa đủ. Ngay trong một môi trường rất ẩm, các bề mặt sạch, không nhiễm bẩn đặt trong không khí không ô nhiễm chỉ bị ăn mòn với tốc độ tương đối thấp.

1.1.1.2 Các chất ô nhiễm.

Các chất ô nhiễm làm gia tăng ăn mòn trong khí quyển do tăng tính chất dung dịch điện ly và tăng độ ổn định của lớp màng nước ngưng tụ từ khí quyển.

SO2 là một chất ô nhiễm thường gặp, khi hấp thu trong lớp nước bề mặt sẽ tạo ra H2SO4 làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn của thép cacbon trong khí quyển