赤泥开发利用技术回顾与展望

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝生产过程中产生的残渣。赤泥的产率取决于氧化铝在铝土矿中的品位,据统计每生产1t氧化铝产出的赤泥为0.6～2.5t。由于赤泥的产量大,无论开放或封闭型堆放都将造成环境问题,且占用土地;同时,对于封闭型或赤泥库堆放,赤泥库的建造和维护将提高氧化铝的生产成本。另一方面,赤泥中含有多种有价金属和组分。因此,已有相当多的研究和开发工作在开展,以寻求有效的方法和技术从赤泥中提取有价金属和利用赤泥作为原料生产不同产品。然而,由于赤泥本身含高碱、重金属和放射性元素等,已开发的技术应用非常有限。文章就这些问题进行了评述,另外,就利用赤泥对将来研发方面,提出综合全回收和消耗掉赤泥的初步建议。     

广西平果拜尔法赤泥热物理性能与热处理过程中的物相变化特征

氧化铝是重要的基础工业原料,但是氧化铝生产过程中也产生大量的赤泥并导致严重的环境问题。根据铝土矿质量和生产工艺的不同,生产1t氧化铝一般要产生0.6～1.5 t固体废弃物(Klauber等,2011)。2008年,中国的氧化铝工业排放固体废弃物300万t,其中拜尔工艺产生的     

贵州铝厂拜耳法赤泥物相组成研究

赤泥是铝土矿熔炼氧化铝过程产生的一种尾矿废弃物,根据炼铝工艺不同可以分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥及联合法赤泥.近年来随着对低品位铝土矿的利用以及资源综合利用程度的提高,部分拜尔法赤泥被用作烧结法氧化铝生产的配料,但由于拜耳法赤泥排放量大,其堆存量与排放量仍然十分巨大.     

赤泥治理地表水体与底泥磷污染的研究进展

赤泥是制铝工业提炼氧化铝过程产生的固体废弃物。目前,全球累计排放的赤泥约40亿吨,并仍以1亿2000万吨的年排放量不断增加。赤泥现在主要依靠堆场或填海处置,不仅占用大量土地资源、耗费较多维护费用,而且对周边的生态环境造成巨大的污染,因此迫切需要进行赤泥的综合利用。由于赤泥具有颗粒分散性好、比表面积大、吸附性能优、在溶液中稳定性高等优点,近年来在污染控制与环境修复中应用广泛。本文概述了赤泥的种类、矿物组成与理化特性,总结了赤泥在控制地表污水与底泥中磷的应用研究进展,重点探讨了赤泥的不同改性方法、作用机制和除磷效果,并指出了未来可能发展的研究方向。     

赤泥综合利用及其放射性调控技术初探

赤泥是氧化铝生产过程中的工业废弃物,目前尚没有对其进行大规模利用的成熟技术.本文通过对赤泥综合利用研究现状及发展趋势的调研和分析,指出最有希望能充分利用赤泥的领域是建筑材料行业,但高放射性是制约其在此领域应用的技术瓶颈.贵州某铝厂赤泥的放射性、物质组成和化学成分分析结果表明,赤泥的放射性主要由原料铝土矿带入,在氧化铝生产过程中逐步富集而成.在此结果上,提出了降低赤泥放射性的一种可行途径:采用重选、磁选、电选、浮选将含放射性元素从赤泥中分离殆尽.     

赤泥的固结排水抗剪强度

赤泥是氧化铝厂生产氧化铝的副产品，如何处理利用是国内外十分关注的问题。目前解决这一问题的途径很多，利用赤泥筑坝是有效的方法之一。本文探讨赤泥在三轴压力作用下的变形性质，赤泥排渗固结差，孔隙比大，含水量高，容重偏低，不排水条件下测定的抗剪强度指标低，但在固结条件下则有较高的抗剪强度。     

氧化铝厂烧结法赤泥制备免烧砖及其性能研究

<正>赤泥是氧化铝厂利用铝土矿制取氧化铝的过程中排放的一种工业固体废弃物,其组成和性质因铝土矿品位、生产工艺的不同而不同。本研究利用氧化铝厂的赤泥、粉煤灰等工业固体废弃物制备新型墙体材料——免烧砖。赤泥免烧砖原     

