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1、赤泥主要成分来源1 赤泥及铝土矿贵州省有着丰富的铝土矿，是我国产铝大省，赤泥年排放量约120万t,历年堆存量达1100 万 t 以上，主要生产于贵阳、安顺等地区的铝工业企业，特别是中铝贵州分公司赤泥产生量 最多，年排放量100多万t。随着遵义铝厂氧化铝扩能改造、修文华飞有限公司其氧化铝等 项目的建设投产，贵州省赤泥年排放量将达200万t以上1。贵州省赤泥堆存于赤泥坝中， 不仅需要大量的堆存场地，而且赤泥中的碱含量较高，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，对具有喀斯特地貌的贵州来说，赤泥的污染显得更加严重。赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废弃物，因含氧化铁量大
2、，外观外观与 赤色泥土相似，因而得名。铝土矿成分异常复杂，是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称，如沂水软铝 石、一水应铝石和三水铝石；有的是水铝石和高岭石相伴构成；有的以高岭石为主，且随着 高岭石含量的增高，构成为一般的铝土岩或高岭石质黏土，因此铝土矿很少有纯矿物、铁矿 物、钛矿物及碎屑重矿物等等。在我国已探明的铝土矿储量中，一水铝石型铝土矿占全国总 储量的 98%左右。铝土矿主要化学成分主要为A1203、SiO2、Fe2O3、TiO2、HO2,五者总量占成分的95% 以上，一般98%，次要成分有 S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质 等，微量成分有Ga
3、、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。因此由铝土矿中带入 赤泥的化学成分主要为A1203、SiO2、Fe2O3、TiO2。2 赤泥主要成分来源因为铝土矿中铝硅比不同，氧化铝的提炼方法也不一样，因而赤泥分为拜耳法赤泥和烧 结法赤泥。2.1 拜耳法赤泥主要成分来源对于铝硅比值大于 7 的低铝硅土矿，一般采用拜耳法工艺提炼氧化铝。在高温高压条件 下, NaOH与铝土矿中的Al203反应，生成水溶性的铝酸钠(NaO2 A12O3)，溶液与残渣 分离后，降低温度，加入A1(OH)3作晶种，经过长时间搅拌,NaO2 A12O3分解析出A1(OH)3, 洗净后在9501200C温度下煅
4、烧，得A12O3成品。与溶液分离后的残渣即为拜耳法赤泥， 矿石中的 SiO2 转变成为方钠石 (Na8A16Si6O24(OH2)和水合铝硅酸钠(Na2OAl2O32SiO2 xH2O)，随同赤泥排出。为了脱出TiO2、SiO2等杂质的，加速A12O3的溶出，减少A12O3和NaOH的损失， 在生产配料中加入生石灰(CaO)。TiO2与CaO作用生成钛酸钙(CaTiO3)； SiO2与Al2O3及 CaO 作用生成水合铝硅酸钙(CaOAl2O32SiO2x H2O)和水化石榴石 (3CaO A12O33SiO2 xH2O)。这些生成的矿物也成为拜耳法赤泥的一部分。2.2 烧结法赤泥主要成分来源
5、对于铝硅比值35的高硅铝土矿，一般采用烧结法工艺提炼氧化铝。将铝土矿、 NaCO3 和CaCO3按一定比例混合配料，在回转窑内少结成由铝酸钠(NaO2 Al2O3)、铁酸钠 (Na2OFe2O3)、硅酸二钙(2CaOSiO2)和钛酸钙(CaTiO3)组成的熟料。然后用稀释碱溶液 溶出熟料中的NaO2Al2O3，此时铁酸钠水解得到Fe2O3和NaOH，NaOH也进入溶液。不溶物硅酸二钙、钛酸钙、Fe2O3=等作为烧结法赤泥排出。熟料溶出得到NaO2Al2O3 溶液经过专门的脱硅过程，SiO2形成水合铝硅酸钠(Na2OAl2O32SiO2 xH2O)、水合 铝硅酸钙(CaOAl2O32SiO2xH
6、2O)、羟基方钠石(Na8Al6Si6O24(OH2)和水化石榴石 (3CaO A12O33SiO2 xH2O)沉淀，也成为烧结法赤泥的成分。把CO2气体通入分离沉淀物后的NaO2Al2O3溶液，加入晶种搅拌，得到Al(HO)3沉淀物和Na2CO3母液。A1(HO)3经煅烧成为氧化铝成品。此外，还有同事采用拜耳法、烧结法的联合法氧化铝生产工艺，事宜处理铝硅比值为5 7的铝土矿，其排除的赤泥兼具有拜耳法赤泥和烧结法赤泥的特点。3赤泥的主要性质31赤泥的化学成分，见表1表1物理性能表険种棗SiOjA1AFeACaOm瓯0LOSS拜耳法1L4832, 26& 9620. 211.023.宛0 48乱
