赤泥冶炼与资源化应用处理工艺技术一．赤泥简介：1、赤泥是制高含水量的铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后残留的一种红色、粉泥状、高含水量的强碱性固体废料2、熔点 1200--1250℃，碱度 PH 10—12，粒度 0.08—0.25μm, 相对密度 0.8—1.03、其化学成分随不同的生产工艺而不同二．赤泥的资源化应用：1．从赤泥中回收有价金属：⑴、从赤泥中回收铁：铁是赤泥的主要成分，一般含有 l0％一45％，但直接用作炼铁原料时含量较低因此，有些先将赤泥预焙烧后进人沸腾炉内，在温度 700—800℃还原，使赤泥中的 Fe20s 转变为 Fe30d还原物再经冷却、粉碎后用湿式或干式磁选机分选，得到含铁 63％一 81％的磁性产品，铁回收率为 83％一 93％，是一种高晶位的炼铁精料有的采用串联回转炉法从赤泥中炼制生铁该法是将湿赤泥与还原剂和石灰石混合后装入第一回转炉，在 1000—1200℃ 温度下，还原 4.5—6h，连续进入另一回转炉，在 1400—1450℃温度下进行熔炼，迅速炼出生铁和炉渣这种采用两段回转炉联合的冶炼流程，可使冶炼连续进行，并可利用废气热量⑵、从赤泥中回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属：研究表明，利用苏打灰烧结和苛性碱浸出，可以从赤泥中回收 90％以上(按质量计)的氧化铝；而沸腾炉还原的赤泥，经分离出非磁性产品后，加人1 / 6Na2C03 或 CaCO3 进行烧结，在 pH＝10 的条件下，浸出形成的铝酸盐，再经加水稀释浸出，使铝酸盐水解析出，铝被分离后剩下的渣在 80℃ 条件下用 50％的硫酸处理，获得硫酸钛溶液，再经水解而得到 Ti02；分离钛后的残渣再经酸处理、煅烧、水解等作业，可从中回收钒、铬、锰等金属氧化物。
⑶、从赤泥中回收稀有金属：主要方法有还原熔炼法、硫酸化焙烧法、废酸洗液浸出法、碳酸钠溶液浸取法等可将赤泥在电炉里熔炼，得到生铁和渣再用 30％的 H2S04 在温度 80—90℃条件下，将渣浸出 1h，浸出溶液再用萃取剂(含 5％二磷酸和 2％乙基乙醇的溶液)萃取锆、钪、铀、钍和稀土类等元素实践表明，回收赤泥中的有价金属在工艺上是可行的，但要经济可行，必须满足：①、各有价金属尽可能地在一个工艺中同时得到综合回收；②、采用低能耗、廉价试剂工艺以降低成本；③、缩短工艺、同时提高有价金属的回收率，尤其是提高锆、钪等稀有金属的回收率；④、在回收有价金属同时，进一步综合利用其他有价成分，使综合回收达到“零”排放2．赤泥在建材中的应用：⑴、生产硅酸盐水泥：XXX 铝厂水泥分厂水泥产量为 1．0X106t／年左右，利用赤泥 350kt／年在生料中掺人 25％—30％赤泥生产普通硅酸盐水泥和油田水泥，赤泥生产普通硅酸盐水泥工艺流程示于图 1—36赤泥浆过滤脱水后，与砂岩、石灰石和铁粉等共同磨制生2 / 6料浆(赤泥配比可达 25％-30％)，调整到符合技术指标后，用流人法在蒸发机中除去大部分水分后(或直接喷入)，人回转窑煅烧为熟料，再加入石膏、矿渣等混合材料碾磨到一定细度即制得水泥产品，赤泥配比受原料和燃料质量的影响，当配人赤泥 28％时，需配人石灰石65％和砂石 7％。
用赤泥生产的水泥符合国家质量标准，且具有早强、抗硫酸盐、水化热低、抗冻及耐磨等性能2)、用赤泥生产流态自硬砂硬化剂：XXX 铝厂与原一机部铸锻研究所合作研究，利用赤泥试验成功铸造用流态白硬砂硬化剂，这种赤泥硬化剂造型强度较其他硬化剂大，一般 8h 的强度达 8kg／cmz赤泥在硬化剂自硬砂中配入 4％～6％3)、用赤泥制造人工轻骨料首先使含水10％～16％的赤泥造粒，如含水率不到 10％时，就难于造粒；如超过 16％时，造粒物将不规则，且强度低因此，要生产合格的人工骨料，其赤泥原料必须调整含水率为 10％～16％如赤泥有过剩的水分，要干燥去除水分，若赤泥含水在 10％以下时，要添加赤泥浆或水进行调整也可与黏土、页岩、火山灰等混合使用，其配比量约占 10％以下一般采用回转3 / 6型造粒机进行造粒为了防止在煅烧时因急速加热而发生造粒崩溃，首先要进行干燥，使其含水率降到 3％以下，其次，在 1100～1300℃的温度下烧结，如低于 1100℃时烧结就不充分，强度较低；如超过1300℃，赤泥开始软化，颗粒之间相互融合，难于达到骨料要求；1200℃左右烧结最为理想，具有较好的强度和外形，具有优于天然骨料的特性。
