赤泥综合利用评述

幸卫鹏

（贵州正业工程技术投资有限公司，贵州 贵阳 550005）

1 赤泥的种类及化学组成

赤泥的种类：

根据铝土矿品位的差异，氧化铝企业可采用烧结法、拜耳法及联合法生产工艺，其产生的赤泥分别为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥。

（1）烧结法赤泥：铝土矿中的氧化铝经烧结后转变为易溶于水或稀碱的Na2O·Al2O3，经溶解后溶出NaAlO2，而硅、铁及钛等杂质则形成不溶物进入渣中作为烧结法赤泥排出。

（2）拜耳法赤泥：在高温高压氛围中，苛性钠与铝土矿中的氧化铝发生反应，生成NaO2·Al2O3，过滤分离、降温后加入晶种氢氧化铝溶液，搅拌后NaO2·Al2O3分解析出氢氧化铝，分离洗涤后的残渣即为拜耳法赤泥，矿石中的二氧化硅转变成方钠石和水合铝硅酸纳进入赤泥排出。

（3）联合法赤泥：联合法是指将拜耳法和烧结法联合使用的方法，适宜处理铝硅比值为5～7的铝土矿，主要是以拜耳法为主，烧结法为辅，其排出的赤泥为联合法赤泥，兼具拜耳法赤泥和烧结法赤泥的特点。

2 赤泥综合利用研究现状

2.1 有价金属的回收

2.1.1 回收铁

赤泥中的铁以弱磁性的Fe2O3的形式成胶结体散布在-2μm的赤泥中，目前对赤泥中铁的回收主要采用高磁场强度磁选机磁选回收分离。谢营邦等对广西平果铝赤泥进行资源化利用扩大试验，综合回收赤泥中的有价金属铁、铝、钛和钪，在1250℃的还原温度和1500℃的熔分温度下直接还原-熔分生产金属铁；常军采用“还原（碱性）焙烧-碱浸-磁选”工艺对拜耳法赤泥中铁和铝的回收进行了研究，在最优参数条件下，磁选铁精矿品位为83.38%，回收率为72.45%。

2.1.2 脱碱提铝

张以河等利用燃煤锅炉产生酸性烟气（富含SO2、CO2及NOx）中和赤泥中的碱，脱碱率在80%左右；纪利春等以电石渣为活化剂，考察了活化条件和浸出条件对赤泥中氧化铝浸出率的影响，结果表明：质量比为2.5的电石渣与赤泥在1250℃的烧成条件下烧成120min，氧化铝浸出率达88.1%。

2.1.3 提取稀有金属

赤泥中除含Fe、Al等元素外，还含有丰富的稀有金属及稀土元素，铝土矿中95%～100%的钛以CaTiO3、FeTiO4的复合形式进入赤泥中，姜梅等研究了从烧结法赤泥中提取金属钪、钛的方法，在2%～6%的盐酸中富集钛、钪，用16%～22%的盐酸二次酸浸，经萃取、焙烧等工序可同时回收铁、钪、钛；柯胜男通过实验对从赤泥中回收镓进行了工艺研究，通过酸浸～萃取（反萃取）～点解工艺处理后镓的回收率约为36%。

2.2 新型建材的制备

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

2.2.1 赤泥制备水泥

戴剑等对利用赤泥研制铁铝酸盐水泥进行了研究，以石灰石、粉煤灰、拜耳法赤泥、铝矾土和天然石膏为水泥熟料原料，钡泥为活化剂，在1310℃的温度下煅烧1h后保温60min，在赤泥掺量为10.05%、钡泥掺量为4%的条件下，水泥抗压性能较好；王晓等对脱碱赤泥制备道路水泥进行了研究，在赤泥掺量23%，煅烧温度为1400℃的条件下制得的水泥，抗压强度和柔性强度分别达到8.45MPa、53.2MPa。

2.2.2 赤泥生产砖

任孟杰等对利用拜耳法赤泥和氟化钙污泥制备烧结砖进行了研究，通过添加黏土、铝灰、黏结剂在1000℃的温度下煅烧，所得砖块密度为1.07g/cm3，抗压强度为5.73MPa，可作非承重砖；彭建军等对利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖进行了研究，经过对其性能的检测分析得出，赤泥路面免烧砖可用作室外路面砖，但是不同成型方法制备的砖会出现不同程度的泛霜现象。

2.2.3 赤泥制备路基材料

赤泥具有一定的固化性质，成本低廉，性能良好等优点。孙兆云[2]对拜耳法赤泥填筑路基的工程技术与环境影响进行了研究，实验选取石灰、水泥、磷石膏和复合改性剂对赤泥进行改性处理，试验结果表明赤泥路基不会对地下水造成不利影响；山东海逸交通科技有限公司以赤泥为主要原料，形成公路路基或基层填筑材料。

2.3 环保领域

2.3.1 污水净化

赤泥具有良好的吸附性能，可用于吸附有毒非金属元素（F-、PO43-等）、重金属离子（Cr6+、Cu2+、Cd2+等。潘嘉芬等以拜耳法赤泥、煤矸石等为原料制备陶粒，陶粒滤料经涂铁、涂铝改性后用于吸附废水中氟离子；王春丽等将活化处理后的赤泥，分别以粉煤灰、皂土和碳酸氢钠为激发剂、黏结剂和发泡剂配置赤泥颗粒除磷，磷的去除率可达83.7%；曾佳佳等以拜耳法赤泥为原料，通过焙烧改性赤泥，用于吸附含铬废水中Cr6+，结果表明：在pH为9含铬废水中赤泥投加量为100g/L，反应180min，Cr6+的去除率可达97.63%；姚珺等将赤泥进行焙烧、酸浸活化后用于吸附亚甲基蓝，在最佳吸附条件（pH=8、吸附剂投加量为0.9mg/mL）下吸附40min，亚甲基蓝吸附率为80.63%。

2.3.2 废气处理

赤泥在废气处理方面的应用主要集中在赤泥脱硫。张家明等以烧结法赤泥和活性炭为原料，在马弗炉中热活化制备活化赤泥脱硫剂（ARMD），脱硫效率可达86.9%；舒月红等对赤泥处理铅酸蓄电池厂硫酸雾进行了研究，将赤泥在750℃的煅烧温度下煅烧5h后，采用固定床动态吸附法吸附硫酸雾，硫酸雾去除率可达95%以上。

3 结论

目前对赤泥综合利用的研究主要集中在提取有价金属（铁、铝及稀有金属等）、制备新型建材（水泥、砖及路基材料等）及环保领域（污水净化、废气处理、土壤改良等）等，部分领域的研究成果得到了产业化应用。但赤泥综合利用整体利用率还较低，主要由于其产量大及各氧化铝企业生产所用矿石原料及工艺存在差异所致。因此，要实现赤泥的综合利用，需要加大研究力度和资金投入，让赤泥综合利用不仅停留在实验室阶段，需要更多的落到实处，实现赤泥的产业化综合利用。