赤泥土壤化处置技术研究进展
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是一种常见的废弃物产生于铝工业生产过程中,也被称为铝矾土渣。
赤泥富含铁、铝、硅等元素,具有一定的资源利用价值,但由于其化学成分复杂,渣质颗粒度大且不均匀,导致其综合利用难度较高。
近年来,对赤泥的综合利用研究逐渐增多,涉及到了多个领域,如材料利用、环境治理等。
本文将对赤泥综合利用研究的进展进行介绍和分析。
赤泥在材料利用方面的研究主要集中在制备纳米材料、水泥、建筑材料等方面。
研究表明,赤泥可以通过高能球磨、溶胶-凝胶法等方法制备纳米颗粒,具有较高的比表面积和催化活性,可应用于催化剂、电极材料等领域。
赤泥可以与其他废弃物(如钢渣、矿石尾矿等)进行共处理,制备出水泥基材料,具有优良的力学性能和耐久性能。
赤泥还可以与废弃玻璃、工业废弃物等进行复合,制备出节能建筑材料,有望实现赤泥资源的循环利用。
赤泥在环境治理方面的研究主要集中在重金属污染修复、废水处理等方面。
研究表明,赤泥具有较高的吸附能力和离子交换性能,可应用于重金属离子的吸附和去除。
赤泥还可以通过碳化、焙烧等方法,转化为炭材料,具有吸附、储能和导电性能,可应用于废水处理、环境修复等方面。
赤泥的综合利用还面临着一些问题和挑战。
赤泥的化学成分复杂,粒度大小不均匀,导致其性质的不稳定性,研究人员需要通过选择适当的处理方法和控制工艺参数来提高赤泥的综合利用效果。
赤泥的大规模生产和应用还存在一定的技术和经济上的难题,需要进一步深入研究和开发。
赤泥的长期储存和处置也是一个重要的问题,需要制定相应的管理和治理措施。
赤泥的综合利用研究取得了一定的进展,涉及到了材料利用、环境治理等方面。
赤泥的综合利用有望实现其资源化和循环利用,对促进可持续发展具有重要意义。
赤泥的综合利用还面临一些问题和挑战,需要研究人员进一步深入研究和开发,以促进其实际应用和推广。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥,又称铝赤泥,是指在铝冶炼过程中的废渣产物。
随着铝工业的发展,赤泥的产量也越来越多,如何有效利用赤泥成为值得关注的问题。
近年来,赤泥综合利用的研究逐渐受到重视,不断取得了新的进展。
本文将就赤泥综合利用的研究进展进行详细介绍。
一、赤泥的组成与特性赤泥主要由氧化铝、硅酸盐、氧化铁等成分组成,具有酸性和高黏度的特点。
赤泥中含有大量的氧化铝和氧化铁,因此具有一定的资源价值。
赤泥还含有一定量的重金属和放射性元素,对环境造成一定的影响,需要进行有效的处理和利用。
二、赤泥的综合利用方式目前赤泥的综合利用方式主要有水泥生产利用、土壤修复利用、研究中的其他利用途径等几种方式。
1. 水泥生产利用将赤泥作为原料,通过适当的矿物掺合料和燃料,可以制备出具有一定强度和耐久性的水泥制品。
这种方式不仅可以有效利用赤泥资源,而且可以减少对传统矿产资源的开采,从而降低环境负荷。
目前,我国已有一些水泥企业采用赤泥进行水泥生产,初步取得了较好的效果。
2. 土壤修复利用赤泥中含有一定量的氧化铝和氧化铁等物质,具有较强的吸附能力。
可以将赤泥用于土壤的重金属修复和污染治理。
研究表明,适量添加赤泥可以有效减少土壤中重金属的含量,改善土壤质量,有利于植物的生长和发育。
3. 研究中的其他利用途径除了上述两种常见的利用方式外,还有一些研究中的其他利用途径,如赤泥制备陶瓷材料、制备无机胶凝材料、用于环保建材等。
这些利用途径在实际应用中还需要进一步的研究和验证,但显示了赤泥综合利用的巨大潜力。
近年来,研究人员通过对赤泥水泥生产技术的改进和优化,取得了一些进展。
他们从赤泥的物理、化学性质出发,研究出了一系列的配方和工艺方案,有效提高了赤泥水泥的品质和利用率。
他们还对赤泥水泥的环境影响进行了深入的研究,为赤泥水泥的推广应用提供了科学依据。
针对赤泥对重金属的吸附能力,研究人员对赤泥在土壤修复中的应用进行了深入研究。
