拜耳法赤泥脱钠试验研究

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微生物固化拜耳法赤泥的耐久性研究

林业工程学报，２０２３，８（５）：１６０－１６６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０３００５收稿日期：２０２３－０３－０３㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０５－１５基金项目：国家自然科学基金（５１８０９１３９）㊂作者简介：陈龙，男，研究方向为微生物岩土㊂通信作者：刘鹏，男，副教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｕｐｅｎｇｒｅａｌ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ微生物固化拜耳法赤泥的耐久性研究陈龙１，刘鹏１，２∗，胡雯璐１，许程１（１．南京林业大学土木工程学院，南京２１００３７；２．江苏省水土保持与生态修复重点实验室，南京２１００３７）摘㊀要：拜耳法赤泥是从铝土矿中提取氧化铝过程产生的固体废弃物，利用微生物加固技术对拜耳法赤泥资源化利用是解决赤泥大规模消纳的有效途径㊂利用微生物注浆加固后的拜尔法赤泥的耐久性，通过研究试样在水稳定性测试㊁干湿循环以及冻融循环测试之后的质量损失率㊁无侧限抗压强度的变化情况，对微生物加固拜耳法赤泥加固效果进行评价㊂结果表明：微生物固化技术对拜耳法赤泥的加固效果良好，通过加入氢氧化钙进一步提高了试样的强度与耐久性㊂在１４ｄ的水稳定性试验中，微生物固化赤泥试样其质量损失率最大仅为２．２９％；添加１０％氢氧化钙的微生物赤泥试样其质量损失率仅为１．１６％，解决了拜耳法赤泥遇水即溃散特性㊂干湿循环试验中，经过１６次干湿循环微生物赤泥试样的质量损失最大为３．２５％，无侧限抗压强度下降了４１．４％；添加１０％氢氧化钙的微生物赤泥试样其质量损失率最大为１．４９％，无侧限抗压强度仅下降了１４．５％㊂冻融循环试验中，冻融循环２次后试样的无侧限抗压强度均有不同程度下降，进一步循环至８次时微生物赤泥试样的抗压强度无明显变化㊂干湿循环对微生物赤泥试样的无侧限抗压强度的降低作用要高于冻融循环㊂试验结果证明，微生物加固可显著提高拜耳法赤泥的力学性质及耐久性，解决其遇水易崩解特性，对利用微生物治理拜耳法赤泥具有重要意义㊂关键词：拜耳法赤泥；微生物加固；抗压强度；干湿循环；冻融循环中图分类号：Ｘ７５８㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０５－０１６０－０７ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｂｙｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓＣＨＥＮＬｏｎｇ１，ＬＩＵＰｅｎｇ１，２∗，ＨＵＷｅｎｌｕ１，ＸＵＣｈｅｎｇ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｉｓａｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｎｇａｌｕｍｉｎａｆｒｏｍｂａｕｘｉｔｅ，ａｎｄｔｈｅｕｓｅｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｐｉｌｉｎｇｉｓｓｕｅｏｆｒｅｄｍｕｄ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｙｍｉｃｒｏｂｉａｌｇｒｏｕｔｉｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｙｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉ⁃ｔｙｔｅｓｔ，ｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅａｎｄｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｔｅｓｔ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｇｏｏｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅａｒｅｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ．Ｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｆｏｒｕｐｔｏ１４ｄ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅｗａｓｏｎｌｙ２．２９％．Ｔｈｅｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ１０％ｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｗａｓｏｎｌｙ１．１６％，ｗｈｉｃｈｓｏｌｖｅｓｔｈｅＢａｙｅｒｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｅｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｄｍｕｄｗｈｅｎｅｘｐｏｓｅｄｔｏｗａ⁃ｔｅｒ．Ｉｎｔｈｅｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｍａｓｓｌｏｓｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅａｆｔｅｒ１６ｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅｓｗａｓ３．２５％，ａｎｄｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ４１．４％．Ｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ１０％ｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｗａｓ１．４９％，ａｎｄｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｏｎｌｙｒｅｄｕｃｅｄｂｙ１４．５％．Ｉｎｔｈｅｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓａｆｔｅｒｔｗｏｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅｄｉｄｎｏｔｃｈａｎｇｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｈｅｎｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｗａｓｅｉｇｈｔｔｉｍｅｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅｏｎｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｄｍｕｄｓａｍｐｌｅｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅ⁃ｍｅｎｔｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄａｎｄｓｏｌｖｅｉｔｓｅａｓｙｄｉｓｉｎｔｅｇｒａ⁃ｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｕｓｅｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂａｙｅｒｒｅｄｍｕｄ；ｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅ；ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅ㊀第５期陈龙，等：微生物固化拜耳法赤泥的耐久性研究㊀㊀拜耳法赤泥是铝土矿制取氧化铝后所残余的工业固体污染性废渣，其氧化铁含量高，故外观呈现为砖红色㊂目前我国赤泥年产量以每年１．０５亿ｔ的速度增长，约占全球增长率的三分之二［１］㊂拜耳法赤泥因其碱性强㊁颗粒直径小㊁化学成分复杂等特性难以在建材领域广泛使用㊂目前赤泥的综合利用率仅为１０％左右［２－３］，大部分仍以赤泥库堆存处理，但随之而来是赤泥堆放占地㊁污染环境和赤泥坝溃塌等诸多风险问题㊂研究大规模资源化利用拜耳法赤泥，对于我国废物再生利用及生态治理具有重大意义㊂由于拜耳法赤泥的强碱特性，许多学者利用赤泥㊁矿渣㊁粉煤灰等材料辅以碱激发剂制成具有高强度的碱激发材料［４－６］㊂在混凝土材料领域，赤泥与水泥生料有十分类似的化学成分，故有些学者将其应用在各种水泥熟料生产的研究中［７－９］㊂上述在消纳拜耳法赤泥的同时存在着成本高㊁不环保等问题㊂微生物诱导碳酸钙沉积加固技术是指某些特殊微生物在其新陈代谢中，不断利用周围环境内的碳源与钙源生成碳酸钙以胶结固化颗粒材料的过程［１０］㊂目前，微生物加固技术在地基土加固［１１］㊁提高地基抗液化能力［１２］㊁污染土治理［１３］以及防尘固沙［１４－１５］方面已有诸多研究㊂邵光辉等［１６］研究菌液浓度㊁胶结液浓度和处理轮数对垃圾焚烧灰渣的强度影响，证明了微生物固化垃圾焚烧灰渣可行且有效㊂陈育民等［１７］通过改造剪切盒装置，实现了在剪切仪上对钙质砂直接进行微生物加固目的，经过微生物加固后的钙质砂其抗剪强度与残余强度高于未加固试样的１．８倍与１．６倍㊂综上，虽然微生物加固土体已有一些研究，但对加固后土体的耐久性研究为之较少㊂拜尔法赤泥中含有大量可溶性强碱物质，在含水量丰富地区和毛细水作用下容易吸水软化，进而引起遇水溶陷的现象㊂故选用巴式芽孢杆菌作为注浆加固菌种，研究微生物加固拜耳法赤泥的水稳定性质，干湿循环以及冻融循环下的强度衰减情况，进而评价微生物注浆加固赤泥的耐久性效果，为微生物加固土体的耐久性研究提供技术参考㊂１㊀材料与方法１．１㊀赤泥基本特性本研究使用的拜耳法赤泥取自中国铝业山东分公司的固体废弃物堆场，其化学成分如表１所示，主要化学成分为Ｆｅ２Ｏ３㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＳｉＯ２㊁Ｎａ２Ｏ，其次为ＣａＯ㊁ＴｉＯ２及少量其他金属氧化物㊂由于赤泥是铝矿石经历一系列破碎㊁粉磨㊁分选等措施得到的产物，其固体颗粒粒径较小且均匀，含水量较高，黏聚力和抗剪强度低，力学性质较差㊂主要物理指标如表２所示，颗粒级配曲线如图１所示㊂表１㊀拜耳法赤泥化学成分Ｔａｂｌｅ１㊀ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆＢａｙｅｒ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄ单位：％ＳｉＯ２质量分数Ｆｅ２Ｏ３质量分数Ａｌ２Ｏ３质量分数Ｎａ２Ｏ质量分数ＣａＯ质量分数ＴｉＯ２质量分数Ｋ２Ｏ质量分数ＭｇＯ质量分数其他成分质量分数２８．１１２８．４６２２．１７１０．３４２．６２１．６５０．１４０．２５６．２６表２㊀拜耳法赤泥的主要物理指标Ｔａｂｌｅ２㊀ＢａｓｉｃｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆＢａｙｅｒ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄ液限／％塑限／％塑性指数／％干密度／（ｇ㊃ｃｍ－３）比重孔隙比ｐＨ渗透系数／（ｃｍ㊃ｓ－１）４３．８２９．２１４．６０．７１２．７９２．９３１２．２５．６ˑ１０－５图１㊀拜耳法赤泥颗粒级配图Ｆｉｇ．１㊀ＰａｒｔｉｃｌｅｇｒａｄａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＢａｙｅｒ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄ１．２㊀矿化微生物的菌种与培养本研究所用菌种为编号ＤＭＳＺ３３的巴氏芽孢杆菌（Ｓｐｏｒｏｓａｒｃｉｎａｐａｓｔｅｕｒｉｉ），购于德国菌种保藏中心（ＤＳＭＺ）㊂培养该试验用菌的营养液采用ＤＳＭＺ推荐的成分配比，营养液成分见表３㊂表３㊀营养液成分Ｔａｂｌｅ３㊀Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎ去离子水／ｍＬ尿素／ｇ氯化钠／ｇ大豆蛋白胨／ｇ胰蛋白胨／ｇ１０００２０５５１５㊀㊀具体操作步骤：①将配置好的营养液调节ｐＨ至７．３，放置在高压灭菌锅中以１２１ħ进行高温灭１６１林业工程学报第８卷菌；②将保留的巴氏芽孢杆菌菌种与营养液，按体积比１ʒ８的比例接种至４００ｍＬ的营养液中；③将接种好的菌液放入恒温震荡培养箱中以３０ħ㊁１２０ｒ／ｍｉｎ培养２０ｈ，此时吸光度可以达到２．０左右，脲酶活性（１０．４１１．７）ｍｍｏｌ／（Ｌ㊃ｍｉｎ）㊂１．３㊀胶结液浓度㊁注浆轮数及外加剂选用胶结液为微生物矿化提供必要的碳源与钙源，此次试验选择的碳源为尿素，钙源为氯化钙㊂尿素与氯化钙质量比为１ʒ１，浓度为１ｍｏｌ／Ｌ，注浆轮数均选择８轮㊂试验用到的外加剂为氢氧化钙，购自国药集团化学试剂有限公司㊂选用氢氧化钙的原因是其对拜耳法赤泥拥有良好的碱激发与离子交换作用㊂１．