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完整版赤泥主要成分来源
赤泥主要成分来源1赤泥及铝土矿贵州省有着丰富的铝土矿, 是我国产铝大省,赤泥年排放量约120万t,历年堆存量达1100 万t以上,主要生产于贵阳、安顺等地区的铝工业企业,特别是中铝贵州分公司赤泥产生量最多,年排放量100多万to随着遵义铝厂氧化铝扩能改造、修文华飞其氧化铝等工程的建设投产,贵州省赤泥年排放量将达200万t以上［1］.贵州省赤泥堆存于赤泥坝中,不仅需要大量的堆存场地,而且赤泥中的碱含量较高,随着雨水的冲淋,赤泥中的碱会被溶出,可能污染地表水和地下水,对具有喀斯特地貌的贵州来说,赤泥的污染显得更加严重.赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废弃物,因含氧化铁量大,外观外观与赤色泥土相似,因而得名.铝土矿成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称,如沂水软铝石、一水应铝石和三水铝石；有的是水铝石和高岭石相伴构成；有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质黏土,因此铝土矿很少有纯矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等.在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右.铝土矿主要化学成分主要为A1203、SiO2、Fe2O3、TiO2、HO2 ,五者总量占成分的95%以上,一般＞98%,次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等.因此由铝土矿中带入赤泥的化学成分主要为Al203、SiO2、Fe2O3、TiO2.2赤泥主要成分来源由于铝土矿中铝硅比不同,氧化铝的提炼方法也不一样,因而赤泥分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥.2.1拜耳法赤泥主要成分来源对于铝硅比值大于7的低铝硅土矿,一般采用拜耳法工艺提炼氧化铝.在高温高压条件下,NaOH与铝土矿中的Al203反响,生成水溶性的铝酸钠(NaO2 - Al2O3 ),溶液与残渣别离后,降低温度,参加Al(OH)3作晶种,经过长时间搅拌,NaO2 Al2O3分解析出Al(OH)3 , 洗净后在950〜1200C温度下燧烧,得Al2O3成品.与溶液别离后的残渣即为拜耳法赤泥,矿石中的SiO2转变成为方钠石(Na8Al6Si6O24(OH2))和水合铝硅酸钠(Na2O - Al2O3 - 2SiO2 - * H2O),随同赤泥排出.为了脱出TiO2、SiO2等杂质的,加速Al2O3的溶出,减少Al2O3和NaOH的损失, 在生产配料中参加生石灰(CaO).TiO2与CaO作用生成钛酸钙(CaTiO3) ; SiO2与Al2O3及CaO 作用生成水合铝硅酸钙(CaO - Al2O3 - 2SiO2 - * H2O)和水化石榴石(3CaO - Al2O3 - 3SiO2 - * H2O).这些生成的矿物也成为拜耳法赤泥的一局部.2.2烧结法赤泥主要成分来源对于铝硅比值3〜5的高硅铝土矿,一般采用烧结法工艺提炼氧化铝.将铝土矿、NaCO3和CaCO3按一定比例混合配料,在回转窑内少结成由铝酸钠(NaO2 - Al2O3)、铁酸钠(Na2O - Fe2O3)、硅酸二钙(2CaO - SiO2)和钛酸钙(CaTiO3)组成的熟料.然后用稀释碱溶液溶出熟料中的NaO2 - Al2O3,此时铁酸钠水解得到Fe2O3和NaOH , NaOH也进入溶液.不溶物硅酸二钙、钛酸钙、Fe2O3=等作为烧结法赤泥排出.熟料溶出得到NaO2 - Al2O3 溶液经过专门的脱硅过程,SiO2形成水合铝硅酸钠(Na2O - Al2O3 - 2SiO2 - * H2O)、水合铝硅酸钙(CaO - Al2O3 - 2SiO2 - * H2O)、羟基方钠石(Na8Al6Si6O24(OH2))和水化石榴石(3CaO - Al2O3 - 3SiO2 - * H2O)沉淀,也成为烧结法赤泥的成分.把CO2气体通入别离沉淀物后的NaO2 - Al2O3溶液,参加晶种搅拌,得到Al(HO)3 沉淀物和Na2CO3母液.Al(HO)3经燧烧成为氧化铝成品.此外,还有同事采用拜耳法、烧结法的联合法氧化铝生产工艺,事宜处理铝硅比值为5〜7的铝土矿,其排除的赤泥兼具有拜耳法赤泥和烧结法赤泥的特点.3赤泥的主要性质3.1赤泥的化学成分,见表1表1物理性能表赤泥矿物组成,见表表2物理性能表⑵赤泥的粒度分布,见表种却frim<1010-20 2.~4040 -6060^100100-150>150拜耳法45况4321烧结法13273311r*□294利用赤泥生产烧结墙体材料烧结墙体材料是指在大约1000 C的温度下烧结,得到的具有适合强度性能的制品,其原料的化学成分一般要求见表4表4物理性能表表4物理性能表/%从赤泥的化学成分来看：赤泥的二氧化硅含量大大低于50%〜70%的允许范围,这将加大制品的枯燥收缩,增加枯燥敏感性,降低制品抗冻性能.赤泥的CaO含量很高,大大超过15%的要求,因此吃你烧结温度范围较窄,不利于工业窑炉烧成.烧结法赤泥A12O3含量适中〔10.66%〕;拜耳法吃你喊了超高〔32.26%〕,虽可提升制品力学性能,但烧成温度也将提升.烧结法赤泥和拜耳法赤泥Fe2O3含量适中,烧成制品可形成传统的红色.拜耳法赤泥烧失量较高, 易使烧结制品疏松, 降低制品强度.赤泥中氧化钠含量较高,可减低烧成温度.赤泥中氧化钠含量较高,可降低烧成温度.赤泥的化学组成与烧结墙体材料原料要求差距较大,由于烧结法赤泥含CaO较高,假设想限制混合料CaO含量在15%以内,那么烧结法赤泥最高掺入量只能到达37%.从提升赤泥的掺入量的角度出发,可采用拜耳法赤泥来制作烧结制品,其缺点是SiO2含量较低,假设采用SiO2含量较高的硅质原料配料,可得到化学成分负荷烧结墙体材料要求的配合料,见表5.表5物理性能表表5物理性能表从拜耳法赤泥的矿物组成来看, 粘土塑性矿物很少, 而砂岩没有粘土质塑性矿物, 因此上述配方只能采用半干压成型.假设想采用塑性挤出成型,可在混合料中掺入30%塑性较高的粘土,或采用高硅粘土质原料鱼赤泥配料[3]以保证混合料的化学成分和塑性挤出性能.5赤泥生产非烧结墙体材料分析非烧结墙体材料是指不经过高温烧结过程的墙体材料,典型的非烧结墙体材料采用硅酸盐水泥为胶凝剂,将骨料、砂凝结成为具有适合强度的块体.