赤泥在水、土、气环境治理中的应用研究进展

中国作为世界上最大的氧化铝生产国,产生的大量赤泥对环境造成严重影响。我国多年来一直重视赤泥的安全处置问题,以环境资源的可持续发展为主,以赤泥的资源化利用及无害化处理为手段,以实现赤泥二次资源化利用为最终目的,展开了多领域、多学科的赤泥综合利用技术研究。本文系统地阐述了赤泥的物理、化学性质以及赤泥在污水处理、土壤修复、废气处理等环境治理中的综合应用情况,展望了赤泥在今后环境治理中的应用前景。      

赤泥资源化回收利用研究进展

赤泥是生产氧化铝时排放的强碱性泥浆状废渣。我国赤泥堆存量已超过 6亿 t,且随着经济的发展,目 前以每年高达1亿t的速度在增长。赤泥由于其复杂多变的物化性质而难以被回收利用,其大量排放与堆积对环境造 成的危害日益严重,如何有效地将赤泥资源化回收利用已迫在眉睫。在概述国内外赤泥概况及赤泥物理化学性质的 基础上,对赤泥的资源化回收利用技术进行了综述,将赤泥的资源化回收与利用大体上归纳为有价金属的回收（包括 铁、铝、钛、钒和稀土元素等的回收,回收方法分为火法还原、湿法酸浸和物理选矿3种）、制备吸附剂（包括用于处理含 重金属废水和处理酸性废气）、制备水泥、生产砖（包括烧结砖、免烧砖、保温砖等）、生产路基材料、制备陶瓷和微晶玻 璃、制备新型功能材料等几个方面。然而,全球各地的赤泥成分各不相同,有些甚至差异巨大,这给赤泥的大宗量资源 化利用带来了难题。就目前研究来看,一个主要的趋势为：高铁赤泥用于回收铁、铝等金属,低铁赤泥用于建材。目 前,赤泥作为掺加料在低附加值的建筑材料领域中的应用相对成熟,已有工业化成果,但仍然存在含碱高、放射性等许 多问题;从赤泥中回收高附加值的有价金属的研究大多仍处于实验室研究阶段。分析了赤泥不同资源化回收利用技 术的优缺点,探讨了应用中存在的一些问题与不足,并提出了建议与展望。未来对赤泥综合利用研究工作,应该以赤 泥的减量化、高值化、无害化、全组分利用为目标,主要围绕大量消耗赤泥为主、以开发赤泥的高附加值产品为辅多途 径综合开发,提高其综合利用率。     

赤泥中提取有价金属元素的研究进展

作为氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,赤泥在我国具有年产量高,堆存量大,利用率低的现状,对资源环境威胁巨大。提取赤泥中大量含有的有价金属元素,对实现赤泥的资源化利用具有重大意义。本文简要叙述了赤泥的性质及组成。概述了赤泥中Fe的直接磁选法、还原-磁选法和湿法分离提取工艺;赤泥中Al的还原烧结法、钙化-碳酸化法、酸浸法和亚熔盐法提取工艺;赤泥中Ti的火法和湿法提取工艺;以及赤泥中Sc的火法-湿法联合法和湿法提取工艺,分析了各工艺的特点及存在的问题。认为目前实现工业化回收赤泥中有价金属的挑战在于赤泥组成成分复杂,导致有价金属回收的技术难度和处理成本较高;以及缺乏对多种元素系统性回收的工艺研究。提出开发更高效回收有价金属的技术,加强系统性提取赤泥中多种有价金属的相关研究,是未来实现赤泥资源化利用的关键。      

赤泥制备免烧砖的研究现状及技术要点探讨

对赤泥制备免烧砖的研究现状进行了系统的总结和评述,提出赤泥免烧砖存在以下问题:水泥用量在10～20%,成本较高;赤泥免烧砖存在不同程度的泛霜问题;赤泥免烧砖的放射性较高,限制了其应用范围。为从本质上解决赤泥的应用困境,笔者探讨了上述问题的解决途径,并给出以下建议:将赤泥进行脱碱除盐处理;将脱碱赤泥进行热激发并与重晶石粉、矿渣等一起进行机械活化;混料过程中通过加入激发剂激发赤泥本身的潜在活性等。     

粉煤灰资源化技术开发与利用研究进展

针对我国粉煤灰堆积造成的日益突出的土地和环境污染问题,论文综述了我国粉煤灰资源开发与应用现状;简要介绍了粉煤灰在大掺杂量方面的应用,如建材领域、农业领域、矿山领域和环保领域;详细介绍了粉煤灰在高附加值领域的应用现状,如粉煤灰的深度分离、氧化铝提取、稀有金属提取和高附加值产品合成等方面。最后,探讨了粉煤灰资源化利用存在的问题,并提出了未来粉煤灰资源化开发利用的发展趋势。      

