赤泥的綜合利用赤泥，亦稱紅泥,從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業(yè)固體廢物。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。采用拜爾法煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥稱拜爾法赤泥;用燒結(jié)法或用燒結(jié)法和拜爾法聯(lián)合煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥分別稱為燒結(jié)法赤泥或聯(lián)合法赤泥。一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。赤泥概述其中含有Al2O3、Na2O、SiO2、CaO、Fe2O3、TiO2等,赤泥附液中含有Al2O3、Na2Oc、Na2Ok、SiO2、CO2、NaCl、H2O等,pH值較高(大于12.5),是具有腐蝕性的廢物。赤泥的影響每t赤泥中含有3~4m3的含堿廢液(pH>12.5)，長期的堆積，堿液向地下滲透，堿化土地，污染地下水。曬干后的赤泥，容易形成粉塵，造成大氣和生態(tài)的污染。人們長期攝取其中的有害物質(zhì)，必然會影響身體健康。赤泥的主要污染物為堿、氟化物、鈉及鋁等，其含量較高，超過了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

由于赤泥中含有大量的強(qiáng)堿性化學(xué)物質(zhì)，稀釋10倍后其pH值仍為11.25～11.50(原土為12以上)，極高的pH值決定了赤泥對生物和金屬、硅質(zhì)材料的強(qiáng)烈腐蝕性。高堿度的污水滲入地下或進(jìn)入地表水，使水體pH值升高，以致超出國家規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由于pH值的高低常常影響水中化合物的毒性，因此還會造成更為嚴(yán)重的水污染。

匈牙利“紅泥流”事件2010年10月4日，大量有毒紅泥從匈牙利一家鋁廠廢水池涌向附近三個(gè)村莊，造成10人死亡，百人受傷，受傷者幾乎70%的皮膚被燒傷

。此堿性、有毒紅泥覆蓋大約40平方公里土地面積，對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成了不可估量的損失。泄漏的紅泥是生產(chǎn)氧化鋁時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品，對身體有害，含強(qiáng)堿性有毒金屬鉛及其他物質(zhì)。與皮膚接觸可能致命，因此需用足夠多的水把它洗凈。

為禍匈牙利的尾礦庫隱患，在中國亦魅影重重，權(quán)威資料顯示，全國仍有危、險(xiǎn)、病庫兩千余座，這些尾礦庫普遍存在浸潤線過高、調(diào)洪庫容不夠、壩體裂縫現(xiàn)象嚴(yán)重、壩體安全觀測設(shè)施不健全等重大安全與環(huán)保隱患。

中國作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國，大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。全世界每年產(chǎn)生的赤泥約8000萬噸，我國每年產(chǎn)生的赤泥為3000萬噸以上。有專家估計(jì)，目前我國赤泥的綜合利用率僅為4%，遠(yuǎn)低于世界平均水平（15%）。赤泥累積堆存量約2億噸，而到2015年，累計(jì)堆存量將達(dá)3.5億噸。赤泥的綜合利用赤泥的綜合利用是一個(gè)十分重要和迫切需解決的問題。國內(nèi)外近年來進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。提出了許多綜合利用赤泥的方案,但除少數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)外,大多數(shù)仍處于試驗(yàn)階段。赤泥的主要應(yīng)用一、污水處理以赤泥為原料，經(jīng)水洗、酸洗、焙燒活化等，可制備出性能良好的水處理劑，它既可吸附廢水中Cs、Sr、U、Th