硅酸盐水泥的主要矿物组成见表6,这些矿物与水发生化学反响,其中3CaO - SiO2、2CaO - SiO2水花后生成的CSH凝胶逐渐硬化后,将骨料、砂、机器他化学反响陈武凝结成具有强度的块体.硅酸二钙在1450C 一下有六种辩题：a、a' H、a' L(粗晶)、a' L(微晶)、H、6 ' L、丫,下标H为高温型,L为低温型.也、也'H、a ' H、.型硅酸二钙有水硬性, 但水化速度较慢,其作用主要是提供啊水泥的后期强度.表6物理性能表7%从赤泥的矿物成分来看,烧结法赤泥中具有水硬性的a型硅酸二钙和6型硅酸二钙含量合计达50%,因此在非烧结墙体材料配料中可以打了掺入烧结法赤泥替代砂和局部水泥, 生产出高强度的墙体材料.研究说明,用15%赤泥取代水泥生产的制品其强度指标几本不变[4]利用赤泥、粉煤灰生产的免烧砖,赤泥产量可达50%[5].6结论从赤泥来源可以看出,赤泥的主要化学成分与墙体材料接近,只是各种成分的比例相差较大,通过合理配料可得到负荷烧结墙体材料要求的配合料；从赤泥的矿物组成来看,烧结法赤泥适宜生存非烧结墙体材料,拜耳法赤泥适宜生产烧结墙体材料.参考文献[1]李裴等.创新求是效劳决策[M].北京：中共中央党校出版社,2021:241[2]田元江等.钛铁矿物在拜耳法赤泥高温转化利用中的物相演变和呈色机理研究[R].贵阳：中国科学研究地球化学研究所,2007.[3]汪文凌.利用工业废弃物赤泥制造烧结砖研究[J].砖瓦,2006, ( 7) : 42〜43[4]刘春,尹国勋.烧结法赤泥生产混凝土的研究探讨[J].中国资源利用,2007(3):17〜19.[5]许光辉,马小娥.赤泥、粉煤灰免烧砖的性能研究[J].粉煤灰综合利用,2007 (6):38〜 39。
赤泥利用文献
1关于建设赤泥脱硫剂厂的报告工业和信息化部科学技术部关于印发《赤泥综合利用指导意见》的通知工信部联节〔2010〕401号中提出：“赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物，每生产一吨氧化铝，大约产生赤泥0.8—1.5吨。
我国是氧化铝生产大国，约占世界总产量的30%。
目前我国赤泥综合利用率仅为4%，累积堆存量达到2亿吨。
随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。
充分利用赤泥中氧化钠、氧化钙等碱性物质含量高的特点，进行烟气脱硫、脱硝、脱碳技术。
技术攻关要点：(1)赤泥在燃煤烟气中与二氧化硫、三氧化硫、氮氧化合物和二氧化碳等酸性成分反应过程控制；(2)用于循环流化床锅炉的赤泥低成本干燥与预处理工艺；(3)干粉状赤泥大规模输送与准确计量技术；(4)浆状赤泥直接用于燃煤锅炉烟气脱硫技术；(5)赤泥脱硫产物综合利用技术。
”根据二部委文件精神，结合我们现有技术状况，拟投资150-300万元，建设年产20-40万吨赤泥脱硫剂项目。
政策依据：工业和信息化部科学技术部关于印发《赤泥综合利用指导意见》的通知技术依托：我们多年和大专院校、科研部门、专业公司等单位合作，先后在郑州、洛阳、信阳等十余地市工厂进行同类型项目攻关，取得良好成绩，对于该项目进行继续合作多方信心十足。
具有独立知识产权的新型脱硫配方。
主攻方向：在原煤中掺加脱硫剂；在燃煤锅炉中掺加脱硫剂。
投资：300万元。
产值：年产20万吨不同型号，不同品种的脱硫剂。
吨价200元。
年产20万吨，产值3000-4000万元。
利税：1000万元。
结论该项目目前有国家大力支持，绿色环保，利国利民，投资少，见效快，应该迅速上马，及早投产。
以求利益最大化。
洛阳陈智印2011-06-232赤泥综合利用指导意见【发布时间：2010年11月26日】【来源：节能司】【字体：大中小】工业和信息化部、科学技术部关于印发《赤泥综合利用指导意见》的通知工信部联节[2010]401号各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、科技主管部门，有关行业协会、中央企业：为贯彻落实国务院《有色金属产业调整和振兴规划》，提高赤泥综合利用率和综合利用技术水平，减少赤泥堆存对环境、安全造成的影响，促进赤泥综合利用工作。
赤泥的用途
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化学成分及矿物组成
赤泥的化学成分及矿物组成取决于含铝矿物 的成分、生产氧化铝的方法和生产过程中添 加剂的物质成分，以及新生成的化合物的成 分等. 其主要化学成分有
成分 Na2O SiO2 K2O Al2O3 MgO CaO TiO2 Loss Fe2O3 含量(%, ω) 20.8~23.56 2.56-8.20 40.5~49.5 4.0~9.12 0.76~2.1 0.5~1.0 0.89~1.38 1.34~2.9 10~13.2
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赤泥的物理性质
赤泥是呈灰色和暗红色粉状物， 颜色会随含铁量 的不同发生变化，它是一种具有较大内表面积多孔 结构，其比重2840~2870 g/m3， 赤泥的含水量 86.01%~89.97%，饱和度94.4%~99.1%，持水量 79.03%~93.23%；塑性指数 17.0~30.0；粒径 d=0.075~0.005 mm 的粒组，含量在90%左右；比 表面积 64.09~186.9 m2/g，孔隙比2.53~2.95.
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3、利用赤泥生产加气混凝土砌块 、
当前， 加气混凝土砌块多为利用钙质材料和硅质材料加水 磨成料浆，并在高温高压的水热条件下进行化学反应，生 成硅酸盐托贝莫来石等胶结材料与集料结合起来和发气剂 反应， 形成具有均匀气孔分布的轻质整体. 它是一种具有 多孔结构的建筑墙体材料，孔隙率高达70%~80%. 具有容 重小、强度高等特点，其抗压强度为1.5~7.0 MPa，是一种 有利于生态环境的墙体结构材料. 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，最佳配比为：水泥15%、石灰12%~15%、 赤泥 35%~40%、硅砂 33%~35%. 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.
