（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）赤泥是氧化鋁在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，因含有大量氧化鐵而呈紅色，故被稱(chēng)為赤泥。因礦石品位、生產(chǎn)方法和技術(shù)水平的不同，大約每生產(chǎn)l t 氧化鋁要排1.0~1.8 t 的赤泥。據估計，全世界氧化鋁工業(yè)每年產(chǎn)生的赤泥超過(guò)6×107 t，累計赤泥堆積量已達幾億t。
目前，人們日益關(guān)注赤泥堆放給環(huán)境帶來(lái)的危害，例如赤泥的堆放不僅占用大量土地，耗費較多的堆場(chǎng)建設和維護費用，而且存在于赤泥中的堿向地下滲透，造成地下水體和土壤污染，裸露赤泥形成的粉塵隨風(fēng)飛揚，污染大氣，惡化生態(tài)環(huán)境。隨著(zhù)赤泥產(chǎn)出量的日益增加和人們對環(huán)境保護意識的不斷提高，多渠道地利用和改善赤泥，已迫在眉睫。
赤泥是呈灰色和暗紅色粉狀物，顏色會(huì )隨含鐵量的不同發(fā)生變化，它是一種具有較大內表面積多孔結構，其比重2840~2870 g/m3，赤泥的含水量86.01%~89.97%，飽和度94.4%~99.1%，持水量79.03%~93.23%；塑性指數17.0~30.0；粒徑d=0.075~0.005 mm 的粒組，含量在90% 左右； 比表面積64.09~186.9 m2/g ， 孔隙比2.53~2.95。
赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成分、生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過(guò)程中添加劑的物質(zhì)成分，以及新生成的化合物的成分等。其主要化學(xué)成分有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等。
赤泥是一種不溶性殘渣，可分為燒結法、拜爾法和聯(lián)合法赤泥。赤泥的成分、性質(zhì)的差異，決定了不同的赤泥利用方法。對赤泥的綜合處理有三類(lèi)辦法，一是將赤泥作為礦物原料，整體利用；二是提取其中有用組分，回收有價(jià)金屬；三是赤泥在環(huán)保領(lǐng)域中的應用。
1 赤泥作為礦物原料整體利用
1.1 生產(chǎn)水泥
國內外實(shí)踐表明，赤泥可生產(chǎn)出多種型號水泥。我國山東鋁廠(chǎng)早在建廠(chǎng)初期就對赤泥綜合利用進(jìn)行了研究，在上世紀60 年代初建成了綜合利用赤泥的大型水泥廠(chǎng)，利用燒結法赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，水泥生料中赤泥配比年平均為20%~38.5%，水泥的赤泥利用量為200~420kg/t，產(chǎn)出赤泥的綜合利用率30%~55%。
1.2 利用赤泥生產(chǎn)磚
利用赤泥為主要原料可以生產(chǎn)多種磚。以燒結法赤泥制備釉面磚為例，其主要工藝過(guò)程為：原料→預加工→配料→料漿制備(加稀釋劑)→噴霧干燥→壓型→干燥→施釉→煅燒→成品。該法生產(chǎn)的陶瓷釉面磚，以赤泥為主要原料，取代了傳統的陶瓷原料，不但可以降低原材料費用，而且具有極大的環(huán)保意義.
