赤泥的回收利用及工艺流程

以稀土元素提取为突破口的赤泥综合利用方案稀土元素提取——钪及钪合金为代表的军民融合新材料——洛阳海卓科技发展有限公司（杨卫平、李博士）一、项目介绍1、项目描述：新安县万基铝业赤泥库旁边年处理1万吨赤泥提取钪、钍、铝、铁、锂、钛稀有贵金属粗加工基地，废渣无害化处理后做建材制品。

钼产品加工车间（可以先建设，主要目的为提供现金流，反哺新安县和孟津项目建设）孟津县华阳产业集聚区稀有贵金属精加工，生产金属钪及钪铝合金，碳酸锂、铝锂合金、高纯氧化铝、氧化铁颜料、太阳能电池、锂离子电池原料等高附加值产品。

2、赤泥利用介绍图1 赤泥中的有价元素图2 以赤泥为原料能够产生的部分产品赤泥中有价元素稀贵元素钌、铑、钯、铂、金稀有元素锂、銣、铯、镓稀土元素钪、钇、铥、钬2、项目投资投资总额6000万，年产值1.8亿元，税前利润7000万元。

包括新安县项目2000万固定资产投资和1000万流动资金，钼生产线投资未知。

孟津县项目主要包括精加工和研发中心，投资额3000万。

3、发展规划①投资总额6000万，年产值1.8亿元，税前利润7000万元。

孟津项目占地面积150亩，建筑面积32500平方米。

建立企业研发中心和中试基地（高纯钪生产基地），建成一条1000吨/年钪铝合金生产线；新建：研发中心2500平方米，综合办公楼5000平方米，专家公寓、职工宿舍5000平方米，生产厂房15000平方米，配套设施5000平方米。

建成200吨/年钪铝合金生产线。

以上目标在2020年之前完成。

②投资5亿元，年产值50亿元，税前利润10亿元；建设以洛阳钪及钪铝合金新材料项目为主体的北方中心；建设位于深圳的南方研发中心和企业集团总部；钪及钪合金为代表的新材料项目产业化通过国家有关部门验收认证；技术获得广泛认可，产品广泛运用于国防军工、航空航天及高科技等领域。

建设一个以赤泥综合治理为主导的，以钪及钪铝合金等多种稀贵、稀有、稀土元素新材料为产品的，以资源综合回收和分离制备一体化为特色的，具有世界领先水平的清洁分离技术研发中心；在钼、钒等大宗工业产品领域实现技术标准的输出，建立产业领先地位，为对矿产资源进行整合进行技术储备。

赤泥冶炼与资源化应用处理工艺技术一．赤泥简介：1、赤泥是制高含水量的铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后残留的一种红色、粉泥状、高含水量的强碱性固体废料。

2、熔点1200--1250℃，碱度PH 10—12，粒度0.08—0.25μm,相对密度0.8—1.0。

3、其化学成分随不同的生产工艺而不同。

二．赤泥的资源化应用：1．从赤泥中回收有价金属：⑴、从赤泥中回收铁：铁是赤泥的主要成分，一般含有l0％一45％，但直接用作炼铁原料时含量较低。

因此，有些先将赤泥预焙烧后进人沸腾炉内，在温度700—800℃还原，使赤泥中的Fe20s转变为Fe30d。

还原物再经冷却、粉碎后用湿式或干式磁选机分选，得到含铁63％一81％的磁性产品，铁回收率为83％一93％，是一种高晶位的炼铁精料。

有的采用串联回转炉法从赤泥中炼制生铁。

该法是将湿赤泥与还原剂和石灰石混合后装入第一回转炉，在1000—1200℃温度下，还原4.5—6h，连续进入另一回转炉，在1400—1450℃温度下进行熔炼，迅速炼出生铁和炉渣。