他们通过模拟实验和田间试验,验证了赤泥对土壤重金属的有效吸附和固定作用,为赤泥在土壤修复领域的应用提供了科学的依据。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是指铝工业中澄清、沉淀和净化铝液所产生的含有氧化铝颗粒的固体废物。
由于其含有大量的氧化铝和矿物质元素,具有极高的资源价值和环境治理意义。
目前,赤泥综合利用已成为铝工业发展的重要方向之一。
本文将对赤泥综合利用的研究进展进行概述。
一、赤泥的化学成分赤泥主要成分是氧化铝(Al2O3),其次是铁氧化物(Fe2O3)和硅酸盐(SiO2)。
另外,赤泥中还含有钠、钾、钙、镁、钡、铬等元素和酸性物质,如硫酸、氯化物和氟化物等。
1. 红土制备红土是以赤泥为主要原料经过焙烧、湿法粉碎和筛选等工艺制成。
红土用作水泥熟料的替代原料,可以降低水泥制备的能源消耗,减少CO2排放。
红土水泥的强度和耐久性均具备一定的优势。
2. 气凝胶材料气凝胶是一种多孔、超轻的固体材料,具有优异的保温、隔热性能和吸收有害气体能力。
利用赤泥制备气凝胶材料,不仅可以降低赤泥的有害影响,还可制备高附加值产品。
3. 铝酸盐制备由于赤泥中含有大量的氧化铝和硅酸盐,可以利用湿法冶金技术制备铝酸盐系列产品,如氢氧化铝、碳酸铝、沉淀铝等。
这些铝酸盐产品广泛应用于电子、建筑、冶金等领域。
4. 磁铁氧体制备赤泥中含有丰富的氧化铁和氧化铝,是制备磁铁氧体的重要原料。
磁铁氧体广泛应用于电子、通信等领域。
5. 补充土壤营养剂赤泥中含有多种矿物质元素和营养物质,可作为土壤改良剂和营养剂。
经过简单的处理,赤泥可用于修复受盐碱化污染、酸性污染和重金属污染的土壤。
6. 其他赤泥还可以制备多孔复合材料、磁性材料、吸附剂、废水处理剂、建筑材料等多种高附加值产品。
三、赤泥综合利用的困难与展望赤泥综合利用面临的主要困难是赤泥的性质复杂、组成不稳定,不同产地、不同氧化程度的赤泥应用范围不同,且处理工艺较复杂。
另外,有些产业界对赤泥认识偏差,以至于难以促进赤泥的综合利用。
未来,赤泥综合利用的发展应采取多途径、多渠道的方式,将不同的综合利用途径相结合,提高赤泥的综合利用效益和社会效益。
赤泥固废土壤化修复研究进展

• 84•有色金属(冶炼部分)(http://ysyl. bgrimm. cn)2021年第3期doi: 10. 3969/j. issn. 1007-7545. 2021. 03. 014赤泥固废土壤化修复研究进展张雪,王重庆,曹亦俊(郑州大学化工学院,郑州450001)摘要:赤泥产量大、碱性强、综合利用难度大,赤泥处置问题严重限制了氧化铝行业的可持续发展。
为减少环境污染和提高资源利用率,赤泥的综合利用得到广泛研究,但是赤泥的无害化处置仍然是亟待解决的问题。
土壤化是实现赤泥大宗消纳的一种可行性方法,在综合赤泥土壤化研究现状的基础上,分析了赤泥土壤化处置过程中堆场演化、碱性调控、土壤化调控、植物修复等研究方向存在的问题,并对赤泥土壤化研究方向提出了建议,为赤泥生态修复和无害化处置提供理论和技术指导。
关键词:赤泥;碱性调控;土壤化;植物修复中图分类号:X53 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2021)03-0084-09Research Progress on Soilification of Red Mud Solid WasteZHANG Xue,WANG Chong-qing,CAO Yi-jun(School of Chemical Engineering, Zhengzhou U niversity, Zhengzhou 450001, China)Abstract :Due to massive production,high alkalinity and intractable utilization,the sustainable development of alumina industry is significantly limited by disposal of red mud.In order to