吴柏君--赤泥的有价金属回收与资源化利用

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1、赤泥的有价金属回收与资源化利用赤泥的有价金属回收与资源化利用吴柏君 115612105报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六一、背景一、背景及意义及意义3 3国内外国内外赤泥利用现状赤泥利用现状 1 1赤泥介绍赤泥介绍赤泥介绍赤泥介绍 2 2赤泥引发的危害赤泥引发的危害赤泥引发的危害赤泥引发的危害4 4国家政策国家政策4 4研究意义研究意义1、赤泥介绍、赤泥介绍简介：简介：赤泥是氧化铝生产过程中排出的主要工业废弃物，通常铝土矿含铁较高，残渣外观往往像红色

2、的泥土，故名“赤泥”。化学成分化学成分：是Fe2O3 、SiO2、Al2O3、CaO等和和少量的具有放射性的矿物如锆石、独居石等。赤泥由于带有大量的强碱性废水而具有高碱性，PH值高达1213.5，大量强碱性废水不论外排注入河湖或渗透地表地下，都将严重危害自然环境，造成土壤碱化、沼泽化、污染地表地下水源，同时导致了大量铁矿资源的流失。物理性质物理性质：颗粒直径0.0880.25毫米,比重2.72.9，容重0.81.0，熔点12001250。 2、赤泥引发的危害、赤泥引发的危害2010年10月4日东欧匈牙利发生赤泥尾矿库溃坝泄露事件，100万立方米赤泥外泄，流入7座村庄，造成7人死亡，150余人受

3、伤。2、赤泥引发的危害、赤泥引发的危害 目前，多数采用赤泥库(坝)湿法存放，不仅侵占农田，污染环境，造成土壤碱化、沼泽化、污染地安全隐患。同时赤泥中的有用成分如铁等有价金属业不能得到有效利用。 我国是世界上氧化铝最大的生产国，也是最大的赤泥排放国。目前累积堆存量已达到2亿吨，预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨 。3、国内外赤泥利用现状、国内外赤泥利用现状国内国外建材水泥建筑用砖材料混凝土 金属的回收 从赤泥中回收二氧化钛从赤泥中回收铁工业催化剂制备 赤泥作为氢化催化剂赤泥作为四氯乙烯氢化脱氯作用的催化剂 陶瓷工业 4、赤泥回收利用的国家政策、赤泥回收利用的国家政策匈牙利氧化铝厂赤

4、泥泄漏灾难给中国铝工业敲响了警钟。氧化铝厂必须高度重视赤泥堆存安全，但是从长远来看，赤泥综合利用才是解决其环境污染和安全隐患的治本之策，是中国铝工业可持续发展的必由之路。在中国铝工业迅猛发展的同时，最大限度减少赤泥的产生量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。 二一年八月十日，国家工业和信息化部 科学技术部印发赤泥综合利用指导意见，文件对提高赤泥综合利用率和技术水平，减少赤泥堆存对环境、安全造成的影响，促进赤泥综合利用工作，提出了综合利用指导意见。4、赤泥综合利用研究意义、赤泥综合利用研究意义目前我国赤泥累积堆存量约2亿吨，预计到2015年，累计堆存量将达3.5亿吨，不仅要防止附液可能

5、渗透到地下，还要防止出现坍塌，其维护费用非常巨大。如果将赤泥的各种矿物综合回收利用，变废为宝，可以产出铁粉、水泥、新型的墙地砖等产品，以及解决铝厂供电厂排放的二氧化碳、二氧化硫的治理和排放费用，产生的经济效益是巨大的。报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六二、目标及任务实现废弃物的综合利用，变废为宝，如赤泥提取有价金属，利用固体废弃物代替优质粘土如高岭土等生产并且研制新型的墙地砖建材，实现对于工业废料的资源化。即以下两点： 1、找到有效回收铁、铝的有价金

6、属的方法，实现有价金属无害化综合回收利用。2、找到合适的方法制备出了性能优良的，总赤泥含量较高的保温陶瓷砖，实现资源化利用赤泥。报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六三、三、研发重点与难点研发重点与难点赤泥是一种不溶性的残渣，主要由细颗粒的泥和粗颗粒的砂组成，其化学成分因铝土矿产地和氧化铝生产方法的不同而有所差异。目前，氧化铝生产方法有三种：拜耳法、烧结法和联合法三种不同的方法产生的赤泥成分、性质、物相各异。重点与难点1：烧结法赤泥由于其si02和A12

7、03含量较低而CaO含量较高，拜耳法赤泥中A1203、Fe203含量高，而Si02比较低，两者均不适合作为陶瓷砖原料使用。三、三、研发重点与难点研发重点与难点重点与难点2：拜耳法赤泥主要组成是氧化铝、氧化铁。铁、铝等单一的元素含量并不特别高，无害化、资源化回收较难，成本较高。所以，开发出一套综合回收铁、铝等元素的方法是该课题的重、难点。报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六四、研究思路和方法四、研究思路和方法对赤泥成对赤泥成对赤泥成对赤泥成分系统分分系统

8、分分系统分分系统分析析析析结合国内结合国内结合国内结合国内外最新研外最新研外最新研外最新研究成果究成果究成果究成果赤泥的无赤泥的无赤泥的无赤泥的无害化综合害化综合害化综合害化综合回收利用回收利用回收利用回收利用回收铁等有价回收铁等有价回收铁等有价回收铁等有价金属金属金属金属分离放射性矿分离放射性矿分离放射性矿分离放射性矿物物物物剩余矿物被用剩余矿物被用剩余矿物被用剩余矿物被用作大宗原料作大宗原料作大宗原料作大宗原料1、赤泥无害化综合回收利用四、研究思路和方法四、研究思路和方法针对赤泥中各物质的性质，综合了重选，磁选和电选等多种选矿方法对赤泥进行了多层次的回收和利用。从而达到对赤泥的无害化排放和