用于凝石生产的原料
新闻中心用于凝石生产的原料——赤泥2006-4-27赤泥（Red mud）是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物，因其外观颜色与赤色泥土相似而得名。
是目前排量较大，对自然环境危害严重又难以利用的主要工业废渣之一。
氧化铝冶炼方法主要有三种，即：拜耳法、烧结法和联合法，三种不同的方法产生的赤泥成分、性质、物相各异。
烧结法冶炼氧化铝时，首先必须在原料铝矾土中配合一定量的碳酸钠，然后在回转窑内经高温煅烧制成以铝酸钠为主要矿物的中间产品，即铝酸钠熟料，再经溶解、结晶、焙烧等工序制取氧化铝，溶解后分离出的浆状废渣便是烧结法赤泥。
采用烧结法冶炼氧化铝，赤泥外排量平均为0.7~0.8吨/吨氧化铝。
拜耳法冶炼氧化铝采用的是强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿，这个过程中，作为主要原料的铝矾土越过高温煅烧环节被直接用来溶解、分离、结晶、焙烧等工序得到氧化铝，溶解后分离出的浆状废渣是拜耳法赤泥。
采用拜尔法冶炼氧化铝，赤泥外排量平均为1~1.1吨/吨氧化铝。
联合法是拜耳法和烧结法的联合使用，联合法所用的原料是拜耳法排出的赤泥，然后采用烧结法再制取氧化铝，最后排出的赤泥为烧结法赤泥赤泥的主要特性为赤泥的化学成分和矿物组成主要取决于铝土矿的成分、生产氧化铝的方法和生产过程中添加剂的物质成分等。
一般说来，联合法和烧结法所产赤泥的成分大致相同，而与这两种赤泥相比，拜耳法赤泥氧化铁及氧化铝含量高，碱含量及氧化钙含量低。
赤泥的化学组成%烧结法赤泥的矿物组成%烧结法赤泥的物理性质%2性；而赤泥中的无定形铝硅酸盐物质是赤泥潜在活性的主要来源。
又因为磨细赤泥颗粒细小，可以填充材料空隙，也能够起到增强材料的作用。
赤泥堆放对环境污染日益严重由于赤泥结合的化学碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质等原因，对于赤泥的无害化利用一直难以进行。
多年来世界各国专家对赤泥的综合利用进行了大量的科学研究，但此类研究进展不大。
赤泥主要成分来源 及在墙体材料行业应用分析
般 ＞９ ％， ８ 次要 成 分 有 Ｓ Ｃ Ｏ、 Ｏ、 ： Ｎ ２ 、 ａ Ｍｇ Ｋ Ｏ、 ａ０、
Ｃ ， Ｍｎ ，有 机 质 、 质 等 ， 量 成 分 有 Ｇ 、 ｅ Ｏ、 Ｏ 、 碳 微 ａＧ 、
Ｎ 、 ａ Ｔ Ｃ 、 ｒ Ｖ、 、 ｒ Ｎ 等 。因此 由铝 土矿 ｂ Ｔ 、 Ｒ、 ｏ Ｚ 、 Ｐ Ｃ 、 ｉ
２２ 烧 结 法赤泥 主要 成分 来 源 ． 对 于 铝 硅 比值 ３ ５的高 硅 铝 土矿 ， ～ 一般 采 用烧 结 法工 艺 提炼 氧化 铝 。将 铝 土矿 、 ａＣ ， Ｃ Ｃ ， Ｎ Ｏ 和 ａ Ｏ 按 一 定 比 例 混 合 配 料 ， 回转 窑 内烧 结 成 由铝 酸 在 钠 （ ａ ２Ａ ２ 、 酸 钠 （ ａＯ・ ｅＯ ） 硅 酸 二 钙 ＮＯ ・Ｉ ）铁 Ｏ Ｎ ２ Ｆ 、 （Ｃ Ｏ・ｉ，和钛 酸 钙 （ａ ｉ 组 成 的熟料 。然 后用 ２ ａ ＳＯ ） Ｃ ＴＯ ）
溶 出 ， 能 污 染 地 表 水 和 地 下 水 ， 具 有 喀斯 特 地 可 对
分 解 析 出 Ａ （ Ｈ）， 净 后 在 ９ ０ １０ ｏ温 度 下 ＩＯ 洗 ５ ～ ２０ｃ
煅 烧 ， Ａ， 品 。 得 Ｉ 成 ０
貌 的贵州来 说 ， 泥 的污染 显得 更 加严 重 。 赤
赤泥 是 从 铝 土 矿 中提 炼 氧 化 铝 后 排 出 的工 业 固体 废 物 ， 含 氧 化 铁 量 大 ， 观 与 赤 色 泥 土 相 因 外
因 为 铝 土 矿 中 铝 硅 比不 同 ， 化 铝 的 提 炼 方 氧 法 也 不 一 样 ， 而 赤 泥 分 为 拜 耳 法 赤 泥 和 烧 结 法 因
赤 泥。
赤泥年 排放量约 １０ ｔ历年堆存 量达 ｌ０ 万 ｔ ２万 ， １０ 以上 ， 主要 产 生 于 贵 阳 、 顺 等 地 区的铝 工 业 企业 ， 安 特别 是 中铝 贵州 分 公 司赤 泥 产 生 量最 多 ， 排 放 量 年 １０多 万 ｔ ０ 。随着遵 义 铝 厂氧 化 铝扩 能 改 造 、 文 华 修
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碳化钙化针对高铁、高碱、高铝赤泥的堆存量逐年增加，综合利用难度较大这一世界性难题。
东北大学张廷安教授提出采用改变拜耳法赤泥平衡结构的“钙化-碳化-还原提铁”新工艺处理高铁拜耳法赤泥[1-5]。
即首先通过钙化处理将赤泥中的含硅相全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。
赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，可直接用于水泥工业。
该技术可将拜耳法赤泥中的碱和铝转化为铝酸钠溶液并返回拜耳法工艺，高钙介质体系还原-磁选的方式可有效提高赤泥中铁的回收效率，实现赤泥有价元素的有效回收及综合利用，目前该技术已获国家自然科学基金重点项目（云南联合基金）和国家自然科学基金等项目资助，目前已与国内氧化铝厂及设计单位达成工业化试验合作协议。
参考文献[1] Basic research on calcification transformation process of low grade bauxite. Zhu XF,Zhang T A,Lv G Z,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[2] Research on the phase transformation and separation performance in calcificationcarbonationmethod for alumina production. Lv G Z,Zhang T A,Zhu X F,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[3] Calcification-Carbonation method for alumina production by using low-grade bauxite. Zhang Ting’’An,Zhu Xiaofeng,Lv Guozhi,Pan Lu,Liu Yan,Zhao Qiuyue,Li Yan,Jiang Xiaoli,He Jicheng. TMS Light Metals . 2013[4]一种消纳拜耳法赤泥的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757060A,[5]一种基于钙化-碳化转型的生产氧化铝的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757073A,赤泥胶凝材料现状1)赤泥激发胶凝材料的研究现状碱激发胶凝材料碱激发材料于上世纪30 年代由Purdon 等[33]首次研究并发现，是一种新型的胶凝材料。
