赤泥的综合利用及其环保功能

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2004 年, 我国赤泥排放量已超过 550 万 t( 每生 产 1t 氧化铝约排放 1.0~1.5 t 赤泥) , 历年来的堆存 量已达数亿吨。目前多采取的赤泥库( 坝) 湿法存放
或脱水干化处理, 不仅侵占农田、污染环境、存在溃 坝隐患, 还使赤泥中的有用成份不能得到合理利用, 造成资源的浪费, 因此对其进行综合利用和无害化 处理十分必要。
含有数十种农作物必需的微量元素。赤泥脱水后,Leabharlann Baidu在 的酸浸渣约占赤泥的 2 /3, 其中含 Ca、Si 较高, 可用
120~300 ℃烘干活化、并磨细至粒径为 90~150 μm, 于烧制硫铝酸盐水泥, 用于快速施工和各种抢修工
即可配制硅钙农用肥。它可使植物形成硅化细胞, 增 程中[7]。
强作物生理效能和抗逆性能, 有效提高作物产量、改 2 赤泥在环境保护中的应用
原料→预加工→配料→料浆制备( 加稀释剂) → 时 , 兼 顾 钪 、锆 、钽 、铌 等 稀 有 金 属 及 稀 土 元 素 的 回
喷雾干燥→压型→干燥→施釉→煅烧→成品
收, 避免在工序上造成损失。同时, 必须对回收过程
1.2 用于路坝修筑及工程回填
中 的 酸 碱 废 液 、浸 出 废 渣 进 行 妥 善 处 置 [ 4] 。
2.2 废水治理
并统筹考虑赤泥中有用物质的多级分批回收工艺,
以赤泥为原料, 经水洗、酸洗、焙烧活化等步骤 确保经济可行, 避免二次污染。
后, 可制备性能良好的水处理剂, 它既可部分吸附废
当前, 用赤泥作环境修复材料处理废气、废水,
水 中 Cs、Sr、U、Th 等 放 射 性 物 质 , As3+ 、Cd2+ 、Zn2+ 、 及土壤中的有机和无机污染, 具有成本低、工艺简
钙保温材料、流态自硬砂硬化剂、防渗材料和杀虫剂 制备的脱硫剂对城市煤气中 H2S 的脱除率可达 98%
载体等新型材料。
以上[10], 而宣化煤气公司、大同煤矿集团的赤泥脱硫
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● 环境保护
中国资源综合利用
第9期
实践也已获得成功应用[11- 12] 。
方式的基础上, 加强复合型功能材料的开发和推广,
Cu2+、Ni2+、Pb2+等重金属离子, PO43- 、F- 等非金属有害 单、以废治废等优点。而对赤泥微观结构、吸附过程、 物质, 及某些有机污染物; 也可用于废水的脱色、澄 焙烧活化机理、改性工艺等方面的深入研究, 将大力
清。
推进赤泥在环保领域中的应用范围。
罗 道 成 以 粒 径 0.1 mm 的 赤 泥 为 原 料 , 加 入 H2SO4, 升温通入 O2 并搅拌, 然后在 90 ℃的恒温水浴 中反应 2 h, 冷却、过滤, 即得 Fe2( SO4) 3 和 A12( SO4) 3 溶液, 该溶液与在一定酸度条件下聚合的硅酸混合, 沉化 2 h, 即得聚硅酸铁铝复合絮凝剂, 它兼有聚铁 絮凝剂和聚铝絮凝剂的优点, 具有工艺简单、投资 少 、净 水 效 果 好 的 特 点 [ 13] 。
很少使用, 其原因是长期使用容易引起渗漏, 造成地 等污染气体有较强的吸附能力和反应活性, 因此可
下水污染[2] 。
代替石灰 /石灰乳对废气进行处理, 由于赤泥尚有部
1.4 制备新型功能性材料
分溶解性的碱, 因此其废气净化效果更佳[8]。
赤泥是塑料制品优良的补强剂和热稳定剂, 在
赤泥治理废气的方法可分为干法、湿法两种: 干
上, 加强复合型功能性材料的开发和推广, 从整体上考虑赤泥中有用物质的回收工艺, 并大力开发赤泥的
环保功能, 从而彻底解决赤泥的污染问题。
关键词: 赤泥; 综合利用; 环境保护
中图分类号: X781
文献标识码: A
文章编号: 1008- 9500( 2007) 09- 0014- 03
Compr ehensive Utilization of Red Mud and Its Application in Envir onmental Pr otection
● 环境保护