1.3 利用赤泥生產(chǎn)加氣混凝土砌塊
利用赤泥為原料生產(chǎn)多孔硅酸鹽制品生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，其容重、抗壓強度均符合國家標準，最佳配比為：水泥15%、石灰12%~15%、赤泥35%~40%、硅砂33%~35%. 赤泥加氣混凝土的生產(chǎn)工藝與其他加氣混凝土基本相同，且赤泥不需再次煅燒，也不需再烘干，因此，其生產(chǎn)成本經(jīng)濟，生產(chǎn)工藝可行。赤泥加氣混凝土是加氣混凝土的新品種，已成為綜合利用赤泥的新途徑。
1.4 制備新型功能性材料
赤泥既是對PVC(聚氯乙烯)具有補強作用填充劑，又是PVC 的高效、廉價(jià)的熱穩定劑，使填充后的PVC的制品具有優(yōu)良的抗老化性能，制品比普通的PVC 制品壽命長(cháng)2~3倍。同時(shí)，因為赤泥的流動(dòng)性要好于其它填料，這就使塑料具有良好的加工性能。且赤泥聚氯乙烯復合塑料具有阻燃性，可制作赤泥塑料太陽(yáng)能熱水器和塑料建筑型材。
1.5 利用赤泥生產(chǎn)硅鈣復合肥
赤泥中除含有較高的Si, Ca, K, P 等成分外，還含有數十種農作物必需的微量元素。赤泥脫水后，在120~300℃烘干活化、并磨細至粒徑為90~150 μm，即可配制硅鈣農用肥. 它可使植物形成硅化細胞，增強作物生理效能和抗逆性能，有效提高作物產(chǎn)量、改善糧食品質(zhì)，同時(shí)降低土壤酸性、作為基肥改良土壤。
2 赤泥中回收和提取有用成分
由于赤泥中含有一定的有價(jià)金屬盒非金屬元素，如含有大量的氧化鋁、氧化鐵、氧化硅、氧化鈣、氧化鋅等，此外還含有微量元素Ti, Ni, Cd, K, Pb, As 等，是一種寶貴而豐富的二次資源，因此對赤泥中有價(jià)金屬和稀有稀土元素的回收具有重要的意義。
2.1 從赤泥中回收鐵
針對拜耳法赤泥中鐵含量較高的特點(diǎn)，國內外對拜耳法赤泥中回收鐵進(jìn)行了廣泛研究，可以實(shí)現赤泥中鐵的回收利用. 目前，我國則采用直接還原焙燒、磁選制得鐵精礦產(chǎn)品之后，進(jìn)一步將鐵分離后的殘渣即對鐵提取后、仍占原赤泥總量60%以上的殘渣用于生產(chǎn)建筑材料，從而可以實(shí)現拜耳法赤泥零排放的可行途徑。
2.2 從赤泥中提取稀有金屬
目前，從赤泥中回收稀土金屬的工藝采用酸浸出工藝，其中包括鹽酸浸出、硫酸浸出、硝酸浸出等。
3 赤泥在環(huán)保領(lǐng)域的應用
3.1赤泥在廢水處理中的應用
赤泥可應用于去除水中的重金屬離子。將赤泥在600°C焙燒30min后按 500mg/L加入含有 Cd2+35mg/L、Zn2+4mg/L、Cu2+ 5mg/L 的廢水中攬拌 lOmin 冶金備件可分別除去98%的CcP、Zn2+、Cu2+。不經(jīng)焙燒的赤泥直接處理廢水，也可使其 達排放標準。
赤泥可應用于除去廢水中的PO43_、F-、As3-等離子，尤其是赤泥具有良好的 除氟能力，可代替某些鋁鹽或鈣鹽凈水劑，配合絮凝劑窠合硫酸鐵能使排放廢水的 氟含量降到10mg/L以下，該方法簡(jiǎn)單、成本低、不產(chǎn)生二次污染。
日本曾將赤泥在600°C煅燒30min后處 理含20mg/L磷的廢水，攪拌30min后水中僅含5mg/L的磷。冶金備件日本也將赤泥用作 砷離子的吸附劑，該方法比Fe(OH)3共沉淀法簡(jiǎn)單，在含100mg/L砷廢水 l00mL中加人100 mg赤泥，在pH為5?6時(shí)振蕩24h可除去99. 5%的砷，使用 過(guò)的赤泥經(jīng)0. 0lmol/L NaOH振蕩24h后可再生。
赤泥可用于吸附廢水中的放射性金屬離子。赤泥經(jīng)水洗、酸洗、熱處理后產(chǎn)生 類(lèi)似吸附劑的水合氧化物，該表面處理有助于Cs吸附，但熱處理對吸附Sr不利。 日本用酸活化過(guò)的赤泥吸附水中的鈾，然后用堿液解脫，鈾回收率達97%，使用過(guò) 的赤泥用35%的鹽酸再生。
