中铝赤泥堆场灰水与基底O_2灰岩的水岩作用研究
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。
灰岩溶蚀作用与溶洞形成机制探究
灰岩溶蚀作用与溶洞形成机制探究引言：灰岩溶蚀作用是地表下水溶解和流动作用于灰岩地质体，形成各种洞穴、溶洞和岩溶地下水系统的过程。
它是一种重要的岩溶地质现象，对于地下水资源、地下水动力学、地下水污染等方面具有重要意义。
本文将从地下水系统、溶蚀作用及其机制两方面进行探究。
一、地下水系统与溶洞形成地下水系统指的是地下水在地下岩石与沉积物中的储存和流动系统。
在灰岩地区，地下水系统的形成与发展与溶蚀作用密切相关。
灰岩地层呈片状发育，由于灰岩本身含有较高的可溶性矿物质，水经过地层中的裂缝或孔隙侵入，与灰岩发生化学反应，形成溶蚀作用。
二、溶蚀作用与灰岩溶洞形成机制灰岩溶蚀作用是溶蚀作用的一种形式，是地下水通过溶解和流动对灰岩地质体的溶解和侵蚀过程。
它通过对碳酸钙和镁酸盐等可溶性矿物质的溶解和去除，导致岩石发生溶洞的形成。
1. 溶解作用地表下的地下水含有溶解性物质，如二氧化碳和含酸物质。
当地下水渗透到灰岩裂隙、孔隙中，与岩石中的可溶性矿物质发生化学反应，产生溶解作用。
灰岩中主要的溶解矿物质是碳酸钙，地下水中的二氧化碳会与灰岩中的碳酸钙反应生成二氧化碳溶液，导致灰岩溶解。
2. 流动作用地下水的流动对于灰岩溶洞的形成起到重要作用。
因为地下水具有较高的流动性和渗透性，流动的地下水能够将溶解的岩石颗粒带走，形成流水溶洞和管道状洞穴。
地下水流动的力量比较大时，会进一步加速溶蚀作用的发生。
3. 天然特征作用除了溶解作用和流动作用，灰岩溶洞的形成还受到天然特征作用的影响。
灰岩地层中存在的裂缝、节理、岩层倾角等特征，会影响地下水的流动方向和地下水系统的形成。
同时，地下水还会通过地下河道、污水管道等特征进入岩洞，加速洞穴的形成。
结论：灰岩溶蚀作用与溶洞的形成机制是一个复杂的过程，涉及到地下水系统的发育与演化、溶解作用、流动作用和天然特征等因素的综合作用。
通过对这些因素的研究，可以更好地理解灰岩溶洞的形成机制，进而对地下水资源的开发利用和环境保护提供科学依据。
灰岩水文地质特征研究
灰岩水文地质特征研究1采区水文地质勘探1.1水文地质勘探矿井原有灰岩水文观测孔4个，其中C3-Ⅰ灰岩水文观测孔3个，O2灰水文观测孔1个，位于西风井工广内。
因为东一采区开采A组煤的11223工作面距离西风井较远，西风井工广内的C3-Ⅰ灰岩水文观测孔数据不能准确反映东一采区的灰岩水位动态变化情况。
所以，新增了3个C3-Ⅰ灰岩和1个O2灰水文观测孔。
井下疏放水钻孔工程在东一采区施工立钻疏放水钻孔，共施工7组13个疏放水钻孔。
1.2疏放水效果通过井下疏放水，A组煤下灰岩含水层水位下降明显，如表2所示。
2006年10月—2008年6月在井下施工的立钻灰岩放水孔最大水压为3.8MPa，对应水位标高为-140m。
2010年5月施工结束的Ⅴ东C3-Ⅰ孔当前测得水位标高为-264m，东一采区15-2#放水孔水压为2.7MPa，巷道标高-561.6m，对应水位标高为-291.6m。
Ⅴ东C3-Ⅰ孔水位仍在下降，说明井下的疏水降压工作取得了一定的成果。
2C3-Ⅰ灰岩水文地质特征2.1岩性与岩溶发育特征根据钻孔揭露资料分析［2-3］，太原组C3-Ⅰ灰岩共有4层，分别为C31、C32、C33（上）及C33（下）层。
对施工灰岩资料分析后，C3-Ⅰ灰岩各段岩性岩溶发育特征如表3所示。
2.2岩溶水赋存特征从井下灰岩疏放水钻孔在施工过程中各层灰岩的出水情况看，C3-Ⅰ灰岩中，C31灰岩层、C32灰岩层岩溶不发育或微发育，岩层不含水，或微含水，C33（上）灰岩层岩溶裂隙发育，但多为方解石及泥质充填，富水性较弱；C33（下）灰岩层岩溶较发育，富水性中等。
井下灰岩疏放水成果表明了东一采区C3-Ⅰ灰岩的岩溶整体发育水准为弱～中等，个别地点的岩溶发育较差。
因为各灰岩层岩溶发育水准的不均衡，导致灰岩岩溶水的分布也不均匀［5］。
根据井下疏放水钻孔的水量、水压资料分析，灰岩岩溶水的疏降存有水量小、水压大的问题，疏水降压比较困难。
2.3A组煤下各段灰岩的水力联系东一采区施工的井下灰岩疏放水钻孔疏放C3-Ⅰ灰岩岩溶水总水量为78200m3，矿井西进风井工广内的C3-Ⅰ、C3-Ⅱ、C3-Ⅲ及水二1（奥陶系灰岩水位观测孔）地面水位观测孔水位都有不同水准下降。
扎塘赤泥堆场岩溶渗漏及防渗处理
297
776
7651
329
1154 14209
资料来源 :贵阳铝镁院
从表 3 可知赤泥附液中以 p H 值 、总碱度较高为特征 ,如处置不当将危害周围环境 。试验表明 ,赤泥对