赤泥的综合利用概述
赤泥经用选择性酸处理 、 过滤 、 倾析 、 洗涤和 焙烧 ，分离出 Ｓ ｉ ０ ２ 、Ｆ ｅ ２ ０ ３ 、Ａ １ ２ ０ ３ 、Ｎ ａ ２ ０和 Ｃ ａ Ｏ
着 铝 工业 的发 展 ， 赤 泥 的 排放 量将 越 来 越 大 。该 废
在９ ０ —９ ５ ℃处理 ，在酸浸过程中，赤泥中存在的
少量 Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 和Ｎ ａ Ａ １ ０ ２ 与 盐 酸 以下式 反 应形 成 对 应 的盐 ，进 入溶 液 ：３ （ Ｎ ａ ２ ０・ Ａ１ ２ ０ ３－ ２ Ｓ ｉ ０２ ） Ｎ ａ ２ ０
实验研究证明赤 泥 中存在天然（ 铝土矿 中原有 的） 矿物 ，也存在合成（ 新形成的） 矿物 。在氧化铝的 提取 中， 铝土矿 中不与苛性碱起反应的 ， 并 以不变 形式存在 的矿物 ，如赤铁矿 、 金红石、石英等 ， 称
为 天然 矿 物 ， 主要 是 Ｆ ｅ 、 Ｔ ｉ 和Ｓ ｉ 矿物 ， 分别 以 Ｆ ｅ ２ ０ ３ 、
２ ０ １ ４ 年№ ｌ
铝
镁
通
讯
赤泥的综合利用概述
杜宏敏
（ 中国铝 业 山西 分公 司 ，山 西 河津 ０ ４ ３ ３ ０ ４）
摘
要 ：简述 了赤 泥的综合利用的研究成 果和 工业利用现状 ， 主要介 绍了赤泥 中有用物质 的回收 ， 包括有价金属Ｔｉ 、
Ｆ ｅ 的回收及碱和氧化 铝的 回收利 用；用赤泥制造水泥及 赤泥在 建筑材料 中的其他 用途 ；赤泥在环境保护 中的作 用即 可利 用赤泥治理废 水 、废 气，提 高赤泥的综合利 用率。
赤泥的综合利用
赤泥的处理利用
填料剂
细粉 选粉
赤泥
脱水
烘干
研磨
包装
肥料
赤泥的处理利用
有用金属回 收
直接还原 铁团块 治理含硫 废气
吸附废水 中重金属 离子
结语与展望
目前，赤泥的利用除烧制水泥外, 尚停留在试验 研究阶段, 未形成工业规模, 不能彻底解决我国 氧化铝生产产生的大量赤泥所带来的一系列问 题。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。目前中国赤泥累积堆存量约2亿吨，而到 2015年，累计堆存量预计将达3.5亿吨。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。
有毒废水中所含重金属在动植物体内长期积聚 可能带来的危害。当地的800公顷—1000公顷 土地需要更换土壤，而铝厂所在地的3个小镇 可能永久消失，因为在生态遭破坏的当地重建 小镇“毫无意义”。当地的毛尔曹尔河生态系 统遭受致命打击，污染河段的所有鱼类死亡 植物也未能幸免，几乎全部生物灭绝，生态系 统可能需要3年至5年才能恢复。
2010年10月4日匈牙利西南部Ajkai氧化铝厂赤 泥堆场决堤，100万立方米赤泥外泄，至少流 入7座村庄，造成4人死亡3人失踪，还有150多 人受伤。7日赤泥开始流入多瑙河，赤泥顺水 蔓延引发欧洲多国恐慌，纷纷采取措施防止这 场生态灾难进一步扩散。匈牙利环保官员表示， 这是有史以来，匈牙利发生的最严重的工业意 外事故。灾后清理可能需要18个月的时间，同 时必须耗费大量金钱，匈牙利正考虑向欧盟请 求技术及财政上的援助。（摘自网易新闻）
104、什么是赤泥
什么是赤泥
赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业废渣，—般含有较多的氧化铁，外观与赤色泥土相似，因而得名。
有些赤泥因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。
以提炼氧化铝的方式来区分，赤泥分为拜尔法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥。
它们的化学成分见表1。
表1 赤泥的化学成分（%）
目前大部分赤泥排入海中，由于它含有碱等有害物质而污染海洋，危害渔业生产。
有的在陆地堆放，占用农田，污染水系，干燥后随风飘扬又污染大气。
为了减少污染，赤泥堆场底部应采用不透水材料，在赤泥堆上面铺土种植植物。
但积极合理的办法是把它作为一种资源，开展综合利用，如用以生产建筑材料、土壤改良剂或回收其中的金属等。
目前赤泥综述
山西开兴赤泥开发有限公司赤泥综合利用项目概述目录一、全国氧化铝生产的基本情况二、山西氧化铝生产的基本情况三、赤泥堆存危害情况及目前综合利用的现状四、赤泥中有价成分的分析与可利用价值五、赤泥开发的认识及实验情况六、开兴赤泥公司赤泥开发的合作及实践路线七、开兴赤泥公司赤泥开发已取得研发成果八、开兴赤泥公司赤泥开发的前景及规划山西开兴赤泥开发有限公司赤泥综合利用项目概述一、全国氧化铝生产的基本情况目前世界上主要生产氧化铝的地区有亚洲、大洋洲、拉丁美洲和欧洲。
从2005年开始，亚洲成为每年氧化铝产量最高的地区。
2009年，亚洲氧化铝产量占全球氧化铝产量的36.9%。
亚洲氧化铝市场中，中国所占份额最大。
2009年中国氧化铝产量占据亚洲氧化铝总产量77.99%的份额。
氧化铝工业是我国重要的基础工业之一，有得天独厚的资源优势，据统计我国铝土矿资源储量丰富，主要分布在山西、贵州、河南、广西、山东五个省区、储量为21.16亿吨，占全国总储量的92.48%。
而我国氧化铝行业的快速增长是从2005年开始的，2005年氧化铝的产量为856万吨，随着氧化铝新增产能陆续投产，2006年氧化铝产量开始大幅上升，年产量为1380万吨。
同比增长61.2%。
2007年到2009年，由于氧化铝项目的集中投产，我国氧化铝产量呈持续增长，2007年氧化铝的产量为1946万吨，同比增长41%。
2008年氧化铝的产量为2278万吨，同比增长18%。
截止2009年底，氧化铝的产量已经达到2379万吨，而据中国有色金属工业协会最新统计，2010年1—10月全国氧化铝累计产量为2400.9万吨，其中10月份氧化铝产量为224万吨。
因此，氧化铝生产行业的发展后劲仍然很大。