中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization
Vol.25, No.9 2007 年 9 月
赤泥的综合利用及其环保功能
石磊
( 宝山钢铁股份有限公司 技术中心, 上海 201900)
摘要: 赤泥的综合利用, 应在巩固其用作建材原料、铺路筑坝、工程回填、农业利用等传统消纳方式的基础
型塑料建材。 以赤泥为主要原料, 在不外加晶核剂的情况下,
可制得抗折、抗压强度高, 化学稳定性好的微晶玻
赤泥可吸收 SO2 11.3 g, 脱硫率约 50%; 湿法脱硫时, 1 kg 赤泥吸附 SO2 16.3 g, 脱硫率约 90%[9]。
德国的研究表明, 赤泥的烟气脱硫效率可达
璃, 它不仅是建筑装饰材料, 还可用作化学工业、冶 80%, 若在赤泥中添加 Na2CO3, 更有利于对 SO2 的吸
由于赤泥物性组成复杂, 在对废水有害物质的 吸附过程中, 势必会对水的浊度和毒性有一定的影 响, 因此赤泥在净化废水之前, 还需进行必要的改
参考文献
1 姜怡娇, 宁 平.氧化铝厂赤泥的综合利用现状[ J] .环境科学 与技术, 2003, 26( 1) : 40- 42.
2 赵由才主编.实用环境工程手册: 固体废物污染控制与资源 化[ M] .北京: 化学工业出版社, 2002.
赤泥是氧化铝工业排放的红色粉泥状废料, 属
强碱性有害残渣, 含水率高, 容重 700~1 000 kg /m3,
比表面积 0.5~0.8 m2 /g。其组成和性质复杂, 并随铝
土矿成分、生产工艺( 烧结法、混联法或拜耳法) 及脱
水、陈化程度有所变化, 典型化学成分如表 1 所示[1]。
表 1 赤泥的典型化学组成
赤泥的主要利用途径有: 生产建筑材料、路坝修 筑与工程回填、制备新型功能性材料、改良土壤, 以 及从中回收有用物质等, 近年来, 赤泥的环保功能也 已引起广泛关注。
1 赤泥的综合利用
1.1 生产建筑材料 赤泥可生产硅酸盐水泥、油井水泥及抗硫酸水
泥等多种型号的水泥, 工艺流程和技术参数与普通 硅酸盐水泥基本相同[2]。每生产 1 t 水泥可利用赤泥 约 400 kg, 且具有早强、抗硫酸盐腐蚀、抗冻等特点, 在高速公路、机场、桥梁等处的使用效果良好。
金 工 业 中 的 耐 磨 耐 蚀 材 料 [ 3] 。
附。日本曾将活化后的赤泥在 500 ℃下吸附来自火
此外, 由赤泥还可制备人工轻骨料混凝土、红色 力发电厂、制造业烟囱中的 SO2, 脱硫效率为 100%。 颜料、水煤气催化剂、橡胶填料、赤泥陶粒、微孔硅酸 循环 10 次后, 脱硫效率仍达 93.6%。谷天野以赤泥
很高的承载强度和耐久性, 用来铺设公路, 完全符合 92.7%, 铁回收率为 94.2%[5]。张江娟先用 5N HCl 浸
沥青路面表层、中层和底层的要求。
出赤泥, 使铁与钛分离; 浸出残渣再用 92%H2SO4 酸
赤泥还是一种非常理想的筑坝材料, 通过管道 解, 酸解液水解制得钛白, 所得钛白纯度为 95%, 回
Shi Lei
( R & D Center, Baoshan Iron & Steel Co. Ltd., Shanghai 201900, China)
Abstr act: Apart from the traditional utilization ways, such as construction material, roadbed, dam base, backfill and fertilizer in agriculture etc., red mud should be developed as the compound- type function materials, and the recovery techniques for valued metals should be considered thoroughly to avoid secondary pollution.Furthermore, the environmental protection function of the red mud should be exploited for tackle its pollution problems once for all. Keywor ds: red mud; comprehensive utilization; environmental protection