土壤的盐碱化作用是长期性的 ,土壤 p H 值太高 ,使作物无法正常生长或被碱烧死 ,使土壤板结 ,甚至荒废 。
赤泥附液进入水体后 ,将使水体 p H 值增高 ,碱度上升 ,破坏自然水体的酸碱平衡 ,污染严重时将使自然水体
收稿日期 :2002 - 05 - 28 作者简介 :蔡良钧 ,男 , (1968 - ) ,1990 年毕业于桂林冶金地质学院地质系 ,1995 年任工程师 ,现在中国铝业贵州分公司安全环保处坝 场科工作.
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表 1 扎塘赤泥库渗漏途径
渗漏途径 渗漏类型 方向 距扎塘 渗漏点 高程 水力坡度流量 (l/ s)
A
沿 F1 断 层岩溶大 裂隙及旁
NW
7 10. 7
S313 S010
1199 1175
7. 0 5. 8
侧岩溶裂
B隙
NW
0. 59 S407 1225 1. 57
矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究共3篇
矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究共3篇矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究1水泥基材料是建筑工程中常用的材料之一，矿渣和粉煤灰水泥基材料是近年来发展的一种新型水泥基材料。
矿渣和粉煤灰是工业副产品，将其掺入水泥基材料中，不仅能够降低生产的成本，还能够有效地利用工业副产品，减少对环境的污染，从而得到广泛的应用。
本文将探讨矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理。
1. 矿渣水化机理水泥基材料的水化反应主要是硅酸盐水化反应。
矿渣中含有大量的二氧化硅和铝氧化物等成分，这些成分可以参与硅酸盐水化反应。
矿渣水化是一个较为复杂的过程，主要包括以下几个阶段：(1) CaO和MgO水化阶段：矿渣中含有大量的CaO和MgO等物质，当石灰石与热力煤渣反应时，产生的高温可以将石灰中的CaO和MgO分解出来，在水中溶解形成Ca(OH)2和Mg(OH)2等化合物。
这些化合物具有较强的碱性，可以中和其它酸性物质，从而起到保护作用。
(2) 活性硅酸盐水化阶段：当矿渣中的SiO2在水中溶解时，可以与Ca(OH)2等碱性物质反应形成C-S-H凝胶，C-S-H凝胶是水泥基材料的主要水化产物之一，可以起到胶凝和增强作用。
(3) 铝酸盐水化阶段：矿渣中含有大量的铝酸盐，当铝酸盐在水中溶解时，可以与Ca(OH)2等碱性物质反应，形成膨胀胶体，并将矿渣中的Ca(OH)2消耗殆尽，从而减缓水化反应速率，增加水化产物的稳定性。
2. 粉煤灰水化机理粉煤灰水泥基材料的水化机理与矿渣水泥基材料有些不同。
粉煤灰中含有大量的SiO2和Al2O3等物质，这些物质可以参与水化反应，并与水中的Ca(OH)2等碱性物质反应形成C-S-H凝胶和C-A-H凝胶等水化产物，从而起到增强作用。
粉煤灰水泥基材料的水化反应主要包括以下几个阶段：(1) CaO和MgO水化阶段：粉煤灰中含有大量的CaO和MgO等物质，这些物质可以与水中的Ca(OH)2等碱性物质反应，形成Ca(OH)2和Mg(OH)2等化合物，从而起到碱性作用。
新场地段不同地貌单元沉积物的水岩作用模拟试验研究
第39卷第1期2022年3月WorldNuclearGeoscience世界核地质科学Vol.39No.1Mar.2022
新场地段不同地貌单元沉积物的水岩作用模拟试验研究
李亚楠1，2，苏锐1，2，周志超1，2，李杰彪1，2，张明1，2（1.核工业北京地质研究院，北京100029；2.国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京100029）［摘要］为研究大气降水补给地下水期间，在包气带中发生的水岩作用及地下水水化学组分的形成过程，在新场地段典型地貌单元处，采集岩土样品4组，分别取自沟谷上游、沟谷下游、平滩及斜坡，与去离子水按1：2的固液比进行28d浸泡试验，并测试了浸泡水溶液中不同离子组分含量随时间的变化规律。结果表明：随着浸泡时间增加，水溶液中不同离子浓度存在不同程度增大的趋势，由此推测大气降水在补给地下水期间，在包气带将发生溶解淋滤作用，使包气带岩土中的一些物质进入水中，改变了降水的水化学性质，对地下水化学的形成起到了重要作用。［关键词］浸泡试验；淋滤作用；水化学组分；物质来源［文章编号］1672-0636（2022）01-0097-09［中图分类号］TL942［文献标志码］A
