中国粉体网讯 赤泥是在提取氧化铝过程中产生的强碱性废渣。赤泥碱性强、盐分高、具有放射性等特点制约了综合利用过程，尚未有经济有效的大规模处置及综合利用技术，致使全球利用率不足10%。挑战世界性难题，赤泥综合利用有望成为氧化铝下一个利润风口。
一、赤泥的产生与危害
赤泥是氧化铝生产过程中，铝土矿在强碱浸出时，由于矿石中的铁、钛等杂质与大部分的硅不溶解而形成的固体废渣，因多呈红色或褐色而得名。按照氧化铝生产方法的不同，赤泥可分为3类：拜耳法赤泥、烧结法赤泥和混联法赤泥。其中拜耳法是生产氧化铝的主要方法，其产量占全球氧化铝总产量的90%以上。
典型拜耳法氧化铝生产工艺过程中赤泥的形成
赤泥的堆放不仅占用土地和农田，污染土壤、水资源和大气，腐蚀建筑物和构筑物表面，甚至对环境造成放射性污染，而且还会造成其中有用组分的严重浪费。对此，如何解决氧化铝赤泥综合利用这一世界性难题，已引起世界各国的重视，而且有望扛起氧化铝下一个利润风口的大旗。
二、赤泥规模化利用迎来重大机遇
赤泥的产出量，不仅跟生产方法、技术水平有关，还会因矿石品位而异。按现有工艺和铝土矿组成，每生产1t氧化铝，将产生1.0～2.5t赤泥。我国是氧化铝生产大国，2019年中国氧化铝产量约为7247.4万吨，按每生产1吨氧化铝产生1.5吨赤泥计算，赤泥年排放量达到1亿吨左右。依据《2019-2020年中国大宗工业固体废物综合利用产业发展报告》等分析，2020年赤泥综合利用量为849万吨，综合利用率仅为8%，不到一成。这距离“十三五”时期提出的“到2020年赤泥综合利用率提高到10%”的政策目标还存在一定差距。
随着赤泥产出量的日益增加，以及人们对环境问题的不断重视，最大限度地综合利用赤泥，限制赤泥的危害，已迫在眉睫。这也是“十四五”时期，推进工业绿色发展需要解决的一项重要任务。新形势下，随着法律法规、政策、技术、环境等条件的变化，当前赤泥综合利用处于突破规模化利用的关键时期。
三、赤泥的综合利用
3.1制备工业建筑材料
由于赤泥中含有大量的SiO2、CaO以及铝硅酸盐，具有较好的水硬活性，故可将其用于建筑行业。
制备水泥
以赤泥为主要原料制备水泥或将其作为添加剂活化水泥，所得到的产品的抗压强度等性能均优于普通水泥。我国山东铝厂建成了综合利用赤泥的大型水泥厂，水泥原料中赤泥的用料比例为20.0%~38.5%，每吨水泥可资源化利用200~420kg赤泥，产出赤泥的综合利用率30%~55%。
制备砖
赤泥因具有一定的胶凝活性且能够激发粉煤灰、矿渣等材料的活性而具备制备免烧砖的条件。王伟广等利用赤泥、粉煤灰和骨料制得了抗压强度为21.35MPa的赤泥免烧砖。尹国勋等在赤泥与煤矸石质量配合比为20∶80，烧结温度为1100℃，成型压力为6MPa，保温2h的条件下，得到满足GB5101-2003要求的烧结砖。
制备微晶玻璃
陈朝铁以46%赤泥和48%粉煤灰为原料，在880℃核化2h，1160℃晶化2h情况下，制备出了满足JCT872—2000《建筑装饰用微晶玻璃》标准的微晶玻璃。通过分析，采用赤泥烧结法和熔融法均可制备弯曲强度高、硬度较好以及耐酸耐碱性优良的微晶玻璃，但能耗高且存在着碱性与放射性较高的问题。
3.2环保功能材料
治理废气
赤泥因其较大的比表面积和较高含量的固硫成分（CaO、MgO、Na2O及Fe2O3、Al2O3等），能够有效地吸附SO2、NO2、H2S等污染气体，可代替石灰等材料处理废气。韩敏芳等利用拜耳法赤泥捕集吸附CO2，同时达到赤泥脱碱的目的，在最佳试验条件下每克赤泥可吸附0.0263g的CO2，同时拜耳法赤泥的最大脱碱率为42.43%。
治理污染废水
赤泥可以作为一种廉价吸附剂吸附废水中的氟化物、砷、PO43-及放射性元素等，从而达到净化废水的效果。曾佳佳等以某赤泥为原料，通过焙烧的方法将其改性，并应用于含铬废水中Cr6+的吸附，考察了不同因素对改性赤泥去除Cr6+的影响。试验结果表明，在最佳的条件下，Cr6+去除率可达到97.63%。
在对废水中有害物质吸附的过程中，由于赤泥的微细粒度、复杂的组成和有毒有害物质的存在势必会影响水的浊度和毒性。所以，需对赤泥进行有效的活化和改性处理后，再用来净化废水。
修复土壤
