赤泥燒結多孔保溫材料制備過程中堿遷移研究

王 軒，朱文倩，薛雨晴，呂鳳柱，張以河

（1.中國地質大學（北京）材料科學與工程學院；2.中國地質大學（北京）非金屬礦物與固廢資源材料化利用北京市重點實驗室；3.中國地質大學（北京）礦物材料國家重點實驗室，北京 100083）

赤泥是氧化鋁生產工業中鋁土礦被大量堿性物質消解而產生的固體廢棄物[1-2]。由于赤泥產生量大并且具有強烈的堿性，其堆放會浪費土地資源，而且赤泥漿料可能從赤泥填埋場或者管道滲入地下，導致自然資源和環境的污染[3-4]。因此，要采用行之有效的技術來處理大量赤泥。赤泥資源化利用研究[5-6]被提上日程。據報道，赤泥可用于有價金屬回收、廢氣治理，還可以大量應用在填料和建筑材料方面[7-8]。在用赤泥大規模生產建筑材料時，赤泥的強堿性會對其應用帶來負面影響，如建材泛霜、堿性赤泥骨料對混凝土強度的削弱等[9]。因此，赤泥在大規模應用中要進行脫堿或者堿性物質的固定。趙宏利[10]在含赤泥反應體系中添加250 ～350 g/L 的硅渣，在溫度270 ℃的條件下高壓保溫90 min，將體系中的鈉離子和鈣離子固定下來，可以達到較好的堿性物質固定效果。梅賢功等[11]通過控制煅燒溫度、炭的添加量、煅燒時間等因素研究赤泥中堿的固定效率，在最優的試驗條件下，堿性物質的固定率達到67.46%。研究表明，采用純堿燒結法來固定赤泥中的堿性物質[12]，即在赤泥中加入石灰進行二次燒結，在最優條件下，堿固定率可達92 %左右。

在高溫煅燒時，赤泥中堿性物質可進行晶相轉變，將堿性物質固定下來，不會形成二次污染，而高溫燒結又是制備材料的有效手段，因而燒結法制備材料是赤泥大規模應用的有效方法，但在燒結階段赤泥中各組分轉變尚不明晰，尤其是堿在各個階段的賦存、轉化。……