赤泥綜合利用評述

幸衛(wèi)鵬

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司，貴州 貴陽 550005）

1 赤泥的種類及化學(xué)組成

赤泥的種類：

根據(jù)鋁土礦品位的差異，氧化鋁企業(yè)可采用燒結(jié)法、拜耳法及聯(lián)合法生產(chǎn)工藝，其產(chǎn)生的赤泥分別為燒結(jié)法赤泥、拜耳法赤泥和聯(lián)合法赤泥。

（1）燒結(jié)法赤泥：鋁土礦中的氧化鋁經(jīng)燒結(jié)后轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒蛳A的Na2O·Al2O3，經(jīng)溶解后溶出NaAlO2，而硅、鐵及鈦等雜質(zhì)則形成不溶物進入渣中作為燒結(jié)法赤泥排出。

（2）拜耳法赤泥：在高溫高壓氛圍中，苛性鈉與鋁土礦中的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)，生成NaO2·Al2O3，過濾分離、降溫后加入晶種氫氧化鋁溶液，攪拌后NaO2·Al2O3分解析出氫氧化鋁，分離洗滌后的殘渣即為拜耳法赤泥，礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變成方鈉石和水合鋁硅酸納進入赤泥排出。

（3）聯(lián)合法赤泥：聯(lián)合法是指將拜耳法和燒結(jié)法聯(lián)合使用的方法，適宜處理鋁硅比值為5～7的鋁土礦，主要是以拜耳法為主，燒結(jié)法為輔，其排出的赤泥為聯(lián)合法赤泥，兼具拜耳法赤泥和燒結(jié)法赤泥的特點。

2 赤泥綜合利用研究現(xiàn)狀

2.1 有價金屬的回收

2.1.1 回收鐵

赤泥中的鐵以弱磁性的Fe2O3的形式成膠結(jié)體散布在-2μm的赤泥中，目前對赤泥中鐵的回收主要采用高磁場強度磁選機磁選回收分離。謝營邦等對廣西平果鋁赤泥進行資源化利用擴大試驗，綜合回收赤泥中的有價金屬鐵、鋁、鈦和鈧，在1250℃的還原溫度和1500℃的熔分溫度下直接還原-熔分生產(chǎn)金屬鐵；常軍采用“還原（堿性）焙燒-堿浸-磁選”工藝對拜耳法赤泥中鐵和鋁的回收進行了研究，在最優(yōu)參數(shù)條件下，磁選鐵精礦品位為83.38%，回收率為72.45%。

2.1.2 脫堿提鋁

張以河等利用燃煤鍋爐產(chǎn)生酸性煙氣（富含SO2、CO2及NOx）中和赤泥中的堿，脫堿率在80%左右；紀(jì)利春等以電石渣為活化劑，考察了活化條件和浸出條件對赤泥中氧化鋁浸出率的影響，結(jié)果表明：質(zhì)量比為2.5的電石渣與赤泥在1250℃的燒成條件下燒成120min，氧化鋁浸出率達88.1%。

2.1.3 提取稀有金屬

赤泥中除含F(xiàn)e、Al等元素外，還含有豐富的稀有金屬及稀土元素，鋁土礦中95%～100%的鈦以CaTiO3、FeTiO4的復(fù)合形式進入赤泥中，姜梅等研究了從燒結(jié)法赤泥中提取金屬鈧、鈦的方法，在2%～6%的鹽酸中富集鈦、鈧，用16%～22%的鹽酸二次酸浸，經(jīng)萃取、焙燒等工序可同時回收鐵、鈧、鈦；柯勝男通過實驗對從赤泥中回收鎵進行了工藝研究，通過酸浸～萃取（反萃取）～點解工藝處理后鎵的回收率約為36%。

2.2 新型建材的制備

赤泥中含有大量的SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO等，可作為水泥、磚、路基材料等建材原料[3，4]。