SimulationTestStudyonWater-rockInteractiononDifferentSedimentsinXinchangSite
LIYanan1，2，SURui1，2，ZHOUZhichao1，2，LIJiebiao1，2，ZHANGMing1，2
（1.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Beijing100029，China；2.CAEAInnovationCenterforGeologicalDisposalofHigh-LevelRadioactiveWaste，Beijing100029，China）
Abstract：Inordertostudywater-rockinteractionintheaerationzoneandtheformationofgroundwaterduringprecipitationrecharge,foursoilsampleswerecollectedfromXinchang,northwestChina.Theywereimmersedindeionizedwateratasolid-liquidratioof1:2for28days.Thevariationofdifferentioncomponentsinthesolutionwasanalyzed.Theresultsshowthatastheleachingtimeincreases,thedifferentioncontentsofthesoilsolutionincreases.Itisindicatedthatduringtherechargeofgroundwaterbyprecipitation,theleachingofprecipitationthroughtheaerationzonewillcausesomematerialsintheaerationzonetobetransferredtothewater.Thechemicalcharacteristicsofthewaterwillchangeandleachingplaysanimportantroleintheformationofgroundwater.Keywords:soakingtests；leaching；hydro-chemicalcomposition；materialsource
拜耳法赤泥的处理和利用
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。
兴县氧化铝一期项目赤泥、灰渣堆场工程总结
中国铝业兴县氧化铝项目赤泥堆场、灰渣堆场等工程工作总结报告一、工程概况：中国铝业兴县氧化铝项目赤泥、灰渣堆场等工程位于山西省吕梁市兴县瓦塘镇，合同内容包括：赤泥堆场、灰渣堆场、厂外综合管网、厂外道路四个子项工程，由沈阳铝镁设计院设计。
是山西华兴铝业有限公司100万t/a氧化铝项目的子项工程，各子项工程建设内容如下：1、赤泥堆场赤泥堆场建设内容包括堆场内障碍物清除、库周削坡整治、库区防渗、排水层、库底填土填石碾压、初期坝、土方外运、回水泵房、调节水池、赤泥压滤室外场平、赤泥压滤车间（建筑、结构、工艺、用电、自控、给排水、电信、暖通等专业）、赤泥输送管线、循环水泵房、皮带廊和卸料平台、管理站、空压机房及配电室、变电站、防洪系统、回水设施、赤泥压滤室外硬化、排水、绿化及边坡治理工程、锅炉房、厕所、压滤车间监控系统、环保监测井、下坝道路、卸料平台位置削坡治理及地面硬化、库内界桩等。
2、灰渣堆场灰渣堆场建设内容包括堆场内的障碍物清除、库周削坡整治、库区防渗膜铺设、排水层、库底填土填石碾压、筑初期坝、集水坑、管理站、土方外运、防洪系统、环保监测。
3、厂外综合管网厂外综合管网建设内容包括管网总图、结构、给排水、用电、自控、电信、氧化铝、电线杆支墩、管网支架护墩、供水管、跨管网的便民桥等施工内容。
4、厂外道路厂外道路建设内容包括赤泥检修路及灰渣运输路的路基、基层、面层以及路边围护设施。
二、管理体系为了更好地完成工程建设任务，我单位精心挑选吃苦耐劳，有责任心，业务能力过硬的管理人员和相关技术人员组成了项目部，具体组织机构如下：1、管理机构项目部实行项目经理领导下的分工负责制，层层负责，做到权、责、利结合，真正做到了高效益、高质量完成本工程的建设任务。
2、管理人员及设备投入情况劳动力投入表投入的机械设备表投入的试验和检测仪器设备表三、施工管理情况整个施工过程安全事故为零，施工质量各分部评定为合格或优良。
2012年为了加快施工进度，项目部作业人员实施冬季施工，春节不休假连续施工，得到业主赞誉，并组织厂区各施工单位到现场参观。