４㊀制样方法及试验装置制样方法：①首先将拜耳法赤泥放入烘箱中以１０５ħ高温烘２４ｈ，取出后粉碎过２ｍｍ筛；②取内径为３０ｍｍ㊁高为９０ｍｍ的医用针管，在其内壁均匀涂上凡士林；底部塞入橡胶塞，并铺上４层细砂布和１层镍金属网；③取过筛后的赤泥，均匀掺入由设计参数计算出的一定质量氢氧化钙，搅拌均匀；④用电子天平称取７０ｇ土样，均分３份装入针筒分层击实土样，注意每次击实前需对前一层表面刮毛处理，试样高度控制在７０ｍｍ左右（长宽比大于２ʒ１）；⑤制样完成后，先注入一轮纯水，使试样实现饱和即可，接着注入２倍孔隙体积菌液（约４５ｍＬ），等待２４ｈ使细菌充分吸附在土颗粒之间；⑥之后注入１．５倍孔隙体积胶结液（约３５ｍＬ），本试验注浆间隔时间均为２４ｈ，如此重复注入胶结液多轮，直至试验结束，注浆过程结束后，等待２４ｈ并注入２倍孔隙体积的纯水冲洗残留胶结液，蠕动泵流速控制在８７．２８μＬ／ｍｉｎ，对应转速为４．０ｒ／ｍｉｎ；⑦注浆静置完毕后，用拆模刀进行拆样，拆样后放置于烘箱中烘干２４ｈ㊂试验装置见图２㊂图２㊀试验装置示意图Ｆｉｇ．２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｔｅｓｔｄｅｖｉｃｅ１．５㊀试验方案１．５．１㊀水稳定性试验由于拜耳法赤泥遇水易崩解溃散的特性，加固后赤泥的水稳定性也是加固效果的衡量指标之一㊂采用崩解试验中的质量损失率，对赤泥试样的水稳定性进行评价㊂将注浆加固后的赤泥试样用去离子水进行为期３，７，１４ｄ的浸泡，并对期间土体的剥落状况经行拍照观察㊂１．５．２㊀干湿循环试验反复的干湿循环作用引起赤泥的干缩湿胀，试样内外所产生的应力差会使得试样裂隙增多，而干燥脱湿时，饱和试样内的水分又会沿着孔隙向外蒸发，这就会在一定程度上造成试样表面土颗粒的剥落［１８］㊂本试验采用低温干燥的方式，温度设置为４０ħ㊂对注浆加固后的试样表面拍照观察，对试样进行称质量以作为质量损失计算的初始值；将试样放入烘箱中进行养护，烘箱温度设置为４０ħ，干燥１２ｈ后取出待其冷却至室温，此为１个干循环结束；将试样分别放置于不同的烧杯中，加入去离子水直至试样被完全淹没，液面高于试样３４ｃｍ，浸泡１２ｈ，此为１个湿循环结束；１次完整的干湿循环为２４ｈ，各试样组的干湿循环次数分别为４，８，１２，１６次㊂１．５．３㊀冻融循环试验冻融循环试验参考ＧＢ／Ｔ５００８２２００９‘普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准“使用恒温环境箱对试样进行冻融处理㊂对拆模养护后的试样表面观察并拍照，对试样进行称质量以作为质量损失计算的初始值；将试样放置在温度设置为－２０ħ的环境箱中冰冻１２ｈ后，取出置于室温２５ħ环境下融化１２ｈ，此为１个冻融循环周期；１个完整的冻融循环为２４ｈ，各试样组的冻融循环次数分别选为２，４，６，８次，将达到规定次数的试样取出后，对其表面的剥落情况进行观察并拍照，最后进行无侧限强度测试㊂１．６㊀测试方法１．６．１㊀无侧限抗压强度为了研究干湿循环与冻融循环后的强度特性，采用无侧限抗压强度作为评价指标㊂本试验采用电动无侧限抗压仪，荷载精度ʃ０．５％，加载速率为１ｍｍ／ｍｉｎ，计算结果参考ＧＢ／Ｔ５０１２３２０１９‘土工试验方法标准“中无侧限抗压强度试验㊂１．６．２㊀质量损失率试样的水稳定性测定和干湿循环试验采用质量法，判断标准根据试样浸水后质量损失率来确定，具体步骤如下：①烧杯洗净后置于烘箱中进行烘干，称取烘干后烧杯的质量为Ｍ１；②将注浆完成后的试样分别用不同的烧杯放置，并置于烘箱中烘２６１㊀第５期陈龙，等：微生物固化拜耳法赤泥的耐久性研究干，直至质量不再变化，称此时质量为Ｍ２；③将烘干后的试样分别浸入装有去离子水的各个烧杯中静置，浸泡时间选择３，７，１４ｄ；④静置１２ｈ后，将未崩解的试样取出，将盛有去离子水和已崩解的土体的烧杯置于烘箱中烘干并称质量为Ｍ３㊂在去离子水中静置规定天数的质量损失率（Ａ１２）的计算式为：Ａ１２＝Ｍ３－Ｍ１Ｍ３－Ｍ２ˑ１００％（１）２㊀结果与分析２．１㊀水稳定性未处理的拜耳法赤泥因其生产工艺影响，其具有遇水易崩解的特性，在刚浸入水中时快速吸收水分，外部就已开始崩解脱落；浸水１ｈ后，未处理的赤泥试样完全溃散，水稳定性极差，质量损失率为１００％（图３）㊂故后续干湿循环㊁冻融循环试验均需要反复浸水测试，未处理赤泥难以进行下列试验㊂图３㊀未处理拜耳法赤泥的水稳定性Ｆｉｇ．３㊀ＷａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄ经过微生物固化后的赤泥试样在水中浸泡数天之后整体未出现明显的解体现象，整体的圆柱形外观保持良好（图４）㊂未添加氢氧化钙的固化试样，其在浸泡１３ｄ时变化最大，原本依附在外壁未胶结的土颗粒出现剥落使得水体出现浑浊现象，顶部边缘出现一定的钝化，边缘土体脱落较多㊂添加氢氧化钙的固化试样，浸泡１４ｄ后整体未出现明显变化，仅有少量土颗粒脱落，整体趋于完整㊂各试样的崩解率均较低，试样在浸泡３，７，１４ｄ的崩解率上升缓慢，但可以看出添加氢氧化钙试样的水稳定要明显好于未添加的试样，且１０％掺量的试样也要好于５％掺量的试样（图５），可见其所生成的水化硅铝酸钙在阻止水入侵孔隙时起到积极的作用㊂未添加试样崩解率均维持在低水平，浸泡于水中１４ｄ不产生明显土体崩解损失，水稳定性良好，仅有的部分崩解损失来自上部胶结较弱的区域㊂相较于原始赤泥遇水即崩解，微生物固化作用对于赤泥的水稳定性有很大的改善作用，而氢氧化钙的填量对于ＭＩＣＰ加固后试样的水稳定性起积极作用，对于其抗水侵蚀有较大的提升作用㊂图４㊀不同氢氧化钙掺量试样经浸泡处理后的外观情况Ｆｉｇ．４㊀Ｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｆｔｅｒｉｍｍｅｒｓｉｏｎ图５㊀不同浸泡时间试样的质量损失率Ｆｉｇ．５㊀Ｔｈｅｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｍｍｅｒｓｉｏｎｔｉｍｅ２．２㊀干湿循环不同氢氧化钙掺量下微生物固化的赤泥试样在不同干湿循环次数后的表观变化见图６，经过４次湿循环后试样表面出现较多的孔洞，但未出现裂缝，试样整体保持良好；经过１６次湿循环后试样表面劣化程度明显加重，孔洞相连部分进一步扩大，局部出现土体成片脱落，但仍然保留原试样的基本形状㊂在干湿循环作用下，固化赤泥的表观破坏程度随干湿循环次数的增加而增加㊂相较于未添加氢氧化钙的固化试样，添加氢氧化钙微生物固化的赤泥试样在不同干湿循环次数后的表观变化不大，试样表面仅出现较多微小孔洞，但试样的整体性较好㊂３６１林业工程学报第８卷图６㊀不同氢氧化钙掺量试样经干湿循环处理后的外观情况Ｆｉｇ．６㊀Ｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅｓ总体上看，所有试样的质量损失率均随着干湿循环次数的增加而增加，氢氧化钙添加量为１０％的微生物固化赤泥试样的质量损失增长幅度最小（图７）㊂经过４次干湿循环后，未添加氢氧化钙试样㊁添加５％氢氧化钙试样和添加１０％氢氧化钙试样的质量分别损失了２．０７％，１．２８％和１．１２％；在长达１６轮干湿循环作用后，未添加氢氧化钙试样㊁添加５％氢氧化钙试样和添加１０％氢氧化钙试样的质量分别损失了３．２５％，２．２５％和１．４９％，试样质量损失达到整个试验过程中的最大值㊂值得注意的是，添加１０％氢氧化钙试样的质量损失率明显低于其他两种试样，且其质量损失率随着干湿循环次数的增加的提升幅度小，也反映出对抵抗干湿循环侵蚀作用的能力强㊂图７㊀不同干湿循环次数下试样的质量损失率Ｆｉｇ．７㊀Ｔｈｅｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅｓ随着干湿循环次数的增加，固化赤泥的抗压强度均呈现下降趋势（图８）㊂从未添加氢氧化钙试样的无侧限抗压强度可以看出，在经历４次干湿循环后试样强度就降低了１４％；４８次时，强度损失幅度减小；而８１２次时，强度损失幅度加速扩大，降幅进一步扩大２０％，随后降幅趋于平缓㊂经过４次和８次干湿循环后，赤泥抗压强度分别为１１５３．７４和１１０６．７３ｋＰａ，下降幅度不大；从第８次到第１２次干湿循环，无侧限抗压强度由１１０６．７３ｋＰａ下降到８２８．３７ｋＰａ，相比于干湿循环前强度下降了约３８％㊂从添加１０％氢氧化钙的试样的无侧限抗压强度可以看出，经过４次和８次干湿循环后，赤泥抗压强度分别为２２３１．８７和２２１６．３２ｋＰａ，下降幅度小；从第８次到第１２次干湿循环，无侧限抗压强度由２２１６．３２ｋＰａ下降到２２００．０４ｋＰａ，相比于未干湿循环前强度下降了约１３％；经过１６次干湿循环作用，添加１０％氢氧化钙试样的强度为２１６２．７６ｋＰａ，相比于１２次循环，强度仅下降了２％左右㊂添加１０％氢氧化钙的试样抵抗干湿循环侵蚀的能力要高于前两者㊂随着干湿循环次数的增加，固化赤泥试样的抗压强度不断下降，这是由于试样内部的胶结不均匀性而存在大量孔隙，细小的赤泥颗粒吸水性强，在干湿循环作用下就会造成干缩湿涨的现象，并在结构的薄弱处产生应力集中，这种作用力不断积累直至大于土颗粒之间的黏聚力造成结构性破坏，使得试样的抗压强度降低㊂图８㊀抗压强度随干湿循环次数的变化Ｆｉｇ．８㊀Ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｅｔ⁃ｄｒｙｃｙｃｌｅｓ２．３㊀冻融循环试件经过冻融循环后表观特征变化显著，随着冻融次数的增加，试件外观会发生不同程度的表面脱落㊁碎屑增多，此外结构致密性也会产生较大影响㊂未掺氢氧化钙的固化赤泥试样经过两个冻融循环后试样表面有轻微的碎屑脱落且表面粗糙；经过８轮冻融循环后，试样外观除表皮有轻微脱落，４６１㊀第５期陈龙，等：微生物固化拜耳法赤泥的耐久性研究与两个冻融循环后的试样无明显差异，也未出现大量颗粒剥落与开裂现象，整体稳定性良好㊂掺入氢氧化钙的固化赤泥试样经过两个冻融循环后试样未出现表皮颗粒脱落现象，同样８轮冻融循环后的试样无明显变化，整体稳定性良好（图９）㊂图９㊀不同氢氧化钙掺量试样经冻融循环处理后的外观情况Ｆｉｇ．９㊀Ｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｓ图１０㊀抗压强度随冻融循环次数的变化Ｆｉｇ．１０㊀Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗｃｙｃｌｅｓ冻融循环次数对赤泥试样抗压性能影响如图１０所示㊂由图１０可知，固化赤泥试样无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加先下降后趋于稳定㊂无论是未掺氢氧化钙的试样还是掺入氢氧化钙的试样的无侧限抗压强度在经历两个冻融循环后强度都有较大程度的下滑㊂经历２轮冻融循环后，氢氧化钙掺量为０％，５％，１０％的赤泥试样无侧限抗压强度分别下降１５．０％，１３．７％，１０．１％；经历８次冻融循环后，氢氧化钙掺量为０％，５％，１０％的赤泥试样无侧限抗压强度相较于２次冻融循环后的抗压强度分别下降１．７８％，１．１２％，１．０４％，可以判断各试样的无侧限抗压强度基本保持恒定㊂３㊀结㊀论本次试验研究微生物固化拜耳法赤泥的耐久性，分析赤泥试样的水温定性㊁干湿循环㊁冻融循环试验中试样的质量损失和抗压强度的变化规律，主要结论如下：１）经过微生物固化后的赤泥试样在水中浸泡数天之后整体未出现明显的解体现象，整体外观保持良好，其在浸泡１３ｄ时边缘土体脱落较多㊂添加氢氧化钙的固化试样，浸泡１４ｄ后整体未出现明显变化㊂相较于原始赤泥遇水即崩解，微生物固化作用对于赤泥的水稳定性有很大的改善作用，而氢氧化钙对于ＭＩＣＰ加固后试样的抗水侵蚀有较大的提升作用㊂２）随着干湿循环次数的增加，仅微生物固化赤泥试样的质量损失逐渐增加，固化赤泥的抗压强度均呈现下降趋势㊂添加１０％氢氧化钙试样的质量损失率要优于其他两种试样，且其质量损失率随着干湿循环次数的增加的提升幅度小㊂添加１０％氢氧化钙的试样抵抗干湿循环侵蚀的能力要高于前两者，抵抗干湿循环侵蚀作用的能力强㊂３）冻融循环２次后试样的无侧限抗压强度降低较大，后续无侧限抗压强度随着冻融循环次数增加趋于平稳㊂经过８次冻融循环后，试样外观除表皮有轻微脱落，未出现大量颗粒剥落与开裂现象，整体稳定性良好㊂４）通过对比水稳定性㊁干湿循环㊁冻融循环过程中试样的外观破损㊁质量损失以及无侧限抗压强度变化后发现，干湿循环对试样的破坏影响强于水浸泡和冻融循环㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＭＵＫＩＺＡＥ，ＺＨＡＮＧＬＬ，ＬＩＵＸＭ，ｅｔａｌ．Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｍｕｄｉｎｒｏａｄｂａｓｅａｎｄｓｕｂｇｒａｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＲｅｃｙｃｌｉｎｇ，２０１９，１４１：１８７－１９９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｒｅｓｃｏｎｒｅｃ．２０１８．１０．０３１．［２］ＷＡＮＧＳＨ，ＪＩＮＨＸ，ＤＥＮＧＹ，ｅｔａｌ．ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｒｅｄｍｕｄｉｎＣｈｉｎａ：ａｃｒｉｔｉｃａｌｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ⁃ｎａｌｏｆＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２０２１，２８９：１２５１３６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｃｌｅｐｒｏ．