氧化铝赤泥脱碱试验

赤泥脱碱技术研究现状与进展报告赤泥脱碱技术是当前金属铝生产领域的一个研究热点，因其在提高铝生产质量和降低生产成本方面具有重要作用。

赤泥是铝生产中产生的一种主要废弃物，含有大量的碱金属，这些碱金属会严重影响铝的质量，同时还会导致生产设备的损坏和设备寿命的降低。

因此，赤泥脱碱技术的研究和开发具有重要意义。

当前，赤泥脱碱技术的研究主要集中在两个方面：一是赤泥的物理化学性质和脱碱机理的研究，二是赤泥脱碱技术的工业化应用。

在赤泥的物理化学性质和脱碱机理的研究方面，学者们通过实验研究发现，赤泥中的碱金属主要以氢氧根的形式存在。

而赤泥脱碱的机理则是利用碱金属的水解作用，将其转化成可溶性的氢氧化物沉淀，然后用离心分离等方法将其从赤泥中提取出来。

此外，一些学者通过化学配合物和电渗析技术等方法也取得了一定的研究进展。

在工业化应用方面，一些研究者探索了多种赤泥脱碱技术的应用，包括生物脱碱、化学脱碱和电脱碱等方法。

其中，生物脱碱技术是一种比较新的技术，在国内外应用还不是很广泛。

该技术是通过添加某些微生物或生物制剂，使赤泥中的碱金属与微生物发生化学反应，产生一定的溶解度，然后通过离心分离等方式将其从赤泥中提取出来。

目前，生物脱碱技术已经广泛应用于废水处理和土壤污染修复领域，在赤泥脱碱领域的应用还有待进一步探索。

总之，赤泥脱碱技术的研究是一个长期而艰苦的过程。

需要根据不同的赤泥成分和性质，选择合适的脱碱技术进行研究。

在未来的研究中，需要加强赤泥脱碱技术的工业化应用，发掘新的脱碱技术，提高铝生产质量，降低铝生产成本。

赤泥脱碱技术的相关数据主要包括赤泥的化学成分、脱碱效率、脱碱机理、脱碱工艺和产物等方面。

下面对赤泥脱碱技术的相关数据进行简要分析：一、赤泥的化学成分赤泥是通过氢氧化铝和硫酸铝溶液在高温和高压条件下合成的，主要成分为氧化铝和铁氧化物。

同时，赤泥中还含有大量的碱金属，如钠、钾等，这些碱金属会严重影响铝的质量和设备的使用寿命。

赤泥脱碱的工艺技术探讨赤泥是铝土矿提取氧化铝工艺中产生的强碱性废渣( PH12～13) ，对环境危害大。

赤泥脱碱是降低其环境风险的重要处理方法，本文介绍了近年来常用的赤泥脱碱的方法，并对其进行分类归纳和比较。

据此提出赤泥脱碱的可行性工艺，为今后赤泥的无害化处理提供参考。

赤泥的性质与组成1．1 赤泥的物理性质赤泥由于含铁量不同，其颜色会有暗红色、棕色和灰白色，形状呈颗粒状。

颗粒直径 0．088 ～ 0．25 mm，熔点为 1 200 ～ 1 250℃，最大的比表面积为 186．9 m2 /g，孔隙比 2．53～2．95。

1．2 赤泥的化学成分及其矿物组成赤泥中主要元素为 Fe、Si、Ga、Al、Na、K 等，另外还含有少量的稀土元素。

不同地区赤泥的化学成份及物理性质与氧化铝的生产方法、生产过程中添加的物质以及铝土矿的化合物等有关。

拜耳赤泥中通常含有 6．8 ～ 71．9%的氧化铁，2． 12% ～ 33． 1% 氧化铝和 0． 1 ～ 12． 4% 氧化钠。

赤泥主要的矿物为文石和方解石，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，最少的就是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和烧碱。

通常赤泥的 PH 值约为 12，并含有微量氟化物。

根据 GB5058－85 有色金属工业固体废物污染控制标准，赤泥属于固体废渣，其附液则为超标废水。

赤泥脱碱工艺2．1 湿法脱碱(1) 石灰脱碱法，常用的湿法石灰脱碱有常压和高压石灰脱碱。

刘喜会等人采用常压石灰脱碱法对长铝公司的赤泥进行脱碱处理，脱碱效率可达 75%。

杨久俊等人采用石灰处理烧结法赤泥，结果表明反应时间和石灰掺量是脱碱效果的主要因素，在最佳条件下可使 K2O、Na2O 的溶出率分别达到 50．75%和71．40%。