这种采用两段回转炉联合的冶炼流程，可使冶炼连续进行，并可利用废气热量。

⑵、从赤泥中回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属：研究表明，利用苏打灰烧结和苛性碱浸出，可以从赤泥中回收90％以上(按质量计)的氧化铝；而沸腾炉还原的赤泥，经分离出非磁性产品后，加人Na2C03或CaCO3进行烧结，在pH＝10的条件下，浸出形成的铝酸盐，再经加水稀释浸出，使铝酸盐水解析出，铝被分离后剩下的渣在80℃条件下用50％的硫酸处理，获得硫酸钛溶液，再经水解而得到Ti02；分离钛后的残渣再经酸处理、煅烧、水解等作业，可从中回收钒、铬、锰等金属氧化物。

⑶、从赤泥中回收稀有金属：主要方法有还原熔炼法、硫酸化焙烧法、废酸洗液浸出法、碳酸钠溶液浸取法等。

可将赤泥在电炉里熔炼，得到生铁和渣。

再用30％的H2S04在温度80—90℃条件下，将渣浸出1h，浸出溶液再用萃取剂(含5％二磷酸和2％乙基乙醇的溶液)萃取锆、钪、铀、钍和稀土类等元素。

新型建材与施工技术我国赤泥的生产及回收利用现状ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｙｃｌｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｍｕｄｉｎＣｈｉｎａ王柏昆（中国地质大学（北京）材料科学与工程学院，北京１０００８３）摘要：赤泥是铝土矿提取氧化铝过程中产生的废弃物。

赤泥中含有较多的碱，会造成土地碱化，严重时会影响地下水源。

此外，回收赤泥中含有的大量有价金属也有一定的经济效益。

通过查阅相关文献，本文综述了我国赤泥的生产现状，总结了赤泥的回收应用情况，并对赤泥的再利用前景做出展望。

关键词：赤泥；生产；回收利用中图分类号：Ｘ７文献表识码：Ｂ文章编号：１００３－８９６５（２００７）０５－００２４－０３我国每生产１吨氧化铝约产出１．０￣１．７吨赤泥。

由于赤泥中含有较多的碱，所以每年大量的赤泥堆积在堆场上会使土地碱化，而且还会污染地下水，进而危害人体的健康。

但赤泥中含有很多的有价金属，如Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔａ等。

所以对赤泥中的有价金属（尤其是贵金属和稀土元素）进行回收很有社会和经济效益。

本文对我国赤泥的生产现状进行了介绍，综述了赤泥的回收利用现状，并对其应用前景做出了展望。

１赤泥的生产现状因氧化铝生产方法不同，可分为烧结法、联合法和拜耳法３种赤泥。

具体来说：国外主要采用拜耳法工艺生产赤泥，而我国主要采用的是烧结法和联合法，但近年来也逐渐引入了拜耳法工艺。

一般认为拜耳法赤泥是一种纯粹的废弃物，只有很少部分的烧结法赤泥和联合法赤泥可以利用于水泥的烧制工艺中。

我国第一个氧化铝厂（山东铝厂）截止到２００４年已经累计排放赤泥５０００万吨。

赤泥含富含碱以及有价金属，所以对于赤泥的２４处理及回收应用成为一个研究的方向。

但目前对于赤泥的处理却没有很好的成效：一些国家直接采用排海法，我国主要采用干堆法和湿法存放。

目前，一部分赤泥已经应用于水泥的生产，还有关于赤泥应用于加气混凝土砌块、处理污水等方面的研究。

然而，再利用的赤泥仅仅是很少的一部分，如何更有效地利用赤泥成为当今氧化铝生产行业甚至整个社会的问题。

赤泥的综合利用摘要：主要阐述了赤泥的化学成分、组成及其特性，以及赤泥的多种利用途径。

关键词：氧化铝废料赤泥综合利用Utilization of Red MudAbstract: Mainly introduces the chemical composition, composition and characteristics of red mud, and its various utilizationways.Key words: Al2O3 waste red mud utilization1、前言赤泥是铝土矿制取氧化铝后所剩余的红褐色、粉泥状强碱性固体废料，是氧化铝生产过程中必不可少的副产物。