等放射性物質(zhì)，As3+、Cd2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、pb2+等重金屬離子，PO43-、F-等非金屬有害物質(zhì)及某些有機(jī)污染物，也可用于廢水的脫色、澄清等。另外，用氧化鋁廠赤泥制備的高效混凝劑聚硅酸鐵鋁是一類新型無機(jī)高分子混凝劑，它同時(shí)具有電中和以及吸附架橋作用。由于具有混凝效果好、原料來源廣、價(jià)格便宜和處理后水中的殘留物少等優(yōu)點(diǎn),成為國內(nèi)外無機(jī)高分子混凝劑研究的熱點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道了以赤泥為原料,在常壓通氧條件下,用H2SO4浸取,與聚硅酸混合制備聚硅酸鐵鋁(PSAF)混凝劑的方法。并將該混凝劑用于制革廢水處理,效果良好,與聚合硫酸鐵混凝劑相比較,CODCr和色度去除率提高約20%和28%,懸浮物SS去除率提高約10%,是一種值得重視的、處理效果較好的無機(jī)高分子混凝劑。但是，由于赤泥物性組成復(fù)雜，在對廢水有害物質(zhì)的吸附過程中，勢必會對水的濁度和毒性有一定的影響，因此赤泥在凈化廢水之前，還需進(jìn)行必要的改性、活化處理。二、利用赤泥生產(chǎn)水泥俄羅斯第聶伯鋁廠利用拜耳法赤泥生產(chǎn)水泥,生料中赤泥配比可達(dá)14%。日本三井氧化鋁公司與水泥廠合作,以赤泥為鐵質(zhì)原料配入水泥生料,水泥熟料可利用赤泥5kg/t-熟料~20kg/t-熟料。俄羅斯沃爾霍夫、阿欽和卡列夫氧化鋁廠以霞石為原料,利用產(chǎn)生的赤泥生產(chǎn)水泥,進(jìn)行石灰石、赤泥兩組分配料試驗(yàn),水泥可利用赤泥629kg/t-水泥~795kg/t-水泥,為燒結(jié)法赤泥的綜合利用開辟了有效途徑。我國中鋁山東分公司早在建廠初期就對赤泥綜合利用進(jìn)行了研究,在60年代初建成了綜合利用赤泥的大型水泥廠。并且利用燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥,水泥生料中赤泥配比年平均為20%~38.5%,水泥的赤泥利用量200kg/t-水泥~420kg/t-水泥,產(chǎn)出赤泥的綜合利用率30%~55%。該廠生產(chǎn)的水泥與一般水泥廠產(chǎn)品相比,產(chǎn)品成本降低15%，除抗壓強(qiáng)度偏低外,其他性能皆等于或優(yōu)于一般水泥,特別是抗折強(qiáng)度、早期抗壓強(qiáng)度和抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)方面尤為明顯。由于赤泥含堿量高,赤泥配比受水泥含堿指標(biāo)制約，為更加有效地利用赤泥生產(chǎn)水泥,某公司已完成國家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“常壓氧化鈣脫堿與低堿赤泥生產(chǎn)高標(biāo)號水泥的研究”和“低濃度堿液膜法分離回收堿技術(shù)”,使以燒結(jié)法、聯(lián)合法赤泥為原料生產(chǎn)水泥的技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步,提高了赤泥配比,使赤泥配料提高到45%。為氧化鋁生產(chǎn)赤泥廢液零排放創(chuàng)造了條件。三、生產(chǎn)新型建筑材料赤泥用作新型建筑材料是綜合利用氧化鋁工業(yè)廢渣的又一有效途徑,它既可以大量消化赤泥、節(jié)約土地,又可以改善環(huán)境。（1）生產(chǎn)赤泥粉煤灰燒結(jié)磚以赤泥、粉煤灰和煤矸石為原料，通過原料自身的發(fā)熱量與燒成熱量相平衡，實(shí)現(xiàn)全內(nèi)燃生產(chǎn)燒結(jié)磚，實(shí)現(xiàn)了制磚不用土，燒磚不用煤。這種工藝?yán)妹喉肥療Y(jié)后所得的偏高嶺土成分與赤泥中的游離堿作用，防止了堿的析出，增大了磚的強(qiáng)度，既節(jié)約了煤炭資源和土地資源，又大量利用赤泥、粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。但國內(nèi)利用赤泥制成燒結(jié)磚沒能產(chǎn)業(yè)化。（2）生產(chǎn)赤泥粉煤灰免燒磚燒結(jié)法赤泥和熱電廠粉煤灰混合，赤泥具有潛在的水化特性，粉煤灰含有活性硅鋁成分，兩者相互作用，在添加劑作用下，水化作用增強(qiáng)，固結(jié)產(chǎn)生類似水泥水化相和膠質(zhì)凝結(jié)物，得到高強(qiáng)硬化體。赤泥和粉煤灰都是質(zhì)輕材料，生產(chǎn)時(shí)只需將赤泥、粉煤灰、膠結(jié)劑、添加劑等按比例混合，進(jìn)行輪碾、壓制和養(yǎng)護(hù)，可制出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的免蒸免燒磚。赤泥粉煤灰免燒磚的性能達(dá)到MU15級優(yōu)等品免燒磚的標(biāo)準(zhǔn)要求。然而由于產(chǎn)品質(zhì)量、投資和效益等原因，目前還未正式投入工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)某公司對利用赤泥作新型墻體材料進(jìn)行了大量研究,1997年公司申報(bào)了"九五"國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目"赤泥作新型墻體材料的研究"。