⑸、塑料填料：塑料填料的研究已进行多年，随着塑料加工及表面处理剂的改进赤泥在塑料行业中的应用取得新的进展赤泥对PVC(聚氯乙烯)具有显著的热稳定作用，它与 PVC 常用的稳定剂并用时具有协调效应，使填充后的 PVC 制品具有许多优良性能，如抗老化、良好的热稳定性、较好的补强作用、良好的加工性能、良好的阻燃性和成本低用途广等3．炼钢用保护渣：⑴、制炼钢用保护渣烧结法赤泥含有 SiO、CaO 等组分还含有Na20、K：O、M 扣熔剂组分，是生产钢铁工业浇铸用保护材料的理想原料⑵、生产赤泥保护渣的配方与生产工艺及钢种、锭型有关基于赤泥 CaO／Si02 比值高、碱性强等特点，用含酸性氧化物 SiO：A120，较高的珍珠岩石为辅助材料，来调节碱度，选择粒度细的土状石墨为绝热剂，控制渣的熔化速度，提高剥离性⑶、制保护渣前，先将赤泥浆脱水至 35％以下，对各种原料进行干燥和质量分析，并按配比批量称重配料，将配好的料研磨至一定4 / 6细度在混合料中加入外加剂、发热剂、混匀包装即为产品⑷、赤泥烘干后的水分小于 0．5％，细度为 60 目-100 目⑸、用赤泥制成的保护渣使用于碳素钢、低合金钢、不锈钢等钢种和锭型。
应用这种保护渣浇铸，一般在锭模内加人量为 2kg-2．5kg⑹、实践证明，这种保护渣可以显著降低钢锭头部及边缘增炭，提高钢锭质量，可明显改善钢坯低倍组织，提高钢坯成材质量和金属收率，具有比其他保护材料强的同化性能，其主要技术指标可达到或超过国内外现有保护渣的水平⑺、XXX 铝厂利用烧结法赤泥制炼钢保护渣，当赤泥 CaO／Si02比为 0．6—1．0 时，赤泥利用率可达到 50％，其产品质量好，可明显改善钢锭(坯)质量，钢坯成材金属收得率可提高 62.4％经济效益显著4．赤泥在农业中的应用：⑴、赤泥中除含有较高的硅钙成分外，还含有农作物生长必需的多种元素，赤泥脱水后，在 120—300℃烘干活化、并磨至粒径为 90 —150~m，可配制硅钙农用肥⑵、它通过改善植物的细胞组织，使植物形成硅化细胞，可有效提高作物产量、改善粮食品质、增强作物生理效能和抗逆性能，同时降低土壤酸性、作为基肥改良土壤⑶、实践表明，赤泥硅钙肥使用在缺硅的土壤中可增产 8％一15％⑷、XXX 铝厂生产的硅钙肥中 Si、Ca、Mg、Fe 等元素具有较高5 / 6的弱酸溶性，试验表明，对水稻、玉米、地瓜、花生等农作物均有增产效果，一般为 6—10％。
但目前对这一技术很少使用，其原因是长期使用，容易引起淋溶，从而造成地下水被污染5．赤泥在环境保护中的应用：⑴、赤泥中含有赤铁矿(a-Fe2O，)和针铁矿(a-FeOOH)、一水硬铝石(A1203·H20)、含水硅铝酸钠(Na20．A1203·1．68SiO2·1．73H2O)、方解石(taC03)等物相，经热处理后可形成多孔结构，比表面积可达 40 一 70mz 旭，因此，在硫化氢废气污染治理上，可利用其较佳的吸附性能，和硫酸烧渣、平炉尘等一道为主要原料制备廉价的氧化系脱硫剂，其工艺流程如图：⑵、试验表明，筛选粒径为 0.1mm 的赤泥为原料，加入 H2S04，升温通人 02 并搅拌，然后在 90'C 的恒温水浴中反应 2h，冷却、过滤，即得 Fe2(S04)，和 A12(S04)：溶液⑶、该溶液与在一定酸度条件下聚合的硅酸混合，沉化 2h，即得聚铝铁复合絮凝剂它兼有聚铁絮凝剂和聚铝絮凝剂的优点，具有工艺简单、投资少、净水效果好的特点，但由于赤泥本身含有大量的化学物质，赤泥在对废水有害物质的吸附过程中，势必对水的浊度和毒性有一定的影响因此就目前的技术条件，直接使用赤泥作为废水的净化剂尚需进一步研究。