广西平果铝土矿赤泥库三稀矿产资源初步评价

赤泥是铝土矿生产过程中产生的固体废弃物,富含战略性关键金属Zr、Nb、Sc、Ga、REE等,对其进行评价,可以为资源综合利用提供科学依据。本文对广西平果铝土矿赤泥库的赤泥进行分析研究,结果表明赤泥的主要化学成分为Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、SiO₂、TiO₂、Na₂O,相比于原生矿石,赤泥中Li元素含量相对贫乏,Be、Zr、Hf、Nb、Ta、Sc、Ga、LREE、HREE元素含量相对富集,赤泥中Fe、Ti、Zr、Nb、Sc、Ga、REE元素含量达到了综合回收利用的要求。估算平果铝土矿赤泥库含铁(TFe)928.2万吨、钛(TiO₂)174.3万吨、锆(ZrO₂)11.81万吨、铌(Nb₂O₅)1.71万吨、钪3954吨、镓1452吨、轻稀土氧化物3.62万吨、重稀土氧化物1.67万吨。平果铝土矿赤泥库铌资源量达到了大型矿床规模,钪资源量远超过大...     

基于GMS的广西平果铝赤泥堆场岩溶含水层溶质运移模拟

广西平果铝赤泥堆场在生产氧化铝时会产生碱性比较高的赤泥淋滤液,同时也会产生硫酸盐、氟化物、铝等污染物。赤泥淋虑液下渗到地下水污染比较敏感的岩溶区会对地下水岩溶含水层造成污染。运用GMS软件模拟赤泥淋滤液在岩溶含水系统的运移情况,找出污染物的运移规律、来预测赤泥堆场的建设对地下含水层的污染,确定污染物的范围和浓度的分布。模拟结果表明:堆场离南部的岩溶管道有一定的距离,下渗的赤泥淋滤液不能很快的流入岩溶管道中,污染物主要是在裂隙和孔隙的岩体介质中运移,主要以分子扩散的形式运动,运动的速度十分缓慢。污染晕大致呈圆形向四周扩散,30 a后扩散带向东北向扩散的最远距离才645 m,堆场的建设不会对附近的岩溶含水层造成污染。     

赤泥中的稀土资源:分布、赋存和提取

铝土矿中通常含有一定量的稀土元素(REE),氧化铝生产过程导致矿石中几乎所有的REE都富集到赤泥中,其中喀斯特型铝土矿所产生赤泥中的REE含量相对更高,是潜在的REE二次资源,综合利用赤泥中的REE己成为研究热点之一.已有的研究表明,REE分布于赤泥的各个矿物相,包括铝土矿保留下来的矿物相或新形成的矿物相.类质同象可能是其中REE的主要赋存形式,含Fe或Ti的矿物是其主要载体矿物,存在少量REE独立矿物,硅酸盐矿物相或新形成的矿物相也是REE潜在载体矿物.目前,赤泥中REE回收利用多处于实验室研究阶段,包括直接酸浸、焙烧浸出和生物浸出等方法.对比结果表明,直接酸浸和焙烧浸出是有效的赤泥回收REE的方法,但难点是如何增加浸出的选择性,及简化工艺流程.此外,生物浸出的过程更绿色环保,可能成为未来最具前景的回收REE的方法.在回收过程中,设计和发展多元素回收工艺,将Fe、Al、Na、Ti和REE等元素均纳入提取回收流程,并将有用金属回收后所产生的残渣作为制备建筑装饰、催化支撑材料、吸附剂等的原材料,将是赤泥综合利用未来发展方向.     