据统计：2009年国内生产氧化铝企业的数量上升至40家（包括13家生产氢氧化铝的企业），平均产能规模达到91万吨/年。
产量超过八十万吨的企业已上至18家，合计产量为2165万吨，占全国总产量的比例为91%。
赤泥
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。
中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。
目录1简介2成分3物理性质4放射性5化学性质6资源化7技术攻克8废渣利用9烧结法10危害11污染治理1简介Red Mud，Bauxite Residue亦称红泥,从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。
一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。
但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。
铝土矿中铝含量高的，采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥;铝土矿中铝含量低的,用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分赤泥别称为烧结法赤泥或联合法赤泥。
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。
中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。
大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。
全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。
大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。
2成分赤泥矿物成分复杂，采用多种方法对其进行分析，主要有以下几种方法：偏光显微镜、扫描显微镜、差热分析仪、X衍射、化学全分析、红外吸收光谱和穆斯堡尔谱法等七种方法进行测定，其结果是赤泥的主要矿物为文石和方解石，含量为60%~65%，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，含量最少的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱。
其矿物成分复杂，且不符合天然土的矿物组合。
在这些矿石中，文石、方解石和菱铁矿，既是骨架，又有一定的胶结作用；而针铁矿、三水铝石、蛋白石、水玻璃起胶结作用和填充作用。
3物理性质赤泥的物理性质：颗粒直径0.088～0.25毫米,比重2.7～2.9，容重0.8～1.0，熔点1200～1250℃。
赤泥
国外赤泥的处理的方法国外利用赤泥的现状现阶段，国外对于赤泥的开发已经摆脱了原有的低价值的重复利用，对赤泥的某种用途有无开发价值，能否产生较好的经济效益投入了更多的关注，进行了深入研究。
因此，目前在国外的研究已经开始探索附加值高的产品，使赤泥的应用走向深入。
1 陶瓷工业利用拜耳法和烧结法赤泥[35-38}，配合一定比例的粉煤灰，选择多种烧结助剂，采用湿法成型，加以定量的水搅拌均匀后压制成形，成型后的坯体在}1}℃下烘干12小时后便可进行烧成。
拜耳赤泥系列的烧成温度为1160℃;烧结赤泥系列的烧成温度为1140℃ .氧化性气氛下保温2小时。
泥一粉煤灰陶瓷。
陶瓷体外观规整，表面连续均匀。
自然降温冷却后，收缩率较为一致，即得到赤无裂纹气孔及鳞片状翘起物，颜色为黄绿色，断面晶体微细、均匀、波动。
约为1 5%,致密度均匀。
2 工业催化剂制备2.1 赤泥氢化催化剂在早期的研究中，考虑到拜耳法赤泥含有较大量的氧化铁和氧化钦，将赤泥直接硫化活化后，即可作为氢化催化剂。
稍后的研究中[}]，他们选择了一种极为特殊的活化方法，将赤泥溶解于盐酸和磷酸的混合溶液中，之后将该混合溶液煮沸，用氨水调节PH值至S，然后将所得沉淀经过滤、洗涤、干燥、锻烧之后，再经过硫化作用即可得到相应的催化剂。
在测定该催化剂的试验中，测试了其对于葱油的氢化作用，并且与同类催化剂进行比较，其结果表明该氢化催化剂有明显较高的活化性能和较长的活化周期。
2.2 赤泥作为四氯乙烯氢化脱氯作用的催化剂从工业角度考虑，利用赤泥作为氢化脱氯作用的催化剂具有比普通商业催化剂更为明显的经济效益}4}}z10氢化脱氯反应是在连续床固定反应器中进行的，其中温度、压强、氢气流速、催化剂是否硫化和是否存在液相均被考虑在内。
硫化赤泥作为一种氢化脱氯作用的催化剂，随着压强和温度的增加，四氯乙烯的转化速率也随之增加，液相存在并未影响反应的进行。
动力学反应获取的实验数据也很好的符合了Langmuirr--Hinselwood模型。
赤泥的回收利用
• 国外有研究表明，赤泥的烟气脱硫效率可达80%,若在赤泥中添加 Na2CO3,更有利于对SO2的吸附。有研究将活化后的赤泥吸附来自火 力发电厂、制造业烟囱中的SO2,脱硫效率为100%,循环10次.后，脱 硫效率仍达93.6%。以赤泥制备的脱硫剂对城市煤气中H2S的脱除率 可达98%以上，宣化煤气公司、大同煤矿集团的赤泥脱硫实践也已获 得成功应用。
水之前,还需进行必要的改性、活化处理。
• （3）土壤修复
• 赤泥对受到重金属污染的土壤,有良好的环境修复作用。有研究表明, 赤泥的施用，能显著提高土壤中微生物的含量,降低土壤孔隙水以及农 作物种子、叶子中的重金属含量,如经修复后,孔隙水中Zn含量可由原 来的50~100mg/L下降为5mg/L。其修复作用机理是赤泥对土壤中的 Cu2*、Ni?+、Zn2+、Pb2+、Cd*等离子有较好的固着性能,使其从可 交换状态转变为氧化物状态，从而使土壤中重金属离子的活动性及反 应性降低,有利于微生物活动和植物的生长图。
（2）生产砖：利用赤泥为主要原料可以生产多种砖。目前有利用赤 泥生产免蒸烧砖、粉煤灰砖、黑色颗粒料装饰砖和陶瓷釉面砖等。以 烧结法赤泥制备釉面砖为例,其主要工艺过程为:原料→预加工→配料 →料浆制备(加稀释剂)→喷雾干燥→压型→干燥→施釉→煅烧→成品。 该法生产的陶瓷釉面砖,以赤泥为主要原料,取代了传统的陶瓷原料,不 但可以降低原材料费用,而且具有极大的环保意义。赤泥在建材工业中 还可以生产玻璃等。但是在赤泥的应用中,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。