reduce environmental pollution and improve resource utilization,numerous researches have been carried out on comprehensive utilization of red mud.However,cleaner utilization of red mud is still an urgent issue to be solved.Soilification is a feasible method for massive consumption of red mud.This review surveys current status,and discusses future research directions from the aspects of evolution of red mud dam,alkaline regulation,soil regulation and phytoremediation.Theoretical and technical guidance for cleaner disposal and phytoremediation of red mud are provided.Key words:red m ud;alkaline regulation;soilification;phytoremediation赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种碱性固体 废弃物。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是指铝矿石经过铝化工过程后产生的副产品。
由于赤泥含有大量的铝氧化物、硅酸盐等有价值的成分,并且具有化学活性较强的特性,因此对赤泥进行综合利用已成为当前铝工业发展的重要课题之一。
以下是赤泥综合利用研究的进展情况。
在赤泥资源化利用方面,目前主要有三种途径。
一种是将赤泥中的铝氧化物提取出来,并通过熔炼等工艺生产铝金属。
这种方式主要应用于电解法铝生产过程中的废渣处理。
另一种是将赤泥中的硅酸盐等有价值物质提取出来,并用于建筑材料、陶瓷等领域。
最后一种是通过赤泥的酸洗处理,将其中的铬、钛、锰等有害成分去除,进一步净化赤泥。
在赤泥的综合利用技术方面,目前主要有以下几个方向的研究。
一是改变赤泥的物理性质,提高其利用价值。
通过粉碎、研磨等技术降低赤泥的粒度,增加其表面积,提高其与其他材料的结合性能。
二是研究赤泥的热处理技术,通过控制温度、时间等条件,使赤泥中的有机物质分解,释放出可燃气体等能源。
三是开发赤泥的化学改性技术,通过改变赤泥中的化学成分和结构,使其具有更广泛的应用范围。
赤泥还具有较高的环境风险,因此赤泥的环境安全处理也成为研究的热点之一。
针对赤泥中含有的有毒有害成分,开展了赤泥的固化、稳定化处理等技术研究。
通过添加稳定剂等物质,将赤泥中的有害物质固化在固体基质中,减少其溶解和迁移的风险。
还研究了赤泥的无害化处置技术,例如将赤泥转化为土壤改良剂、水泥添加剂等,以减少其对环境的潜在风险。
赤泥综合利用的研究已取得了一定的进展,但仍然面临许多挑战和问题。
在综合利用途径方面,需要进一步提高赤泥的资源化利用率,并探索更多的应用领域。
在技术研究方面,需要加强赤泥的物理、化学、热处理等方面的基础研究,为赤泥的综合利用提供更多的技术支撑。
还需要深入研究赤泥的环境风险,并开展相应的环境安全处理技术研究,以确保赤泥综合利用的可持续发展。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是一种含铝的工业废料,其主要来源于铝精矿的浸出过程。
赤泥富含氧化铝、铝硅酸盐、铁、钙、镁等成分,同时还含有大量的氧化钠、氯化钠等盐类。
由于其强酸性和高碱性,同时还含有重金属等有害物质,使得赤泥在环境中的排放和处理成为了一个重要的问题。
赤泥综合利用研究成为了当前的热点之一。