一般每生产1 t氧化铝，可产出赤泥1．0～1．8 t。

随着铝工业的发展，目前，全世界每年产生的赤泥约5000万t。

2000年，我国赤泥排放量大约为400万t，排出的赤泥主要采取露天筑坝堆存处理。

由于缺乏既经济又可行的技术，赤泥的综合利用率一直处于较低水平，仅为4%左右，远低于中国工业固体废物65%的平均利用水平。

目前，中国赤泥累计堆存量约2×108 t，预计到2015 年将达3.5×108 t，由于大量的赤泥未得到充分利用，长期占用大量土地，造成土地碱化，地下水受到污染，同时又极易造成“二次扬尘”污染环境，危害人们的健康。

因此，必须加快赤泥的综合利用研究。

2、赤泥的化学成分及物理性质2.1、化学成分赤泥因含有较多氧化铁，其外观颜色与赤色泥土相似，因而得名。

赤泥的主要矿物成分为：硅酸二钙53％，方钠石11％，水化石10％，赤铁矿7．5％，钙钛矿石1l％，镁蔷薇辉石5％。

赤泥的化学成分取决于铝土矿的成分、生产氧化铝的方法和生产过程中添加剂的物质成分，以及新生成的化合物的成分等，通常赤泥的主要成分为AI2O3， SiO2，CaO，Na20等。

2.2、物理性质2.2.1、赤泥的物理性质指标。

赤泥的综合利用摘要：预计到2015年，我国积累的赤泥总量将达到3.5亿t，而目前我国赤泥的利用仅占总量的4％左右，其余的赤泥只能筑坝堆存。

赤泥中含有丰富的铝、铁、钠、钙、硅、钛等有价元素，且具有强碱性和高放射性，大量赤泥的堆放，不仅占用了大量土地，耗费较多的堆场建设和维护管理费用，而且对生态环境和人类的生活也存在潜在的威胁，同时也造成了资源的浪费。

关键词：赤泥；资源；利用一．赤泥的产生无论是拜耳法还是烧结法，每生产1吨氧化铝平均产生1-2吨的赤泥。

据国家统计局数据显示，2012年我国AI2O3年产量为3769.6万t，比2011年增长10.3%，占全球AI2O3总产量的30%以上。

如此蓬勃兴盛的氧化铝产业，势必造成了赤泥排放量的逐年增大。

拜耳法冶炼氧化铝采用的是强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿，这个过程中，作为主要原料的铝矾土越过高温煅烧环节被直接用来溶解、分离、结晶、焙烧等工序得到氧化铝，溶解后分离出的浆状废渣是拜耳法赤泥。

联合法是拜耳法和烧结法的联合使用，联合法所用的原料是拜耳法排出的赤泥，然后采用烧结法在制取氧化铝，最后排出的赤泥为烧结法赤泥。

烧结法赤泥经历过高温处理，其中含有或多或少的无水矿物。

烧结工序中形成的无水铝酸钠溶解度比较高，因而赤泥中残留的氧化铝比较少。

二．赤泥的结构与组成因拜耳法赤泥实际上是低品位矾土，而烧结法赤泥还含有一定量的水硬性物和一些无定形铝硅酸盐物质，所以水泥试验中所用的赤泥均为烧结法赤泥。

拜耳法赤泥的矿物组成复杂，主要有赤铁矿（或针铁矿）、水合铝酸钠（方钠石、钙霞石）、水化石榴石、石英、钦酸钙、石灰、石灰石以及少量未溶出的氧化铝水合物等。

烧结法赤泥中最主要的物相是2CaO.SiO2，此外尚有数量不等的钙水化石榴石、水合铝酸钠、赤铁矿、针铁矿、铁酸钙、碳酸钙以及钦酸钙等。

我国氧化铝生产工艺过去主要以烧结法和联合法为主，但近年来投产的氧化铝厂均以拜耳法工艺生产拜耳法赤泥A12O3、Fe2O3含量相对与国外也比较低，而氧化硅、CaO含量较高。

