赤泥的资源化开发利用共26页

赤泥堆积图片
3.赤泥的组成
赤泥的主要成份是 SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、 Na2O、TiO2、K2O等。此外还含有灼碱成分和微量 有色金属，由于铝土矿的成份和生产工艺的不同， 赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量的放射性元 素。如 铼、钇、镓、钪、铌、钽、锆、钍、铀和 镧系元素等。pH 值在13-14之间，赤泥对环境的 污染以碱污染为主。
3.赤泥净化废水
赤泥颗粒对水体中的 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+、 Cr6+、Cd2+等重金属离子具有较好的吸附作用。赤 泥对这些重金属离子的高吸附能力归结为赤泥中氧 化物矿物的表面反应活性。吸附柱实验研究表明， 赤泥吸附剂具有工业应用价值，可直接用处理后的 吸附柱，使被吸附的金属脱附，吸附剂可以重复使 用，废水中盐类物质的存在也不会影响吸附效果。
直到19世纪70年代西门子改进了发电机后，有 了廉价的电力；其次是由于法国的Heroult和美国 的C. M. Hall于1886年分别发展了将氧化铝溶解 在冰晶石（Na3AlF6）中电解的方。这项创举使铝 以大规模生产，奠定了今天世界电解铝的工业方 法。但是，即使铝的生产方法有了极大改善，但 是依旧会产生大量的固体废弃物，赤泥也由此产 生。
三.赤泥的综合利用
1.稀土元素钪的提取
目前赤泥提钪的方法主要有还原熔炼法和酸浸 —提取法,前者是将赤泥先行还原除铁、炉渣提氧 化铝后, 再用酸浸—萃取(或离子交换) 法或其他 方法回收钪;后者是将赤泥进行酸浸处理,使钪转 入溶液,然后酸浸液再萃取(或离子交换) 回收钪 。
结果表明，在浸出剂浓度均为0.5 mol/L、温度 为25℃、浸出时间为24 h、固液比为1:50 条件下 ，其浸出率依次为硝酸>盐酸>硫酸，但相差不是太 大，其中硝酸浸出时，钪的浸出回收率为80%，钇 的浸出回收率达90%，重稀土(镝、铒、镱)浸出回 收率超过70%，中稀土(钕、钐、铕、钆)浸出回收 率超过50%，轻稀土(镧、铈、镨)浸出回收率超过 30%。 由于硝酸具有较强的腐蚀性，且不能与随后 提取工艺的介质相衔接。因此，大多采用盐酸或硫 酸浸出。 此工艺侧重回收钪、钇，而其他稀土的 回氧化铝在生产过程中产生的废渣，因为 含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。赤泥 是呈灰色和暗红色粉状物，颜色会随含铁量的不 同发生变化。

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引言
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赤泥的堆存及危害
赤泥的种类及理化性能
在 中 国 "赤 泥 采 用 集 中 堆 存 方 式 储 存 "堆 场 设 置 主要有三种 类 型)#>$*+##平 地 高 台 型+利 用 平 地 筑 基 础 坝 "待 赤 泥 排 放 后 使 用 赤 泥 筑 二 次 坝 "保 证 赤 泥 堆 存的稳定与安全$$#沟 谷 型+是 目 前 首 选 的 赤 泥 堆

赤泥的资源化利用（环境工程王时亮 2011021289）摘要：调查了全国氧化铝生产的基本情况和赤泥堆放的环境问题，论述了赤泥的开发利用。

关键词：赤泥；综合利用；氧化氧化铝厂赤泥的综合利用是世界性的难题。

近年来，许多国家致力于赤泥中有用物质回收技术的开发，使有用的物质得以回收利用，同时也去除了大量有害物质，因此赤泥的综合利用具有广阔的前景。

1 世界及我国氧化铝生产的基本情况目前，世界上主要生产氧化铝的地区有亚洲、大洋洲、拉丁美洲和欧洲。

从2005年开始，亚洲成为每年氧化铝产量最高的地区。

2009年，亚洲氧化铝产量占全球氧化铝产量的36.9％。

亚洲氧化铝市场中，中国所占份额最大。

2009年中国氧化铝产量占据亚洲氧化铝总产量77.99％的份额。

2010年我国部分省份氧化铝产量见表1。

表1 2010 年我国部分省份氧化铝产量（万t）省份7月8月9月10月1-10月累计山西27.9 29.9 33.9 30.7 291.9 山东66.2 73.3 71.1 75.3 744.7 河南86.9 83.8 80.2 67.5 807.4 广西45.6 41.4 39.9 39.2 443.0 贵州11.4 10.0 11.9 11.3 113.8全国总计238 238.4 236.9 224 2400.9据统计：2009年国内氧化铝生产企业数量上升至40家（包括13家生产氢氧化铝的企业），平均产能规模达到91万t/a。