赤泥在综合利用方面有多种途径。
一种常见的方法是利用赤泥进行水泥生产。
赤泥中的氧化铝、铝硅酸盐等成分可以代替部分水泥原料,减少对天然资源的开采,同时还可以提高水泥的强度和抗压性能。
研究表明,在适当的配比下,赤泥可以作为水泥熟料的替代品,能够有效地降低生产成本,提高水泥品质。
另一种常见的赤泥综合利用方法是利用赤泥进行红砖生产。
赤泥中的含铁成分可以与黏土等材料反应,形成具有良好强度和耐久性的红砖。
目前,已有部分企业使用赤泥进行红砖生产,有效地减少了赤泥的排放量,同时还缓解了黏土等天然资源的压力。
赤泥还可以用于土壤修复和固化处理。
由于赤泥富含氧化铝和铝硅酸盐等成分,可以吸附有害重金属离子,并将其转化为相对稳定的化合物,从而降低其对环境的危害。
赤泥还可以改良土壤的物理性质,提高土壤的保水性和肥力。
除了以上几种利用方式,赤泥还可以应用于沥青、陶瓷、填土等多个领域。
赤泥可以用于生产含有美观纹理和良好耐久性的赤泥瓷砖;赤泥还可以与沥青混合,制成结构稳定、耐久性较好的赤泥沥青混合料;赤泥还可以用于填土,填埋赤泥时可以降低填土的压缩性和液塑性指数,提高填土的强度和稳定性。
赤泥综合利用研究已取得了一定的进展。
赤泥可以应用于水泥、红砖、土壤修复、沥青等多个领域,通过综合利用赤泥可以减少对天然资源的开采,降低环境污染,同时还可以提高生产效率和经济效益。
赤泥综合利用研究还存在一些问题,如处理技术的成熟度、利用方式的多样化、产品质量的稳定性等,需要进一步深入研究和改进。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是指由铝土矿在提取铝的冶炼过程中所产生的废渣,通常含有铝、硅、铁、钙、钠等成分。
赤泥综合利用研究一直备受关注,因为赤泥是一种丰富的资源,对于环境保护和资源利用具有重要意义。
近年来,国内外学者和研究机构在赤泥综合利用方面取得了许多进展,本文将对赤泥综合利用的研究进展进行探讨和总结。
赤泥综合利用的研究包括了资源化利用、环境治理、建材应用等多个领域。
赤泥中含有丰富的铝资源,因此资源化利用一直是研究的重点之一。
研究人员通过酸浸法、碱浸法、高压酸浸法等多种方法,提高了赤泥中铝的回收率。
碱浸法处理赤泥是一种成本低、效果好的方法,已经在一些工业生产中得到应用。
赤泥中还含有一定的硅资源,研究人员通过高温煅烧、酸浸等方法,提高了赤泥中硅的提取率,实现了赤泥中铝硅资源的有效利用。
除了资源化利用外,赤泥中还含有一定量的重金属和放射性物质,对环境造成潜在的风险。
环境治理也是赤泥综合利用研究的重要内容。
研究人员通过化学固化、生物修复、热处理等方法,有效地降低了赤泥对环境的影响。
化学固化是目前应用最广泛的方法,通过添加固化剂将赤泥中的有害物质固化在固体基质中,降低了有害物质的溶解度和迁移性。
生物修复则是利用微生物、植物等生物资源,将赤泥中的有害物质转化为无害物质,起到了环境净化的作用。
热处理则是通过高温处理赤泥,将有机物质分解,降低了有害物质的含量和毒性。
赤泥还可以应用于建材领域。
由于赤泥中含有大量的氧化铁、氧化铝等无机成分,因此可以作为水泥、混凝土、砖瓦等建筑材料的原料。
研究人员通过改变赤泥的颗粒大小、烧结温度、添加其他原料等手段,提高了赤泥在建材中的利用价值。
目前,一些国家的建筑材料标准已经纳入了赤泥的利用标准,赤泥建材已经在一些工程项目中得到了应用。
赤泥综合利用研究在资源化利用、环境治理、建材应用等方面取得了许多进展,为我国赤泥资源的综合利用提供了重要的理论和技术支撑。
目前赤泥综合利用还面临一些问题和挑战,例如赤泥资源的分布不均匀、资源回收率不高、环境治理成本较高等问题。
赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是一种含铝铁矿物的工业废料,由铝土矿冶炼产生。
赤泥的产生量大、含铝量高、毒性强、难以处理,给环境造成极大的危害。
赤泥综合利用是一种常见的处理方式,它既能减少赤泥带来的环境污染,又能实现废弃物资源化,产生经济效益。