2.2.1 赤泥制備水泥

戴劍等對利用赤泥研制鐵鋁酸鹽水泥進行了研究，以石灰石、粉煤灰、拜耳法赤泥、鋁礬土和天然石膏為水泥熟料原料，鋇泥為活化劑，在1310℃的溫度下煅燒1h后保溫60min，在赤泥摻量為10.05%、鋇泥摻量為4%的條件下，水泥抗壓性能較好；王曉等對脫堿赤泥制備道路水泥進行了研究，在赤泥摻量23%，煅燒溫度為1400℃的條件下制得的水泥，抗壓強度和柔性強度分別達到8.45MPa、53.2MPa。

2.2.2 赤泥生產(chǎn)磚

任孟杰等對利用拜耳法赤泥和氟化鈣污泥制備燒結(jié)磚進行了研究，通過添加黏土、鋁灰、黏結(jié)劑在1000℃的溫度下煅燒，所得磚塊密度為1.07g/cm3，抗壓強度為5.73MPa，可作非承重磚；彭建軍等對利用拜耳法赤泥制備免燒路面磚進行了研究，經(jīng)過對其性能的檢測分析得出，赤泥路面免燒磚可用作室外路面磚，但是不同成型方法制備的磚會出現(xiàn)不同程度的泛霜現(xiàn)象。

2.2.3 赤泥制備路基材料

赤泥具有一定的固化性質(zhì)，成本低廉，性能良好等優(yōu)點。孫兆云[2]對拜耳法赤泥填筑路基的工程技術(shù)與環(huán)境影響進行了研究，實驗選取石灰、水泥、磷石膏和復(fù)合改性劑對赤泥進行改性處理，試驗結(jié)果表明赤泥路基不會對地下水造成不利影響；山東海逸交通科技有限公司以赤泥為主要原料，形成公路路基或基層填筑材料。

2.3 環(huán)保領(lǐng)域

2.3.1 污水凈化

赤泥具有良好的吸附性能，可用于吸附有毒非金屬元素（F-、PO43-等）、重金屬離子（Cr6+、Cu2+、Cd2+等。潘嘉芬等以拜耳法赤泥、煤矸石等為原料制備陶粒，陶粒濾料經(jīng)涂鐵、涂鋁改性后用于吸附廢水中氟離子；王春麗等將活化處理后的赤泥，分別以粉煤灰、皂土和碳酸氫鈉為激發(fā)劑、黏結(jié)劑和發(fā)泡劑配置赤泥顆粒除磷，磷的去除率可達83.7%；曾佳佳等以拜耳法赤泥為原料，通過焙燒改性赤泥，用于吸附含鉻廢水中Cr6+，結(jié)果表明：在pH為9含鉻廢水中赤泥投加量為100g/L，反應(yīng)180min，Cr6+的去除率可達97.63%；姚珺等將赤泥進行焙燒、酸浸活化后用于吸附亞甲基藍，在最佳吸附條件（pH=8、吸附劑投加量為0.9mg/mL）下吸附40min，亞甲基藍吸附率為80.63%。

2.3.2 廢氣處理

赤泥在廢氣處理方面的應(yīng)用主要集中在赤泥脫硫。張家明等以燒結(jié)法赤泥和活性炭為原料，在馬弗爐中熱活化制備活化赤泥脫硫劑（ARMD），脫硫效率可達86.9%；舒月紅等對赤泥處理鉛酸蓄電池廠硫酸霧進行了研究，將赤泥在750℃的煅燒溫度下煅燒5h后，采用固定床動態(tài)吸附法吸附硫酸霧，硫酸霧去除率可達95%以上。

3 結(jié)論

目前對赤泥綜合利用的研究主要集中在提取有價金屬（鐵、鋁及稀有金屬等）、制備新型建材（水泥、磚及路基材料等）及環(huán)保領(lǐng)域（污水凈化、廢氣處理、土壤改良等）等，部分領(lǐng)域的研究成果得到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。但赤泥綜合利用整體利用率還較低，主要由于其產(chǎn)量大及各氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)所用礦石原料及工藝存在差異所致。因此，要實現(xiàn)赤泥的綜合利用，需要加大研究力度和資金投入，讓赤泥綜合利用不僅停留在實驗室階段，需要更多的落到實處，實現(xiàn)赤泥的產(chǎn)業(yè)化綜合利用。