年产量超过80万t的企业已上至18家，合计产量为2165万t，占全国总产量的比例为91％。

2 赤泥堆存危害及综合利用的情况2.1 赤泥堆存及危害赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后所排出的工业固体废渣，一般平均每生产1t氧化铝，附带产生1.0t～2.0t赤泥。

作为世界第四大氧化铝生产国的我国，每年所产生的赤泥保守估计也在3000万t以上，而大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场进行堆放。

赤泥的堆存一方面需要一定的基建费用，占用大量土地，而且使赤泥中的许多可利用成分得不到合理利用，造成了资源的浪费；另一方面，赤泥在堆放过程中由于其化学成分渗入到土地中易造成土地和地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康。

赤泥综合利用方案
1. 嘿，你知道吗？赤泥可以用来生产建筑材料呢！就像那些被我们忽视的石头其实可以变成坚固漂亮的房子一样，赤泥也有着大潜力呀！比如可以把赤泥加工成砖块，盖出结实又环保的建筑，这多棒啊！
2. 哇塞，把赤泥做成土壤改良剂怎么样？这不就跟给土地喂了营养大餐一样嘛！在一些贫瘠的土地上用上赤泥改良剂，让土地变得肥沃起来，能长出茁壮的庄稼，多神奇啊！
3. 嘿，有没有想过赤泥能用来提取有价值的金属呀？这就好比是在一个大宝藏中挖掘宝贝呢！通过一些技术手段，把赤泥里的那些金属给提炼出来，是不是超厉害的？
4. 哎呀呀，让赤泥去处理污水也是个好办法呀！就如同让一个勇敢的卫士去对抗污水这个大怪兽，把污水治理得干干净净，这是多么有意义的事情呀！
5. 赤泥用来做路基材料也很不错哦！设想一下，那一条条平稳的道路下有着赤泥的贡献，让车子能顺畅地行驶，这不是很了不起吗？
6. 哇哦，还可以把赤泥开发成环保颜料呢！就像给世界添上了美丽多彩的一笔，多有意思呀！让我们的生活充满了各种色彩，多棒的创意啊！
我觉得赤泥的综合利用方案真的太有前景了，只要我们好好去开发利用，就能让赤泥从被嫌弃的“废物”变成大有用处的宝贝呀！。

浅议赤泥的综合利用
刘淑清
【期刊名称】《轻金属》
【年(卷),期】2010()7
【摘要】通过分析国内外各大氧化铝厂赤泥堆存现状,针对赤泥堆存占用土地,污染环境等问题,论述了利用赤泥中的有用成分开发其他产品等赤泥综合利用方法及其发展趋势。