赤泥的化学成分复杂,在不同的地区和工厂中,其成分也存在显著的差异。
不过,赤泥主要由三类物质组成:氧化铝、氧化铁和硅酸盐。
因此,赤泥在综合利用时,主要是对这三类物质进行利用。
以下是关于赤泥综合利用的一些研究进展。
1. 氧化铝的利用氧化铝是赤泥中含量最高的一类元素,因此其利用价值也是最大的。
氧化铝可以通过氧化铝厂直接提取,制备成为各种高级氧化铝产品,如氧化铝陶瓷材料,氧化铝异型丝网,氧化铝颗粒等。
目前,许多国家已经建立了废弃物转化成资源的生产线,将氧化铝回收再利用,实现资源化利用。
氧化铁是赤泥中含量仅次于氧化铝的元素,主要存在于赤泥的铁铝水系中。
氧化铁具有良好的色泽和韧性,因此可以用来制作各种建筑材料、化学材料和化妆品等。
同时,由于氧化铁晶体的特殊性质,还可以制成各种光电材料和氧化铁纳米颗粒。
3. 硅酸盐的利用硅酸盐是赤泥中含量最大的一类物质,占赤泥重量的 30%~60%。
硅酸盐的利用主要是通过制备钙硅石或石膏、生产水泥等建材,还可以作为玻璃和陶瓷制造材料。
不过,硅酸盐含有一定的毒性,有时需要进行一定的处理才能进行利用。
4. 赤泥生物转化赤泥生物转化是一种新型的赤泥处理方法,目前在国内外都得到了广泛应用。
通过微生物等活性生物作用,对赤泥进行有机降解和无机分解,将赤泥中有害物质降解成无害物质。
赤泥生物转化的优势在于处理过程中无化学骨架的改变和化学添加剂的使用,并且处理后的产物具有活性、养分丰富和生态循环等特点。
综上所述,赤泥综合利用的技术已经取得了重要的进展,但仍存在一些问题需要解决。
其中包括赤泥产生的大量气体和水的处理、赤泥中有害元素和化学物质的降解和转化以及废弃物的无害化处理等。
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Mine Engineering矿山工程, 2015, 3, 13-18Published Online April 2015 in Hans. /journal/me/10.12677/me.2015.32003Research Advances on Soil Formation ofBauxite ResiduesShengguo Xue, Xue’e Wu, Ling Huang, Nan HuangSchool of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha HunanEmail: sgxue@, sgxue70@Received: Feb. 27th, 2015; accepted: Mar. 6th, 2015; published: Mar. 10th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractBauxite residue mud (red mud) is an alkaline, saline-sodic byproduct of the Bayer process, in which alumina is extracted from bauxite. Global residue inventory will reach an estimated 3.0 bil-lion tonnes in 2014. How to dispose the huge amount of bauxite residue is still a troublesome problem. Based on storage and utilization of bauxite residue, this paper discusses the problem of substrate amendment of bauxite residues, screening of tolerant plant species and microbe, and environment risk management in soil formation in bauxite residue. Further