赤泥可作廢水澄清劑。印度用赤泥制備廢水處理的絮凝劑，赤泥用量為1304mg/L時(shí)，廢水的渾濁度、BOD、COD、油脂、細菌數的脫去率分別為77%、H%、65%、73%、95%。赤泥經(jīng)酸活化后可用作紡織行業(yè)廢水的絮凝劑或混凝劑，廢水用石灰乳調至pH為8. 5后加入5?6kg/m3活化赤泥，冶金備件處理的廢水的透明度 從66%增到95%、COD從1400mg/L下降到163mg/L,使用過(guò)的赤泥可經(jīng)鹽酸活 化后再生。
3.2 赤泥在廢氣治理中的應用
德國用赤泥脫除煙氣中的SO2，脫硫效率達80%,其方法是在赤泥中添加碳 酸鈉提高赤泥吸附S02的能力。赤泥也可脫除廢氣中的H2S，使用過(guò)的赤泥可用 空氣完全再生。冶金備件法國用赤泥作為還原廢氣中氮氧化物的催化劑，赤泥經(jīng)Cu(N03 )2 浸潰后可提高催化氨還原NO的活性，在氨還原N2O過(guò)程中赤泥也具有較高的催 化活性。冶金備件日本將赤泥在105°C干燥后在450°C焙燒lh，活化后的赤泥處理含 SO21. 8%的火力發(fā)電廠(chǎng)煙氣，廢氣中SO2的初始濃度1260mg/L，經(jīng)過(guò)赤泥漿處理 后降低至55mg/L，效率為96%。
赤泥可處理廢氣的種類(lèi)包括SO2、NO、NO2等污染氣體。赤泥治理廢氣的方法可分為干法、濕法兩種。干法利用赤泥中的某些組分的吸附能力吸附廢氣，濕法利用赤泥中的堿成分與酸性氣體反應，無(wú)論干法還是濕法處理廢氣的效果均良好。
4 赤泥綜合利用展望
赤泥的綜合利用是一項世界性的難題，必須由政府、企業(yè)、科研機構等多方的力量共同進(jìn)行解決。主要措施有：加強政策引導和資金支持；加強赤泥綜合利用的基礎研究與科技攻關(guān)，建立赤泥綜合利用標準體系；加強組織協(xié)調，扎實(shí)推進(jìn)工作；加強國內外交流與合作。我國氧化鋁生產(chǎn)因采用不同的生產(chǎn)技術(shù)而導致赤泥的綜合利用是一項世界性的難題，必須由政府、企業(yè)、科研機構等多方的力量共同進(jìn)行解決。
主要措施有：加強政策引導和資金支持；加強赤泥綜合利用的基礎研究與科技攻關(guān)，建立赤泥綜合利用標準體系；加強組織協(xié)調，扎實(shí)推進(jìn)工作；加強國內外交流與合作。我國氧化鋁生產(chǎn)因采用不同的生產(chǎn)技術(shù)而導致赤泥性質(zhì)有很大差別，加大了綜合利用的難度。而且對赤泥的某種用途有無(wú)開(kāi)發(fā)價(jià)值，很大程度上取決于其產(chǎn)品附加值的高低，若開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品與被替代的同類(lèi)產(chǎn)品相比無(wú)價(jià)格上的優(yōu)勢，則難于產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
赤泥開(kāi)發(fā)利用前必須系統分析其對環(huán)境的影響，尤其對人體的危害，建立環(huán)境評價(jià)分析標準，積極開(kāi)發(fā)赤泥“整體利用”技術(shù)，避免赤泥利用過(guò)程的二次污染。赤泥的綜合利用是實(shí)現赤泥零排放的基本原則，在今后的研究中需要進(jìn)一步探索新途徑和提高新產(chǎn)品的附加值。
目前我國對赤泥的綜合利用十分重視，加強赤泥綜合利用交流與合作，引進(jìn)和吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗和適用技術(shù)，建立赤泥綜合利用技術(shù)和經(jīng)驗交流推廣機制，促進(jìn)赤泥綜合利用產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)，提升赤泥綜合利用水平勢在必行。
|
