热度|赤泥的资源化利用有哪些技术?
赤泥是氧化铝生产过程中产生的碱性工业固体废弃物,因其具有优良吸附性能、富含各类有价值的金属元素等特点,国内外学者希望对赤泥进行资源化的综合利用以解决赤泥带来的问题。目前赤泥的利用领域已经比较广泛,主要有制备水泥等建材及作为路基材料、回收有价金属、制备特殊功能材料等。
一、建筑材料的制备
由于赤泥中富含铁、铝化合物及硅酸盐,可以将其作为生产水泥、建筑用砖等建筑材料的原料,尤其是富含钙的烧结法赤泥。目前赤泥用于水泥生产主要集中于制备水泥熟料、生产复合水泥以及生产碱活化水泥3个方向。研究表明赤泥的加入对水泥水化过程起着积极的作用。最终得到赤泥掺入量达80%的碱活化水泥抗压强度可达60MPa,且放射性远低于筑路用水泥的标准。
除了生产水泥外还可以使用赤泥为原料生产烧结砖、免蒸砖、陶瓷釉面砖等砖类产品。由于赤泥具有固化性质,将其用作路基材料,成本低廉、性能良好,具有巨大的研究价值,将赤泥配入路基材料中,强度完全可以满足高速公路的需求,且赤泥路基材料与传统的半刚性路基材料相比具有强度高、回弹值大等优点。
二、有价金属的提取
①铝的提取技术
赤泥中的铝主要以氧化铝的形式存在,回收方法分为碱法和酸法。碱法是以烧结法为主的火法冶金,酸法是以强酸进行浸出的湿法冶金。
火法冶金回收赤泥中的铝一般需要向赤泥中添加助剂并在高温条件下进行烧结,之后用碱液溶出或进行碳酸化回收,火法冶金回收铝需要提供高温环境对设备有着较高要求,并且需要消耗大量的能源。
与之相比,湿法冶金的方式耗能低,操作也更为简便,但由于赤泥呈碱性,利用酸法浸出过程中需要消耗大量酸并会带来高酸度的废液,不符合绿色发展的理念,因此研究人员将研究方向投向了利用碱处理赤泥以回收铝。目前的碱法研究中,以NaOH亚熔盐法处理的拜耳法赤泥回收氧化铝取得了较好的效果,并且在回收其中的氧化钠后还可用作生产建筑材料,达到了真正意义上的综合利用。
②铁的回收提取技术
铁也是赤泥中含量较高的元素之一,针对赤泥中铁的赋存状态,国内外学者从赤泥中提炼铁,主要应用物理分选法、火法冶金、湿法冶金等。
其中火法冶金回收铁的研究比较广泛,是一种比较成熟的从赤泥中回收铁的工艺。主要过程是将赤泥与还原剂及其他添加剂混合后进行高温还原焙烧,之后利用磁选将分选出的含铁粉末熔炼后得到生铁其余粉末可用于提取其他金属。湿法冶金回收铁主要利用酸将其浸出,操作更为简便,但在浸出过程中易浸出其他金属,给后续铁的回收带来一定困难。
③稀有金属的提取技术
赤泥中还有丰富的稀有金属组分,如钛、钪、镓等稀土元素。
钛金属应用广泛,在生产氧化铝过程中,铝土矿中95%-100%的钛都留在赤泥中,因此将赤泥作为提取金属钛的原料是一种极佳的选择。钪、镓等稀散元素多以伴生矿物的形式分布于其他矿物中,以酸浸法提取赤泥中的钪并以同样含钛的钛白废酸作为浸出剂,既解决了两种废弃物的排放处置问题,又提高了钛的回收量。金属镓的性质与铝相似,其难点在于浸出后与其他金属元素分离以及提纯。
经过以上对赤泥的综合利用,降低了其在水、土壤以及大气的污染程度,当然以上所介绍的赤泥利用方式,在实际应用中可能仍会存在些许问题,企业需根据实际情况将赤泥简单的堆存变成大规模综合利用。