researches on soil formation of bauxite residues are proposed as well.KeywordsRed Mud, Alumina, Bauxite Residues Disposal Area, Soil Formation赤泥土壤化处置技术研究进展薛生国,吴雪娥,黄玲,黄楠中南大学冶金与环境学院,湖南长沙Email: sgxue@, sgxue70@收稿日期:2015年2月27日;录用日期:2015年3月6日;发布日期:2015年3月10日赤泥土壤化处置技术研究进展摘要赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的高碱性废弃物,综合利用难度大,全球赤泥堆存量超过30亿吨,赤泥处置已成为限制氧化铝工业发展的瓶颈问题。
论文在综合国内外氧化铝行业赤泥堆存现状和综合利用技术的基础上,分析了赤泥土壤化处置过程的基质改良、耐性植物筛选、环境风险防控等研究方向存在的问题,提出了赤来赤泥土壤化处置技术研究关注的主要研究方向,这将为解决氧化铝工业生产过程赤泥的减排问题,维护金属矿冶区的生态安全提供科学依据。
关键词赤泥,氧化铝,赤泥堆场,土壤化1. 引言铝是国民经济发展和国防建设必不可少的战略金属材料,也是产量和消费量最大的有色金属,广泛应用于航空航天、武器装备、交通运输、电力电子、建筑、包装等领域,与国民经济的关联度高达91%。
氧化铝作为生产金属铝的基础原料,每生产1吨铝大约消耗近2吨氧化铝。
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的高碱性废弃物,因其富含Fe2O3(20%~50%)呈红褐色,而称之为赤泥。
在氧化铝生产过程中,铝土矿中的Al2O3组分进入溶液,而SiO2、Fe2O3、TiO2等杂质矿物以及添加剂石灰则通过反应以复杂化合物形式进入渣中形成赤泥,每生产1吨氧化铝产生1.0~2.0吨赤泥。
根据氧化铝生产工艺的不同,赤泥主要分为烧结法赤泥和拜耳法赤泥两种。
烧结法赤泥CaO含量高、碱和铁含量低,综合利用程度高,主要涉及有价金属资源回收、建筑材料制备、微晶玻璃研制、塑料热稳定性改良、烟气脱硫研究、环境修复材料等方面。
由于赤泥利用率低,大量外排赤泥以堆存为主,2014年全球积存的待处理赤泥将达到30亿吨[1]。
国民经济的迅速发展直接拉动了对金属铝以及氧化铝的需求,我国是世界第一大氧化铝生产国和消费国,产量占世界总产量的39%,消费量占全球消费量的45%,目前我国已建成世界最大的氧化铝工业体系,年产生赤泥6000多万吨,赤泥堆存量已超过4.0亿吨。
2010年匈牙利Ajkai Timfoldgyar氧化铝厂赤泥堆场溃坝事件,100万立方米赤泥外泄,流入多瑙河,造成“匈牙利史无前例的生态灾难”。
我国赤泥堆场影响的土地面积已达数百平方公里,近年在贵州贵阳、广西靖西、山东聊城、山西交口、河南郑州等地相继发生了多起由于赤泥堆场引起的地下水和地表水污染事故,甚至诱发群体性事件,赤泥堆场的环境治理已成为我国当前所面临的紧迫任务之一。
然而,赤泥堆场物理结构不良、有机质和养分缺乏、碱性强、盐分含量高,一般植物难以生长。
因此,探索适宜的赤泥处置方式,开展赤泥土壤化技术研究,实现外排赤泥的规模化处置和赤泥堆场生态重建,对经济安全地消除赤泥堆场环境隐患、保障氧化铝工业可持续发展具有重要意义。
2. 赤泥减排技术氧化铝工业过程赤泥减排和综合利用属于世界性难题。
几十年来,世界铝协一直将铝土矿选矿除杂、赤泥的经济利用和惰性化处置列入“Alumina Technology Roadmap”优先研究主题,国内外竞相对此展开了大量的研究。
浓碱体系中矿物分离是氧化铝工业过程节能减排技术发展的重要方向。
在拜耳法氧化铝生产过程中,铝土矿中的硅、铁、钛、硫元素的存在会降低设备效率、增加能耗、影响产品质量以及增加赤泥排放。
在冶金过程中通过化学反应直接除杂反应复杂、成本高、经济性差,因此在氧化铝生产节赤泥土壤化处置技术研究进展能减排方面的研究一直试图通过矿物分离预处理以经济高效脱除原料中的杂质矿物,减少赤泥产生量[2]。
