赤泥綜合利用評述

幸衛鵬

（貴州正業工程技術投資有限公司，貴州 貴陽 550005）

1 赤泥的種類及化學組成

赤泥的種類：

根據鋁土礦品位的差異，氧化鋁企業可采用燒結法、拜耳法及聯合法生產工藝，其產生的赤泥分別為燒結法赤泥、拜耳法赤泥和聯合法赤泥。

（1）燒結法赤泥：鋁土礦中的氧化鋁經燒結后轉變為易溶于水或稀堿的Na2O·Al2O3，經溶解后溶出NaAlO2，而硅、鐵及鈦等雜質則形成不溶物進入渣中作為燒結法赤泥排出。

（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生反應，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變成方鈉石和水合鋁硅酸納進入赤泥排出。

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

2 赤泥綜合利用研究現狀

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，在最優參數條件下，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，結果表明：質量比為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Fe、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的復合形式進入赤泥中，姜梅等研究了從燒結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 赤泥生產磚

任孟杰等對利用拜耳法赤泥和氟化鈣污泥制備燒結磚進行了研究，通過添加黏土、鋁灰、黏結劑在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不同程度的泛霜現象。

2.2.3 赤泥制備路基材料

赤泥具有一定的固化性質，成本低廉，性能良好等優點。孫兆云[2]對拜耳法赤泥填筑路基的工程技術與環境影響進行了研究，實驗選取石灰、水泥、磷石膏和復合改性劑對赤泥進行改性處理，試驗結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 環保領域

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劑、黏結劑和發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+，結果表明：在pH為9含鉻廢水中赤泥投加量為100g/L，反應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用主要集中在赤泥脫硫。張家明等以燒結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，采用固定床動態吸附法吸附硫酸霧，硫酸霧去除率可達95%以上。

3 結論

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）及環保領域（污水凈化、廢氣處理、土壤改良等）等，部分領域的研究成果得到了產業化應用。但赤泥綜合利用整體利用率還較低，主要由于其產量大及各氧化鋁企業生產所用礦石原料及工藝存在差異所致。因此，要實現赤泥的綜合利用，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，實現赤泥的產業化綜合利用。