赤泥制備水玻璃工藝研究

史國義，潘愛芳，馬昱昭，孫 悅，暢 捷，楊 玲，段玉宇

(1.長安大學地球科學與資源學院，西安 710054；2.西安建筑科技大學材料科學與工程學院，西安 710054；3.陜西省地質調查實驗中心，西安 710054)

0 引 言

赤泥是氧化鋁生產過程中產生的固體廢棄物，因其鐵含量較高顯示紅色而得名[1]。大約每生產1 t氧化鋁要排放0.72～2.0 t赤泥[2-4]，截至2019年，全球累計排放赤泥43.9億t左右，并以1.1億t的年排放量增加[5]。而我國是赤泥排放大國，平均每年排放赤泥約6300萬t[2]，大部分氧化鋁廠產出的赤泥處理以堆存為主，既占用大量土地，又對環境造成嚴重污染。目前，我國赤泥的主要處理方式有生產水泥、磚、微晶玻璃，做路面基層材料，制備新型功能性材料等[6-10]，是將赤泥作為礦物原料整體利用。對赤泥中有價元素回收和提取利用研究較少，且該方法一般成本較高,工藝流程復雜，推廣困難。因此，如何對赤泥中的有價元素進行低成本的回收和提取利用，實現赤泥的減量化與資源化，成為研究赤泥綜合利用的熱點問題。

水玻璃的學名叫硅酸鈉，俗稱泡花堿。其化學分子式為Na2O·mSiO2，m代表水玻璃的模數，內含有結晶水，是一種可溶性的無機硅酸鹽[11]。其用途非常廣泛，涉及化工、冶金、建筑、機械、農業、造紙、皮革、橡膠等領域。傳統的水玻璃生產工藝有干法和濕法兩種。干法是以純堿和石英砂為原料，按一定比例混合后送入窯爐內，于1 300～1 400 ℃左右生成熔融狀硅酸鈉，后經水淬成型為塊狀固體，再經粉碎、溶解、過濾、濃縮，即得成品液態水玻璃；……