２０２０．１２５１３６．［３］刘松辉．拜耳法赤泥制备低钙胶凝材料及凝结硬化机理［Ｄ］．焦作：河南理工大学，２０１９：３－１３．ＤＯＩ：１０．２７１１６／ｄ．ｃｎｋｉ．ｇｊｚｇｃ．２０１９．００００１５．ＬＩＵＳＨ．ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｄｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｏｗｃａｌｃｉｕｍｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｍａｄｅｂｙＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄ［Ｄ］．Ｊｉａｏｚｕｏ：ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９：３－１３．５６１林业工程学报第８卷［４］丁崧，陈潇，夏飞跃，等．净水型赤泥⁃矿渣基地聚合物透水混凝土的研究［Ｊ］．建筑材料学报，２０２０，２３（１）：４８－５５．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９６２９．２０２０．０１．００８．ＤＩＮＧＳ，ＣＨＥＮＸ，ＸＩＡＦＹ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｅｄｍｕｄ⁃ｓｌａｇｂａｓｅｄｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｐｅｒｖｉｏｕｓｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２３（１）：４８－５５．［５］ＣＨＡＮＤＲＡＫＳ，ＫＲＩＳＨＮＡＩＡＨＳ，ＲＥＤＤＹＮＧ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｍａｄｅｆｒｏｍｒｅｄｍｕｄ⁃ｆｌｙａｓｈａｓａｓｕｂｇｒａｄｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｒｏａｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａ⁃ｚａｒｄｏｕｓ，Ｔｏｘｉｃ，ａｎｄＲａｄｉｏａｃｔｉｖｅＷａｓｔｅ，２０２１，２５（１）：４０２００６８．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｈｚ．２１５３－５５１５．００００５７５．［６］安强，潘慧敏，赵庆新，等．碱激发赤泥⁃粉煤灰⁃电石渣复合材料性能研究［Ｊ］．建筑材料学报，２０２３，２６（１）：１４－２０．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９６２９．２０２３．０１．００３．ＡＮＱ，ＰＡＮＨＭ，ＺＨＡＯＱＸ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｋａ⁃ｌｉａｃｔｉｖａｔｅｄｒｅｄｍｕｄ⁃ｆｌｙａｓｈ⁃ｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３，２６（１）：１４－２０．［７］赵艳荣，陈平，韦怀珺，等．以粉煤灰㊁赤泥低温烧制贝利特⁃硫铝酸盐水泥［Ｊ］．非金属矿，２０１５，３８（２）：２１－２３．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－８０９８．２０１５．０２．００７．ＺＨＡＯＹＲ，ＣＨＥＮＰ，ＷＥＩＨＪ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒｅｄｂｅｌｉｔｅｓｕｌｆｏａｌｕ⁃ｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｆｌｙａｓｈａｎｄＢａｙｅｒｒｅｄｍｕｄｏｎｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｎｏｎ⁃ＭｅｔａｌｌｉｃＭｉｎｅｓ，２０１５，３８（２）：２１－２３．［８］夏瑞杰，朱建平，刘少雄，等．赤泥和脱硫石膏制备高贝利特硫铝酸盐水泥熟料［Ｊ］．有色金属工程，２０１７，７（６）：５８－６３，７９．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－１７４４．２０１７．０６．０１４．ＸＩＡＲＪ，ＺＨＵＪＰ，ＬＩＵＳＸ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｂｅｌｉｔｅｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔｃｌｉｎｋｅｒｓｕｓｉｎｇｒｅｄｍｕｄａｎｄｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｇｙｐｓｕｍ［Ｊ］．ＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，７（６）：５８－６３，７９．［９］ＫＡＮＧＳＰ，ＫＷＯＮＳＪ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｄｍｕｄａｎｄａｌｋａｌｉ⁃ａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌａｇｃｅｍｅｎｔｏｎｅｆｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｃｅｍｅｎｔｍｏｒｔａｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１３３：４５９－４６７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１６．１２．１２３．［１０］ＤＥＪＯＮＧＪＴ，ＳＯＧＡＫ，ＢＡＮＷＡＲＴＳＡ，ｅｔａｌ．Ｓｏｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｖｉｖｏ：ｈａｒｎｅｓｓｉｎｇｎａｔｕｒａｌｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ，ｍｕｌｔｉ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙＩｎｔｅｒｆａｃｅ，２０１１，８（５４）：１－１５．ＤＯＩ：１０．１０９８／ｒｓｉｆ．２０１０．０２７０．［１１］赵志峰，邵光辉．微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的试验研究［Ｊ］．应用基础与工程科学学报，２０２１，２９（１）：２３１－２３８．ＤＯＩ：１０．１６０５８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０９３０．２０２１．０１．０２０．ＺＨＡＯＺＦ，ＳＨＡＯＧＨ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｍａｒｉｎｅｓｉｌｔｒｅｉｎ⁃ｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂｙｍｉｃｒｏｂｉａｌｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｕｍｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢａｓｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，２９（１）：２３１－２３８．［１２］张鑫磊，陈育民，张喆，等．微生物灌浆加固可液化钙质砂地基的振动台试验研究［Ｊ］．岩土工程学报，２０２０，４２（６）：１０２３－１０３１．ＤＯＩ：１０．１１７７９／ＣＪＧＥ２０２００６００５．ＺＨＡＮＧＸＬ，ＣＨＥＮＹＭ，ＺＨＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａ⁃ｌｕａｔｉｏｎｏｆｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａＭＩＣＰ⁃ｔｒｅａｔｅｄｃａｌｃａｒｅｏｕｓｓａｎｄｙｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｓｈａｋｅｔａｂｌｅｔｅｓｔｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，４２（６）：１０２３－１０３１．［１３］邵光辉，戴浩然，郭恒君．微生物固化和稳定化铅污染粉土的强度与污染物浸出特性［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（５）：１６１－１６８．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２２０２０１１．ＳＨＡＯＧＨ，ＤＡＩＨＲ，ＧＵＯＨＪ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｐｏｌｌｕｔａｎｔｌｅａｃｈｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄａｎｄｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｌｅａｄ⁃ｃｏｎｔａｍｉ⁃ｎａｔｅｄｓｉｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（５）：１６１－１６８．［１４］刘忠，肖水明，刘飞飞，等．微生物诱导碳酸钙沉积固化建筑渣土抗风蚀扬尘影响因素的试验研究［Ｊ］．工业建筑，２０２２，５２（１１）：７１－７８．ＤＯＩ：１０．１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚＧ２２０７０６０９．ＬＩＵＺ，ＸＩＡＯＳＭ，ＬＩＵＦＦ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｉｎ⁃ｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆａｎｔｉ⁃ｗｉｎｄｅｒｏｓｉｏｎａｎｄａｎｔｉ⁃ｄｕｓｔｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｂｒｉｓｃｅｍｅｎｔｅｄｂｙＭＩＣＰ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０２２，５２（１１）：７１－７８．［１５］ＮＡＥＩＭＩＭ，ＣＨＵＪ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｂｉｏ⁃ｔｒｅａｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓａｓｄｕｓｔｓｕｐｐｒｅｓｓａｎｔｓ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１７，２４（２９）：２３３４１－２３３５０．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１３５６－０１７－９８８９－１．［１６］邵光辉，陈相宇，崔小相．微生物固化垃圾焚烧灰渣强度试验［Ｊ］．林业工程学报，２０２０，５（１）：１７１－１７７．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１９０２０２１．ＳＨＡＯＧＨ，ＣＨＥＮＸＹ，ＣＵＩＸＸ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｃｅ⁃ｍｅｎｔｅｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎａｓｈａｎｄｓｌａｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，５（１）：１７１－１７７．［１７］陈育民，张书航，丁绚晨，等．微生物加固钙质砂强度演化过程的环剪试验研究［Ｊ］．土木与环境工程学报（中英文），２０２２，４４（４）：１０－１７．ＣＨＥＮＹＭ，ＺＨＡＮＧＳＨ，ＤＩＮＧＸＣ，ｅｔａｌ．Ｒｉｎｇｓｈｅａｒｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃａｌｃａ⁃ｒｅｏｕｓｓａｎｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，４４（４）：１０－１７．［１８］高玉琴，王建华，梁爱华．干湿循环过程对水泥改良土强度衰减机理的研究［Ｊ］．勘察科学技术，２００６（２）：１４－１７．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３９４６．２００６．０２．００４．ＧＡＯＹＱ，ＷＡＮＧＪＨ，ＬＩＡＮＧＡＨ．Ｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｅｍｅｎｔｉｍｐｒｏｖｅｄｓｏｉｌ［Ｊ］．ＳｉｔｅＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６（２）：１４－１７．（责任编辑㊀田亚玲）６６１。