铁矿物是铝土矿中主要杂质矿物之一,一般来说,矿石中Fe2O3含量在4%~40%之间,在氧化铝生产过程中铁元素全部进入赤泥,因而铁矿物的存在不仅增加赤泥排放,而且增大物料流量和生产能耗。
为此,国内外对铝铁矿物的分离进行了大量的研究。
可归纳为:1) 物理分选法。
针对高铁铝土矿中赤铁矿、针铁矿具有弱磁性和比重大的特点,许多研究采用重选和磁选的方法进行处理,如:摇床分选、离心场分选、多重力系统分选、脱泥+ 高梯度磁选、分级+ 高梯度磁选、磁絮凝+ 高梯度磁选、表面磁化+ 高梯度磁选等。
2) 物理–化学分选法。
鉴于原矿中含铁矿物磁性过弱且嵌布粒度过细不易解离等问题,许多研究采用先焙烧再磁选的方法,并通过加入添加剂、高温半还原等方法强化焙烧过程,该方法在技术上可以实现铁矿物的磁性化和微细颗粒集聚,磁选分离效果好,但是存在能耗高,焙烧过程对铝的溶出有影响等缺点,因而没有工业应用;国内外对从赤泥中回收铁亦进行了大量研究,提出了火法处理(主要包括冶金法、直接熔炼法、还原焙烧–磁选法、还原烧结–磁选等)和直接选别两类方法,其中火法处理铁回收率高,但能耗高、经济性差;而直接选别则由于赤泥本身矿相复杂、铁元素高度弥散,只能回收少部分铁矿物,铁的回收率< 30%、铁品位TFe < 55%。
综上所述,上述方法无法兼顾节能和资源高效回收的问题,不能经济实现大幅度减少赤泥排放和资源高效综合利用。
溶出过程多目标调控是实现氧化铝工业大幅度节能减排的关键。
拜耳法溶出过程实质上是铝土矿中铝矿物与碱液反应生成铝酸根离子进入溶液,硅、钛、铁等杂质矿物转化为渣相进入赤泥,从而实现矿石中铝与其他杂质元素初步分离的过程,是拜耳法生产氧化铝过程的赤泥生成和主要耗能工序,因而也是氧化铝工业过程节能减排的关键所在[2]。
长期以来,国内外对溶出过程的节能减排主要围绕提高铝的溶出效率、降低矿耗和改进溶出过程添加剂等方面开展研究工作:1) 强化铝矿物拜耳法溶出。
强化铝矿物的溶出,提高氧化铝的溶出效率,可以降低矿耗和物料流量,从而减少赤泥产生量和能耗。
2) 铝酸钠溶液脱硫。
针对高硫铝土矿传统的浮选脱硫、焙烧脱硫等方法存在能耗高、过程复杂等问题,国内外对SO−法和脱除2S−法两大类。
3) 优化溶出过程添加剂。
溶液脱硫技术进行了大量研究,主要可分为脱除24在高温溶出一水硬铝石型铝土矿时,钛矿物对铝矿物的溶出存在严重的阻滞作用,工业上必须添加大量石灰(干矿量的8%~14%)消除钛矿物的阻滞作用,提高氧化铝溶出率,但是造成生产过程赤泥量增加30%~40%、能耗升高15%~20% (包括石灰石煅烧、洗水蒸发等)。
国外氧化铝工业主要以高品质、易处理的三水铝石为原料,在溶出过程节能减排的研究主要针对提高氧化铝的溶出率和热利用率以及降低碱耗等方面,而对处理一水硬铝石型铝土矿的研究甚少,难有借鉴。
我国在利用一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝的工艺和技术研究方面处于国际领先水平。
但传统溶出技术主要以提高铝溶出效率为目标,难以进一步实现我国氧化铝工业过程的大幅度节能减排。
3. 赤泥土壤化处置技术赤泥堆场是氧化铝工业生产过程中产生的废弃物堆存场所,属于一种典型的矿山废弃地,物理结构不良、碱性强、盐分含量高、金属毒性大、表层不稳定,一般植物难以生长。
因此,开展矿业废弃地环境治理和生态重建机理研究,并提出的可行的植被恢复模式,已成为一项紧迫而极其重要的研究课题。
矿业废弃地植被恢复技术在欧美等一些发达国家已有几十年的历史,在施工技术、土壤改造、政策法规、现场管理等领域取得了大量成果和成功的经验。
氧化铝工业生产过程形成的废弃物堆场在赤泥改良、植被护坡、耐性植物筛选方面也开展一些探索性研究。
赤泥堆场碱性强、盐分含量高,先锋植物难以入侵;堆场营养成份严重缺乏,颗粒物不能形成合理的团聚体结构,持水保肥能力差;赤泥铝含量高、碱性调控时增加铝的生物有效性,植物会产生毒性;堆场缺乏有效的地表缓冲层,温差变化大,严重危及植物生长。