利用該技術(shù)選擇出了赤泥、粉煤灰及煤矸石最佳配方和燒結(jié)工藝技術(shù),研究出新型粘結(jié)劑,并生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的建筑用磚。這種新型空心磚保溫、質(zhì)輕、強(qiáng)度高,符合國家新型建材的改革方向。（3）新型墻體材料（4）路基材料2005年中鋁山東分公司修建了一條長4km的赤泥路基示范性路段，其以燒結(jié)法赤泥、粉煤灰、石灰等為主要原料，赤泥作為路基材料基本配方，該路段達(dá)到了石灰穩(wěn)定土一級和高速路的強(qiáng)度要求。這是國內(nèi)第一項(xiàng)在實(shí)際公路中應(yīng)用的燒結(jié)法赤泥路面基層工程，共消耗燒結(jié)法赤泥2萬余t，是近年來赤泥使用量最大的工程，一直正常使用到現(xiàn)在。四、赤泥作塑料填料赤泥作塑料填料的研究已進(jìn)行多年,近年來隨著塑料加工及表面處理劑的不斷改進(jìn),赤泥在塑料行業(yè)的應(yīng)用取得了新的進(jìn)展。赤泥對PVC(聚氯乙烯)具有顯著的熱穩(wěn)定作用,它與PVC常用穩(wěn)定劑并用時(shí)具有協(xié)調(diào)效應(yīng),使填充后的PVC的制品具有優(yōu)良的抗老化性能,可延長制品的壽命,比普通的PVC制品壽命長2倍~3倍。普通PVC在露天使用8年后,強(qiáng)度完全失去,而赤泥聚氯乙烯塑料仍然保持著良好的力學(xué)性能,未見任何老化現(xiàn)象。且赤泥聚氯乙烯復(fù)合塑料具有阻燃性,可用于生產(chǎn)建筑型材。如果將赤泥進(jìn)行一定的處理，則可增大赤泥在聚合物中的添加量，提高制品性能。另外，赤泥—聚氯乙烯復(fù)合塑料盡管具有阻燃性，但要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，尚需添加一些阻燃劑。赤泥用于塑料制品并在高溫下成型時(shí)，仍有一些水分殘留在制品內(nèi)影響性能，通常應(yīng)在120℃下干燥3h再應(yīng)用。五、用作硅肥赤泥中含有植物生長所必需的Fe、Mg、P、K、Mn、Cu、Zn、B等微量元素，因此是良好的堿性復(fù)合肥料。近年,國內(nèi)一些研究單位對硅肥進(jìn)行了深人研究,研制出了獨(dú)特的硅肥添加劑,河南省已批準(zhǔn)成立了省硅肥工程中心。河南省科學(xué)院近年開展的大面積試用硅肥表明,硅肥可以改善植物的細(xì)胞組織,改善作物果實(shí)的品質(zhì),可增產(chǎn)8%~15%。硅肥是繼氮、磷、鉀肥之后的第4大元素肥料。大力發(fā)展硅肥,是赤泥綜合利用的又一可行途徑。但目前對這一技術(shù)很少使用，其原因是長期使用，容易引起滲漏，造成地下水污染。六、綜合回收有價(jià)金屬赤泥中富含鐵、鋁、鈣、硅,并含有鈦、鈧、鈮、鉭、鋯、釷和鈾等稀有金屬。從赤泥中經(jīng)濟(jì)有效地提取有價(jià)金屬，并且不產(chǎn)生二次污染，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。美國的氧化鋁廠針對拜耳赤泥氧化鐵含量高的特性，很早就提出利用赤泥生產(chǎn)鐵的方法，并申請了專利。俄羅斯研究出了一種樹脂在赤泥礦漿中回收富集鈧、鈾、釷的吸入溶解工藝。印度提出自赤泥中回收TiO2以減少污染和保護(hù)陸地及礦物資源的方法。匈牙利學(xué)者提出的氯化焙燒處理赤泥熔渣工藝，可獲得TiO2高含量的爐渣，Al2O3和V2O5也在爐渣中得到富集。我國針對赤泥提取有價(jià)元素也做了大量的研究工作。（1）鐵的回收為了以經(jīng)濟(jì)有效的辦法解決氧化鋁廠赤泥的綜合利用問題,有人對氧化鋁廠赤泥進(jìn)行了“煤基直接還原焙燒-渣鐵磁選分離-冷固成型”的新工藝研究,制備出優(yōu)質(zhì)的直接還原鐵團(tuán)塊,該產(chǎn)品可作電爐煉鋼原料,其金屬化率為92.1%,含鐵品位為92.7%,鐵回收率為94.2%。平果鋁業(yè)公司試驗(yàn)研究以拜耳法赤泥為原料,以煤為還原劑,進(jìn)行直接還原煉鐵,鐵以海綿鐵的形態(tài)產(chǎn)出,鐵的回收率為87%,海綿鐵含F(xiàn)e為84%,金屬化率為91.5%,可代替廢鋼作為煉鋼的原料。赤泥經(jīng)還原焙燒后磁選,能有效地回收鐵。雖然從赤泥中提取鐵元素對促進(jìn)節(jié)能減排及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有一定的意義，并且已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是目前仍存在以下兩個(gè)方面的問題：①由于赤泥粒級組成泥化部分含量較高，赤泥尾礦經(jīng)過分級、細(xì)磨后全部進(jìn)入磁選工序，在選別過程中，受泥化影響，產(chǎn)品鐵精粉的品位較低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品過濾效果。②對赤泥中鐵的回收，僅限于對含鐵量較高的拜耳法赤泥的處理，而由于生產(chǎn)Al2O3

