赤泥的用途

赤泥的用途Page22赤泥的来源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.因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大约每生产1t氧化铝要排1.0~1.8t的赤泥.Page33赤泥的危害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.Page44赤泥的物理性质赤泥是呈灰色和暗红色粉状物，颜色会随含铁量的不同发生变化，它是一种具有较大内表面积多孔结构，其比重2840~2870g/m3，赤泥的含水量86.01%~89.97%，饱和度94.4%~99.1%，持水量79.03%~93.23%；塑性指数17.0~30.0；粒径d=0.075~0.005mm的粒组，含量在90%左右；比表面积64.09~186.9m2/g，孔隙比2.53~2.95.Page55化学成分及矿物组成赤泥的化学成分及矿物组成取决于含铝矿物的成分、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.其主要化学成分有成分SiO2Al2O3CaOFe2O3含量(%,ω)20.8~23.562.56-8.2040.5~49.54.0~9.12Na2OK2OMgOTiO2Loss0.76~2.10.5~1.00.89~1.381.34~2.910~13.2Page66赤泥的分类赤泥是一种不溶性残渣，可分为烧结法、拜尔法和联合法赤泥，主要成分为SiO2,Al2O3,CaO和Fe2O3等.我国部分厂家采用烧结法和联合法排放赤泥的主要成分大致相同，其中含有大量的2CaO·SiO2等活性矿物组分，可以直接应用于建筑材料生产.国外则是含赤铁矿、铝硅酸钠水合物较多的拜尔法赤泥.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，所产生的拜耳法赤泥中不存在2CaO·SiO2等活性成分，另外含铁高，耐腐蚀性差，很难直接用于建材行业.Page77赤泥的综合利用赤泥成分、性质的差异，决定了不同的赤泥利用方法.赤泥及其附液具有强碱性，同时含有可再生利用的氧化物和多种有用金属元素，成为赤泥再生利用的基础.赤泥中含有较高的CaO,SiO2，可用来生产硅酸盐水泥及其它建材；利用其SiO2,Al2O3,CaO,MgO的含量特征及少量的TiO2,MnO,Cr2O3可以生产特种玻璃；同时，赤泥中含有丰富的铁、钪、钛等有价金属；赤泥具有强碱性及铁矿物含量较高、颗粒分散性好、比表面积大、在溶液中稳定性好等特点，在环境修复领域具有广阔的应用前景.概括地说，对赤泥的综合处理有三类办法，一是将赤泥作为矿物原料，整体利用；二是提取其中有用组分，回收有价金属；三是赤泥在环保领域中的应用.Page88一、赤泥作为矿物原料整体利用1、生产水泥2、利用赤泥生产砖3、利用赤泥生产加气混凝土砌块4、赤泥路面基层材料5、制备新型功能性材料6、利用赤泥生产硅钙复合肥Page991、生产水泥赤泥可生产出多种型号水泥.俄罗斯第聂伯铝厂利用拜耳法赤泥生产水泥，生料中赤泥配比可达14%.我国山东铝厂利用烧结法赤泥生产普通硅酸盐水泥，水泥生料中赤泥配比年平均为20%~38.5%，水泥的赤泥利用量为200~420kg/t，产出赤泥的综合利用率30%~55%.由于赤泥含碱量高，赤泥配比受水泥含碱指标制约.