赤泥综合利用现状及展望

赤泥是制铝工业提炼氧化铝时排放出的一种固体废渣,由于其大量堆存给生态环境带来了巨大的压力,同时,赤泥也是一种极具价值的资源。基于此背景,综述了赤泥综合利用的研究进展。指出利用赤泥制备建筑材料虽性能较好,但存在利用率较低、成本高,碱性与放射性较高的弊端;从赤泥中提取有价金属元素工艺复杂,成本较高,大多停留在实验室阶段;赤泥在环保中的应用可将赤泥变废为宝,解决部分环境问题,但流程复杂,且对于吸附了废气和重金属的赤泥仍无法利用;而采用赤泥作为共还原工艺中的添加剂与红土镍矿进行共还原是赤泥综合利用的新途径,可回收赤泥中的铁,经还原得到的镍铁产品可直接作为不锈钢的原料;此外,还可实现低品位红土镍矿和赤泥的全资源化利用,具有十分广阔的前景。     

磷石膏掺量对赤泥抗剪特性的影响

为扩大赤泥资源化、无害化利用途径,研究利用磷石膏改性赤泥应用于矿山充填和路基填筑等实际工程中的可能性。开展了赤泥、磷石膏以及磷石膏掺量分别为15%、30%、45%和60%的赤泥—磷石膏混合材料的直接剪切试验。试验发现:随着磷石膏掺量的增加,赤泥—磷石膏混合材料的剪应力—剪切位移关系曲线由软化逐渐趋于硬化,掺量为60%时变为应变硬化型;磷石膏能在一定程度上增强赤泥的抗剪强度,磷石膏掺量从15%增加到60%,试样的凝聚力逐渐减小,内摩擦角先增大后减小,掺量为15%时试样的凝聚力最大,掺量为30%时试样的内摩擦角最大。磷石膏掺入赤泥后,材料的力学性能得到了一定程度的改善,需开展更深入的研究,以将赤泥和磷石膏协同利用于实际工程中。     

拜耳法赤泥脱碱新工艺及其土壤化研究

赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种强碱性工业固体废弃物。传统的筑坝堆存会对环境造成严重的危害。本文以山东某拜耳法氧化铝厂提供的赤泥作为研究对象,开发出赤泥快速高效低成本脱碱新工艺,即利用硫酸+含钙复盐CAM对赤泥进行脱碱,并就脱碱赤泥进行了土壤化研究。结果表明,赤泥中钠含量从11.709%降至0.302%,其脱碱率高达97.42%,脱碱后的赤泥可直接应用于土壤修复、建筑材料、尾矿充填等工业用途。SEM分析和盆栽试验结果表明,赤泥粒度从1.25 μm增加到17.5 μm,脱碱后团粒体结构变大,土壤性能优良,能够满足耐性植物的生长要求。复垦后的赤泥团粒体结构进一步变大,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥堆场原位生态修复提供技术支撑。      

煤矸石混凝土性能与资源化应用研究评述

煤矸石是一种煤炭共伴生矿物生产的副产品,属于大宗固废弃物,煤矸石混凝土是其资源化应用的重要实践。碳中和碳达峰要求各行业为绿色生态的可持续发展做出相应规划,在建筑材料资源化利用方面,将煤矸石用作集料研制高性能混凝土开始了建筑与土木工程行业的新兴材料革新,同时将其作为不可或缺的低碳化资源处理的中坚力量能够为碳中和进程加速。国内外学者对煤矸石混凝土的力学性能与工程应用等方面进行了很多理论和实验研究,在改善煤矸石混凝土性能、工程实际应用及生产技术革新等方面取得重大进展,构建了较为完整的研究体系。基于不同地区煤矸石化学矿物特性和物理性质的差异性,阐述了煤矸石作为不同集料制备的煤矸石混凝土的力学性能与耐久性能,分析了煤矸石在土木工程领域应用的可行性和目前研究局限性,展望了煤矸石作为集料制备新型混凝土在道路工程和建筑结构中的资源化应用前景,为煤矸石大宗化再生利用和煤矸石混凝土进一步研究提供新的视角和参考。     