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。

赤泥综合回收利用工艺李军旗,张志刚,徐本军,王政,曹利军(贵州大学材料科学与冶金工程学院,贵州贵阳550003)摘要:叙述了赤泥中有价金属回收的意义及稀土元素的赋存概况,介绍了国内外从赤泥中回收有价金属和稀土元素等的工艺,并对其进行评述。

同时,针对某铝厂的赤泥综合利用提出了新的工艺。

关键词:赤泥;综合回收;有价金属;稀有元素中图分类号:X758　文献标识码:B　文章编号:1002-1752(2009)02-23-4R ecovering technology of red mudL I J un-qi,ZHAN G Zhi-gang,XU Ben-jun,WAN G Zheng and CAO Li-jun(The M aterials Science and Metall urgy Engi neeri ng College,Gui Zhou U niversity,Guiyang550003,Chi na)Abstract:The significance of recovering valuable metals and rare earths from red mud and the content of these metals in the mud are summarized.The technologies for recovering the metals from red mud both in China and abroad are reviewed.At the same time,a new technology for recovering the metals from red mud of aluminum is proposed.K ey Words:red mud;recovering;valuable metals;rare earths 近几年,我国已成为全球第二大氧化铝生产国和第一大原铝生产国,与此同时,在氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物———赤泥大量堆积,对环境造成严重污染。

赤泥及其他冶炼废渣综合利用方案以下是一个关于赤泥及其他冶炼废渣综合利用方案的概述，该方案旨在通过产业结构改革来实现资源的最大化利用和减少环境污染。

一、实施背景随着全球工业的不断发展，矿产资源的开采和冶炼已成为经济发展的重要支柱。

然而，矿产资源的开采和冶炼过程中产生了大量的废渣，如赤泥和其他冶炼废渣。

这些废渣不仅占用大量土地，而且对环境和人体健康造成了严重影响。

因此，对赤泥和其他冶炼废渣进行综合利用已成为当务之急。

二、工作原理通过将赤泥和其他冶炼废渣进行预处理、配料、混合、烧结等工艺步骤，将其转化为具有高附加值的材料。

预处理主要是去除废渣中的有害物质和杂质，提高废渣的纯度；配料是将废渣与一定比例的添加剂和粘合剂混合；混合是将配料进行充分搅拌和研磨，使其成为均匀的混合物；烧结是将混合物在高温下进行烧结，形成具有一定强度和性能的材料。

三、实施计划步骤1. 收集和分析赤泥和其他冶炼废渣样品，了解其化学成分、物理性质和力学性能等指标；2. 根据市场需求和生产要求，制定综合利用方案，确定生产工艺流程和技术参数；3. 对废渣进行预处理，去除其中的有害物质和杂质，提高废渣的纯度；4. 将废渣与一定比例的添加剂和粘合剂进行配料，混合均匀；5. 将混合物制成一定形状，进行高温烧结，形成材料；6. 对烧结后的材料进行质量检测和性能测试，确保其符合相关标准；7. 将烧结后的材料进行应用试验，了解其在实际工程中的应用效果；8. 根据试验结果对利用方案进行评估和优化，形成完整的综合利用方案。

四、适用范围该综合利用方案适用于各类赤泥和其他冶炼废渣的处理。

例如，赤泥可以用于生产陶瓷、砖瓦、玻璃等材料；其他冶炼废渣可以用于生产混凝土、建筑砌块等建筑材料。

此外，该方案还可以用于生产高附加值的其他材料，如复合材料、功能材料等。

五、创新要点1. 对赤泥和其他冶炼废渣进行预处理，提高了废渣的纯度和材料性能；2. 采用新型配料和混合工艺，提高了废渣的利用率和材料的性能；3. 通过高温烧结工艺，实现了废渣的高温相变和材料性能的优化；4. 制定综合利用方案时，考虑了市场需求和生产成本等因素，提高了方案的可行性和经济性。