7、7416. 76烧结2L0610. 661L440. 620.930, 45k496,863.2赤泥矿物组成，见表2#2物理性能叢閏矿物喀歉化学式拜环恢烧结浊水代石翻石3CaG 人g 3SK1 xH/)RO6泾柴方钠每MJU启访淇(Oli,)2!?5爪合铅硅滩钠ZJ) AL(). * 2Sit), * X H.O水合铝琏酸鈣CaO A14* 2Si(b xHO钛醴钙CaTiO,KK方解石CaCOs3JJi赤谀矿P亡心45加硬鉛巧A 1,(), H;053a -硅醒二钙a -2Ca(l - SifkS5丹一就酸摄fi-2CaO SID.15铝琏隈钠Nafe A1.0 - 2 沁r8忒合碰駿一二钙
8、2Ca()一订心28 iO：2高岭看、蔭石、K 石、磁訣矿少量少显石英、三水铝石，殊仆贝-軀居仆少晁碳峻讷少垦3.3赤泥的粒度分布，见表3种类IT!1502-C194321烧结法2711294利用赤泥生产烧结墙体材料烧结墙体材料是指在大约ioooc的温度下烧结，得到的具有适合强度性能的制品，其原料的化学成分一般要求见表4表4物理性能表表4物理性能表/%成分S10,AlOiCtiOHgOLOSS适宜50-7010-20310允许50-805的2-15015053-15从赤泥的化学成分来看：赤泥的二氧化硅含量大大低于50%70%的允许范围，这将加 大制品的干燥收缩，增加干燥敏感性，降低制品抗冻性能
9、。赤泥的CaO含量很高，大大超 过15%的要求，因此吃你烧结温度范围较窄，不利于工业窑炉烧成。烧结法赤泥A12O3含 量适中（10.66%）;拜耳法吃你喊了超高（32.26%），虽可提高制品力学性能，但烧成温度 也将提高。烧结法赤泥和拜耳法赤泥Fe2O3含量适中，烧成制品可形成传统的红色。拜耳 法赤泥烧失量较高，易使烧结制品疏松，降低制品强度。赤泥中氧化钠含量较高，可减低烧 成温度。赤泥中氧化钠含量较高，可降低烧成温度。赤泥的化学组成与烧结墙体材料原料要求差距较大，由于烧结法赤泥含CaO较高，若 想控制混合料CaO含量在15%以内，则烧结法赤泥最高掺入量只能达到37%。从提高赤泥 的掺入量的角
10、度出发，可采用拜耳法赤泥来制作烧结制品，其缺点是SiO2含量较低，若采 用SiO2含量较高的硅质原料配料，可得到化学成分负荷烧结墙体材料要求的配合料，见表 5。表5物理性能表表5物理性能表种类配比SiO,FeXhCaOMgOLOSS拜耳 法赤 泥501L486. 9620. 211.02IB. 76砂岩501.593. 121.330.33配台料1005L531E.935. 0410. ?70.6Sy.罰从拜耳法赤泥的矿物组成来看，粘土塑性矿物很少，而砂岩没有粘土质塑性矿物，因此 上述配方只能采用半干压成型。若想采用塑性挤出成型，可在混合料中掺入30%塑性较高 的粘土，或采用高硅粘土质原料鱼赤
11、泥配料3以保证混合料的化学成分和塑性挤出性能。5赤泥生产非烧结墙体材料分析非烧结墙体材料是指不经过高温烧结过程的墙体材料，典型的非烧结墙体材料采用硅酸 盐水泥为胶凝剂，将骨料、砂凝结成为具有适合强度的块体。硅酸盐水泥的主要矿物组成见 表6,这些矿物与水发生化学反应，其中3CaOSiO2、2CaOSiO2水花后生成的CSH凝 胶逐渐硬化后，将骨料、砂、机器他化学反应陈武凝结成具有强度的块体。硅酸二钙在1450C下有六种辩题：a、aH、aL(粗晶)、a L(微晶)、B H、 BL、Y，下标H为高温型，L为低温型a、aH、 a H、B型硅酸二钙有水硬性, 但水化速度较慢，其作用主要是提供啊水泥的后期
12、强度。表6物理性能表300 - Sift200 BCaC) * Al A3C0 - Al 型 FeA42-6115-32411ioie从赤泥的矿物成分来看，烧结法赤泥中具有水硬性的a型硅酸二钙和B型硅酸二钙含 量合计达50%，因此在非烧结墙体材料配料中可以打了掺入烧结法赤泥替代砂和部分水泥, 生产出高强度的墙体材料。研究表明，用15%赤泥取代水泥生产的制品其强度指标几本不 变4利用赤泥、粉煤灰生产的免烧砖，赤泥产量可达50%5。6结论从赤泥来源可以看出，赤泥的主要化学成分与墙体材料接近，只是各种成分的比例相差 较大，通过合理配料可得到负荷烧结墙体材料要求的配合料；从赤泥的矿物组成来看，烧结 法赤泥适宜生存非烧结墙体材料，拜耳法赤泥适宜生产烧结墙体材料。参考文献1李裴等创新求是服务决策M.北京：中共中央党校出版社，2009:2412田元江等.钛铁矿物在拜耳法赤泥高温转化利用中的物相演变和呈色机理研究R.贵 阳：中国科学研究地球化学研究所，2007.3汪文凌利用工业废弃物赤泥制造烧结砖研究J.砖瓦，2006，(7)： 42434刘春,尹国勋烧结法赤泥生产混凝土的研究探讨J中国资源利用，2007(3):1719.5许光辉，马小娥赤泥、粉煤灰免烧砖的性能研究J.粉煤灰综合利用，2007 (6) :38