赤泥基层状双金属氢氧化物合成工艺及应用

赤泥是铝土矿炼制氧化铝过程中产生的高碱性废料,随着铝工业的高速发展,世界范围内赤泥年排放量已严重超过环境负荷,造成了巨大的处置压力和污染风险,赤泥的高效资源化利用迫在眉睫。由赤泥制备层状双金属氢氧化物（LDH）是当前国内外重点关注的一个循环路径,具有大规模工业化潜力。文章论述了赤泥基LDH合成工艺及应用研究进展,发现其主要的合成工艺有共沉淀法、煅烧水化法和机械化学合成法,合成的赤泥基LDH类型受铝土矿成分及冶炼工艺影响显著。赤泥基LDH通常被用作吸附剂去除水体无机阴离子及捕获CO2,同时也是一种新型环保型无卤阻燃添加剂。赤泥基LDH还是一种优异的光催化剂,赤泥中杂质（Fe2O3）的引入导致局部构筑异质结构,有利于光敏电子和空穴物种的分离与传递。最后文章提出如下展望：（1）在双碳目标背景下,赤泥基LDH的制备符合“循环经济”等可持续发展目标,具有实际的大规模应用潜力,未来应大力推进合成及应用方面的研究;（2）未来应重点研究如何进一步优化合成工艺,提高产率,增强可持续性（如引入其他废弃物作为二价金属源）,提高合成专一性,以及如何降低赤泥基LDH在应用过程中的环境风险;（3）明晰LDH结构与...     

赤泥复合物固化/稳定化镉污染土特性研究

赤泥是工业生产氧化铝产出的固体废渣,产量庞大且具有较强碱性的特点。尝试将赤泥作为碱性激发剂与粉煤灰、粒化高炉矿渣（GGBS）结合用于固化/稳定镉污染土,对养护7、14、28 d试样的无侧限抗压强度特性、剪切特性、重金属浸出特性和微观结构进行研究。研究结果表明：土中镉离子会降低土体强度,掺入赤泥、GGBS和粉煤灰后土体强度相应增强;镉离子初始浓度会对赤泥基固化土强度造成影响,当初始值高于临界浓度值,土体强度开始逐渐降低;土中镉浓度的增加会降低土体剪切强度和黏聚力,同时增大摩擦角;赤泥-GGBS固化土有较高的强度和较低的重金属浸出率,相较于赤泥-粉煤灰有更好的固化/稳定效果。     

贵州某铝厂拜耳法生产氧化铝工艺流程中关键金属的迁移规律

<正>贵州铝土矿及其含铝岩系普遍富集多种关键金属^[1-10],许多样品中Li、Ga、Sc、REE等元素含量达到或接近综合回收利用标准^[11]。为查明铝土矿开发过程中关键金属的迁移规律,本次工作以贵州某铝厂为例,从拜耳法生产氧化铝的生产线上系统采集了原矿、中间产物、排放赤泥等一系列样品,     

广西平果铝厂平南赤泥堆场的岩溶渗漏研究与治理

为了治理广西平果铝矿氧化铝厂赤泥堆场的岩溶渗漏的环境问题,阐述了堆场的岩土工程地质条件、岩溶发育特征与规律及岩溶渗漏的途径与方向。对岩溶渗漏对周围环境的影响作了评价,并提出了岩溶渗漏的防治措施。研究认为,赤泥堆场的岩溶渗漏治理措施是切实可行的,治理效果是良好的。     

炼铝工业固体废料(赤泥)的物质组成与工程特性及其防治利用研究

据保守估算 ,我国每年排放的铝工业固体废料赤泥至少在 5 0 0万 t以上。由于赤泥对生态环境的严重危害 ,赤泥坝、赤泥库的安全已成为令人关注的环境问题。各类固体废弃物 (包括生活垃圾 )储存、处理和利用的研究不仅是当代环境科学的重要任务 ,亦是当代环境工程地质学、环境岩土工程学最重要、最迫切的研究任务之一。本文利用工程岩土学的有关理论和方法 ,系统地研究了赤泥的化学、矿物成分、不良工程特性及其形成变化机理 ,并在此基础上提出了赤泥的储存、加固 (处理 )和综合利用的原理和途径。     