赤泥分析报告
赤泥分析报告1. 引言赤泥是一种由硅酸盐矿物和其他杂质组成的黏土状物质。
它通常是由黏土岩和泥板岩在地壳运动的作用下经过长时间的化学风化和物理破碎形成的。
赤泥具有一定的工业价值，在建筑材料、陶瓷制品和环境修复等方面有广泛应用。
本报告对赤泥的物理性质、化学成分和应用前景进行了分析和评估。
2. 物理性质分析2.1 颜色赤泥的颜色通常为红褐色或棕褐色，这是由其含铁氧化物（主要为赤铁矿）所致。
2.2 质地赤泥的质地可以从粘土状到块状或砂状等不同类型。
其质地对于赤泥的加工和应用具有重要影响。
2.3 密度赤泥的密度通常在2.0g/cm³到2.8g/cm³之间，具体数值受到泥矿物种类和含水量等因素的影响。
3. 化学成分分析赤泥的化学成分主要包括主要矿物组成、无机离子以及有机质等。
3.1 主要矿物组成赤泥的主要矿物组成通常包括高岭石、伊利石和蒙脱石等。
这些矿物对赤泥的物理性质和应用性能有重要影响。
3.2 无机离子赤泥中的主要无机离子包括钾离子、钠离子、钙离子、铝离子等。
这些无机离子对赤泥的结构和化学性质起着重要作用。
3.3 有机质赤泥中的有机质主要来自于植物残渣的分解和生物活动的产物。
这些有机质对于赤泥的保水性和肥力具有重要影响。
4. 应用前景4.1 建筑材料赤泥具有较高的粘结性和塑性，可用于制备砖块、瓦片和陶瓷制品等建筑材料。
赤泥砖在烧制过程中能够产生气孔结构，具有较好的保温性能。
4.2 土壤修复赤泥中的有机质和无机离子对于土壤的肥力和结构具有重要作用。
赤泥可以作为土壤改良剂，用于修复受污染的土壤。
4.3 陶瓷制品由于赤泥具有较高的塑性和矿物组成的特点，可以用于制备陶瓷制品，如陶瓷器皿、瓷砖和陶瓷工艺品等。
5. 结论赤泥是一种由硅酸盐矿物和其他杂质组成的黏土状物质，具有一定的工业价值。
经对赤泥的物理性质、化学成分和应用前景进行分析后，得出以下结论：•赤泥的物理性质包括颜色、质地和密度等，这些性质对于赤泥的加工和应用具有重要影响；•赤泥的化学成分主要包括主要矿物组成、无机离子和有机质等；•赤泥在建筑材料、土壤修复和陶瓷制品等方面具有广泛应用前景。
赤泥选铁铁精矿成分
赤泥（red mud）是一种由铝工业废料生成的残渣，主要来自于铝业生产中的铜铅渣、铝土矿和低品位铝土矿的氢氧化铝生产过程。
赤泥成分主要包括以下几个方面：
1. 水合铝氧化物（hydrated alumina）：赤泥中含有大量的水合铝氧化物，它是氢氧化铝的主要成分，可以通过铝的提取过程得到铝金属。
2. 硅酸盐（silicates）：赤泥中还含有一定数量的硅酸盐，主要来自于铝土矿的氧化物物相，如氢氧化铝和硅酸铝。
3. 氧化铁（iron oxide）：赤泥中还含有一定比例的氧化铁，这是从铜铅渣和铝土矿中提取铝的过程中所带来的。
4. 钙化合物（calcium compounds）：赤泥中可能还含有一定的钙化合物，来自于铝土矿或其他原料中的杂质。
需要指出的是，赤泥的成分可能因产地、生产工艺等因素而有所差异。
此外，赤泥中还可能含有其他一些微量元素和杂质，比如锰、铬、钠、钾等。
赤泥中的铁含量较低，一般约为2-5%，对于从赤泥中选择提
取铁铁精矿，可能需要经过一系列的物理和化学处理步骤，如磁选、浮选、还原等，以分离和富集铁矿石。
具体操作流程和成分选择也会因工艺和产品要求而有所不同。
如果您对具体工业生产过程中赤泥选铁铁精矿的成分和操作流程有进一步的需求，建议咨询相关的铝工业或冶金工程专家以获取准确的信息和指导。
赤泥的处理
赤泥的处理一．赤泥简介赤泥是制高含水量的铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后残留的一种红色、粉泥状、高含水量的强碱性固体废料。
熔点1200--1250℃，碱度PH 10—12，粒度0.08—0.25μm,相对密度0.8—1.0。
其化学成分随不同的生产工艺而不同。
如下表所示二．赤泥的资源化应用1．从赤泥中回收有价金属(1)从赤泥中回收铁铁是赤泥的主要成分，一般含有l0％一45％，但直接用作炼铁原料时含量较低。
因此，有些国家先将赤泥预焙烧后进人沸腾炉内，在温度700—800℃还原，使赤泥中的Fe20s 转变为Fe30d。
还原物再经冷却、粉碎后用湿式或干式磁选机分选，得到含铁63％一81％的磁性产品，铁回收率为83％一93％，是一种高晶位的炼铁精料。
在前苏联，采用串联回转炉法从赤泥中炼制生铁。
该法是将湿赤泥与还原剂和石灰石混合后装入第一回转炉，在1000—1200℃温度下，还原4．5—6h，连续进入另一回转炉，在1400—1450℃温度下进行熔炼，迅速炼出生铁和炉渣。
这种采用两段回转炉联合的冶炼流程，可使冶炼连续进行，并可利用废气热量。
(2)从赤泥中回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属研究表明，利用苏打灰烧结和苛性碱浸出，可以从赤泥中回收90％以上(按质量计)的氧化铝；而沸腾炉还原的赤泥，经分离出非磁性产品后，加人Na2C03或CaCO3进行烧结，在pH＝10的条件下，浸出形成的铝酸盐，再经加水稀释浸出，使铝酸盐水解析出，铝被分离后剩下的渣在80℃条件下用50％的硫酸处理，获得硫酸钛溶液，再经水解而得到Ti02；分离钛后的残渣再经酸处理、煅烧、水解等作业，可从中回收钒、铬、锰等金属氧化物。
(3)从赤泥中回收稀有金属主要方法有还原熔炼法、硫酸化焙烧法、废酸洗液浸出法、碳酸钠溶液浸取法等。
前苏联等国将赤泥在电炉里熔炼，得到生铁和渣。
再用30％的H2S04在温度80—90℃条件下，将渣浸出1h，浸出溶液再用萃取剂(含5％二磷酸和2％乙基乙醇的溶液)萃取锆、钪、铀、钍和稀土类等元素。
赤泥基本特性
赤泥的基本特性分析试样是经过干燥的撼饼。
为此，首先用蒸馏水兑入赤泥泥浆，至其PH值为10时即行水洗和过滤，然后在105~110℃的温度下干燥而成。
赤泥的特征是它的化学成分中含有较多的铁和铝，同时还由于工厂的流程不同，其含量也有差异。
1.赤泥的性质从工厂设备排出的赤泥，如以固体重量浓度计，系一种约为20~30%的泥浆。
母液是以铝酸钠（Na2O·3Al2O3·5siO2·nH2O）苛性纳为主的碱性液体，pH为12~13。
赤泥中的固体部分是赤铁矿(32~48%) ,铝硅酸钠(32~50 % )、金红石(5~8%)、金刚砂(约5%)、石英(约4%)和钛磁铁矿(约2%)等微粒子混合物。
在赤泥中，粗粒部分是设备中的锈垢碎片等，但其量很少，因此将原赤泥泥浆用74微米（200目）的筛子分级，以其筛下部分进行粒度分析。
