赤泥是制鋁工業(yè)從鋁上礦中提煉氧化鋁后殘留的一種紅色、粉泥狀、高含水量的強(qiáng)堿性固體廢料，密度0.7-1.0t／m3，比表面積0.5-0.8m2／g。赤泥的組成和性質(zhì)復(fù)雜，并隨礦石成分、氧化鋁生產(chǎn)工藝，及赤泥的脫水、陳化程度有所變化，其典型化學(xué)成分如表8-3所示。

2003年，我國(guó)赤泥年排故500萬(wàn)噸以上(每生產(chǎn)1t氧化鋁約產(chǎn)出1.0-2.5t赤泥)，大多采取堆場(chǎng)濕法存放或脫水干化進(jìn)行簡(jiǎn)單處置，因而后果日趨嚴(yán)重：

(1)建造堆場(chǎng)需占用大片土地，使基建投資增加；

(2)赤泥中合堿和少量放射性物質(zhì)，長(zhǎng)期堆存經(jīng)曬于后造成粉塵飛揚(yáng)，嚴(yán)重污染大氣；

(3)由于風(fēng)吹雨淋致使赤泥流人江河湖泊，造成淤塞、毒化水質(zhì)，直接影響農(nóng)業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)，成為重要的污染源。

目前赤泥的主要利用途徑有：從中回收有價(jià)金屬，如Ga、Fe、Ti、U、Th等；利用赤泥生產(chǎn)建筑材料，如各類(lèi)水泥、墻體材料、保溫材料、陶瓷釉面磚、微晶玻璃等；另外赤泥還可用于制備吸附刑、混凝劑、筑路、用作肥料及土壤改良等。

1．從赤泥中回收有價(jià)金屬

(1)從赤泥中回收鐵

鐵是赤泥的主要成分，一般含有10％-45％，但直接用作煉鐵原料時(shí)含量較低。因此，有些國(guó)家先將赤泥預(yù)焙燒后進(jìn)入沸騰爐內(nèi)，在溫度700-800℃還原，使赤泥中的Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4。還原物再經(jīng)冷卻、粉碎后用濕式或干式磁選機(jī)分選，得到含鐵63％-81％的磁性產(chǎn)品，鐵回收率為83％-93％，是種高品位的煉鐵精料。

在前蘇聯(lián)，采用串聯(lián)回轉(zhuǎn)爐法從赤泥中煉制生鐵。該法是將濕赤泥與還原劑和石灰石混合后裝入第一回轉(zhuǎn)爐，在1000-1200℃溫度下還原4.5-6h，連續(xù)進(jìn)入另一回轉(zhuǎn)爐，在1400-1450℃溫度下進(jìn)行熔煉，迅速煉出生鐵和爐渣。這種采用兩段回轉(zhuǎn)爐聯(lián)合的冶煉流程，可使冶煉連續(xù)進(jìn)行，并可利用廢氣熱量。

(2)從赤泥中回收鋁、鉆、釩、鉻、錳等多種金屬

研究表明，利用蘇打灰燒結(jié)和苛性堿浸出，可以從赤泥中回收90％以上(按質(zhì)量計(jì))的氧化鋁；而沸騰爐還原的赤泥，經(jīng)分離出非磁性產(chǎn)品后，加入Na2CO3或CaCO3進(jìn)行燒結(jié)，在pH＝10的條件下，浸出形成的鋁酸鹽，再經(jīng)加水稀釋浸出，使鋁酸鹽水解析出，鋁被分離后剩下的酒在80℃條件下用50％的硫酸處理，獲得硫酸銑溶液，再經(jīng)水解而得到TiO2；分離鉆后的殘?jiān)�再�?jīng)酸處理、煅燒、水解等作業(yè)，可從中回收釩、鉻、錳等金屬氧化物。

(3)從赤泥中回收稀有金屬

主要方法有還原熔煉法、硫酸化烙燒法、廢酸洗液浸出法、碳酸鈉溶液浸取法等。前蘇聯(lián)等國(guó)將赤泥在電爐里熔煉，得到生鐵和渣。再用30％的H2SO4在溫度80-90℃條件下，將渣浸出1h，浸出溶液再用萃取劑(含5％二磷酸和2％乙基乙醇的溶液)萃取鍺、抗、鈾、針和稀土類(lèi)等元素。