Zhou等以赤泥和堆肥为原料研究了其对土壤重金属离子的修复效果。结果表明，赤泥和堆肥可降低土壤中Cu，Zn，Cd，Pb等重金属的含量，该技术适用于被重金属污染土壤的原位修正。
3.3制备新型功能材料
赤泥聚氯乙烯
近年来，在赤泥功能材料利用方面发展起来一种新型高分子材料—赤泥聚氯乙烯（赤泥PVC），它由赤泥填充PVC树脂制备而成。由于赤泥的化学成分、结构、粒级分布、比表面积和粒子间的结合力等特点，使得赤泥的性能优于一般常规塑料填料，所以赤泥PVC的多项性能优于普通PVC，赤泥较强的耐热、抗老化性，使赤泥PVC的寿命高达普通PVC的2到3倍；赤泥良好的流动性，使得赤泥PVC制品拥有较好的流动性；此外，赤泥PVC还具有较好阻燃性，可用来制备赤泥塑料太阳能热水器、塑料建筑材料等。
微孔铝硅钙隔热材料
中国铝业股份有限公司将赤泥、粉煤灰、水泥、石灰、石膏等粉体材料加入水中搅拌，同时加入相当于粉体材料的重量0-0.5%的减水剂，搅拌均匀成浆体后在常压下发泡，然后在高压下蒸养，然后制成了微孔铝硅钙隔热材料。此方法操作简单，重复性好。
3.4有价元素回收利用
赤泥中常含有多种有价金属，主要包括铁、铝、钛、钒、钪及稀土元素等，可作为潜在资源加以回收利用。如何在不产生二次污染的情况，有效、经济地提取并富集其中的有价元素，是赤泥提取有价元素的关键所在。
赤泥中主要的有价金属回收工艺
回收有价金属主要分为火法冶金和湿法冶金，其中，火法冶金早在多年前就被国外学者提出，并已有较为成熟的工艺，优点是可以分步回收铁、铝、钛、钪等金属，但其具有耗能高，工艺复杂，产生大量废气造成二次污染等缺点，不符合绿色环保的理念。湿法冶金通常包括预处理，酸浸，溶剂萃取，沉淀和煅烧等步骤，优点是简化工艺流程、节约能源，更安全环保。但由于赤泥高碱性，存在酸耗量大、杂质元素共同浸出、干扰后续分离、废酸难处理等缺点。对此可以采用水浸或焙烧减小耗酸量，并选用合适的分离纯化工艺提高目标金属回收率。其次，根据废酸的物理化学性质进行再回收利用。
3.5在其他方面的应用
生产陶瓷
利用赤泥可以生产釉面多孔陶瓷滤球、陶粒石油支撑剂等符合国家标准的产品。这对赤泥的综合利用来说是一个突破性的进展。如王萍等利用赤泥，配合煤矸石、粉煤灰等制备陶粒，由于赤泥中CaO、Na2O、Fe2O3含量高，SiO2、Al2O3含量低，所以以赤泥为原料制成的陶粒，膨胀倍数小，容重偏大，膨胀温度范围较窄。
作为共还原工艺中的添加剂
赤泥作为共还原工艺中的添加剂可降低生产成本，同时可回收赤泥中的铁，经还原得到的镍铁产品可直接作为不锈钢的原料，还可实现低品位红土镍矿和赤泥的全资源化利用；此外，也给赤泥与各种难处理铁矿石共还原提供了思路，具有十分广阔的前景。
制备充填料和氢化反应催化剂
燕昭利等综述了赤泥作为氢化催化剂被用于煤、生物质、油页岩、某些有机化合物和石油渣油的加氢饱和反应，并与其他铁系催化剂和商业催化剂进行了比较分析，指出拜耳法赤泥是现有商业催化剂的一种良好替代品。
小结
赤泥的综合利用属于世界性的难题。目前，对赤泥的处理一是将其作为原料整体加以利用，二是提取其中的有用成分，但由于赤泥的特殊性质，在其综合利用方面还存在不少问题。如利用赤泥制备建筑材料虽然性能较好，但利用率较低、成本高，存在碱性与放射性较高的弊端；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；从赤泥中提取有价金属元素工艺复杂，大多停留在实验室阶段。
赤泥的综合利用，是氧化铝行业发展过程中不可回避的难题，仍需各方做出大量努力，尤其需要突破关键技术难点。本着“系统化，零排放”的原则，研发联合回收新技术，优化现有工艺，实现赤泥综合回收利用的减量化、资源化和无害化。
参考资料：
柳晓等.赤泥的危害及其综合利用研究现状
吴世超等.赤泥综合利用现状及展望
王璐等.赤泥中有价金属提取与综合利用进展
赵琳等.氧化铝赤泥的产生、危害及处置方式初探
李义伟等.赤泥综合回收利用研究进展及展望
赛迪研究院.赤泥综合利用正处于实现规模化利用的关键时期
元洲环保.重磅！我国氧化铝固废综合利用发展情况
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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