赤泥

工业固体废弃物

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，因含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，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1吨氧化铝要排放1.0～1.8吨赤泥。中国作为氧化铝生产大国，随着赤泥的堆存量越来越大以及对环境造成的污染越来越严重，最大限度地资源化利用赤泥已刻不容缓。

简介

赤泥亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。赤泥是一种不溶性残渣，可分为烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联合法赤泥，主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3 等。

随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低，赤泥量将越来越大，且赤泥为碱性物质，随着雨水的冲淋，赤泥中的碱会被溶出，可能污染地表水和地下水，因此赤泥的综合利用正成为日益重要的研究课题，倍受各国科技工作者的关注。

大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。大量赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

成分

赤泥矿物成分复杂，采用多种方法对其进行分析，概括来说主要有：偏光显微镜、扫描显微镜、差热分析仪、X衍射、化学全分析、红外吸收光谱和穆斯堡尔谱法等七种方法进行测定，其结果是赤泥的主要矿物为文石和方解石，含量为60%～65%，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，含量最少的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱。赤泥矿物成分复杂，且不符合天然土的矿物组合。在这些矿石中，文石、方解石和菱铁矿，既是骨架，又有一定的胶结作用；而针铁矿、三水铝石、蛋白石、水玻璃起胶结作用和填充作用。

赤泥中含有多种微量元素，而放射性主要来自镭、钍、钾，一般内外照射指数均在2.0以上，所以属于危险固体废弃物，资源化利用时应特别注意。

理化性质

物理性质

颗粒直径0.088～0.25mm，比重2.7～2.9g，容重0.8～1.0g/cm3，熔点1200～1250℃。

化学性质

赤泥的pH值很高，其中：浸出液的pH值为12.1～13.0，氟化物含量11.5mg·L-1～26.7mg·L-1；赤泥的pH值为10.29～11.83，氟化物含量4.89mg·L-1～8.6mg·L-1。

危害

由于赤泥结合的化学碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质，对于赤泥的无害化利用一直以来难以进行。世界各国专家对赤泥的综合利用进行了大量的科学研究，但此类研究进展不大。因此，赤泥废渣的处理和综合利用成为一个世界性的大难题。而对赤泥的销纳主要采取的是海底或陆地堆放处置的方法，但随着铝工业的发展，生产氧化铝排出的赤泥量也日益增加，堆存处置所带来的一系列问题随之而出，造成了严重的环境问题。

氧化铝厂大都将赤泥输到堆场，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离使部分碱液回收利用。另一种方法是将赤泥干燥脱水后堆存，部分企业采用干法堆存，虽然减少了堆存量及可增加堆存的高度，但处理成本增加，并仍需占用土地，同时南方雨水充足，也容易造成土地碱化及水的污染。

赤泥在堆放过程中除了占用大量土地外，还由于赤泥中的化学成分入渗土地易造成土地碱化、地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康。赤泥中含有的主要污染物为碱、氟化物、钠及铝等，其含量较高，超过了中国国家规定的排放标准（《有色金属工业固体废物污染控制标准》）。

由于赤泥中含有大量的强碱性化学物质，稀释10倍后其pH值仍为11.25～11.50（原土为12以上），极高的pH值决定了赤泥对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。高碱度的污水渗入地下或进入地表水，使水体pH值升高，以致超出国家规定的相应标准，同时由于pH值的高低常常影响水中化合物的毒性，因此还会造成更为严重的水污染。一般认为碱含量为30～400 mg/L是公共水源的适合范围，而赤泥附液的碱度高达26348mg/L，如此高碱度的赤泥附液进入水体，其污染不言而喻，赤泥对生态环境的不良影响必须给予高度的重视和认真的研究。堆存量不断增大的赤泥所造成的越来越严重的环境污染，已使赤泥综合利用成为炼铝工业一项急需解决的难题。

综合利用

相关领域

由于赤泥中含有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3 等及其亚黏土特性，可以将其用于水泥、砖、陶瓷、混凝土、路面材料、微量玻璃及塑料等。

中国在1963年开始用它作为普通水泥的生料。赤泥浆刚从氧化铝厂排出时液固比一般为3～4，先通过真空过滤机过滤，使赤泥浆含水率降至60%以下。一般采用三元组分（石灰石、赤泥、砂岩）配料，有时还配入铁粉，赤泥在生料中占25～35%。生料浆的煅烧工艺与一般的普通水泥生产基本相同。此外，可从铝土矿中熔出三氧化二铝，用高梯度磁选机对排出的赤泥再进行选矿处理，提选出其中的铁矿物，有效用于钢铁冶炼，剩余物可制成免烧砖，用作建筑材料。