为实现赤泥的循环利用,减少氧化铝企业的赤泥堆场用地,保护环境具有积极的指导意义。

【总页数】3页(P26-28)
【关键词】赤泥;堆存处理;污染;综合利用
【作者】刘淑清
【作者单位】中国铝业公司重庆分公司
【正文语种】中文
【中图分类】X758
【相关文献】
1.赤泥的综合利用——从赤泥中提取稀土金属钪（sc） [J], 邵明望;奚传棣
2.拜耳法赤泥脱碱技术与综合利用的研究现状 [J], 韩尚云;姚延伟;骆虹伟
3.氧化铝生产赤泥的综合利用现状及进展 [J], 万明;姜元军
4.2015年山西要从赤泥堆里“炼宝” 山西省赤泥综合利用“十二五”规划出台
[J],
5.赤泥堆场管理及赤泥综合利用 [J], 宋佩洪
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云南文山铝业赤泥资源化利用方案设想栾景丽;张敬奇;闫森;王灏【摘要】A kind of treatment scheme of red mud resource utilization in Yunnan Wenshan Aluminum Co. , Ltd. Is presented in this paper according to the raw ore composition of bauxite, production process of alumina and the industry planning of Yunnan province. The mixed concentrate of iron and titanium can be selected from red mud by means of beneficiation process optimization, and then the high-titanium slag can be produced by electric furnace smelting, which can be the raw material for titanium dioxide production. The tailings of red mud can be widely used in building materials after decreasing of iron and alkali content through mineral processing, which the amount of red mud can be increased.%根据铝土矿原矿成分、氧化铝生产工艺和云南省的产业发展规划,提出了文山铝业拜耳法赤泥资源化利用的一种处理方案.赤泥通过选矿工艺的优化,选出铁、钛混合精矿,经电炉熔炼生产高钛渣,为钛白粉生产提供原料.尾渣通过选矿降低了铁和碱的含量后,可以大幅拓宽赤泥在建材中的应用途径,提高用量.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2012(041)002【总页数】4页(P100-102,106)【关键词】赤泥;资源化利用;高钛渣【作者】栾景丽;张敬奇;闫森;王灏【作者单位】昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031【正文语种】中文【中图分类】X7581 引言赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废弃物，每生产1 t氧化铝，就副产0.7～1.8 t赤泥。

11
报告主要内容
一
背景及意义
二
目标及任务
三
研发重点与难点
四
研究的思路和方法
五
课题预期目标和成果
六
总结
12
三、研发重点与难点
赤泥是一种不溶性的残渣，主要由细颗粒的泥和粗颗粒 的砂组成，其化学成分因铝土矿产地和氧化铝生产方法 的不同而有所差异。目前，氧化铝生产方法有三种：拜 耳法、烧结法和联合法三种不同的方法产生的赤泥成分、 性质、物相各异。
重点与难点1：烧结法赤泥由于其si02和A1203含量较低
而CaO含量较高，拜耳法赤泥中A1203、Fe203含量高， 而Si02比较低，两者均不适合作为陶瓷砖原料使用。
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三、研发重点与难点
重点与难点2：拜耳法赤泥主要组成是氧化铝、氧化铁。 铁、铝等单一的元素含量并不特别高，无害化、资源化 回收较难，成本较高。所以，开发出一套综合回收铁、 铝等元素的方法是该课题的重、难点。
• 化学成分：是Fe2O3 、SiO2、Al2O3、CaO等和和少量 的具有放射性的矿物如锆石、独居石等。
• 赤泥由于带有大量的强碱性废水而具有高碱性，PH值高 达12—13.5，大量强碱性废水不论外排注入河湖或渗透地 表地下，都将严重危害自然环境，造成土壤碱化、沼泽化、 污染地表地下水源，同时导致了大量铁矿资源的流失。
二〇一〇年八月十日，国家工业和信息化部 科学技 术部印发《赤泥综合利用指导意见》，文件对提高 赤泥综合利用率和技术水平，减少赤泥堆存对环境、 安全造成的影响，促进赤泥综合利用工作，提出了 综合利用指导意见。
8
4、赤泥综合利用研究意义
目前我国赤泥累积堆存量约2亿吨，预计到2015年， 累计堆存量将达3.5亿吨，不仅要防止附液可能渗 透到地下，还要防止出现坍塌，其维护费用非常 巨大。 如果将赤泥的各种矿物综合回收利用，变废为宝， 可以产出铁粉、水泥、新型的墙地砖等产品，以 及解决铝厂供电厂排放的二氧化碳、二氧化硫的 治理和排放费用，产生的经济效益是巨大的。

浅谈赤泥资源化利用途径我国是世界第四大氧化铝生产国，年生产能力已达400多万t,每年新产生的赤泥量也与此量相当。

我国铝土矿资源类型特殊，高铝、高硅、低铁、一水硬铝石型，溶出性能较差，因此我国氧化铝生产大多采用拜耳—烧结联合法生产氧化铝，仅广西平果铝业公司采用拜耳法生产氧化铝。

我国联合法赤泥特点是铁、碱含量低，氧化钙含量高；拜耳法赤泥中铁及氧化铝含量高。

1.赤泥在建材中的资源化利用（1）水泥赤泥含碱量高，赤泥配比受水泥含碱指标制约，因此赤泥脱碱后更有助于提高赤泥利用率，山东铝业公司水泥厂采用的“常压氧化钙脱碱与低碱赤泥生产高标号水泥的研究”和“低浓度碱液膜法分离回收碱技术”,降低赤泥的含碱量，提高水泥中赤泥的配比，改善水泥产品质量，且避免了高碱水泥对工程的隐患。