张亚莉等的研究结果表明温度和石灰的添加量是赤泥脱碱的关键因素，脱碱率达到 80%以上。

韩亚美等将石灰和赤泥混合后，放入温度为100 ℃ 的低压釜中加热，最后可使 Na2O 的溶出率高达 87．58%。

赤泥是在提取氧化铝过程中产生的强碱性废渣。

赤泥碱性强、盐分高、具有放射性等特点制约了综合利用过程，尚未有经济有效的大规模处置及综合利用技术，致使全球利用率不足10%。

挑战世界性难题，赤泥综合利用有望成为氧化铝下一个利润风口。

图片来源：网络一、赤泥的产生与危害赤泥是氧化铝生产过程中，铝土矿在强碱浸出时，由于矿石中的铁、钛等杂质与大部分的硅不溶解而形成的固体废渣，因多呈红色或褐色而得名。

按照氧化铝生产方法的不同，赤泥可分为3类：拜耳法赤泥、烧结法赤泥和混联法赤泥。

其中拜耳法是生产氧化铝的主要方法，其产量占全球氧化铝总产量的90%以上。

赤泥的堆放不仅占用土地和农田，污染土壤、水资源和大气，腐蚀建筑物和构筑物表面，甚至对环境造成放射性污染，而且还会造成其中有用组分的严重浪费。

对此，如何解决氧化铝赤泥综合利用这一世界性难题，已引起世界各国的重视，而且有望扛起氧化铝下一个利润风口的大旗。

二、赤泥规模化利用迎来重大机遇赤泥的产出量，不仅跟生产方法、技术水平有关，还会因矿石品位而异。

按现有工艺和铝土矿组成，每生产1t 氧化铝，将产生1.0～2.5t 赤泥。

我国是氧化铝生产大国，2019年中国氧化铝产量约为7247.4万吨，按每生产1吨氧化铝产生1.5吨赤泥计算，赤泥年排放量达到1亿吨左右。

依据《2019-2020年中国大宗工业固体废物综合利用产业发展报告》等分析，2020年赤泥综合利用量为849万吨，综合利用率仅为8%，不到一成。

这距离“十三五”时期提出的“到2020年赤泥综合利用率提高到10%”的政策目标还存在一定差距。

随着赤泥产出量的日益增加，以及挑战世界性难题，赤泥综合利用有望成为氧化铝下一个利润风口典型拜耳法氧化铝生产工艺过程中赤泥的形成人们对环境问题的不断重视，最大限度地综合利用赤泥，限制赤泥的危害，已迫在眉睫。

这也是“十四五”时期，推进工业绿色发展需要解决的一项重要任务。

新形势下，随着法律法规、政策、技术、环境等条件的变化，当前赤泥综合利用处于突破规模化利用的关键时期。

拜耳法赤泥脱钠试验研究摘要：随着铝土矿品位的下降，赤泥中碱的化学损失逐步增大，大幅增加了氧化铝的生产成本。

本文通过实验室模拟试验，研究了在赤泥中添加石灰，以降低赤泥固相的N/S，对降低氧化铝生产的碱耗有一定的指导意义。

关键词：赤泥赤泥N/S C/N 赤泥化损引言近年来，我国的氧化铝产能得到爆炸性增长，新增产能全部采用拜耳法生产工艺。

为追求运行效果和效益，矿石存在大量的用富弃贫现象，在我国铝土矿资源并不丰富的前提下，导致用矿品位呈现雪崩式下滑。

以某厂为例，拜耳法系统所用矿石A/S设计采用5.9，而2017年平均仅达到4.5。

矿石品位的下降，直接导致了氧化铝生产固体废物---赤泥的增多，赤泥中碱的附损和化损亦同步升高，某厂2017年1-8月拜耳法赤泥N/S高达0.53，碱耗高达343kg—Na2CO3/t-AO。

氧化铝生产中通常降碱耗采用的是石灰拜耳法，通过在配料阶段多加石灰，以多耗矿石为代价，减少钠硅渣含量，提高钙硅渣含量，达到降低碱耗的目的。

其带来的问题是赤泥量增加较多，过量添加石灰后，赤泥的沉降性能也降低明显，对于老企业而言，由于赤泥沉降槽设计富余能力不足，势必影响高压溶出的产能，从而影响整体的经济性。

为解决以上矛盾，拟采用末洗赤泥加石灰的工艺，即配料阶段按常规配入石灰，保证矿石溶出率，改善赤泥沉降性能，在赤泥末洗底流中添加石灰（或石灰乳），使钠硅渣置换为钙硅渣，从而降低碱耗。

此方法避免了石灰拜耳法造成的沉降能力不足和沉降性能差的问题。

为验证此工艺的可行性，结合生产实际，找出此工艺所需的生产条件，开展了实验室试验研究。

本文对此项试验情况进行了汇总、分析，以利于指导生产实际应用。

1试验原料及设备1.1 试验原料准备1）取沉降槽末洗赤泥作为脱碱原料，赤泥水份58.6%：1.2 试验设备76-1型玻璃恒温水浴（温度控制精度±0.1℃）SHB-ⅢA 水循环多用真空泵2 试验简介脱碱试验在2L的试验釜中进行。

