赤泥的资源化利用0001.docx

赤泥的资源化利用摘要：：赤泥是氧化铝工业生产中的主要废料，对环境造成了严重污染本文简述了赤泥的特 性，介绍了近年来赤泥在金属回收及制备新型建材等方面的综合利用现状，以期为赤泥的有效 利用找到新的途径关键词：：赤泥;氧化铝;综合利用赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废渣， 我国各铝厂每年排放赤泥一千多万吨，大都 将赤泥在堆场堆放,筑坝湿法堆存，或赤泥干 燥脱水后干法堆存赤泥的堆存不仅占用大 量土地和农田，晒干的赤泥形成的粉尘到处 飞扬，破坏生态环境,造成严重污染，赤泥中的 许多可利用成分还得不到合理利用，造成了 资源的二次浪费随着铝工业的发展和铝土 矿石品位的降低,赤泥量将越来越大,因此赤 泥的综合利用正成为日益重要的研究课题， 倍受各国科技工作者的关注一. 赤泥的特性赤泥是在从铝土矿中提炼氧化铝的过程中 形成，主要成分为 SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3 , 其各组分含量又因铝土矿的产地和氧化铝 的生产工艺不同而异赤泥中含有多种可再 生利用的氧化物和有用金属元素，这点成为 赤泥再生利用的基础利用赤泥中含有较高 的CaO、SiO2可生产硅酸盐水泥及一些专 用水泥;利用它的SiO2、A12O3、CaO、MgO 含量特征及少量的TiO2、MnO、Cr2O3 ,可 以生产特种玻璃；同时,赤泥中含有丰富的 铁、钪、钛等有用金属元素。

二. 赤泥的危害1. 赤泥大量堆存，占用土地，浪费金钱赤泥作为生产铝后得到的废渣，目前 对赤泥的利用率还很低，大量的赤泥只能以 堆积的形式进行处理，赤泥的贮存不仅需要 占用大面积的土地及投入巨额资金筑坝，同 时也需要耗费较多的堆场建设和维护费用， 用于堆放赤泥的土地费用占A12O3产值的 1%~2%2. 浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患因为赤泥中含有大量的稀土金属及其他稀有元素，而赤泥却随意堆置同时，又 因为赤泥的pH值很高其中浸出液的pH值 为12. 1〜13. 0，氟化物含量11. 5〜26. 7 mg • L赤泥的pH值为10. 29〜11. 3，氟 化物含量4. 89〜8. 6,因此，如果赤泥淋 滤液下渗，将会引起地下水体的水质硬度增 加，有时甚至造成更严重的砷、铬等元素污 染水体，赤泥堆场下游的地下水是受赤泥影 响的主要对象，在未采取防渗措施的赤泥堆 场附近，高碱度的污水渗入地下或进入地表 水，使水体pH值升高，存在地下水中总硬 度及pH值升高，超过地下水III类水质标 准的现象，地下水总硬度最高的接近1600 mg/L（超标2.53倍），pH值达11.2（标准 6.5~8.5）。

赤泥中所含的氟化物也是水体 污染的另一个主要的污染物质3. 粉尘污染赤泥的粒度因生产工艺有很大的差异，当赤 泥脱水风化后，表层的粘结性变差，容易引 起粉尘污染晒干的赤泥形成的粉尘到处飞 扬破坏生态环境，而且贮灰场中的赤泥由于 风蚀扬尘影响能见度，造成严重污染但在 生产运行期，由于堆场表层一直在排放赤泥 浆液，湿度较大，不会引起粉尘污染其粉 尘污染与沙尘暴类似4. 影响植物生长环境赤泥的强度碱化，会扰乱植物根系正常的生 理活动，影响植物对养分的吸收，所以大多 数植物都不适宜在赤泥堆场过的土壤中生 长赤泥及其附液的强碱性对地下的粘土层 具有极强的盐碱化作用，其强碱性和附液可 改变地下粘土层的结构和化学成分.赤泥 堆存过的土壤基本不可能被复垦和种植植 物三. 赤泥的综合利用1. 稀土元素钪的提取目前赤泥提钪的方法主要有还原熔炼 法和酸浸一提取法，前者是将赤泥先行还原 除铁、炉渣提氧化铝后，再用酸浸一萃取 （或离子交换）法或其他方法回收钪；后者 是将赤泥进行酸浸处理,使钪转入溶液,然 后酸浸液再萃取（或离子交换）回收钪结 果表明，在浸出剂浓度均为0.5 mol/L、温 度为25°C、浸出时间为24 h、固液比为1:50 条件下，其浸出率依次为硝酸> 盐酸 > 硫酸， 但相差不是太大，其中硝酸浸出时，钪的浸 出回收率为80%，钇的浸出回收率达90%， 重稀土 （镝、铒、镜）浸出回收率超过70%， 中稀土（钕、钐、铕、钆）浸出回收率超过50%， 轻稀土 （镧、铈、错）浸出回收率超过30%。