《赤泥—粉煤灰协同水泥—生石灰固化铜离子污染高岭土的试验研究》
《赤泥—粉煤灰协同水泥—生石灰固化铜离子污染高岭土的试验研究》一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，尤其是铜离子污染。
高岭土作为常见的土壤类型，常常受到铜离子等重金属的污染。
如何有效地处理和修复重金属污染的高岭土成为了一个亟待解决的问题。
本研究通过赤泥、粉煤灰、水泥和生石灰等材料，协同固化铜离子污染的高岭土，旨在探索一种高效、环保的土壤修复方法。
二、材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括：赤泥、粉煤灰、水泥、生石灰以及受铜离子污染的高岭土。
所有材料均经过检测，符合实验要求。
2. 实验方法（1）将赤泥、粉煤灰、水泥和生石灰按照一定比例混合，制备成修复材料。
（2）将受铜离子污染的高岭土与修复材料按照一定比例混合，进行固化实验。
（3）对固化后的样品进行物理、化学性质的分析，包括重金属离子含量、pH值、稳定性等。
三、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们发现赤泥—粉煤灰协同水泥—生石灰对铜离子污染的高岭土具有较好的固化效果。
在一定的配比下，可以显著降低土壤中的铜离子含量，提高土壤的pH值，增强土壤的稳定性。
2. 结果分析（1）赤泥和粉煤灰作为工业废弃物，具有成本低、来源广泛等优点，与水泥和生石灰协同作用，可以有效地固化铜离子，降低土壤中的重金属含量。
（2）生石灰可以提高土壤的pH值，有助于重金属离子的沉淀和固定，进一步增强土壤的稳定性。
（3）水泥的加入可以增强固化体的强度和耐久性，提高修复效果。
四、讨论与展望1. 讨论本研究通过赤泥—粉煤灰协同水泥—生石灰对铜离子污染的高岭土进行修复，取得了一定的成果。
然而，仍需进一步探讨的问题包括：最佳配比、固化机理、长期稳定性等。
此外，对于其他类型的重金属污染土壤，该方法是否同样有效也需要进一步研究。
2. 展望（1）进一步优化配比：通过实验研究，找到更加合适的材料配比，以提高修复效果。
（2）深入研究固化机理：通过分析固化过程中的化学反应和物理变化，揭示固化机理，为实际应用提供理论依据。
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层描述
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层描述
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层是指位于奥陶纪地层中的灰岩岩溶裂隙中储存着地下水的地层。
灰岩是一种易溶解的岩石，常常形成裂隙和洞穴，使得地下水能够在其中储存和流动。
以下从多个角度对这种含水层进行描述：
地质特征：
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层的地质特征主要是由奥陶纪时期的灰岩构成。
灰岩岩溶裂隙通常由于长时间的溶蚀作用而形成，裂隙和洞穴的发育程度较高，使得地下水能够在其中形成较大的储存空间。
水文地质特征：
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层的水文地质特征主要表现在地下水的储存和运移特点上。
裂隙和洞穴为地下水提供了储存空间，使得含水层的储水量相对较大。
此外，裂隙和洞穴的连通性也影响着地下水的运移路径和速度。
水化学特征：
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层的水化学特征受到岩溶作用的影响较大。
地下水在与灰岩接触的过程中，会溶解岩石中的矿物质，从而使地下水的水质呈现出特定的化学成分。
常见的特征包括水质中溶解固体物质的含量较高，以及钙、镁等阳离子含量较丰富。
地下水开发利用：
奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层由于储水量大、水质优良等特点，常常成为重要的地下水资源。
在地下水开发利用方面，需要充分了解裂隙含水层的地质特征和水文地质特征，合理规划开采方案，避免过度开采对地下水资源造成的影响。
综上所述，奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层是一种重要的地下水储存层，具有较大的储水量和优良的水质特点，但也需要在开发利用过程中充分考虑其地质特征、水文地质特征和水化学特征。