还原焙烧处理拜耳法赤泥的试验研究

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试验工艺流程见图１。
逊廑童
图１拜尔法赤泥综合利用工艺流程图
但当焙烧温度超过１２００℃时，还原铁的品位、铁金属化率和铁回收率增大不明显ｂ】。所以确定焙烧温
度为１２５０℃。
图２不同焙烧温度下还原焙烧产物的ＳＥＭ图控制焙烧温度ｌ２５０℃，焙烧时间对还原铁质量
的影响见表２。３．２磁场强度对还原铁质量的影响
风爆∞ｒｃｈｐｍｇｒｅ豁ｏｆ

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究我国铝土矿多为一水硬铝石型铝土矿,资源丰富具有高铝高硅的特性。

在处理一水硬铝石型铝土矿拜尔法溶出过程中,为了消除硅、钛矿物的危害作用,通常在溶出过程中添加石灰以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗。

但通常情况下,溶出赤泥的铝硅比为1.5-2.0,钠硅比为0.4左右。

这部分溶出赤泥,如不进行回收,则造成碱的大量损失,并使矿石的利用率下降；若进行回收,则需采用能耗较高的烧结法处理,使整个生产过程的能耗升高。

因此氧化铝生产的高碱耗问题一直制约着我国高硅铝土矿的利用。

本文研究了矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 焙烧后铝土矿中氧化物变得更加活泼,溶出后赤泥中的氧化钠、二氧化硅含量增大,钠硅比升高。

其中,广西矿溶出后赤泥的钠硅比升高了28.8%,河南矿溶出后赤泥的钠硅比升高了19.5%。

本文对高铝硅比的广西铝土矿和低铝硅比的河南铝土矿进行对比溶出实验,研究在拜耳法溶出条件下,不同矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 广西矿溶出后赤泥中的活性二氧化硅的含量为82%,高于河南矿的65%,因此广西矿溶出后赤泥中的N/S高于河南矿溶出后赤泥中的N/S。

本文合成一种适合拜耳法溶出的添加剂-水化铁酸钙,与石灰作为拜耳法溶出添加剂进行对比实验。

通过实验发现: 水化铁酸钙较之氧化钙能够更加有效的降低拜耳法溶出赤泥中的钠硅比以及铝硅比,当溶出温度为260℃、溶出时间为90min、水化铁酸钙的添加量为C/S等于2.0时,广西矿溶出赤泥中的钠硅比为0.23,铝硅比为0.89,河南矿溶出赤泥中的钠硅比为0.13,铝硅比为0.98,有效的降低了拜耳法溶出过程的碱耗,提高了矿石的利用效率。

拜耳法赤泥固化性能研究

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拜耳法赤泥固化性能研究
刘时光! 付毅"
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（! # 平果铝业公司，广西平果
摘
北京 " # 北京矿冶研究总院，
要：以平果铝赤泥为例，试验了赤泥的固化方法和固化体性能，结果表明：以粉煤灰为改
固化后的赤泥硬化体具有独特的特性。性剂，石灰和 () 材料为固化剂，
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赤泥固化体重结晶试验将已经受压破损的试件，水养护 +1 后重
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试件编号 %5& %5) &5%
关键词：赤泥；固化材料；硬化体中图分类号： *+,"! 文献标识码：文章编号：（"’’!） !’’. / .$&$ ’% / ’’"0 / ’%
赤泥是氧化铝生产的工业废渣，每生产 !2 氧化铝需要产生 !3" 4 !3%$2 赤泥。仅平果铝每年就要产生 &’ 多万 2 赤泥。大量的赤泥不但占用良田，而且其中的碱会造成环境污染。现阶段拜耳法赤泥综合利用的关键是对赤泥进行高强度固化。拜耳法赤泥中没有烧结法赤泥的水硬性组分，一般不会自行固表!
采用石灰、粉煤灰辅以少量的化学助剂
使拜耳法赤泥的固化强度有了很大程度的提高，收缩性、抗水性、渗透性有了较大程度的改善，固化体有良好的重结晶性。

低温拜耳法赤泥回收铝、钠工艺研究

３１１洗涤赤泥的烧结、出试验．．溶
２试验原料与试验方法
试验原料：中铝山东分公司第二氧化铝厂低取温拜耳法外排赤泥和第一氧化铝厂烧结法脱硅硅
将洗涤赤泥按不同钙比配成生料后在１００ｏ１Ｃ烧成，烧成熟料的成分见表２。熟料在５０℃下用６０
试验方法：把拜耳赤泥分为单拜耳赤泥、拜耳赤泥与硅渣掺配两种方式来进行试验，中拜耳法赤其
泥又分洗涤赤泥与不洗涤赤泥两种情况。对拜耳法赤泥，在不补碱的情况下，钙烧结，据赤泥加氧配根化钙反应生成的钙硅渣能被碳分母液苛化分解的原
为钙硅渣和钠硅渣。
表１硅渣、赤泥的化学成分％
原料
硅渣
ｅ０“ ２
％
０１２％
ａＯ
％
Ｎ２０碱比钙比ＭＳａｓ
ＳＯｅ０Ｉ，ＣＯａ０ｉ：Ｆ２，ＡＯａＮ２
０灼减Ｎ２ＯａＳ
８３．２．６２２７０８２．２．０６２０２．１．６．９７５５３４８
第３卷第１２期
２１年２００月
山东冶金
ＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇｔｌｇｕ
Ｖ０＿２ｏ１ｌＮ．３
Ｆｂｕｒ２０ｅｒａｙ０１
低温拜耳法赤泥回收铝、工艺研究钠
郑秀芳
（中国铝业山东分公司研究院，山东淄博２５５）５０２
赤泥（洗）１．６１９７．９６０１１．９０５７８１．１．５０００００．９．１０１．７赤泥（未洗）９４４７９２．１．０．１．７．６．２．２．２５００Ｏ１３９０３９８００５

拜耳法赤泥脱碱研究进展

Metallurgical Engineering 冶金工程, 2019, 6(2), 72-79Published Online June 2019 in Hans. /journal/menghttps:///10.12677/meng.2019.62011Dealkalization of the Bayer Red Mud:A Comprehensive ReviewYanhong Ma1, Zhanwei Liu2*1CHALCO Zhengzhou Non-Ferrous Metals Research Institute Co., Zhengzhou Henan2Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology,Kunming YunnanReceived: May 16th, 2019; accepted: May 29th, 2019; published: Jun. 5th, 2019AbstractThe high alkali of Bayer red mud makes it difficult to be used comprehensively. The majority of red mud is stored on land, but has the potential to be harmful to the surrounding environment and human health. How to dispose of red mud safely is still a worldwide difficult problem, but dealka-lization of the red mud is the key process that disposes of red mud. In this review, the basic prop-erties of Bayer red mud and the existing form and distribution features of alkali in red mud are summarized. Current status of dealkalization are illustrated in detail, the development trend of the research on dealkalization of red mud is put forward. This review provides technology sup-port for dealkalization of Bayer red mud and a scientific reference for sustainable development of alumina industry.KeywordsBayer Red Mud, Occurrence States of Alkaline, Dealkalization拜耳法赤泥脱碱研究进展马艳红1，刘战伟2*1中国铝业郑州有色金属研究院有限公司，河南郑州2昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明收稿日期：2019年5月16日；录用日期：2019年5月29日；发布日期：2019年6月5日摘要拜耳法赤泥的强碱性使其综合利用难度增加，赤泥大量堆存极易引发重大环境安全问题，如何安全处置*通讯作者。

赤泥脱碱的研究

科技信息
０矿业论坛０
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＬＹＩＦＭＡＩＣＥＣＥＨＯＯＧＯＲＴＯＮＮ
２１００年
第７期
赤泥脱碱的研究
王利英 ’ 李小雷 ’ 翟二安。陶丰孙方张作才２。（．１河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作４４０；５００２义马煤业集团股份有限公司河南义马４２０）．７３０
【摘要】赤泥含碱量较大、易对环境造成污染，针对这一问题，本文阐述了目前已知的八种脱碱方法，分别对其脱碱效果进行分析，出其得应用价值，而为赤泥脱碱提供技术支持，从响应国家节能减排的号召，动我国的可持续发展战略。推【键词】关赤泥；脱碱；研究
０引言
我国铝土矿资源丰富，化铝工业发达。些年来，化铝产业不氧近氧２３石灰纯碱烧结法．断为社会带来经济效益的同时，给我们的环境带来了一些问题。其也将掺有石灰和纯碱的赤泥混合，１０ｏ上高温下烧结，泥在００Ｃ以赤中，生产ｌ氧化铝就会产生１～．每ｔ．２００ｔ的赤泥Ⅲ 赤泥中的碱含量较。中的氧化物转化成铝酸钠、酸钠、铁原硅酸钙和钛酸钙。当控制溶出适多，Ｈ值为１．９１．其浸出液的ｐ值为１．～３０超出《色ｐＯ２～１３，８Ｈ２１１．，有条件，酸钠溶于水进入溶液，硅酸钙、酸钙以及铁酸钠分解得到铝原钛金属工业固体废物污染控制标准｝Ｇ５５ — ５，因此赤泥属于强碱（Ｂ０８８）的氢氧化铁全部进入沉淀，而使得氧化钠和氧化铝得到回收。具体从性土日由于赤泥的碱性较大，方面其排放会对环境造成很大的污。一反应式如下：染，污染地下水、洋生物、气等；一方面，回收利用也受到了如海大另其很大的制约。因而，何对这些赤泥进行脱碱处理，低其对环境的危如降