由于硝酸具有较强的腐蚀性，且不能与随后 提取工艺的介质相衔接因此，大多采用盐 酸或硫酸浸出此工艺侧重回收钪、钇， 而其他稀土的回收率不高即使如此，这其 中还存在着一些难题例如，大量使用酸易 造成废水的回收难度增加，同时，也增加了 经济成本，更为重要的是用酸浸法只能处理 少数地方所产生的赤泥，才会有经济效益， 在大范围应用中有局限性因此，对稀土金 属的提取还有待研究2. 赤泥制作建筑材料利用赤泥为原料生产多孔硅酸盐制品生 产加气混凝土砌块，其容重、抗压强度均符 合国家标准，赤泥加气混凝土的生产工艺 与其他加气混凝土基本相同，且赤泥不需再 次煅烧，也不需再烘干因此，其生产成本 经济，生产工艺可行赤泥加气混凝土是加 气混凝土的新品种，已成为综合利用赤泥的 新途径3. 赤泥净化废水赤泥颗粒对水体中的Cu2+、Zn2+、Pb2+、 Ni2+、Cr6+、Cd2+等重金属离子具有较好的 吸附作用赤泥对这些重金属离子的高吸附 能力归结为赤泥中氧化物矿物的表面反应 活性吸附柱实验研究表明，赤泥吸附剂具 有工业应用价值，可直接用处理后的吸附 柱，使被吸附的金属脱附，吸附剂可以重复 使用，废水中盐类物质的存在也不会影响吸 附效果。

4. 赤泥用于燃煤脱硫就目前实际应用的去除SO2各类方法 中，以石灰石灰法最多，占87%以上其 原理是利用碱金属钙的化合物与烟气中的 SO2发生化学反应，生成硫酸盐或亚硫酸盐 就目前实施的情况看，一方面，这一净化方 式应用中的主要障碍仍然是运行成本问题， 因为石灰石脱硫方法，不论采用哪一种方 式，对钙化合物的粒度要求都很高，一定要 达到微米级才符合工艺要求即使今后研制 出了高效粉碎设备，使粒度比较容易达到要 求，但仍需耗用大量石灰石资源虽然这样， 又因赤泥的大部分成份为碱金属，与SO2有 很强的反应活性，同时由于氧化铝生产的特 点，外排赤泥的粒度也很小，完全符合脱硫 过程的粒度要求综合计算，赤泥脱硫的有 效成分高于CaO含量50%左右的石灰石赤 泥有很小的粒度和非常大的比表面，分析数 据表明，粒度小于45 m的赤泥占总量50% 以上，比表面积可达到10〜20m2g-1，小粒 径及较大的大比表面积均可加大化学反应 速度和反应深度，符合脱硫过程中的粒度要 求但是另一方面，其中还存在一障碍即 是如何处理以废制废后所得到的产物，所得 到的产物：硫酸盐、亚硫酸盐等物质应如何 处理这些产物是否会造成二次污染。

在处 理这些产物的同时，会不会影响整体的经济 效益通过以上的理论分析，用赤泥代替石灰 石/石灰乳进行烟气脱硫是可行的，经过脱 硫反应2种对环境十分有害的废弃物将会 得以中和，特别是含碱赤泥，经与烟气中的 二氧化硫反应后，原有的碱性及水硬性得以 减弱或消除，达到了以废治废的目的5. 放射性元素处理土耳其研究者研究用赤泥吸附水中的放射 性元素Cs137、Sr90赤泥使用前要经过水 洗、酸洗、热处理三个步骤，以产生类似吸 附剂的水合氧化物赤泥的表面处理有助 于Cs137吸附，但热处理对赤泥表面吸附 Sr90的活性点不利，导致对Sr90吸附能力 不高据日本报道，用酸活化过的赤泥吸附 水中的铀，然后用碱液解脱，铀回收率达 97%，使用过的赤泥可用35%盐酸再生四. 赤泥的发展展望赤泥综合利用工作应该主要围绕大量 消耗赤泥为主，以开发赤泥的高附加值产品 为辅，多途径综合开发，齐头并进，最终实 现赤泥零排放，从根本上解决赤泥堆存带来 的环境及成本费用问题再利用吃你制造建 筑材料过程中，应加大对赤泥中放射性元素 的研究在净化废水方面，应注重处理后的 产物综合处理，避免产生二次污染和降低生 产效益对废水经行处理时，应选择可再生、成 本低的吸附剂，提高经济效益。

对于应用赤 泥进行燃煤脱硫的过程中，应深入研究该方 法的可循坏性，走出一套可持续发展道路 在处理赤泥的过程中，还有着大量的方法有 我们研究，这为赤泥的资源化利用提供了目 标和方向，也预示着赤泥的利用前景十分广 阔在处理赤泥的同时，还需要氧化铝生产 企业及相关单位积极转变观念，多从社会环 境角度看待赤泥综合利用工作的现实意义， 加大力度扶持该项工作的技术进展和产业 化推广应用，最终各方面齐心合力，将赤泥 综合利用工作提升到一个新高度五. 结束语社会高速发展的今天，资源的稀缺性与 人类欲望的无限性这一矛盾在加深，充分利 用资源我相信，经过人类的不懈努力，终 有一天，固体废弃物将会成为我们的资源储 藏库另外，在赤泥的应用中,必须注意赤泥 本身含有碱液，有的赤泥中还含有放射性元 素,这些都直接危害人体健康,这一系列问题 的解决需要我们探索今后赤泥回收和综合 利用的新的有效途径赤泥的有效利用不仅 能够极大地促进氧化铝工业,而且能够解决 资源浪费、环境恶化等问题，对于国民经济的 发展具有重要意义参考文献。