實(shí)踐表明，回收赤泥中的有價(jià)金屬在工藝上是可行的，但要經(jīng)濟(jì)可行，必須滿足：

①各有價(jià)金屬盡可能地在一個(gè)工藝中同時(shí)得到綜合回收；

②采用低能耗、廉價(jià)試劑工藝以降低成本；

③縮短工藝、同時(shí)提高有價(jià)金屬的回收率，尤其是提高鋯、鈧等稀有金屬的回收率；

④在回收有價(jià)金屬同時(shí)，進(jìn)一步綜合利用其他有價(jià)成分，使綜合回收達(dá)到“零”排放。

2．赤泥在建材工業(yè)中的應(yīng)用

(1)生產(chǎn)水泥

用赤泥可生產(chǎn)多種型號(hào)的水泥，其工藝流程和技術(shù)參數(shù)與普通水泥廠基本相同。從氧化鋁生產(chǎn)工藝中排出的赤泥，經(jīng)過(guò)濾、脫水后，與砂巖、石灰石和鐵粉等共同磨制得到生料漿，使之達(dá)到技術(shù)指標(biāo)后，用流入法在蒸發(fā)機(jī)中除去大部分水分，而后在回轉(zhuǎn)窯中炬燒成熟料，加入適量的石膏和礦渣等活性物質(zhì)，磨至一定細(xì)度，即得水泥產(chǎn)品。每生產(chǎn)1t水泥可利用赤泥400kg。實(shí)踐表明，采用濕法工藝生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥質(zhì)量達(dá)標(biāo)，具有早強(qiáng)、抗硫酸鹽等優(yōu)越性能，在工業(yè)建筑、機(jī)場(chǎng)施邁、橋梁等處的使用效果良好。

(2)利用赤泥生產(chǎn)磚

利用赤泥為主要原料可生產(chǎn)多種磚，如免蒸燒磚、粉煤灰磚、裝飾磚、陶瓷釉面磚等。以燒結(jié)法赤扼制釉面磚為例，所采用的原料組分少，除赤泥作為基本原料外，僅輔以教土質(zhì)和硅質(zhì)材料。其主要工藝過(guò)程為：

原料—預(yù)加工—配料—料漿制備(加稀釋劑)—噴霧干燥—壓型—干燥—施釉—煅燒—成品

(3)在建材工業(yè)中的其他用途

赤泥在建材工業(yè)中的其他用途還有：制備赤泥陶粒(工藝流程如圖8-2所示)、生產(chǎn)玻璃、流態(tài)自硬砂硬化劑，用作塑料填充劑、防滲材料、鋪路等，日前已有部分投人生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。但赤泥的使用量仍很低，這是由于赤泥中臺(tái)有大量堿液，有的赤泥中尚含有U、Th、Sc、La、Y、Ta、Nb等放射性元素和稀有金后，如長(zhǎng)期身處這類(lèi)建材中，將直接危害人體健康。

3．赤泥在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

赤泥中除含有較高的硅鈣成分外，還含有農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的多種元素，亦泥脫水后，在120-300℃烘干活化、并磨至粒徑為90-150μm，可配制破鈣農(nóng)用肥。它通過(guò)改善植物的細(xì)胞組織，使植物形成硅化細(xì)胞，可有效提高作物產(chǎn)量、改善糧食品質(zhì)、增強(qiáng)作物生理效能和抗逆性能，同時(shí)降低土壤酸性、作為基肥改良土壤。

實(shí)踐表明，赤泥硅鈣肥使用在缺硅的土壤巾可增產(chǎn)8％-15％。山東鋁廠生產(chǎn)的硅鈣肥中Si、Ca、Mg、Fe等元素具有較高的弱酸溶性，在濟(jì)寧等地的試驗(yàn)表明，對(duì)水稻、玉米、地瓜、花生等農(nóng)作物均有增產(chǎn)效果，一般為8％-10％。但目前對(duì)這—技術(shù)很少使用，其原因是長(zhǎng)期使用，容易引起淋溶，從而造成地下水被污染。

4．赤泥在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

拜爾法赤泥中含有赤鐵礦(α—Fe2O3)和針鐵礦(α—FeOOH)、一水硬鋁石(Al203·H2O)、含水硅鋁酸鈉(Na2O·Al2O3·1.73SiO2·1.73H2O)、方解石(CaCO2)等物相，經(jīng)熱處理后可形成多孔結(jié)構(gòu)，比表面積可達(dá)40-70m2／g，因此，在硫化氫廢氣污染治理上，可利用其較佳的吸附性能，和硫酸燒渣、平爐塵等一道為主要原料(含員78％-88％)制備廉價(jià)的氧化系脫硫劑，其工藝流程如圖8-3所示。

試驗(yàn)表明，篩選粒徑為0.1mm的赤泥為原料，加入H2SO4，升溫通入O2井?dāng)嚢�，然后�?0℃的恒溫水浴中反應(yīng)2h，冷卻、過(guò)濾，即得Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液。該溶液與在一定酸度條件下聚合的硅酸混合，沉化2h，即得聚鋁鐵復(fù)合絮凝刑。它兼有聚鐵絮凝劑和聚鋁絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、凈水效果好的特點(diǎn)，但由于赤泥本身含有大量的化學(xué)物質(zhì)，赤泥在對(duì)廢水有害物質(zhì)的吸附過(guò)程中，勢(shì)必對(duì)水的濁度和毒性有一定的影陶．因此就目前的技術(shù)條件，直接使用赤泥作為廢水的凈化劑尚需進(jìn)一步研究。