输送, 按设计端面有组织地排放、自然沉积, 经陈化、 收率为 91%[6]。
干燥, 即可形成一个结构强度较高、总体刚度较大的
平果铝业以拜耳法赤泥为原料, 经还原焙烧后
赤泥堆放体或坝体, 以满足灰渣排放和堆存的要求。 磁选, 能有效地回收铁。铁以海绵铁的形态产出, 回
赤泥回填铝土矿采空区的实践表明, 胶结充填 收 率 为 87%, 可 代 替 废 钢 作 为 炼 钢 的 原 料 ; 磁 选 尾
技术可靠、经济合理, 可提高矿石回收率 23%; 并在 矿经酸处理后进行焙烧、浸出, 从浸出液中可萃取钪,
控制采场地压, 保护地表建筑, 开采顶底板不稳固的 缓薄矿层等方面探索出一条成功道路。 1.3 农用
赤泥中除含有较高的 Si、Ca、K、P 等成分外, 还
钪以 Sc2O3 的形态产出, 萃取率为 90.6%, 进一步制 取可获得 Sc2O3 为 99.95%的产品; 在萃取钪的余液 中 , 经 碱 中 和 生 成 沉 淀 后 提 铝 , Al2O3 的 回 收 率 为 85%, 钠以硫酸钠的形态产出。赤泥提取有价金属后
赤泥滤饼放入回转窑中烘干烧结, 可制得化学
罗道成采用煤基直接还原焙烧—渣铁磁选分
稳定性好、比重大( 2.67~3.12 g /cm3) 、强度高( >1 000 离—冷固成型新工艺流程, 生产出优质的直接还原
kg /cm2) 的骨料, 加之其胶结作用, 经压实后可具有 铁团矿, 所得产品的金属化率为 92.1%, 含铁品位为
3 张培新, 林荣毅, 阎加强.赤泥微晶玻璃的研究[ J] .有色金属, 2000, 52( 4) : 77- 79.
利用赤泥为主要原料, 添加石膏、矿渣等活性物 质, 可生产免蒸烧砖、空心砖、绝热蜂窝砖、琉璃瓦、 保温板材、陶瓷釉面砖等多种墙体材料, 它们不仅性 能优越, 生产工艺简单, 且符合国家新型建材的改革
收稿日期: 2007- 06- 22 作者简介: 石 磊( 1977- ) , 男, 江苏邳州人, 博士, 主要研究方向: 固体废物处理与资源化再利用。
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第9期
石 磊: 赤泥的综合利用及其环保功能
● 环境保护
方向。以烧结法赤泥制釉面砖为例, 所采用的原料组 1.5 从中回收有用物质
份少, 除赤泥作为基本原料外, 仅辅以粘土质和硅质
从赤泥中综合回收有用物质的原则是: 采用现
材料。其主要工艺过程为:
有较为成熟的工艺, 优先回收铁、铝, 在回收钛的同
善粮食品质, 同时降低土壤酸性, 作为基肥改良土壤。
山东铝厂生产的硅钙肥在济宁等地缺硅土壤中 2.1 废气治理
的试验表明: 该肥对水稻、玉米、地瓜、花生等农作物
赤泥颗粒细微、比表面积大、有效固硫成份( Fe2O3、
均有增产效果, 一般为 8%~10%。但目前对这一技术 Al2O3、CaO、MgO、Na2O 等 ) 含 量 高 , 对 H2S、SO2、NOX
与其它常用的稳定剂并用时, 具有协调效应, 使填充 法是利用赤泥表面矿物的活性, 直接吸附废气; 湿法
后的塑料制品具有优良的抗老化性能, 可延长制品 则是利用赤泥中的碱成分与酸性气体反应, 两者均
寿命长达 2~3 倍, 并可生产赤泥 /塑料阻燃膜和新 已有实践应用。据报道, 拜耳法赤泥干法脱硫时, 1 kg

成分
烧结法
混联法
拜耳法
Fe2O3 Al2O3 SiO2 CaO Na2O TiO2 K2O MgO 灼减
10.97 7.68
22.67 40.78
2.93 3.26 0.38 1.77 11.77
12.10 8.10
20.56 44.86
2.77 5.09 0.35 2.02 8.18
32.20 19.10
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