我国赤泥的特性及综合利用现状

刘翔宇

（中铝山东环保科技股份有限公司，山东 淄博 255000）

赤泥是氧化铝生产的副产物，每生产1t氧化铝就会有0.8t～1.7t左右的赤泥产生，赤泥产量巨大，据估计全球范围内赤泥堆存量已经超过了27亿t，我国赤泥堆存主要分布在山东、河南、广西、山西等地。赤泥的堆存不仅占用大量土地和农田，还会带来地下水污染、土壤盐碱化、扬尘污染等一系列环境问题。随着人们环保意识的增强，赤泥资源的开发利用已引起人们的普遍关注。

1 赤泥的基本性质

赤泥是铝土矿提炼氧化铝之后的剩余产物，根据铝土矿的种类和生产工艺不同导致了赤泥成分、性质有着很大的不同。赤泥的主要成分是SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等多种可再生利用的氧化物和金属元素，赤泥分拜耳法和烧结法，其中烧结法赤泥较拜耳法钙、硅含量高，且含有硅酸二钙等一些活化成分，可以直接用于建材等行业，拜耳法赤泥铁、铝高，碱也较高，矿物组成上，拜耳法赤泥由水化石榴石、石英、赤铁矿等组成。

2 赤泥的利用现状

2.1 有价金属的提取利用

赤泥中含有丰富的铁、铝、钛、钒等有用金属元素。在矿产资源日益缺乏的情况下，回收赤泥中的有用金属显得十分重要。梅贤功等[1]将广西贵港拜耳法高铁赤泥配入A型催化剂通过煤基直接还原制备海绵铁，制得产品品位为91.79%，金属化率为91.15%，达到了直接还原铁的相关质量标准，可以作为炼钢原料。廖春发等[2]采用焦炭作为还原剂，经过高温焙烧，得到56.5%的铁精矿。李爱民等[3]在低铁拜耳法赤泥熔融态的形态上利用还原焙烧-磁选的工艺，回收赤泥里的铁，实验结果表明：熔融态的赤泥加入还原剂、添加剂（还原焙烧-磁选得到的铁矿石全铁品位达到了80.83%，回收率达到93.44%，达到了海绵铁的相关质量标准。范艳青[4]在焦比、熔炼时间、钙铝比、温度分别为：20%、90min、2：0、1500℃的条件下，将赤泥还原熔炼，结果表明：金属铁回收率能达到99.4%以上，试验所得的铁水质量符合炼钢的生铁标准。

王晓娟等[5]等从赤泥浸出液利用Cyanex272为载体的乳状液膜法提取钪的工艺，一次间歇式提取后钪的提取率为90%，二次液膜提取后，钪的回收率高达95%。肖金凯[6]通过淋滤实验、酸处理和电子探针分析实验证实：赤泥里的钪即不存在于铝硅酸盐矿物质中，又不属于离子吸附型。

2.2 赤泥生产环境材料

姚珺等[7]将赤泥在600℃的条件下焙烧1h，再加3mol/L的盐酸浸出3h，滤渣用碳酸钠扩孔处理，赤泥改性后比表面积由原来的144.7m2/g提高到532.8m2/g，制备吸附剂效果显著。吴建锋等[8]在赤泥基多孔陶瓷绿球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜来去除电镀废水中的As（V）离子。结果表明：浸渍10min、涂覆2次、550℃热处理的赤泥修复材料对As（V）离子去除率能达到95.96%。

2.3 赤泥生产建筑材料

张彦娜等[9]利用化学活化和热活化方法，将赤泥预处理后再与硅酸盐水泥熟料配合的实验结果表明，赤泥未经任何处理掺入水泥时，水泥后期强度显著降低，经过特定化学方法处理和一定温度煅烧处理的赤泥掺入后，后期强度得到明显改善。任根宽[10]在赤泥中加入改性剂在750℃～800℃焙烧赤泥，使赤泥中活性低的γ型硅酸二钙变为活性高的β型硅酸二钙。结果显示，在水泥中加入质量分数为45%的混合材料，改性赤泥比赤泥用作混合材料制备的水泥后期强度提高很多。芋艳梅[11]将固硫灰渣、赤泥、脱硫石膏以不同掺量与熟料配制成砌筑水泥,测定其各项性能。结果表明,所配制的砌筑水泥标准稠度需水量、凝结时间、安定性及强度等各项指标均符合砌筑水泥的要求。

王青涛[12]利用赤泥、建筑垃圾、拋光砖废料和粘土制备出了轻质高强保温建筑材料：在赤泥用量为35%，发泡剂添加量为5%，烧结温度为1100t时，制备样品的体积密度、孔隙率、闭气孔率和抗压强度分别为0.26g/cm3、73.28%、90.52%、7.83MPa，样品满足轻质保温材料的要求。王瑞燕等[13]以强度级别A3.5、密度级别B06的加气混凝土为设计目标，研究了组成材料、养护制度对赤泥-粉煤灰加气混凝土强度、密度的影响。结果表明，制备的加气混凝土其强度和密度满足加气混凝土砌块质量要求。

2.4 赤泥生产轻质蜂窝功能性材料

赤泥中的碱及部分重金属氧化物，在高温下具有一定的助熔作用，通常赤泥的熔点在1200℃～1250℃。如果以一定的助熔物诱导可以降低其熔化温度，可以获得低至860℃的熔化温度。以适当的配方和工艺，在900℃以下，70min的热周期，制造出了赤泥掺量70%的功能性蜂窝材料。

2.5 赤泥生产脱硫剂

张家明等[14]以烧结法赤泥和活性炭为原料，通过热活化法制备活化赤泥脱硫剂，结果表明：活性炭和赤泥配比为1：20，热活化温度900℃，热活化时长15min，当ph值为4.5时，赤泥脱硫效果可达86.9%。脱硫后的赤泥脱硫剂具有较高的比表面积和发达的孔容，进一步提高了脱硫剂的性能。

3 赤泥利用的前景

除了赤泥生产建筑材料、环境材料，回收有价金属之外，赤泥还可以用做塑料填料、填充料等。由于使用的矿石及生产工艺的不同，使赤泥成分、结构组成存在很大差异，目前对赤泥的利用集中在建筑材料、环境治理、有价金属回收等领域，这些领域的工艺比较成熟。赤泥的综合利用不仅能够促进氧化铝产业的发展，而且还能解决资源浪费、环境恶化等问题，对我国的全面发展具有重要意义。