時(shí)所采用的鐵礦石品位的不同致使拜耳法赤泥的鐵含量有一定的差異，從而限制了從拜耳法赤泥中回收金屬鐵工藝的廣泛應(yīng)用。（2）鈧的提取磁選尾礦經(jīng)酸處理后進(jìn)行培燒、浸出,可以從浸出液中萃取鈧,鈧以Sc2O3的形態(tài)產(chǎn)出,Sc的萃取率為90.6%,進(jìn)一步制取氧化鈧,可獲得Sc2O3

為99.95%的產(chǎn)品。萃取鈧的余液經(jīng)堿中和生成沉淀提取鋁,氧化鋁的回收率為85%,鈉則以硫酸鈉的形態(tài)產(chǎn)出。赤泥提取有價(jià)金屬后的酸浸渣,約占赤泥的2/3,酸浸渣含鈣、硅較高,可用于燒制硫鋁酸鹽水泥。硫鋁酸鹽水泥是一種超早強(qiáng)水泥,適用于快速施工和各種搶修工程。（3）鈦的浸出TiO2

也是赤泥中含量較豐富的資源之一，有較大的回收價(jià)值。從赤泥中回收TiO2

的方法和回收鈧的方法類似，也是先采用酸浸出赤泥中的A12O3、Fe2O3

等物質(zhì)，再用硫酸等將TiO2從浸出渣中溶出。但該工藝的成本較高，且只適用于處理含鈦較高的赤泥，致使其大規(guī)模的應(yīng)用受到一定的限制。七、作充填料某公司與相關(guān)礦山研究院合作，在某礦區(qū)采用泵送赤泥膠結(jié)充填采礦法獲得成功。通過鋁土礦地下開采實(shí)踐證明，膠結(jié)充填技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理,可提高礦石回收率23%；采礦坑木消耗減少，從而降低開采成本，控制采場地壓，