语出惊人分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xiaomadage 语不惊人死不休

博文

赤泥国内外研究方向简述

已有 8053 次阅读 2011-6-30 23:41 |个人分类:铝土矿赤泥|系统分类:科研笔记| 贵州, 综合利用, 研究现状, 赤泥

赤泥(Red Mud)是氧化铝生产过程中产生的一种固体废弃物。根据生产工艺与流程,赤泥主要分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥,国外以拜耳法为主,我国则以烧结法居多(贵州地区两种赤泥接近各半)。由于主要原料铝土矿、生产工艺等因素的不同,使得不同种类和不同企业排放的赤泥在成分、性质、物相有存在一定差异。

19世纪末拜耳法生产氧化铝工艺问世以来,氧化铝产量不断增长,导致全球赤泥的堆存量也不断攀升。通常每生产一吨氧化铝,将同时产生11.5吨的赤泥。全球赤泥排放量已由1985年的10亿吨增至2000年的20亿吨,而2007年则已高达26亿吨(Power et al., 2009)。在国内随着铝工业发展需求的不断增长,氧化铝的产量也迅速增长。20062008年国内氧化铝的产量分别达到1370万吨、1945万吨、2278万吨,年增长率分别高达59.4%46.7%(国家统计局,2009)。随之带来的赤泥排放量骤增,给生态环境和社会发展带来了巨大压力。据估算,我国2009年赤泥的排放量已超过3000万吨,堆存量2亿吨左右。仅以中国铝业公司贵州分公司为例,其目前年产氧化铝100多万吨,赤泥年排放量已超过110万吨,积存量已超过1000万吨。

目前赤泥的最基本处置方式是采用堆存处置、倾倒入海、填充洼地等堆存方式处理,其处置成本约占氧化铝产品产值的5%(Kumar et al., 2006)。我国大多数氧化铝企业采用堆存处理,这种处置方式除了需要占用大量农田、土地,在堆场建设和维护上耗资外,还会对环境的造成一定的影响:赤泥含碱量高,还含有钛、铁等金属元素,堆存过程中如产生渗漏进入地下水、地表水等水体,可形成沉淀物、悬浮物、可溶物,造成重金属污染,水体的pH值上升等不良生态影响。而在贵州喀斯特地区,这种问题尤为严重,造成赤泥堆场选址非常困难。

赤泥作为国内外的研究热点,较为集中的研究方向可以概括为以下三个:

①回收利用。回收利用研究主要包括从赤泥中回收有价金属、稀有元素及碱的溶滤与溶出研究。不同地区不同企业所产赤泥的化学成分与矿物组成差异较大,但是总体上来说,赤泥中富含铁、铝、钙、硅,还含有钛、钪、铌、钽、锆、镓、钒、钍和铀等稀有金属元素。赤泥提取有价金属元素的研究一直在进行,实践证明从赤泥中提取回收有价金属在技术上是可行的,但如何经济有效地富集提取,并且不产生二次污染,是赤泥提取有价金属的关键。

该方向主要涉及冶金、化工、化学、环境等专业。

②综合利用。赤泥的综合利用最有可能大规模消耗赤泥、有效解决赤泥大量堆存的问题途径,其主要特点是将赤泥作为整体加以利用,一般直接消耗赤泥,不产生二次污染,形式包括作为主体原料,或掺入其他物料,或作为添加料。主要包括掺入一定比例的赤泥制备建筑材料(如砖、瓦、水泥、混凝土等)、陶瓷制品(如微晶玻璃、耐火材料陶器等)、路基与路面材料、复合材料填充料,以及用赤泥修筑堤坝等途径(Liu et al., 2009b; Kehagia, 2009)。世界各国提出了几十种关于赤泥综合利用的途径与方法,但是或由于赤泥含铁量和含碱量较高,或是因为放射性超标,或是成本高、工艺复杂等原因,使得赤泥综合利用难以达到工业生产的要求,或是在工业生产中受到赤泥添加量小等因素的约束,真正意义上的大规模使用赤泥的途径还有待进一步探索与研究。

该方向主要涉及建材、陶瓷、材料、化学、环境等专业。

③环境修复与治理。赤泥的吸附治污功能是近年来的研究热点,其原理是利用赤泥的多孔结构和较大的比表面积所具有较强吸附作用,可以用来清洁气体、处理污水,或者利用赤泥中的铁或重金属元素所具有的催化作用,对废气废液进行综合处理(Wang et al., 2008)。赤泥吸附治污的范围涉及用赤泥吸附污水中的无机阴离子(如PO43-F-NO3-)、有毒重金属离子(如Pb2+Cd2+Cu2+Zn2+As3+Cr3+)以及有机物(包括染料、酚类、细菌、病毒)等(Wang et al., 2008),经处理活化的赤泥还可以作为气体清洁剂,吸收气体中有毒有害成分(如H2SNOxCO2),其固定CO2功效,可以为降低温室气体的排放做出贡献,具有一定的应用前景(Wang et al., 2008; Yadav et al., 2009)。另外,由于赤泥含有多种成分,如铁、镍以及一些重金属元素,所以赤泥还可以用作化学反应的催化剂;赤泥中大部分组成则是粘土质硅铝酸盐,所以赤泥还被用于土壤修复添加料,促进作物生长与发育(Menzies et al., 2004)

该方向主要涉及环境、化学等专业。

 

以上为初步总结,便于交流,不足之处敬请批评。部分参考文献没有在文中列出。

 

 

 

赤泥的湿法排放

 

赤泥的干法排放

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-252930-461002.html

上一篇:赤泥国际研讨会将在印度召开
下一篇:国内外赤泥综合利用现状概述

2 李学宽 Imperfectionist

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-8-10 20:20

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部