赤泥中钠元素回收的研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｌｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｒｅｄｍｕｄｗｉｔｈｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ｔｈｅｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅｐｒｏｄｕｃｅｄｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｕｓｅｓｉｎｆｏｏｄ，ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｅｎｖｉ— ｍｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ａｎｄｈａｓｇｏｏｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｌｅａｃｈｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｅａｃｈｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｃｉｔｒｉｃａｃｉｄａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｏｆｓｏｄｉｕｍ，ｉｒｏｎ，ａｌｕｍｉｎｕｍ，ｃａｌｃｉｕｍａｎｄｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｏｄｅｔｅｒ－ｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｓｏｄｉｕｍｌｅａｃｈｉｎｇｆｒｏｍｒｅｄｍｕｄｂｙｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ．Ａｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ，ｉｒｏｎａｎｄｃａｌｃｉｕｍｉｎｔｈｅｌｅａｃｈａｔｅｗａｓｒｅｍｏｖｅｄｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｔｏｏｂｔａｉｎａｐｕｒｅｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｄｍｕｄ；ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ；ｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅ；ｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ
拜耳法赤泥中的钠主要以铝硅酸钠形式存在，本实验采用柠檬酸常温常压浸出赤泥，生成的柠檬酸钠在食品、医药、环保和电镀等行业广泛应用，产生一定的经济效益，并可减少赤泥中附碱对土地的污染，降低赤泥堆积的费用。

义翔铝业拜耳法赤泥常压石灰法脱碱工艺研究

ｆ摘要】针对义翔铝业产生的拜耳法赤泥数量庞大、对环境污染较为严重、亟待进行脱碱处理的现状，本文介绍通过考察石灰用量、温度和搅拌时间等几个因素对脱碱效果的影响，出在石灰与赤泥质量比为０２温度为８￣搅拌时间得．，０Ｃ，为４ｍｉ０ｎ的条件下，泥中碱含量可由８２赤．％降到Ｏ５脱碱效果明显。对试验结果的分析得出石灰法脱碱机理：低浓度液相中Ｃａ达到溶．％，在Ｏ解度的饱和浓度，成ＣＯ－Ａ－ｉｍＯ平衡体系，换出部分Ｎａ，泥中的碱得到有效脱除，得碱含量显著下降。形ａＮａＯ— １Ｏ３ＳＯ２Ｈ置赤使【键词】压石灰法；泥；关常赤脱碱
２１００年
第２５期
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＬＧＹＩＦＲＴＯＣＥＣＥＨＯＯＯＭＡＩＮＮ
０科教前沿０
科技信息
义翔铝业拜耳法赤泥常压石灰法脱碱工艺研究
李小雷王利英 ’ 宋艳艳 ’ 翟二安陶丰张作才
（．１河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作４４０；．５００义马煤业集团股份有限公司河南义马４２０）２７３０
０引言
赤泥是氧化铝工业过程中排出的固体废弃物，据不完全统计，我加意义不大．而且也增加了脱碱的成本。提高石灰用量对拜耳法赤泥国的赤泥排放总量已超过了３０Ｏｏ万吨ｌ赤泥中的碱含量较多，Ｈ值ｌ】。Ｐ中脱出碱的回收利用也是十分不利的。为１．９１．３其浸出液的Ｐ值为ｌ．— ３０超出《色金属工业Ｏ２～１，８Ｈ２１１．，有１．温度对脱碱效果的影响．２３固体废物污染控制标准｝Ｇ５５ — ５，（Ｂ０８８）因此赤泥属于强碱性土由于．分别取５耳法赤泥于５个小烧杯中，别加入石灰１，这５ｇ拜分ｇ将碱性较大，泥在露天堆放时会渗人土壤中污染土壤和地下水，扬个小烧杯分别置于６，Ｏ，Ｏ，０，５的水浴锅中搅拌加热赤其０７℃ ８℃ ９℃ ９℃ 尘会造成大气污染；放人海时，又会对海水造成污染，害海洋生排则危４ｒｎ反应结束后，脱碱后的赤泥用蒸馏水洗涤三次。０ｉ，ａ将物１３］且，。而碱性过大也使其回收利用也受到了很大的制约，以实现难试验结果：应上述设置的几个温度点．应后赤泥中剩余碱含对反再利用因而，。如何对这些赤泥进行有效的脱碱处理，一个亟待解是量分别为２０１％，．％，．％和０５．％，．０９０７４｜％。可知脱碱时适当升高温度决的问题。对脱碱效果有一定的提高，经过多次脱碱处理后温度对提高脱碱效但目前国内外现有的赤泥脱碱方法大约有八种：灰水热法、压石常果并不明显，８℃ 时脱碱后剩余碱含量已在１在０％以下，此，节约因从石灰法、灰纯碱烧结法、浸出法、浸出法、业 “ 废 ” 和法１石盐酸工三中５］、能耗方面考虑，脱碱温度为８ ℃．取０细菌浸出法和膜脱钠技术［我们参考上述几种赤泥脱碱方法，用常ｑ。采１３３搅拌时间对脱碱效果的影响＿＿压石灰法对赤泥进行脱碱处理。对赤泥的特点，着经济性、行性针本可分别取５耳法赤泥置于６个１０ｇ拜０ｍＬ小烧杯中，别加入石灰分的原则，我们初步确定使用普通建筑石灰，调节各项试验条件如赤泥１Ｏ，别在８ ℃下搅拌１ｍｉ２ｍｉ，０ｎ４ｍｉ，０ｎ６ｒｎ，．ｇ分Ｏ０ｎ，０ｎ３ｍｉ，０ｎ５ｍｉ，０ｉ将ａ石灰配比、温度、间等，一下常压石灰法赤泥脱碱工艺的探索性试时做脱碱后的赤泥用蒸馏水洗涤三次，洗去赤泥表面的附着碱。以验试验结果：对应上述各脱碱时间，反应后剩余碱含量分别为２３，．％．．，，％，．％，．。可看出：着脱碱时间的延长，．％２Ｏ１％０９０７０６６％随１试验方法

拜耳法赤泥综合利用研究现状

就有２００万～００３００万ｔ。随着铝工业的发展和铝
组成上，法赤泥中主要含有赤铁矿、拜耳霞石、化水石榴石等溶出产物以及石英等铝土矿中不易反应的
成分。这些矿物组成主要是在提取氧化铝的过程
中，土矿中未反应的成分或者反应残渣。铝
第４２卷第１２期
２１００年１月２
无机盐工业
ＩＮ０ＲＧＡＮＩＣＨＥＭＩＣＣＡＬＳＩＮＤＵＳＴＲＹ９
拜耳法赤泥综合利用研究现状
姚万军。方，冰
（．１深圳市环境科学研究院，广东深圳５８０；．１０１２新城清源污水净化有限公司）
表１中国不 பைடு நூலகம்氧化铝厂拜耳法赤泥主要化学组成％
矿石品位的降低，泥的产量越来越大。由于拜耳赤法工艺较烧结法能耗低、益好，国新上氧化铝厂效中
及国外的厂家多采用拜耳法。但因赤泥碱度高、产生量大，传统的堆存、填海等处理方式将会对周边的
水体、气、大土壤造成严重污染，重影响了铝工业严的可持续发展，泥的处置问题亟待解决 ¨ 。赤Ｊ
ＰｒｓｎｅｅｒｈｓａｕｆｃｅｅｔｒｓａｃｔｔｓｏｏｍｐｅｎｉｅｕｔｌａｉｎｆｒｄｍｕｒｍｙｒｐｒｃｓｒｈｅｓｖｉｚｔｏｏｅｉｄｆｏＢａｅｏｅｓ

拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究

中南大学
硕士学位论文
拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究
姓名：刘云峰
申请学位级别：硕士
专业：有色金属冶金
指导教师：李小斌
20060101
中南太学硕十论文第三帝实验研究
５、电热鼓风干燥器：上海跃进医疗仪器厂
６、ｓＨ＆－３循环水多用真空泵：郑州杜南医疗仪器厂
３．２．２实验主体设备图
图３．１群釜高压溶出设备
图３．２：ｓ曲一３循环水多用真空泵（左）；抽癌航及抽滤漏斗（右）
３．３实验方法及步骤
实验研究用高压群釜设备进行拜耳法溶出实验。

采用电加热，熔盐为加热介质，溶出温度由温度控制仪控制。

每个反应钢弹（容积为１５０ｍＬ）中根据计算加入一定量的铝土矿和石灰（石灰一般按干铝土矿的８％加入），并移入ｌＯＯｍＬ母液，放入各两粒口２０ｍｍ和＃ｌＯｍｍ的钢珠以加强搅拌，加盖密封拧紧，记下钢。

拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材实验研究

本研究采用如下的实验方案：首先对拜耳法赤泥进行预处理，去除其中较大的颗粒和杂质；然后采用酸浸和碱浸相结合的方法，将赤泥中的铁提取出来；接着通过分离和纯化，得到纯净的铁；最后，将残渣用于制备建材。该方案综合考虑了铁的提取和残渣制备建材两个过程，旨在实现拜耳法赤泥的综合利用。
提取及残渣制备建材实验：实验过程如下： 1、预处理：将拜耳法赤泥破碎至小于100目，用水浸泡后，用磁力搅拌机搅拌均匀。
参考内容三
引言
拜耳法是一种广泛应用于氧化铝工业的湿法处理工艺。在拜耳法生产过程中，会产生大量的赤泥，即氧化铝生产过程中的废弃物。这些废弃物含有较高的铝、硅、铁等有价元素，如何实现其综合利用，降低环境污染的同时，提高资源利用率，已成为氧化铝工业面临的重大问题。本次演示旨在探讨拜耳法赤泥综合利用的新工艺，以期为解决上述问题提供有效途径。
本研究采用如下的实验方案：首先对拜耳法赤泥进行预处理，去除其中较大的颗粒和杂质；然后采用酸浸和碱浸相结合的方法，将赤泥中的铁提取出来；接着通过分离和纯化，得到纯净的铁；最后，将残渣用于制备建材。该方案综合考虑了铁的提取和残渣制备建材两个过程，旨在实现拜耳法赤泥的综合利用。
提取及残渣制备建材实验：实验过程如下： 1、预处理：将拜耳法赤泥破碎至小于100目，用水浸泡后，用磁力搅拌机搅拌均匀。
已有研究表明，拜耳法赤泥主要成分包括氧化铝、二氧化硅、氧化铁等。在提取铁的过程中，一般需要经过预处理、化学浸提、分离和纯化等步骤。然而，这些研究大多仅针对铁的提取工艺，对于如何进一步制备出建材产品尚需进一步探讨。此外，这些研究还存在实验条件不稳定、提取率不高、制备出的建材性能不佳等问题。
实验设计：
3、成本效益：酸浸-碱浸联合处理工艺具有较低的生产成本。同时，由于该工艺能提取出传统工艺难以处理的有价元素，因此具有较高的经济效益。