为更加有效地利用赤泥生产水泥，山东铝业公司已完成“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”，使以烧结法、联合法赤泥为原料生产水泥的技术向前迈进了一大步，提高了赤泥配比，使赤泥配料提高到45%，并提高了水泥质量，由以生产425#普通水泥为主，提高到以生产525#水泥为主.Page10102、利用赤泥生产砖利用赤泥为主要原料可以生产多种砖.可生产免蒸烧砖、粉煤灰砖、黑色颗粒料装饰砖和陶瓷釉面砖.以烧结法赤泥制备釉面砖为例，其主要工艺过程为：原料→预加工→配料→料浆制备(加稀释剂)→喷雾干燥→压型→干燥→施釉→煅烧→成品.该法生产的陶瓷釉面砖，以赤泥为主要原料，取代了传统的陶瓷原料，不但可以降低原材料费用，而且具有极大的环保意义.Page11113、利用赤泥生产加气混凝土砌块当前，加气混凝土砌块多为利用钙质材料和硅质材料加水磨成料浆，并在高温高压的水热条件下进行化学反应，生成硅酸盐托贝莫来石等胶结材料与集料结合起来和发气剂反应，形成具有均匀气孔分布的轻质整体.它是一种具有多孔结构的建筑墙体材料，孔隙率高达70%~80%.具有容重小、强度高等特点，其抗压强度为1.5~7.0MPa，是一种有利于生态环境的墙体结构材料.利用赤泥为原料生产多孔硅酸盐制品生产加气混凝土砌块，其容重、抗压强度均符合国家标准，最佳配比为：水泥15%、石灰12%~15%、赤泥35%~40%、硅砂33%~35%.赤泥加气混凝土的生产工艺与其他加气混凝土基本相同，且赤泥不需再次煅烧，也不需再烘干，因此，其生产成本经济，生产工艺可行.赤泥加气混凝土是加气混凝土的新品种，已成为综合利用赤泥的新途径.Page12124、赤泥路面基层材料利用堆存的烧结法赤泥开发高等级的路面基层材料是一项被看好的大规模消耗赤泥的综合利用技术.淄博市淄川区修建了一条宽约15m、长约4km的赤泥路面基层材料公路.经过淄博市交通局现场钻芯取样，表明赤泥路面基层达到了石灰工业废渣稳定土的一级和高速路的强度要求，为赤泥综合利用技术推广创造了良好的示范效应.Page13135、制备新型功能性材料赤泥聚氯乙烯复合塑料具有阻燃性，可制作赤泥塑料太阳能热水器和塑料建筑型材以赤泥为主要原料，在不外加晶核剂的情况下，可制得抗折、抗压强度高，化学稳定性好的微晶玻璃赤泥生产微孔硅酸钙绝热制品是一种新型环保节能材料以赤泥作为主要原料，添加赤泥用料在30%以上，加入石灰、膨润土外加剂等材料，采用动态法生产工艺可研制开发赤泥微孔硅酸钙保温材料此外，由赤泥还可制备人工轻骨料混凝土、红色颜料、水煤气催化剂、橡胶填料、赤泥陶粒、流态自硬砂硬化剂、防渗材料和杀虫剂载体等新型材料Page14146、利用赤泥生产硅钙复合肥赤泥中除含有较高的Si,Ca,K,P等成分外，还含有数十种农作物必需的微量元素.赤泥脱水后，在120~300℃烘干活化、并磨细至粒径为90~150µm，即可配制硅钙农用肥.它可使植物形成硅化细胞，增强作物生理效能和抗逆性能，有效提高作物产量、改善粮食品质，同时降低土壤酸性、作为基肥改良土壤.山东铝厂生产的硅钙肥在济宁等地的缺硅土壤中的实验表明，该肥对水稻、玉米、地瓜、花生等农作物均有增产效果，一般为8%~10%.但目前对这一技术很少使用，其原因是长期使用，容易引起渗漏，造成地下水污染.Page1515二、赤泥中回收和提取有用成分由于赤泥中含有一定的有价金属和非金属元素，如含有大量的氧化铝、氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化锌等，此外还含有微量元素Ti,Ni,Cd,K,Pb,As等，是一种宝贵而丰富的二次资源，因此对赤泥中有价金属和稀有稀土元素的回收具有重要的意义.Page1616三、赤泥在环保领域中的应用1、吸附废水中放射性金属离子2、除去废水中的重金属离子3、除去废水中的PO43−等离子4、用作某些废水的澄清剂5、赤泥治理含硫废气的研究概况Page17171、吸附废水中放射性金属离子土耳其研究者研究用赤泥吸附水中的放射性元素Cs137、Sr90.