并从废液中回收碱，从而降低氧化铝生产消耗，解决含碱废水对生态环境的污染，创造了氧化铝生产赤泥废液零排放的良性模式。

（2）生产建筑用砖材料赤泥免烧砖：将赤泥、煤灰、石渣等原材料以适当比例混合，通过添加固化剂加水搅拌、碾压，后用挤砖机压制成型，养护后成为成品砖。

其抗压、抗折强度均大于7.5级砖标准。

赤泥粉煤灰砖：利用赤泥、粉煤灰、黏土、石灰石四组分配料，经成型、烧成试制的多孔砖，性能指标达到GB13544—92多孔砖标准。

烧制的砖样颜色呈淡黄色，质量好，强度比普通砖高一到二个档次，可替代清水砖使用。

（3）混凝土赤泥代替水泥用量少于1/3时，水泥赤泥混凝土的强度特别是抗折强度与普通水泥混凝土强度相当。

大于1/3时，强度有较明显降低，所以推荐赤泥掺代水泥量1/5～1/4。

采用磨细的赤泥代替1/4以下的水泥形成的细赤泥混凝土时，具有相当高的抗折强度，而且加入磨细赤泥带来的所需的费用仅为普通水泥的40%左右，所以具有明显的经济效应。

磨细赤泥从力学强度、耐磨性、渗透性、抗冻性等方面考虑，在赤泥代替水泥用量合适的情况下，应用于温度变化范围不大的地区具有较好的应用性。

非磁性 分离
金属 稀有土
TiO2
该技术在处理效率、能耗、资源回收利用等方面大大优于海洋排放与陆地堆存法。 该技术已在俄罗斯、匈牙利等国家实现产业化运营。
二 赤泥资源化技术
2.2 指标参数
综合利用率
资源回收
高效率、低能耗、 安全、无二次污染
处理速度
目前：8吨/小时
占地面积
160吨/天
设备长度约10米
赤泥超高温超高速分解技术及 设备开发
目录
1
项目背景
2 赤泥资源化技术
3
结论
一 项目背景
1.1 赤泥简介
来源 氧化铝生产中的 工业固体废弃物
综合利用率 <4%
赤泥
年产量
1吨铝=1-2吨赤泥
中国：>5000万吨 全球：>2亿吨
高危害 强碱性化学物
氯化物
一 项目背景
1.2 赤泥传统处理方式
陆地堆存
海洋排放
危害
占用大量土地、 耗费巨额资金、空气 污染、土壤污染、地下水污染、放射 性污染、******
治标不治本、二次污染
二 赤泥资源化技术
2.1 赤泥资源化工艺流程
固 体 赤
叶轮 式粉 碎机
袋式 过滤器
工业水 玻璃
高温高速 还原气体
建筑 材料
泥
磁选机

铁磁 分离
金属 选矿机
中性金 属分离
浸润 设备
湿式 选矿机
知识产权的、适用于我国赤泥特殊材质
的超高温超高速分解处理设备。
1
• 引进并掌握赤泥超高温超高速分解处理的核 心技术。包括设备的相关参数设置、结构设计，
引进还原性气体的技术，掌握分解技术工艺，