高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究

第３９卷第５期２０２０年５月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹＶｏｌ.３９㊀Ｎｏ.５Ｍａｙꎬ２０２０高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究苏泽林ꎬ王东波ꎬ黄纤晴ꎬ李㊀想ꎬ余㊀昕ꎬ黄㊀莹ꎬ冯庆革ꎬ柏秀奎(广西大学资源环境与材料学院广西钙基材料协同创新中心ꎬ南宁㊀５３０００４)摘要:利用二氧化碳对高碱性拜耳法赤泥进行碳酸化脱碱实验ꎬ研究了反应体系压力㊁时间㊁温度和液固比对赤泥脱碱效果的影响ꎬ并对其反应机理进行探讨ꎮ结果表明ꎬ室温下ꎬ在反应压力为０.６ＭＰａꎬ反应时间为６０ｍｉｎꎬ液固比为７的反应条件下ꎬ碱溶出率为６.９９％ꎮ拜耳法赤泥中的碱主要以两种形式存在ꎬ一是以ＮａＯＨ㊁ＮａＣＯ３为主的游离态碱ꎬ二是以钙霞石为主的结合态碱ꎮ其脱碱机理主要是通过碳酸化作用脱除赤泥中的游离态碱ꎬ部分钙霞石与碳酸反应生成可溶性钠盐ꎮ关键词:二氧化碳ꎻ赤泥ꎻ碳酸化ꎻ脱碱ꎻ钙霞石中图分类号:Ｘ７５６㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０２０)０５￣１５４７￣０６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＨｉｇｈ￣ａｌｋａｌｉｎｅＢａｙｅｒＰｒｏｃｅｓｓＲｅｄＭｕｄｂｙＣａｒｂｏｎａｔｉｏｎＳＵＺｅｌｉｎꎬＷＡＮＧＤｏｎｇｂｏꎬＨＵＡＮＧＸｉａｎｑｉｎｇꎬＬＩＸｉａｎｇꎬＹＵＸｉｎꎬＨＵＡＮＧＹｉｎｇꎬＦＥＮＧＱｉｎｇｇｅꎬＢＡＩＸｉｕｋｕｉ(ＧｕａｎｇｘｉＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｒｅｆｏｒＣａｌｃｉｕｍ￣ｂａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｎｉｎｇ５３０００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎａｎｄｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｈｉｇｈ￣ａｌｋａｌｉｎｅＢａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｔｉｍｅꎬｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｉｑｕｉｄ￣ｓｏｌｉｄｒａｔｉｏｏｎｔｈｅｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｄｍｕｄｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄꎬａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ０.６ＭＰａꎬｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ６０ｍｉｎꎬｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｉｑｕｉｄ￣ｓｏｌｉｄｒａｔｉｏｏｆ７ꎬｔｈｅａｌｋａｌｉｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｔｅｉｓ６.９９％.ＴｈｅｒｅａｒｅｍａｉｎｌｙｔｗｏｆｏｒｍｓｏｆａｌｋａｌｉｉｎＢａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄꎬｏｎｅｉｓｔｈｅｆｒｅｅｓｔａｔｅｂａｓｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙＮａＯＨａｎｄＮａＣＯ３ꎬｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｔａｔｅｂａｓｅｆｏｒｍｅｄｂｙｂａｕｘｉｔｅａｎｄｓｔｒｏｎｇａｌｋａｌｉｓｏｌｕｔｉｏｎ.ＴｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎａｎｄｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｌｙａｌｋａｌｉｎｅＢａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓｒｅｄｍｕｄｉｓｔｏｒｅｍｏｖｅｆｒｅｅａｌｋａｌｉｉｎｒｅｄｍｕｄｔｈｒｏｕｇｈｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎꎬａｎｄｓｏｍｅｃａｎｃｒｉｎｉｔｅｒｅａｃｔｓｗｉｔｈｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｔｏｆｏｒｍｓｏｌｕｂｌｅｓｏｄｉｕｍｓａｌｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅꎻｒｅｄｍｕｄꎻｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎꎻｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎꎻｃａｎｃｒｉｎｉｔｅ基金项目:国家自然科学基金(５１７６２００４)ꎻ广西自然科学基金(２０１７ＧＸＮＳＦＡＡ１９８２０５)ꎻ广西创新驱动项目(桂科ＡＡ１７２０４０６６)ꎻ广西钙基材料协同创新研究(ＧＪＺＸ２０２０￣６)作者简介:苏泽林(１９９２￣)ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎮ主要从事固体废弃物处理与资源化利用方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｓｕｚｅｌｉｎ６＠１６３.ｃｏｍ通讯作者:王东波ꎬ博士ꎬ副教授ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｗ１２１３０８＠１６３.ｃｏｍ０㊀引㊀言拜耳法生产氧化铝是在一定的温度和高压条件下ꎬ以ＮａＯＨ溶液溶出铝土矿ꎬ得到铝酸钠浆液ꎬ产生的固体废物称为赤泥ꎮ拜耳法赤泥具有碱性高㊁化学成分复杂㊁渗透性低和分散性高等特点ꎬ其高碱性可能造成土地碱化㊁沼泽化和地下水污染等环境问题[１￣２]ꎮ通常ꎬ每生产１吨氧化铝将产生１~２.５吨的赤泥ꎬ全球每年以拜耳法工艺生产氧化铝而形成的赤泥产量接近１.５亿吨[３]ꎬ截止２０１５年全球赤泥堆存量超过４０亿吨[４]ꎮ中国是氧化铝的主要生产国ꎬ赤泥年产量达７０００万吨ꎬ占全球产量的４６.７％[５￣６]ꎬ但仅有４％的赤泥能作为路基材料㊁吸附剂㊁絮凝剂等被利用ꎮ赤泥的高碱度是影响赤泥回收利用的主要原因ꎮ研究赤泥脱碱的方法ꎬ对赤泥综合利用和降低环境污染风险具有重要意义ꎮ目前赤泥脱碱方法有水１５４８㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷洗[７]㊁钙化碳酸化[８￣１１]㊁酸中和[１２￣１３]㊁碳酸化[１４￣１６]和生物改良[６ꎬ１７]等ꎬ其中碳酸化脱碱是一个价格低廉和较为安全的反应过程ꎬ能够形成热力学稳定的产物[１８]ꎮ同时ꎬ碳酸化脱碱一方面能够降低赤泥的碱度ꎬ另一方面还能消耗ＣＯ２ꎬ减少大气中的温室气体[１９]ꎬ利用ＣＯ２进行碳酸化脱碱的方法逐渐受到重视ꎮ碳酸化脱碱的反应机理目前尚未明确ꎬ本文利用ＣＯ２对高碱性拜耳法赤泥直接进行碳酸化脱碱研究ꎬ实验过程中考察了反应体系压力㊁时间㊁温度和液固比对赤泥脱碱效果的影响ꎬ并对其反应机理进行探讨ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀实验材料拜耳法赤泥取自中国铝业广西平果铝业公司ꎬ其化学成分分析结果如表１所示ꎬ主要化学成分为Ｆｅ２Ｏ３㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁ＳｉＯ２㊁Ｎａ２Ｏꎬ其次是ＴｉＯ２㊁ＳＯ３及少量的有价金属ꎮ表１㊀拜耳法赤泥主要化学成分Ｔａｂｌｅ１㊀ＭａｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｄｍｕｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＣａＯＦｅ２Ｏ３ＳｉＯ２ＭｇＯＡｌ２Ｏ３Ｎａ２ＯＴｉＯ２ＳＯ３ＴｒａｃｅｓＴｏｔａｌＣｏｎｔｅｎｔ/％２０.９０２３.９０１３.４００.３４１９.３０９.９０６.１１０.６６１.２１９５.７２１.２㊀实验方法称量１０ｇ赤泥置于微型反应釜中ꎬ按一定质量体积比加入去离子水ꎬ通入ＣＯ２ꎬ反应过程机械搅拌５００ｒ/ｍｉｎꎮ反应结束后ꎬ将赤泥浆液离心分离ꎬ碳酸化后赤泥(ＣＲＭ)烘干至恒重ꎻ测定上清液ｐＨ值ꎬ采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ＩＣＰ￣ＡＥＳ)测定Ｎａ＋含量ꎬ并以Ｎａ＋含量变化表示碱溶出率ꎮ赤泥的化学成分采用Ｓ８￣ＴＩＧＥＲ型Ｘ射线荧光光谱仪测定ꎬ物相分析采用ＤＸ￣２００７Ａ型Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤ)测定ꎬ微观形貌采用ＳＵ８０２０型场发射扫描电镜进行观察ꎬ表面官能团采用ＮｉｃｏｌｅｔｉＳ５０型傅里叶变换红外光谱仪测定ꎬｐＨ值采用ＳＧ型便携式多参数测试仪进行测定ꎮ考察反应压力㊁反应时间㊁反应温度和液固比对拜耳法赤泥碳酸化后Ｎａ＋含量的影响ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀反应条件对碱溶出率的影响２.１.１㊀反应体系压力在室温ꎬ液固比为３ꎬ反应时间为６０ｍｉｎ的条件下ꎬ反应体系压力对碱溶出率的影响结果如图１(ａ)所示ꎮ反应体系压力对碱溶出率无显著影响ꎬ将反应体系压力从０.２ＭＰａ提高至１.０ＭＰａꎬ碱溶出率仅小幅增加ꎬ保持在２.５０％左右ꎮ这是由于游离态碱溶出达到溶解平衡后ꎬ弱酸难以与结构稳定的结合态碱性物质发生反应ꎬ故碱溶出率相对较低ꎮ图１㊀反应体系压力和反应时间对碱溶出率㊁ｐＨ值的影响Ｆｉｇ.１㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｏｎａｌｋａｌｉｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｐＨｖａｌｕｅ㊀第５期苏泽林等:高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究１５４９由图１(ａ)可知ꎬ随着反应体系压力的增大ꎬｐＨ值降幅呈先大后小的趋势ꎬ这一现象符合亨利定律ꎬ如方程(１)所示ꎮ反应釜内ＣＯ２的气体分压(ＰＣＯ２)决定了气体在赤泥浆液中的溶解度([ＣＯ２])[２０]ꎮ压力小于０.２ＭＰａ时ꎬｐＨ值下降明显ꎬ压力超过０.６ＭＰａ后ꎬｐＨ值稳定在６.３０ꎮ[ＣＯ２]＝ＫＣＯ２ˑＰＣＯ２(１)其中ꎬＫＣＯ２为亨利常数ꎬＰＣＯ２为ＣＯ２分压ꎮ２.１.２㊀反应时间在反应体系压力为０.６ＭＰａꎬ液固比为３ꎬ室温的条件下ꎬ反应时间对碱溶出率的影响见图１(ｂ)ꎮ如图１(ｂ)所示ꎬ在未通入ＣＯ２时ꎬ游离态碱溶于水中ꎬ碱溶出率随着反应时间的延长仅有小幅增加并稳定在１.５０％ꎮ通入ＣＯ２后ꎬ碱溶出率随着反应时间的延长而增大ꎬ反应时间达到２４０ｍｉｎ时碱溶出率为３.６２％ꎬ２４０ｍｉｎ以后碱溶出率增幅减缓ꎬ至３００ｍｉｎ时碱溶出率为３.８５％ꎬ较２４０ｍｉｎ时仅增加了０.２３％ꎮ这是由于反应初期ꎬ赤泥颗粒表面附着的游离态碱在浆液中能够快速溶出ꎬ随着反应的进行结合态碱缓慢溶出ꎬＣＯ２与结合态碱在赤泥颗粒表面发生反应ꎬ形成碳酸盐层阻碍了结合态碱的溶出ꎬ导致了反应效率下降ꎮ在反应２４０ｍｉｎ后ꎬ与ＣＯ２发生反应的碱性物质已基本反应完全ꎬ延长反应时间ꎬ碱溶出率无明显提高ꎮ由图１(ｂ)可以看出ꎬ在未通入ＣＯ２时ꎬｐＨ值随反应时间的延长变化不明显ꎬ稳定在１０.５５ꎮ通入ＣＯ２后ꎬｐＨ值在反应６０ｍｉｎ时已经由１０.６９降低至６.４８ꎬ随后保持不变ꎮ这是由于反应初期ꎬ赤泥浆液中游离态的碱性物质较多ꎬ与ＣＯ２发生反应导致ｐＨ值迅速降低ꎻ随着反应的进行ꎬ游离态的碱性物质减少ꎬ反应达到平衡ꎬ体系ｐＨ值保持稳定ꎮ２.１.３㊀反应温度在液固比为３ꎬ反应体系压力为０.６ＭＰａꎬ时间为６０ｍｉｎ的条件下ꎬ考察了温度对碱溶出率的影响ꎮ如图２(ａ)所示ꎬ在未通入ＣＯ２时ꎬ碱溶出率随着温度的升高呈先增加后减小的趋势ꎮ通入ＣＯ２后ꎬ随着温度的升高ꎬ碱溶出率呈先增加后减小的趋势ꎮ这是由于升高温度能够加快反应速率ꎬ碱溶出率随之提高ꎬ但温度升高的同时降低了ＣＯ２在液相中的溶解度ꎬ导致了碱溶出率降低ꎮ由图２(ａ)可知ꎬ在未通入ＣＯ２时ꎬ温度的变化对ｐＨ值没有影响ꎮ通入ＣＯ２后ꎬ随着温度的升高ꎬｐＨ值呈现先降低后升高的趋势ꎬ这是由于随着温度的升高ꎬ脱碱反应速率加快ꎬｐＨ值快速降低ꎬ但温度升高减少了参与有效反应的ＣＯ２量ꎬ导致了ｐＨ值没有持续降低ꎬ而是有所回升ꎮ温度的升高ꎬ同时也影响了赤泥中碱性物质的溶解度ꎬ温度升高有利于碱性物质溶解在浆液中ꎬ这也是导致ｐＨ值升高的原因ꎮ图２㊀反应温度和液固比对碱溶出率㊁ｐＨ值的影响Ｆｉｇ.２㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｉｑｕｉｄ￣ｓｏｌｉｄｒａｔｉｏｏｎａｌｋａｌｉｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｐＨｖａｌｕｅ２.１.４㊀液固比在反应体系压力为０.６ＭＰａꎬ时间为６０ｍｉｎꎬ室温的条件下ꎬ不同液固比对拜耳法赤泥碱溶出率的影响结果如图２(ｂ)所示ꎮ在未通入ＣＯ２时ꎬ碱溶出率随着液固比的增大而增大ꎬ增幅呈先大后小的变化规律ꎮ通入ＣＯ２后ꎬ碱溶出率随着液固比的增加先增大后趋于稳定ꎮ当液固比(体积质量比ꎬｍＬ/ｇ)为２时ꎬ碱溶出率为１.３９％ꎻ当液固比增加到７时ꎬ碱溶出率增加到６.９９％ꎬ继续增加液固比ꎬ碱溶出率增幅不大ꎮ当液固１５５０㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷比从２增加至７时ꎬ碱溶出率迅速升高ꎬ这是由于随着液固比的增加ꎬ游离态碱与结合态碱持续溶出直至反应达到平衡ꎮ由图２(ｂ)可知ꎬ在未通入ＣＯ２时ꎬ随着液固比的增大ꎬｐＨ值基本不变ꎬ稳定在１０.５０ꎮ通入ＣＯ２后ꎬｐＨ值随着液固比的增大迅速下降ꎬ在液固比为７时达到平衡ꎮ当液固比较小时ꎬＣＯ２在液相中溶解度有限ꎬＣＯ２在赤泥浆液中形成碳酸与浆液中的ＯＨ－未能完全中和ꎬｐＨ值呈现偏碱性ꎻ当液固比大于７时ꎬ溶液中酸碱充分反应达到平衡ꎬ体系ｐＨ值稳定在６.５０ꎮ２.２㊀碳酸化反应前后赤泥结构表征２.２.１㊀ＸＲＤ分析赤泥的ＸＲＤ分析结果见图３(ａ)ꎬ赤泥的主要矿物组成为钙霞石(Ｃａ￣Ｃａｎｃｒｉｎｉｔｅ(Ｎａ６Ｃａ２Ａｌ６Ｓｉ６Ｏ２４(ＣＯ３)２２Ｈ２Ｏ))㊁三水铝石(Ｂ￣Ｂａｙｅｒｉｔｅ(Ａｌ(ＯＨ)３))㊁硬水铝石(Ｄ￣Ｄｉａｓｐｏｒｅ(ＡｌＯ(ＯＨ)))㊁水钙铝榴石(Ｋ￣Ｋａｔｏｉｔｅ(Ｃａ３Ａｌ２(ＳｉＯ４)(ＯＨ)８))㊁方解石(Ｃｌ￣Ｃａｌｃｉｔｅ(ＣａＣＯ３))㊁赤铁矿(Ｈ￣Ｈｅｍａｔｉｔｅ(Ｆｅ２Ｏ３))和钛铁矿(Ｉ￣Ｉｌｍｅｎｉｔｅ(ＦｅＴｉＯ３))ꎮ反应后方解石衍射强度得到加强ꎬ水钙铝榴石的衍射强度减弱ꎬ赤铁矿㊁钙霞石等矿物相的衍射强度变化不明显ꎬ表明ＣＯ２与赤泥中的碱性物质发生反应ꎬ生成方解石(ＣａＣＯ３)等产物ꎮ图３㊀碳酸化前后赤泥的ＸＲＤ谱和红外光谱Ｆｉｇ.３㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄＦＴ￣ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｒｅｄｍｕｄｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ２.