赤泥使用前要经过水洗、酸洗、热处理三个步骤，以产生类似吸附剂的水合氧化物.赤泥的表面处理有助于Cs137吸附，但热处理对赤泥表面吸附Sr90的活性点不利，导致对Sr90吸附能力不高.据日本报道，用酸活化过的赤泥吸附水中的铀，然后用碱液解脱，铀回收率达97%，使用过的赤泥可用35%盐酸再生.Page18182、除去废水中的重金属离子三井石化的研究结果表明，将赤泥在温度600℃焙烧30min，然后加入含有Cd2+3.5mg/L,Zn2+4mg/L,Cu2+5mg/L的废水中，搅拌10min，可分别除去98%的Cd2+,Zn2+,Cu2+.赤泥的加入量为500mg/L.徐进修曾进行拜耳法赤泥处理含Cu2+,Zn2+,Cd2+,Pb2+废液的探索试验.不经焙烧的赤泥直接处理废液可使其达排放标准.Page19193、除去废水中的PO43−等离子将赤泥在20%HCl溶液中回流2h，取回流溶液并让其冷至室温，添加浓氨水至回流液完全析出沉淀.用蒸馏水将沉淀洗至无铵离子，将沉淀在110℃干燥即可制成活化赤泥，其比表面积为249m2/g.在室温下，活化赤泥使用量为2g/L，可将浓度范围为30~100mg/L的PO43−脱除80%~90%.此方法可用于处理磷肥厂的废水.用20%盐酸处理过的赤泥除去溶液中的PO43−取得较好的结果.在10min内，含50mg/LPO43−的溶液脱磷率达50%,120min脱磷率达72%.其吸附效果与最好的脱磷剂相当.Page20204、用作某些废水的澄清剂将赤泥用作制酪业废水处理的絮凝剂，在赤泥用量为1304mg/L时，废水的混浊度、BOD、COD油脂、细菌数的脱去率分别为77%,71%,65%,73%,95%.将经酸活化过的赤泥用作纺织行业废水的絮凝剂和混凝剂.其处理废水过程如下：先将颜色很深的废水用石灰乳调至pH=8.5，加入活化赤泥,其用量为5~6kg/m3.被处理的废水的透明度从61.6%增到95%.COD从1400mg/L下降到163mg/L，脱除率88.4%.BOD下降95%，使用过的赤泥可经盐酸活化后再使用.Page2121赤泥处理废水的适应面广，既可处理含放射性元素、重金属离子、非金属离子废水，也可用于废水的脱色、澄清，而且经赤泥处理的废水达排放标准.赤泥处理废水的方法简单、成本低，使用前景较好.Page22225、赤泥治理含硫废气的研究概况拜耳赤泥吸收SO2的过程起作用的主要是化学中和反应，其次是物理吸附.赤泥有很小的粒度和非常大的比表面积，分析数据表明，粒度小于45µm的赤泥占总量50%以上，比表面积可达到10~20m2/g，小粒径及大比表面积均可加大化学反应速度和反应深度，符合脱硫过程中的粒度要求.因此，拜耳赤泥作为SO2的吸收剂，具有吸收效率高、吸硫量大、流程简单等优点.Page2323总结在利用赤泥过程中首先将有价金属及稀土元素提取后利用且不产生二次废渣污染.目前对赤泥用途低附加值的是建筑材料和筑路材料等领域；对于赤泥中高附加值的是产品钪等有价元素提取利用方面.用赤泥作环境修复材料处理废气、废水，及土壤中的有机、无机污染，具有成本低、工艺简单、以废治废等优点，应大力推进赤泥在环保领域中的应用范围，但赤泥应用后的再生与利用是必须考虑的一个重要问题.环境工程081杨杰谢谢观看