混合赤泥胶结特性产生机制及对其力学特性的影响试验研究

为了研究混合赤泥胶结特性产生机制,利用XRF、XRD、SEM等微观测试手段分析了混合赤泥在脱水干燥过程中化学成分、矿物组成、微观结构的变化,探讨了胶结强度随脱水龄期延长的变化规律。在此基础上,通过固结排水三轴剪切试验对5个脱水龄期混合赤泥的力学特性进行了研究,揭示了混合赤泥胶结强度的形成对其力学特性和结构性的影响。研究表明:混合赤泥的胶结强度的形成主要是因为烧结法赤泥中的水泥水硬性矿物的水化反应和活性氧化物的碳化反应形成的,并且主要集中在脱水龄期前70 d内;混合赤泥抗剪强度的增长与赤泥胶结强度的形成有直接关系,且主要体现在其黏聚力上;对具有相同初始物理指标、不同脱水龄期的混合赤泥,采用三轴试验各应变水平下不同脱水龄期干燥试样与刚出厂初始试样的主应力差之比所表示的结构性定量化参数,来研究结构性对变形强度的影响可以得到良好的规律性。     

七○砂水玻璃赤泥自硬砂在铸造中的应用

在党组织的领导和有关部门的帮助下,我们对赤泥砂(七○砂水玻璃赤泥自硬砂简称,下同)进行了多次试验获成功,并已用于生产。实践表明,赤泥砂可以保证质量,减少工序,降低成本,节省人力和二氧化碳,比采用石英砂的工艺更进了一步。一、自硬原理我们以前采用七○砂水玻璃砂,二氧化碳烘干的工艺,利用二氧化碳与水玻璃的作用使砂型硬化,而赤泥砂是在七○砂水玻璃砂的基础上,加适量赤泥混制而或,利用水玻璃与赤泥     

拜耳法干式赤泥基本特性及堆场运行特征分析

拜耳法赤泥矿物成分特殊,力学性能较差,平果铝赤泥堆场利用拜耳法赤泥筑坝在国内尚属首次。通过对拜耳法赤泥颗分情况、矿物及化学组成、物理力学特性等进行试验研究,认为赤泥中Fe2O3含量较高、粒径较细且属于级配不良的土;结合平果铝赤泥堆场目前的运行情况,分析了赤泥堆场目前运行时存在的排水系统、赤泥固结等几个问题,指出了赤泥堆场堆存后期有可能由于赤泥排水缓慢而导致堆场底部赤泥长期被水浸泡,从而对堆场的稳定性造成一定影响。     

中国铝资源与高铝粉煤灰提取氧化铝研究进展

针对中国铝土矿资源不足的状况,利用高铝粉煤灰生产氧化铝不仅有望缓解铝资源的不足,而且可减少粉煤灰对大气、水体的污染和大量土地资源的占用。高铝粉煤灰提取氧化铝技术主要包括酸法、碱法和酸碱联合法。采用碱法提取氧化铝技术,具有对设备腐蚀性小,与现有氧化铝生产设备相容性好,对水体和空气不产生二次污染等优势。与石灰石烧结法和预脱硅碱石灰烧结法等代表性碱法技术相比,采用预脱硅低钙烧结法制备氧化铝技术,处理物料总量、一次性资源消耗量和CO2排放量,分别减少22.1%～52.4%、24.6%～52.0%、20.0%～66.2%;综合耗能降低16.4%～36.3%;剩余硅钙固体排放量减少27.5%～71.5%。因此,预脱硅低钙烧结法技术在物耗、能耗、环境相容性和产品方案等方面均有明显优势,符合高效节能和清洁生产的要求,有望实现高铝粉煤灰生产氧化铝的完全资源化利用。     

扎塘赤泥库赤泥颗粒分布特征及迁移规律

颗粒的迁移对地下水中污染物的迁移起着重要的作用。本文以扎塘赤泥库为例,通过现场采样和室内实验分析相结合的方法,分析了扎塘赤泥库赤泥颗粒的分布特征及赤泥颗粒的迁移规律。分析结果表明:赤泥为一种级配良好的类黏性土回填物;不同取样深度上,赤泥颗粒的分布特征基本趋于一致,不同粒径范围的赤泥颗粒迁移的规律存在着差异,水动力条件对赤泥颗粒迁移的最大粒径起着决定性的作用。