２.２㊀ＦＴ￣ＩＲ分析碳酸化反应前后赤泥的红外光谱见图３(ｂ)ꎮ从ＦＴ￣ＩＲ结果中可以看出ꎬ反应前后赤泥在波数１５１０ｃｍ－１处均存在Ｃ＝Ｏ键的反对称伸缩振动吸收峰ꎬ反应后的吸收峰得到强化ꎬ这是由于产物中碳酸盐的Ｃ＝Ｏ键引起了反对称伸缩振动ꎻ反应前后赤泥在波数８７８ｃｍ－１处同时存在Ｃ＝Ｏ键的面外弯曲振动吸收峰ꎬ反应后的赤泥在波数８７８ｃｍ－１处吸收峰得到强化ꎮ在反应前后赤泥中均存在Ｃ＝Ｏ键反对称伸缩振动和面外弯曲振动[２１]ꎬ表明原赤泥中存在碳酸盐ꎬ矿物相中含有方解石也证明Ｃ＝Ｏ键的存在ꎮ２.２.３㊀微观形貌分析碳酸化反应前后赤泥的ＳＥＭ￣ＥＤＳ如图４所示ꎮ由图４(ａ)可知ꎬ原赤泥颗粒致密且表面含有细小颗粒ꎬ相对无序ꎻ如图４(ｂ)所示ꎬ碳酸化后赤泥颗粒表面松散且细小颗粒减少ꎮ这是由于赤泥中的钙霞石与ＣＯ２在颗粒表面发生反应ꎬ生成碳酸盐或碳酸氢盐ꎬ改变了赤泥的表面性质所致ꎮＥＤＳ结果表明ꎬ原赤泥富含Ａｌ㊁Ｓｉ㊁Ｃａ和Ｎａꎬ与ＸＲＤ分析中含有矿物相钙霞石结果一致ꎮ碳酸化后赤泥中Ａｌ㊁Ｓｉ和Ｎａ含量下降ꎬ碳酸化后赤泥的Ｎａ含量从７.３３％下降至３.２２％ꎬＣａ含量从８.３６％上升至１３.８３％ꎬ这与矿物相方解石的ＸＲＤ分析结果相一致ꎮ２.３㊀机理分析拜耳法赤泥中的碱主要以两种形式存在ꎬ一是以ＮａＯＨ㊁ＮａＣＯ３为主的游离态碱ꎬ二是铝土矿与强碱溶液形成的结合态碱ꎮ赤泥碳酸化脱碱分为两个过程ꎬ第一个过程是通入反应釜中的ＣＯ２在赤泥浆液中形成碳酸并与赤泥颗粒表面游离的ＯＨ－发生反应ꎬ反应如方程式(２)所示[２２]ꎮ２ＯＨ－(ａｑ)＋ＣＯ２(ａｑ)＝ＣＯ２－３＋Ｈ２Ｏ(２)㊀第５期苏泽林等:高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究１５５１第二个过程是ＣＯ２与处于稳定状态的钙霞石㊁水钙铝榴石不溶性碱发生反应ꎬ生成碳酸盐或碳酸氢盐ꎮＯＨ－的消耗ꎬ导致了上清液中ｐＨ值迅速下降ꎮ反应生成的ＣＯ２－３与赤泥浆液中浸出的Ｃａ２＋发生反应形成ＣａＣＯ３沉淀ꎬ破坏了ＣＯ２的溶解平衡ꎬ使ＣＯ２进一步溶于浆液中ꎬ促进了赤泥中游离态碱和结合态碱的溶解ꎮ采用ＣＯ２对拜耳法赤泥进行碳酸化反应ꎬ可能发生的化学反应如下[１０ꎬ１１ꎬ２３￣２４]:Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＝２ＮａＨＣＯ３(３)Ｎａ６[Ａｌ６Ｓｉ６Ｏ２４] ２ＣａＣＯ３＋２６Ｈ２Ｏ↔６Ｎａ＋＋２Ｃａ２＋＋８ＯＨ－＋２ＨＣＯ－３＋６Ａｌ(ＯＨ)３＋６Ｈ４ＳｉＯ４(４)Ｃａ３Ａｌ２(ＳｉＯ４)(ＯＨ)８＋１２Ｈ＋＝３Ｃａ２＋＋２Ａｌ３＋＋Ｈ４ＳｉＯ４＋８Ｈ２Ｏ(５)Ｃａ２＋＋ＣＯ２(ａｑ)＋２ＯＨ－(ａｑ)＝ＣａＣＯ３(ｓ)＋Ｈ２Ｏ(６)图４㊀碳酸化前后赤泥ＳＥＭ￣ＥＤＳ图Ｆｉｇ.４㊀ＳＥＭ￣ＥＤＳｉｍａｇｅｓｏｆｒｅｄｍｕｄｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ３㊀结㊀论本文对高碱性拜耳法赤泥进行了碳酸化脱碱研究ꎬ考察了不同反应条件对赤泥碱溶出率和ｐＨ值的影响ꎬ结合碳酸化反应前后的赤泥形貌和物相分析ꎬ探讨了赤泥经碳酸化脱碱的机理ꎮ(１)碳酸化可以降低赤泥ｐＨ值和碱度ꎬ消耗可溶性碱性阴离子ꎮ在室温ꎬ压力为０.６ＭＰａꎬ时间为６０ｍｉｎꎬ液固比为７时ꎬ赤泥碱溶出率为６.９９％ꎮ通过延长反应时间㊁升高温度和增大液固比均能提高赤泥碳酸化脱碱效果ꎮ(２)碳酸化脱碱的机理主要是通过碳酸化作用脱除赤泥中的游离态碱ꎬ部分钙霞石与碳酸反应生成可溶性钠盐ꎮ赤泥中主要结合态碱性矿物相钙霞石结构稳定ꎬ直接碳酸化难以完全去除ꎮ(３)利用ＣＯ２对赤泥脱碱的同时实现封存ＣＯ２ꎬ该方法可以降低碳排放和实现赤泥综合利用ꎬ是非常有潜力的研究方向ꎮ参考文献[１]㊀ＭａｙｅｓＷＭꎬＢｕｒｋｅＩＴꎬＧｏｍｅｓＨＩꎬｅｔａｌ.Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｉｓｋｓｏｆｒｅｄｍｕｄａｆｔｅｒｔｈｅａｊｋａｓｐｉｌｌꎬｈｕｎｇａｒｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＭｅｔａｌｌｕｒｇｙꎬ２０１６ꎬ２(４):３３２￣３４３.１５５２㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷[２]㊀ＳａｍａｌＳꎬＲａｙＡＫꎬＢａｎｄｏｐａｄｈｙａｙＡ.ＰｒｏｐｏｓａｌｆｏｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｒｅｄｍｕｄｉｎＩｎｄｉａ￣ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０１３ꎬ１１８:４３￣５５.[３]㊀ＸｕｅＳＧꎬＬｉＭꎬＪｉａｎｇＪꎬｅｔａｌ.Ｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅ:ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｉｔｓａｌｋａｌｉｎｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０１９ꎬ７７:１￣１０.[４]㊀ＸｕｅＳＧꎬＺｈｕＦꎬＫｏｎｇＸＦꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｓ(ｒｅｄｍｕｄ)[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１６ꎬ２３(２):１１２０￣１１３２.[５]㊀ＺｈａｎｇＹＸꎬＳｈｉＱꎬＬｕｏＭＸꎬｅｔａｌ.Ｉｍｐｒｏｖｅｄｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｂｙｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆａｅｒａｔｅｄｗａｓｈｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１９ꎬ３６４:６８２￣６９０.[６]㊀ＺｈｕＦꎬＸｕｅＳＧꎬＨａｒｔｌｅｙＷꎬｅｔａｌ.Ｎｏｖｅｌｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓｏｆｓｏｉｌｇｅｎｅｓｉｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇｎａｔｕｒａｌｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１６ꎬ２３(３):２８５６￣２８６３.[７]㊀ＺｈｕＸＢꎬＬｉＷꎬＧｕａｎＸＭ.Ａｎａｃｔｉｖｅｄｅａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｍｕｄｗｉｔｈｒｏａｓｔｉｎｇａｎｄｗａｔｅｒｌｅａｃｈｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１５ꎬ２８６:８５￣９１.[８]㊀ＷａｎｇＹＸꎬＺｈａｎｇＴＡꎬＬｙｕＧＺꎬｅｔａｌ.Ｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆａｌｋａｌｉａｎｄａｌｕｍｉｎａｆｒｏｍｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅ(ｒｅｄｍｕｄ)ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｒｅｕｓｅｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｅｄｒｅｓｉｄｕｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎꎬ２０１８ꎬ１８８:４５６￣４６５.[９]㊀ＬｕＧＺꎬＺｈａｎｇＴＡꎬＺｈｅｎｇＣＺꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｎａｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ￣ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｌｅａｎａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｓｅｏｆｂａｕｘｉｔｅ[Ｊ].Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙꎬ２０１７ꎬ１７４:９７￣１０４.[１０]㊀ＬｉＲＢꎬＺｈａｎｇＴＡꎬＬｉｕＹꎬｅｔａｌ.Ｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ￣ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｄｍｕｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１６ꎬ３１６:９４￣１０１.[１１]㊀ＨａｎＹＳꎬＪｉＳＷꎬＬｅｅＰＫꎬｅｔａｌ.ＢａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｍｉｎｅｒａｌｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯ２[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１７ꎬ３２６:８７￣９３.[１２]㊀ＫｏｎｇＸＦꎬＬｉＭꎬＸｕｅＳＧꎬｅｔａｌ.Ａｃｉｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅ:ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｉｔｓａｌｋａｌｉｎｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１７ꎬ３２４:３８２￣３９０.[１３]㊀ＪｏｈｎｓｔｏｎＭꎬＣｌａｒｋＭＷꎬＭｃｍａｈｏｎＰꎬｅｔａｌ.Ａｌｋａｌｉｎｉｔｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｆｉｎｅｒｙｒｅｓｉｄｕｅｓｂｙｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１０ꎬ１８２(１￣３):７１０￣７１５.[１４]㊀ＳａｈｕＲＣꎬＰａｔｅｌＲＫꎬＲａｙＢＣ.ＮｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｍｕｄｕｓｉｎｇＣＯ２ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｃｙｃｌｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１０ꎬ１７９(１￣３):２８￣３４.[１５]㊀ＹａｄａｖＶＳꎬＰｒａｓａｄＭꎬＫｈａｎＪꎬｅｔａｌ.Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ(ＣＯ２)ｕｓｉｎｇｒｅｄｍｕｄ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１０ꎬ１７６(１￣３):１０４４￣１０５０.[１６]㊀ＲｅｖａｔｈｙＤＲＴꎬＰａｌａｍｉｖｅｌｕＫꎬＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎＡ.Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｂｙｒｅｄｍｕｄｔｈｒｏｕｇｈｄｉｒｅｃｔｍｉｎｅｒａｌｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｌｏｂａｌＷａｒｍｉｎｇꎬ２０１７ꎬ１１(１):２３￣３７.[１７]㊀ＨａｍｄｙＭＫꎬＷｉｌｌａｍｓＦＳ.Ｂａｃｔｅｒｉａｌａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｗａｓｔｅｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｌｕｍｉｎａｐｌａｎｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００１ꎬ２７(４):２２８￣２３３.[１８]㊀ＫｉｒｗａｎＬＫꎬＨａｒｔｓｈｏｒｎＡꎬＭｃｍｏｎａｇｌｅＢＪꎬｅｔａｌ.Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｂａｕｘｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅｎｅｕｔｒａｌｉｓａｔｉｏｎａｎｄａｓｐｅｃｔｓｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０１３ꎬ１１９:４０￣５０.[１９]㊀ＣｌａｒｋＭＷꎬＪｏｈｎｓｔｏｎＭꎬＲｅｉｃｈｅｌｔ￣ｂｒｕｓｈｅｔｔＡＪ.Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｅｖｅｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｅｕｔｒａｌｉｓａｔｉｏｎｓｔｏａｂａｕｘｉｔｅｒｅｆｉｎｅｒｙｒｅｓｉｄｕｅ:ｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｍｅｌｉｏｒａｎｔｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１５ꎬ５６:１￣１０.[２０]㊀ＰａｎＳＹꎬＣｈａｎｇＥＥꎬＣｈｉａｎｇＰＣ.ＣＯ２ｃａｐｔｕｒｅｂｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｏｆａｌｋａｌｉｎｅｗａｓｔｅｓ:ａｒｅｖｉｅｗｏｎｉｔｓｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＡｅｒｏｓｏｌａｎｄＡｉｒＱｕａｌｉｔｙＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１２ꎬ１２(５):７７０￣７９１.[２１]㊀ＬｉＣꎬＳｕｎＨＨꎬＹｉＺＬꎬｅｔａｌ.Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｏｒｅｔａｉｌｉｎｇｓ:ｐａｒｔ２:ｔｈｅｒｅｓｉｄｕｅｓａｆｔｅｒｉｒｏｎｒｅｃｏｖｅｒｙｆｒｏｍｉｒｏｎｏｒｅｔａｉｌｉｎｇｓｔｏｐｒｅｐａｒｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１０ꎬ１７４(１￣３):７８￣８３.[２２]㊀ＪｏｎｅｓＧꎬＪｏｓｈｉＧꎬＣｌａｒｋＭｅｔａｌ.Ｃａｒｂｏｎｃａｐｔｕｒｅａｎｄｔｈｅａｌｕｍｉｎｉｕｍｉｎｄｕｓｔｒｙ:ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｉｅｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２００６ꎬ３(４):２９７￣３０３.[２３]㊀王㊀志ꎬ韩敏芳ꎬ张以河ꎬ等.拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１３ꎬ３２(９):１８５１￣１８５５＋１８６１.[２４]㊀王㊀琪ꎬ李㊀津ꎬ赵㊀颖ꎬ等.铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究[Ｊ].环境工程学报ꎬ２００９ꎬ３(１２):２２７５￣２２８０.。