混 联 方 案 ） 适 用 于 各 种 铝 土 矿 。采 用 烧 结 法 冶 炼 Ａ ， 。 ｌ ， ｏ １ｔＡ ， 的 赤 泥 外 排 量 平 均 为 ０７ ｔ ． 。拜 耳 法 冶 ｌ Ｏ ． ～０８ ｔ 炼 Ａｌ 采 用 的 是 强 碱 溶 出 高 铝 、 铁 、 水 软 铝 石 Ｏ 高 一 型 和 三 水 铝 石 型 铝 土 矿 这 个 过 程 中 ． 为 主 要 原 料 作
的铝 矾土 越过 高 温煅 烧环 节 直接 经过 溶解 、分离 、 结
要 成 分 为 ＳＯ：Ａ 、 ａ Ｆ 等 。 我 国 主 要 是 烧 结 ｉ 、Ｉ Ｏ３Ｃ Ｏ、 ｅ０３
法 、 合 法 赤 泥 ． 以 赤 泥 的 主 要 成 分 为 硅 酸 二 钙 及 联 所 其 水 合 物 和 部 分 方 解 石 ． 泥 的 成 分 含 量 及 性 质 的 差 赤 异 因 铝 土 矿 的 产 地 和 Ａ ， 的 生 产 工 艺 不 同 而 有 明 显 ｌ ０ 差异 ． 也决 定 了不 同的赤泥利 用方 法 。 这
人类 社会 的发展 使 人们 对资 源 的需 求越 来 越 多 ．
泥 外 排 量 平 均 为 １ｔ ． ｔ 联 合 法 是 拜 耳 法 和 烧 结 ～１１ 。 法 的 联 合 使 用 ． 联 合 法 所 用 的 原 料 是 拜 耳 法 排 出 的
赤 泥 ， 采 用 烧 结 法 再 制 取 Ａｌ 最 后 排 出 的 赤 泥 为 再 ， Ｏ 烧 结 法 赤 泥 … 据 ２ ｌ 年 工 业 和 信 息 化 部 召 开 Ａｌ 泥 综 合 利 ＯＯ 赤 ０ 用 技术 现场交 流会 透露 ： 目前 每 生 产 １ ｔＡ 大 约 产 ｌ ， ｏ
国 Ａｌ 量 为 ２３ ８６ 万 ｔ 赤 泥 产 生 量 近 ３０ ０万 ｔ ， 产 ０ ７ ． 。 ０ ， 约 占 全 球 １３ 以 上 由 于 缺 乏 赤 泥 大 宗 利 用 的 经 济 可 ／

评价参数导热及保温性能干燥性能抗压强度可塑性晶体材料的结构及特征试样表面形貌保温陶瓷砖评价参数干燥体积收缩率导热测定法压机测试x射线晶体结构分析扫描电子显微镜sem可塑性测定仪1改变了过去对赤泥的单一的回收利用方式针对赤泥中的不同矿物采用重选磁选和静电选相结合的方法分类提质实现了全流程多层次的综合利用和资源的利用最大化
2、赤泥引发的危害
• 2010年10月4日东欧匈牙利发生赤泥尾矿库溃坝泄露事 件，100万立方米赤泥外泄，流入7座村庄，造成7人死 亡，150余人受伤。
2、赤泥引发的危害
目前，多数采用赤泥 库(坝)湿法存放，不仅侵 占农田，污染环境，造成 土壤碱化、沼泽化、污染 地安全隐患。同时赤泥中 的有用成分如铁等有价金 属业不能得到有效利用。 我国是世界上氧化铝 最大的生产国，也是最大 的赤泥排放国。目前累积 堆存量已达到2亿吨，预 计到2015年，赤泥累计堆 存量将达到3.5亿吨 。
重选
磁选
电选
四、研究思路和方法
四、研究思路和方法
2、赤泥的资源化利用---制保温陶瓷砖
(1) 半干压成型法
半干压成型是模压成型的一种，它是利用压力机将干粉坯料加少量结合剂 在金属模具中压制成致密坯体的一种成型方法。粉料的含水率通常为8～ 15％，由于粉料成型的坯料水分少，压力大，坯体比较致密，因此能获得 收缩小、尺寸准确、缺陷少、无需强化干燥的生坯。 制品的半干压成型有一系列的优点：坯体干燥过程短：制品形状准确，尺 寸精确，在焙烧中收缩小；便于利用瘠性原料，也能大量地使用粉煤灰、 炉渣等工业废料。
四、研究思路和方法
由于烧结法赤泥中钙含量偏高，而拜尔法赤泥中铁含量高，且它 们的成分复杂、波动较大，使得目前赤泥的利用率偏低，已有的 赤泥应用于烧结砖的研制普遍在掺入量在10%-30％之间，达不到 大规模开发利用赤泥的要求。 将烧结法赤泥和拜尔法赤泥复合使用，利用二者性能互补来制备 高赤泥含量的保温陶瓷砖，实现资源化利用赤泥的目的，是本课 题主要探究方向。 通过一系列方法、参数来测试和评价保温陶瓷砖性能。