从赤泥中回收铁钛的工艺研究二次资源的回收再利用是当今世界环保的一大主题。

赤泥是氧化铝生产过程的副产品,每产出1吨氧化铝,产出1～1.8吨的赤泥。

赤泥中含有大量的有价金属元素,是一种宝贵的二次资源。

本论文归纳了赤泥的国内外利用现状,研究了有价金属在赤泥中赋存状态。

针对拜尔法赤泥中铁和钛含量高的特点（铁的含量为19.48%,钛的含量为7.10%）,提出了一种新的回收铁和钛的工艺流程—两段酸浸工艺。

首先采用低浓度的盐酸浸出赤泥当中的铁,钛留在渣当中。

盐酸浸出工艺最佳参数是:盐酸浓度为2.0mol/L,盐酸过量15%,浸出时间为2.5h,搅拌速度400r/min,Fe的浸出率可以达到95.6%,Ti的浸出率仅为0.5%。

通过N235萃取回收浸出液当中的Fe,用20%N235+30%仲辛醇+50%煤油萃取体系,相比O/A=1∶1,振荡混合时间15min,经单级萃取负载有机相含铁12.06g/L,铁的萃取率可以达到99%以上。

然后用0.1mol/L的稀盐酸反萃有机相提取铁,在相比O/A=2∶1的条件下,经单级反萃,反萃后液含铁18.12g/L,铁的反萃率为75%。

盐酸浸出渣当中含钛28.4%,采用硫酸化焙烧方法,得到的固态反应产物,通过加水浸出,Ti最终以TiOSO₄形式进入溶液。

得出工艺最佳参数是:盐酸浸出渣粒度大小为40目、酸解温度为300℃、酸解时间为2.0h、水浸时间为1.0～1.5h、水浸液固比为1∶10、搅拌速度为400r/min。

在此条件下进行3次重复试验,得到钛的平均浸出率为99.7%。

富钛液经过除杂、水解、煅烧后得到纯度为95%的TiO₂。

拜耳法赤泥的处理和利用赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。

据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×107t。

我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万t ，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。

目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。

赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。

裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。

因此，赤泥的综合利用和回收以及合理处理有重要的意义。

拜耳法赤泥的处理有很强有力的经济利益和环保效益。

拜耳法赤泥与适量的石灰混合，经石灰消化、水热处理、煅烧处理和碱液溶出，可从赤泥回收70%以上的Al2O3和90%以上的Na2O，并使不溶残渣中NaO含量降到1%以下。

分离的铝酸钠溶液被送往拜耳法溶出料浆稀释过程，分离的残渣被进一步在750～950℃煅烧，制得活性β–C2S为主的胶凝材料，可用作水泥的活性混合成分。

生产1 t 氧化铝通常排弃1t多的赤泥，但是不管是拜耳法工厂，抑或是烧结法、联合法工厂，目前都尚未有效地处理和利用赤泥。

迄今已探明的我国铝土矿，约80%为中等品位即铝硅比5～7、含铁低的一水硬铝石型铝土矿。

我们立足本国资源，成功地开发了单流法管道溶出技术，为经济、有效地处理拜耳法赤泥，使我国氧化铝工业获得更大的经济效益、社会效益，应进一步开发低温煅烧工艺。

本文在铝土矿及其拜耳法赤泥加工试验的基础上，讨论了在回收赤泥中的氧化铝和氧化钠后进一步将其加工成水泥的工艺，及建立拜耳–低温煅烧法工艺处理我国铝土矿的可能性。

1 原料拜耳法赤泥：拜耳法赤泥末次洗涤后排送堆场的设备上，再洗涤、烘干，置于干燥器内。

生石灰：化学纯试剂氧化钙，CaO含量不小于96 % ，经研磨，在1 000 ℃煅烧1h冷却后放入密闭瓶中，再置于干燥器内。