9、有用矿物的回收。 重选磁选电选四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法2、赤泥的资源化利用-制保温陶瓷砖(1) 半干压成型法四、研究思路和方法四、研究思路和方法半干压成型是模压成型的一种，它是利用压力机将干粉坯料加少量结合剂在金属模具中压制成致密坯体的一种成型方法。粉料的含水率通常为815，由于粉料成型的坯料水分少，压力大，坯体比较致密，因此能获得收缩小、尺寸准确、缺陷少、无需强化干燥的生坯。制品的半干压成型有一系列的优点：坯体干燥过程短：制品形状准确，尺寸精确，在焙烧中收缩小；便于利用瘠性原料，也能大量地使用粉煤灰、炉渣等工业废料。四、研究思路和方法四、研究思

10、路和方法(2)挤出成型法挤出成型方法属于可塑成型，是采用真空压泥机、挤坯机，将可塑料团挤压向前，经过机嘴定型，达到制品所要求的形状。坯体的外形由挤出机机头内部形状所决定，坯体长度根据尺寸进行切割。四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法研究所用原料化学组成如表所示烧结法赤泥由于其si02和A1203含量较低而CaO含量较高，拜耳法赤泥中A1203、Fe203含量高，而Si02比较低，两者均不适合作为陶瓷砖原料使用。 四、研究思路和方法四、研究思路和方法由于烧结法赤泥中钙含量偏高，而拜尔法赤泥中铁含量高，且它们的成分复杂、波动较大，使得目前赤泥的利用率偏低，已有的

11、赤泥应用于烧结砖的研制普遍在掺入量在10%-30之间，达不到大规模开发利用赤泥的要求。将烧结法赤泥和拜尔法赤泥复合使用，利用二者性能互补来制备高赤泥含量的保温陶瓷砖，实现资源化利用赤泥的目的，是本课题主要探究方向。通过一系列方法、参数来测试和评价保温陶瓷砖性能。四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法四、研究思路和方法评价参数评价参数导热及保温性能导热及保温性能干燥性能干燥性能抗压强抗压强度度可塑性晶体材料的晶体材料的结构及特征结构及特征试样表面形貌试样表面形貌保温陶瓷砖评价参数干燥体积收缩率导热测定法压机测试X射线晶体结构分析扫描电子显微镜(SEM)可塑性测定仪创新点创新点1、

12、改变了过去对赤泥的单一的回收利用方式，针对赤泥中的不同矿物，采用重选、磁选和静电选相结合的方法，分类提质，实现了全流程多层次的综合利用和资源的利用最大化。2、离心机重选法将赤泥中比重不同的矿物分离开。3、用焙烧还原的方法提高赤泥中含铁矿物的磁性，将焙烧改性和磁选提纯两项工艺结合起来。两段磁选联合工艺提选赤泥中的赤铁矿等铁矿物，一段精选，一段扫选，最大限度提纯铁矿物。4、将摩擦电选引入到赤泥尾矿的处理中，分离出锆石、独居石，有效降低赤泥的放射性，为赤泥尾矿大规模用于建筑材料创造条件。5、将烧结法赤泥和拜尔法赤泥复合使用，利用二者性能互补来制备高赤泥含量的保温陶瓷砖。技术关键技术关键1、使用离心选

13、矿机采用重选法分离赤泥中比重不同的矿物，为赤泥的综合利用创造条件。2、选择合适的脱水设备，将赤泥进行脱水处理，为后续的焙烧磁选打下基础；两段磁选法提纯赤泥中的赤铁矿等含铁矿物，磁选机的设计和选型是磁选法工艺的关键。3、采用静电分离的方法将钙钛矿和锆石、独居石等分离，由于不同矿物的带电性不同，需先改善矿物表面的电性，因此将摩擦电选引入，用于实现细粒尾矿的分离。4、使用浮选法提选氧化铝。5、将烧结法赤泥和拜尔法赤泥复合使用，利用二者性能互补来制备高赤泥含量的保温陶瓷砖。报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法

14、四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六五、五、课题预期目标课题预期目标1、回收有价金属：、回收有价金属：对部分拜耳法高铁赤泥进行强磁选，从中回收提取铁品位在50%以上的铁精粉。找到氧化铝回收合适的浮选方法和药剂。2、赤泥的资源化利用：、赤泥的资源化利用：用半干压成型方法能制备出了性能优良的，总赤泥含量较高的保温陶瓷砖，实现资源化利用赤泥 。 报告主要内容报告主要内容背景背景及意义及意义一目标及任务目标及任务二研发重点与难点研发重点与难点三研究的思路和方法研究的思路和方法四课题预期目标和成果课题预期目标和成果五总结总结六六、总结六、总结1、采用重选、磁选和静电选相结合的方法，分类提质，能实现了全流程多层次的综合利用和资源的利用最大化。2、用焙烧还原的方法提高赤泥中含铁矿物的磁性，将焙烧改性和磁选提纯两项工艺结合起来。再用浮选回收铁、铝是有效的方法。3、烧结法赤泥由于其si02和A1203含量较低而CaO含量较高，拜耳法赤泥中A1203、Fe203含量高，而Si02比较低，两者均不适合作为陶瓷砖原料使用。可以将二者复合使用，利用二者性能互补来制备保温陶瓷砖。4、采用半干压成型方法能制备出了性能优良的，总赤泥含量较高的保温陶瓷砖，实现资源化利用赤泥 。