国内外大量研究及实践表明，赤泥可用于生产多种型号的水泥。用赤泥烧制的水泥熟料各率值为：石灰饱和系数KH=0.88～0.92，硅酸率n=2.0～2.2，铝率P =0.7～1.2。用赤泥生产的425号普通硅酸盐水泥，符合中国国家标准GB175-77中规定的技术要求。此外，烧结法赤泥还可用以生产油井水泥、赤泥硅酸盐水泥、赤泥硅钙肥料等。联合法赤泥的利用同烧结法赤泥相似。

20世纪40年代以来，许多国家就拜尔法赤泥的综合利用提出了几十种方法，但绝大多数没有达到工业生产的要求，主要是由于这种赤泥浆不易干燥，脱水能耗大。而烧结法赤泥或联合法赤泥具有高钙、高硅而低铁的特点，利用该类赤泥烧制水泥成为一条可喜的废渣利用途径。但是相对于赤泥巨大的排放量，有限的利用率仍然不能减缓赤泥给社会、环境带来的沉重负担。所以，更加全面深入研究赤泥的特性，如何研制工业废渣类新型材料，充分有效的回收利用赤泥已经成为现阶段迫在眉睫的任务。

赤泥具有良好的吸附性能，经水洗、酸洗及焙烧活化等处理后，可以制备出性能良好的无机吸附材料，可用于吸附水中的 Cd2 + 、Hg2 + 、Pb2 + 、Ni2 + 、Cu2 + 等重金属离子，同时也可用于有机废水的脱色、COD去除及放射性废水的处理。赤泥中含有大量铝、铁及硅酸盐，因此可用于制备聚合氯化铝、铁絮凝剂及新型聚硅酸盐类无机高分子絮凝剂。一些学者利用拜耳法氧化铝工艺产生的赤泥和工业盐酸为主要原料并添加适量粉状铝酸钙，制备出聚合氯化铝铁絮凝剂，其物理化学指标和絮凝效果优于一些传统的絮凝剂。同时，赤泥可与粉煤灰及煤矸石等固体废弃物为主要原料生产新型环保陶瓷滤料，可用于替代石英砂用于饮用水过滤处理。

赤泥中含有大量的固硫成分如 Fe2O3、Al2O3、CaO、 MgO及 Na2O等，比表面积大，可用于代替石灰乳湿法脱硫。由于赤泥中存在溶解性碱，能够吸收 SO2、SO3、H2S等酸性含硫气体，因此净化效果更好，并且赤泥吸收这些酸性气体后，更易于综合利用。赤泥用于废气处理分干法和湿法两种，目前，两种方法均已应用于废气净化处理，且都获得较高的脱硫效。据报道，赤泥经干燥、焙烧活化处理后，用于 500 ℃下处理含硫为 0.2%的发电厂废气，脱硫率达 100%，经10次循环后，脱硫效率仍达 93.6%。另外，赤泥也可用于生产新型燃煤脱硫剂，活性高、固硫效果好的循环流化床锅炉用燃煤固硫剂已经在选煤行业应用。

赤泥中含有大量的钙、硅、钾、磷元素，同时还含有数十种农作物所必需的微量元素及一定的碱度。赤泥经脱水后，在高温下烘干活化并磨细后，即可配制成硅钙农用肥。对于酸性土壤有一定的调节作用，可作为基肥改良土壤；对缺钙、硅、钾、磷及相应微量元素的土地有一定的增产作用。目前，赤泥硅钙肥的年产量已经达20万吨。不过，赤泥的成分很复杂，长期大量施用可能污染地下水，而且其碱性很高，对土壤的改良作用也有限。另外，赤泥也可以与其他成分共同改进能耕土层性能。

行动方案

2024年12月31日，工业和信息化部等六部门联合发布实施《赤泥综合利用行动方案》，提升赤泥综合利用水平，助力赤泥综合利用产业和氧化铝产业绿色协同发展。行动方案提出，到2027年，赤泥综合利用取得积极进展，新增赤泥综合利用率达到15%。到2030年，赤泥综合利用水平进一步提升，新增赤泥综合利用率达到25%。

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