赤泥是一种含有甚细的固体颗粒的泥浆。
将赤泥水洗、过滤饼干燥粉碎成粉状后，其吸湿性很大。
这是由于赤泥中含有铝硅酸钠的缘故。
2.赤泥的凝聚沉降特性赤泥是含亲水性微粒子的碱性泥浆。
试样以含粒径为74微米以下的赤泥浆为试样。
其固体比重为3.2。
把一定重量的赤泥，置于300毫升的烧杯中，添加药剂?并用自来水调制到150毫升，搅拌10分钟后，测定泥浆的pH值，并把全部泥浆移至200毫升的量筒，然后分别测定界面的沉降速度、3小时后澄清液的浊度以及16小时后的沉降体积。
要提高赤泥的沉降浓缩效果，一方面要使上层液体成为中性，一方面也要使上层液体的浊度降低。
其次关于上层液体蚀度的改善情况。
在添加硫酸的情况下，沉降速度最大值时的硫酸添加量与浊度低时的硫酸添加量下限值相当;添加盐酸时，沉降速度最大时的盐酸添加量的范围和浊度最低时的盐酸添加量的范围是完全一致的。
但是添加盐酸时，发生了全部不能凝聚沉降的现象。
关于沉降体积，硫酸和盐酸的情况一样，随添加量的增加，体积增大，但达到某一最大值后，体积反而急剧下降。
粉煤灰、赤泥资料
王掌河粉煤灰堆放场王掌河堆灰场是焦作电厂的二期灰场，位于六水厂水源地东北约2.3km处，普济河的河谷。
焦作电厂二期工程采用的是高浓度除灰系统，冲灰、渣用水分别为溢流灰水和锅炉灰水池水，渣由捞渣机捞出装车外运，灰浆经浓缩池浓缩后由水泵加压管道输送至电厂北约7.3km的二期灰场，即王掌河堆灰场，灰水比约1：4，排放灰水量10000吨/天。
此灰场于1986年开始使用，其设计年限30年，沟口大坝顶宽1.15m,坝顶长约422.6m，坝高84m，灰坝由灰场内取石灰石筑成。
为防止雨水冲刷坝坡，内、外侧坝坡采用混凝土预制板护坡（见附照Ⅱ1、2），灰场东、西、北由自然山峰围成，全景图如下。
粉煤灰中微量元素对地下水的污染主要有直接污染和间接污染两种。
直接污染的特点是，地下水中有毒有害的组分直接来源于粉煤灰中有毒有害的物质，在运移过程中其化学性质无任何改变，如Hg、As，这是污染地下水的主要方式。
间接污染的特点是，地下水的污染组分在粉煤灰中浓度并不高，但它们经复杂的物理、化学及生物作用，从其它环境进入地下水环境中，造成对地下水的污染。
粉煤灰中有毒有害微量元素的污染途径主要有:一是粉煤灰中有毒有害元素通过包气带渗入。
当电厂的粉煤灰渣经管道排入贮灰场后，灰渣在大气降水或冲灰水的淋滤下，使粉煤灰中有害元素经过包气带向下渗透。
由于地层有过滤吸附等作用，可使有毒害组分浓度发生变化，特别是当包气带岩层颗粒较粗，厚度较小时，粉煤灰中污染物质较易进入含水层，从而污染浅层地下水。
若灰场位于高透水的砂、砾石或裂隙岩石上时，其淋滤液的迁移可能造成比灰场所占面积大得多的污染区。
二是从地表水体侧向进入。
如粉煤灰中的细小颗粒随灰尘、烟尘在风力作用下进入大气，通过降雨的形式进入地表水，而这些受污染的地表水又成为浅层地下水的污染源。
灰场附近的浅层地下水开采已形成较大的降落漏斗，使地下水位水力坡度增大，水交替加快，地表水向下渗透能力加强，特别是具有污染物补给的地带地下水污染速度加快。
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碳化钙化针对高铁、高碱、高铝赤泥的堆存量逐年增加，综合利用难度较大这一世界性难题。
东北大学张廷安教授提出采用改变拜耳法赤泥平衡结构的“钙化-碳化-还原提铁”新工艺处理高铁拜耳法赤泥[1-5]。
即首先通过钙化处理将赤泥中的含硅相全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。
赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，可直接用于水泥工业。
该技术可将拜耳法赤泥中的碱和铝转化为铝酸钠溶液并返回拜耳法工艺，高钙介质体系还原-磁选的方式可有效提高赤泥中铁的回收效率，实现赤泥有价元素的有效回收及综合利用，目前该技术已获国家自然科学基金重点项目（云南联合基金）和国家自然科学基金等项目资助，目前已与国内氧化铝厂及设计单位达成工业化试验合作协议。
参考文献[1] Basic research on calcification transformation process of low grade bauxite. Zhu XF,Zhang T A,Lv G Z,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[2] Research on the phase transformation and separation performance in calcificationcarbonationmethod for alumina production. Lv G Z,Zhang T A,Zhu X F,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013[3] Calcification-Carbonation method for alumina production by using low-grade bauxite. Zhang Ting’’An,Zhu Xiaofeng,Lv Guozhi,Pan Lu,Liu Yan,Zhao Qiuyue,Li Yan,Jiang Xiaoli,He Jicheng. TMS Light Metals . 2013[4]一种消纳拜耳法赤泥的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757060A,[5]一种基于钙化-碳化转型的生产氧化铝的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中国专利:CN102757073A,赤泥胶凝材料现状1)赤泥激发胶凝材料的研究现状碱激发胶凝材料碱激发材料于上世纪30 年代由Purdon 等[33]首次研究并发现，是一种新型的胶凝材料。
碱激发材料强度产生与水泥硬化产生强度相类似，首先与水发生一系列化学反应和离子交换作用，形成多种水化产物和微粒；随后在分子力作用下，水化产物和各种细微颗粒组成的胶体粒子经缩聚形成链状、网状结构；最后，在外界温度、压力及内部化学反应放热的共同作用下凝结硬化，形成强度。
Davidovich’s[34]对碱激发胶凝材料做了大量研究，结果表明，与普通硅酸盐水泥相比，碱激发胶凝材料一般具有凝结硬化速率快、早期强度高、耐久性能好等特点。