拜耳法铝酸钠溶液中有机物脱除研究进展及化学氧化法应用展望

，且矿物中腐殖酸更容易在铝酸钠溶液中积累 [12]; 氧化铝生产、矿物浮选过程中添加的有机试剂约占 4 % [1°]。铝土矿中有机物主要以腐殖酸为主，其中约 4 0 % 随赤泥排出，4 0 % 转换为非草酸盐， 1 0 % 转换为草酸盐，剩余 1 0 % 转换为碳酸盐 [~ 。陈文汨等 [81通过试验得出矿石中约 2 0 % 〜 3 0 % 有机碳进入到溶液。拜耳法铝酸钠溶液中有机物种类繁多，不同原料和工艺对有机物种类与组成有较大影响:M16]。目前铝酸钠溶液有机物中含未降解的腐殖酸等约占溶液中总有机碳2 5%;脂肪族有机物如甲酸、乙酸、草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、乳酸、苹果酸、酒石酸等约占总有机碳 4 4 % ; 芳香族有机物包括 4-羟基苯酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、没食子酸、香豆酸、水杨酸等 [17]。低分子量有机物以简单的有机盐形式存在.较为稳定的有甲酸盐、乙酸盐和草酸盐等 [1819]。有研究表明草酸钠为主要的最终产物之一 [2°]。
采用微生物通过生物化学法降解拜耳溶液中有机物，具有较好前景，但需进一步研究强碱条
件的适用性，且主要针对草酸盐降解，目前处于研究阶段。 3 . 2 铝土矿焙烧法