氧化铝生产赤泥脱碱的应用苏忠规发布时间：2021-12-25T08:47:11.958Z 来源：基层建设2021年第27期作者：苏忠规[导读] 氧化铝生产中，铝土矿中氧化铝与强碱反应生成铝酸钠溶液，杂质生成赤泥，赤泥有氧化钠的成份。

传统生产采用四洗加洗水逆向洗涤的方法只回收赤泥附碱，赤泥中化学反应损失的部分不能回收，广西田东锦鑫化工有限公司摘要：氧化铝生产中，铝土矿中氧化铝与强碱反应生成铝酸钠溶液，杂质生成赤泥，赤泥有氧化钠的成份。

传统生产采用四洗加洗水逆向洗涤的方法只回收赤泥附碱，赤泥中化学反应损失的部分不能回收，直接外排堆放对环境不利，同时增加碱消耗，生产成本高。

本文综述了氧化铝赤泥通过添加石灰乳脱碱后，降低外排赤泥碱含量，同时回收碱的经济效益。

一、引言生石灰，主要成分是氧化钙（CaO），与水反应生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消化，与水反应（同时放出大量的热），或吸收潮湿空气中的水分，即成熟石灰【氢氧化钙Ca（OH） 2】，又称“消石灰”。

熟石灰在一升水中溶解1.56克（20℃），它的饱和溶液称为“石灰水”，呈碱性，在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钙沉淀。

反应生成的产物氢氧化钙称为熟石灰或消石灰。

利用低浓度液相中CaO达到溶解度的饱和浓度，形成 CaO-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O平衡体系，置换出部分Na+进入溶液。

其反应机理为：Na2O · Al2O3 · 1.7SiO2 · nH2O+Ca （ OH ） 2 → 3CaO·Al2O3·nSiO2·（6-2x） H2O+NaOH[1]锦鑫化工沉降四洗槽底流用泵送往赤泥坝的过程中，赤泥在管道中停留时间约为2.5h，在赤泥堆场饲料槽停留约2小时，温度约为85℃。

利用以上条件，在赤泥外排泵进口按比例加入石灰乳后，会将赤泥固相中的氧化钠部分的脱出，回到赤泥滤液，回收碱损失，降低生产成本，同时在环境保护方面具有重要意义。

赤泥低成本脱碱部分赤泥脱碱背景：大量氧化铝生产的同时也排出大量的赤泥，赤泥中含有大量的钠、铁、铝等有价元素，尤其钠含量较高导致赤泥的综合利用受到限制，如何低成本回收赤泥中的钠，是拓宽赤泥综合利用的重要途径之一。

近几年来，我集团为实现无污染排放、零排放，做了大量赤泥提铁、提砂，提碱甚至是铝回收的重要研究及实际生产，取得了良好效果。

由于高温提碱虽然效果较好但消耗偏高，如何低成本提碱是我们下一步研究的主要方向。

试验情况：2010年中铝山东铝业分公司⑴通过大量低温(70℃～90℃)赤泥脱碱与高温(100℃～140℃)赤泥脱碱对比试验证实,利用生产中赤泥自身温度无需另外加热,适当延长时间即可得到与高温同样的脱碱效果,脱碱率80%以上,这与以往的加热加压脱碱相比,大大降低了脱碱成本,这也是此工艺最突出的优化之处。

(2)试验得出低温拜耳赤泥脱碱的优化工艺条件为:温度70℃～90℃、钙钠比3.0左右、液固比3左右、时间4h～7h。

在此条件下的脱碱率可达80%以上,赤泥脱碱渣中氧化钠含量低于1%。

问题：在实际生产中要想利用赤泥本身温度保持4h～7h不太现实。

我厂在2013年底至10月初期间通过多次实际生产试验得出数据如下常压低温赤泥脱碱实验数据统计（95-100度）通过生产实践及综合数据（前表）分析可以得出：将电石泥和赤泥按一定比列混合后，在低温常压及搅拌强度下并经过一定的时间反应，能将赤泥中的NA2O进行部分或全部回收。

下一步方向：1、因试验过程中蒸汽消耗量较大，物料加热方式进行摸索研究。

2、95度反应温度、4和6个小时的反应时间保持不变，逐步降低电石泥与赤泥的配比。

3、配比降低到一定程度的情况下，逐步降低反应时间。

4、配比和反应时间都降低到一定的情况下，逐步降低反应温度摸索最佳数值。

难点：1、因在生产中出现“沉槽”现象，搅拌强度需要摸索与研究。

2、如何实现连续化生产？最终目的：Na2O高回收率、低钙硅比、低消耗！。