Duxson[35]等人认为，碱激发胶凝材料反应主要分为五个阶段：1、溶解阶段，原材料中硅铝质体溶解为[AlO4]5-和[SiO4]4-单体；2、平衡阶段，已溶单体的再聚合与新溶单体达到动态平衡；3、凝胶阶段，形成有一定规则顺序的小单元体结构；4、重构阶段，小单元体逐步形成大单元体；5、聚合硬化阶段，形成沸石类结构，胶凝材料开始硬化。
XRD对碱激发胶凝材料中的矿物相分析表明，钙硅酸盐、铝硅酸盐及两者的复合产物为其主要矿物相，如：Tobermorite、C-S-H、C-A-S-H 等。
碱激发材料被称为无机非金属材料中的有机材料，一方面是因为其结构与有机物类似，具有完整岛状结构及链状结构，另一方面还能与颗粒中含有的[SiO4]和[AlO4]基团脱烃基后形成化学键，产生高强度。
图1-1 地质聚合物化学反应[4]赤泥激发胶凝材料的研究现状海内外学者对赤泥制备碱激发胶凝材料进行了众多科研。
L. Senff[5]和H.N. Abhishek 等[6]发现以拜耳法赤泥为材料制备混凝土时，将使材料的性能明显下降，这与拜耳法赤泥活性低有很大关系。
孙文标等[7-8]研究了赤泥基胶凝材料的水化反应。
结果表明，若胶凝材料硅铝活性玻璃体增多，其反应生成物C-S-H凝胶Ca/Si 比将降低，[SiO4]4-、[A1O4]+基团数量增多，聚合度变大，将使Na+形成Si-ONa 或Al-ONa 基团从而稳定固化于水化产物中。
Pan[9]等对碱激发赤泥-矿渣的水化产物进行分析，其水化产物中没有发现钙矾石和氢氧化钙甚至类沸石，大多数是一种Ca/Si 较低的C-S-H 凝胶。
刘龙等[10]尝试以赤泥、矿渣、粉煤灰等工业固废为主要原料设计正交试验得到优化配比下的赤泥碱激发胶凝材料，对其各项性能研究结果证明，得到的胶凝材料不但力学性能良好，还具有一定的耐侵蚀性、耐久性和耐高温性；Zhang[11]将600℃锻烧后的赤泥与矿渣、粉煤灰、等矿物混合制备胶凝材料，发现赤泥存在佳掺量，若掺量超过一定范围继续加大用量则会导致材料的抗压强度降低。
H. Choo[12]研究了将赤泥当作碱催化剂活化粉煤灰，得到的碱激发胶凝材料无侧限抗压强度与Na/Si 比呈正相关，即随赤泥掺量增多，体系中pH值升高，无侧限抗压强度也随之增强。
闫军将赤泥在不同温度下焙烧，与矿渣在不同碱性激发剂的作用下制备胶凝材料，通过调节赤泥的掺量，探讨研究了焙烧温度对赤泥矿渣胶凝材料力学性能的影响。
实验结果表明低温焙烧能提高赤泥的活性，赤泥最佳掺量为40%，该胶凝材料的力学性能最佳[13]。
白雪等人将赤泥在700℃下煅烧，与矿渣、水泥熟料、粉煤灰、石膏等混合作为原料制备胶凝材料，并对其性能进行了研究[14]赤泥制备地聚物研究现状利用赤泥制备地聚物已有诸多研究，但从本质上讲，拜耳法赤泥却是一种低活性的铝硅酸盐原料。
拜耳法赤泥是经过强碱溶出后的残渣，其中的铝、硅元素多不溶于强碱溶液，很难直接参与地聚物反应。
在现有研究中，一般有两种手段解决低活性拜耳法赤泥制备地聚物的难题：一是采用一定手段改变赤泥中的铝硅酸盐结构，提高赤泥活性；二是与其他高活性铝硅酸盐原料进行复配，将赤泥作为一种辅助原料。
（1提高赤泥的活性借鉴高温焙烧高岭土得到活性偏高岭土的方法，利用热活化的方法可以改变赤泥的矿物组成，进而提升赤泥的活性。
Ye等人在高温下焙烧赤泥，发现800℃ 焙烧赤泥的Al、Si 溶出率明显的提高[15]。
将焙烧后的赤泥与矿渣混合，利用水玻璃激发制备地聚物，在赤泥与矿渣质量配比为1:9时，地聚物28 d抗压强度达到最大值90 MPa。
通过XRD和FTIR表征发现，焙烧后赤泥部分矿物相发生分解，生成活性的无定型铝、硅矿物相。
Hairi等人在500℃对赤泥焙烧24 h，XRD 图谱表明焙烧后针铁矿、勃姆石、三水铝石消失，生成了较多的无定型铝硅酸盐结构[16]。
然后利用焙烧赤泥掺入硅灰制备地聚物，在硅灰与赤泥质量比为1:5时，地聚物抗压强度能达到58.13 MPa。
在热活化基础上，Ke等人在赤泥焙烧过程中加入NaOH颗粒，碱的加入会促进过碱式铝硅酸钠、3CaO·Al2O3和α-2CaO·Al2O3的生成[17]。
利用热-碱活化赤泥制备一步法地聚物（不外加激发剂，直接将活化赤泥和矿物外加剂混合，加水拌和制备地聚物），铝硅酸钠盐会溶解在水中提供碱性环境并参与后续地聚物水化反应。
（2）添加活性铝、硅成分利用赤泥与其他矿物外加剂复配制备地聚物同样是可行的方案。
常见的矿物外加剂有粉煤灰、偏高岭土、硅灰、谷壳灰。
He利用谷壳灰（RHA）作为活性铝硅酸盐原料[18]，与赤泥混合制备地聚物。
在RHA/RM 质量比为0.3-0.6 时，地聚物抗压强度可达20.5 MPa。
Ye利用热-碱活化赤泥制备一步法地聚物[19]，通过添加硅灰调节铝硅比。
热-碱活化赤泥中的过碱式铝硅酸钠溶解于水中形成碱性环境，能够溶解硅灰参与后期地聚物水化反应，形成稳定的地聚物结构。
在硅灰掺量为25 wt%时，地聚物中SiO2/Al2O3 为3.45，28 d 抗压强度能达到31.5 MPa。
Kaya 等人利用偏高岭土作为赤泥地聚物的活性外加剂[20]。
将800℃焙烧3h 的赤泥与700℃焙烧1 h的偏高岭土混合，然后利用16 M的氢氧化钠溶液与Na2O含量为9 wt%的硅酸钠溶液激发制备地聚物。
实验发现，尽管经过活化，但赤泥的掺入仍然会降低偏高岭土基地聚物的性能，随着赤泥掺量从0 增加到40 wt%，地聚物强度则51.5 MPa 降低至0。
Ps：关于现状在还可以参考刘博士论文《拜耳法赤泥制备地聚物类无机聚合材料的研究进展》。
赤泥协同波特兰水泥制备胶凝材料，在水硬性表现良好，具有良好的应用前景。
目前赤泥与水泥反应过程中的物理化学相互作用机理尚不清楚。
赤泥中富含铝、铁、硅酸盐、钠元素，其与硅酸盐水泥的相互作用较为复杂，此外在水合物发展形成过程中，大量细小颗粒的引入也是影响水合物生产的一个变量。
混凝土是最常见的胶凝材料，水泥行业排放的CO2占全球碳排放量的7%，并称逐年增加趋势，预计2050年水泥行业排放量将占全球CO2排放量的30%以上[21]，人们在敦促水泥行业减轻CO2排放量，为减少这种影响，主要行动是提高窑炉效率，寻找替代燃料，替代或者降低水泥中熟料含量，这些都不足以减少向大气中排放二氧化碳量，因为水泥产量一直在增加。
因此寻找水泥替代材料就显得尤为必要。
根据北京科技大学刘晓明综述论文[22]，赤泥在水泥中的应用研究可以分三类：（1）赤泥作水泥熟料原料料的研究；（2）利用赤泥生产复合水泥;(3)利用赤泥生产碱激发水泥的生产。
详细内容见文献。
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