以废治废——铝厂固废赤泥治理工业废气二氧化硫的应用研究_*

氧化铝生产过程中会产生大量赤泥废渣,为了利用赤泥渣特殊的理化特性,达到以废治废和资源化循环利用的目的,本文采用山东铝业混合赤泥做原料,对其进行物相分析及单因素脱硫实验。通过分析温度、液固比、赤泥粒度、烟气浓度和pH对脱硫效率的影响,实现了操作条件最优化。结果表明：赤泥用于烟气脱硫时,脱硫效率可长时间维持在95%之上；温度为20℃、液固比12:1、赤泥粒度为80目,pH大于4.5,一定范围内反应速率随浓度增大而增大。     

赤泥的危害及其综合利用研究现状

赤泥是在提取氧化铝过程中产生的强碱性废渣。在分析了赤泥的大量堆存不仅占用土地,污染土壤、水、空气,腐蚀钢构,及造成有用成分浪费等危害的基础上,对赤泥的综合利用研究与实践情况进行了重点介绍,从现阶段看,赤泥的综合利用方向主要有生产新型建材与陶瓷,制造净化水和空气的吸附材料,制备新型功能材料及回收其中的有价金属,并对赤泥的综合利用前景进行了展望。     

赤泥资源化利用现状

赤泥是氧化铝工业产生的固体废弃物，年排放量巨大，不仅造成资源浪费，而且存在极大的环境风险。本文对赤泥的产出、基本性质及其堆存危害进行了介绍，并对目前赤泥主要的利用方向进行总结分析。目前，赤泥的综合利用主要集中在提取有价金属、制备建筑材料和制备环保材料等领域。其中提取有价金属主要集中在铁、铝的回收利用，且有多种工艺路线可选择，而制备建筑材料是赤泥利用量最大的处置方式，可从骨料、胶凝料等多方面降低对自然矿产的消耗，促进建材行业的碳减排。赤泥同样可用作制备环保材料，起到“以废制废”的效果，但必须重视可能发生的重金属浸出，预防有害物质的二次危害。     

赤泥的脱碱及钠硅肥化研究

拜耳法赤泥附碱带来的碱污染环境问题已经成为当前最大的环境治理难题。本文从三种赤泥脱碱工艺以及赤泥附碱钠硅肥化应用路线进行研究,充分利用赤泥附碱加入气相法白炭黑进行快速反应形成钠硅肥,并以赤泥为载体得到具有土壤改良和增效的硅肥产品,为实现拜耳法赤泥的无害化土壤复垦提供技术支撑。     

赤泥中铁的回收利用研究进展

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的强碱性固体废渣,目前的堆存处理不但存在环境隐患,且未能对其中富含的金属资源进行利用。本文在概述赤泥的主要性质及处置现状基础上,针对其中含量最高的铁资源的回收技术进行详细介绍,从物理分选法、火法冶金和湿法冶金三方面对国内外最新的赤泥提铁技术进行综述,并对不同提铁方法的工艺路线和技术参数等进行说明及比较,评述了各种方法的优缺点及适用范围,并对各种方法的发展方向进行了展望。      

氧化铝厂废渣赤泥的综合利用

赤泥是氧化铝生产过程中的主要废渣,随着铝工业的发展,赤泥的排放日益增加,给社会和环境带来了极大的负担。本文系统介绍了赤泥的成分及其基本性质,从提取有价金属、建筑工业、陶瓷工业等方面国内外赤泥的综合利用研究现状,展望了赤泥的综合利用技术的发展前景。     

赤泥中有价金属元素综合回收研究现状及进展

赤泥作为一种产量巨大的二次资源,富含铁、钛、钪等多种有价金属元素。在资源日益匮乏的今天,赤泥中有价金属元素的综合回与收利用尤显重要。概述了赤泥现行处理方式,详细介绍了国内外对赤泥中主要有价金属元素综合回收现状,并指出了制约赤泥中有价金属元素综合回收技术取得突破性进展的原因所在,同时对赤泥中有价金属的回收利用提出了自己的展望。     

赤泥综合利用回收钛金属技术进展

赤泥是铝土矿提取氧化铝工业生产流程中排放出的固体废弃物。随着铝产业的快速发展,大量赤泥排放堆积,对自然生态环境造成了严重的污染。铝工业生产工艺的差异会产出不同类型的赤泥,但均含有钛、钪、铁、铝等多种有价金属,是一种可利用的二次矿产资源。近年来,钛的市场需求量逐渐增大,回收赤泥中的二氧化钛是其来源之一。对此,详细总结了近年来国内外赤泥中二氧化钛的提取方法及最新的研究进展,准确分析了酸浸、焙烧-酸浸及联合法回收钛的工艺特点及原理,为我国赤泥高效综合利用探寻一种绿色、经济、合理的新工艺。