氧化铝赤泥选铁可研报告
密级：
科技计划项目
可行性研究报告
项目名称：降低拜耳法赤泥含铁量技术应用
所属领域：氧化铝
（洛阳香江万基，贵州其亚沉降白帅兵）
拜耳法赤泥选铁工业扩大试验
一、试验目的
依据山东铝业公司与武汉新通创磁电科技有限公司达成的赤泥选铁试验合作协议，采用特种材料厂赤泥除砂系统原料浆，通过武汉新通创公司赤泥分选系统，进行赤泥分离工业扩大试验，分选出具有商品价值的高磁物料；通过扩大试验，确定合理的工艺参数，验证赤泥选铁的可行性、技术的可靠性和设备运转连续稳定性。
本项目来源：《山东铝业公司2007年科研技术进步计划》项目“赤泥综合利用技术研究”。
二、试验流程
第二氧化铝厂沉降槽底流赤泥进入特种材料厂进料缓冲槽后转入稀释槽，采用压滤机滤液稀释至要求的固含指标，稀释浆液采用泵送如磁选机进料缓冲槽，通过阀门调节衡流量向磁选机供料；分选出的高磁料采用溢流桶沉降分离，低磁料回流至赤泥压滤机进料料槽，与进场赤泥混合压滤外排。
三、试验过程
本试验从5月14日至5月28日共进行了15天，试验共分四个阶段：第一阶段，5月14日至五月16日，现场调试设备试运行；第二阶段，5月17日至5月20日，试验摸索运行参数；5月21日至5月25日，确定工艺参数，进行连续分选试验；5月26日至5月28日，进行低品位高磁料赤泥收率试验。
第一阶段，调试设备，试水，标定相关参数；
第二阶段，摸索最佳运行参数，包括：原料浆固含，高磁料氧化铁含量，赤泥减排率（即赤泥回收率），氧化铁回收率与设备运行的关系，整个阶段共进行了九组试验；进料固含设定为 g/l至 g/l。第三阶段，根据第二阶段试验确定的最佳运行参数，进行连续运转试验，共处理固含400g/L赤泥料浆36m3，选出高磁赤泥吨，高磁赤泥平均三氧化二铁含量 %，赤泥回收率为 %，赤泥中三氧化二铁回收率 %；
第四阶段，试验提高赤泥减排率，调整高磁料三氧化二铁品位到 %左右，试验赤泥最大减排率指标。
四、试验数据
4.1第一阶段
调试阶段，标定高位槽体积为3.87m3，高位槽最大自流下料流速为6 m3/h。对流程设备进行试水运转调试。
4.2第二阶段
4.2.1 第一次试验（
5.17）
第一槽10点开车，11点35停车，设备运行时间1小时35分，用水量2.95 m3。
磁选设备运行方式：二级分离（1号分出高磁给2号辊分离）。
设备运行参数：
取样分析结果：
试验数据：
4.2.2第二次试验（
5.17）
第二槽15点13分开车，16点45停车，设备运行时间1小时32分，用水量3 m3；第三槽17点开车，17点45停车，设备运行时间45分，用水量1.7m3。
磁选设备运行方式：并联（1、2辊同时分离原料）
设备运行参数（第二槽）：
设备运行参数（第三槽）：
取样分析结果：
试验数据：
4.2.3第三次试验（
5.18）
第四槽 8点开车，9点停车流程改造（高磁料导流管多次发生堵塞），设备运行时间1小时。
磁选设备运行方式：并联（1、2辊同时分离原料）
设备运行参数：
维修后下午取样分析。
取样分析结果：
试验数据：
4.2.4第四次试验（
5.18）
第五槽 20点50分开车，21点45停车。磁选设备并联运行方式：
取样分析结果：
试验数据：
4.4第四阶段
8点开车，12点30停车，设备运行时间4小时30分，用水量5.1 m3。磁选设备串联运行方式。
设备运行参数：
高磁湿料水分：29%
检测数据：
试验数据：
五、试验分析
5.1第一阶段
该阶段主要进行了标定和设备试运行。
5.2第二阶段
通过九组不同原料条件，不同控制方法的试验，摸索出了最佳的运行参数。
5.2.1九次试验数据:
注：二级分离——1号分出高磁给2号辊分离。
并联——1、2辊同时分离原料。
串联——一级分离原料，二级分离低磁。
5.2.2分离高磁赤泥成分：
5.2.3试验设备运行参数：
根据以上数据，实验发现设备可以适应的赤泥浆固含100--620g/L，即赤泥浆不经稀释就可以进行磁选分离，确定下一步连续试验方案为，原料固含在500~400g/L之间(实际固含根据特材厂五车间来料情况)，试验设备采用串联方式，其他运行方式如下表：
5.3第三阶段
该阶段根据第二阶段试验制定的试验参数，共进行了50小时的连续选铁试验，共处理赤泥料浆(平均固含399.3g/L)36m3。
5.3.1数据综合
原料
高磁料
低磁料
原料、低磁、高磁平均值
5.3.2综合回收率
5.3.2.1根据现场得到的高磁料计算。
5.3.2.2根据原料、高磁料和低磁料的铁平衡计算。
5.4第四阶段
该阶段主要进行了控制高磁料氧化铁 %条件下，提高赤泥减排量的试验，主要数据如下。
5.4.1数据综合：
5.4.2综合回收率：
六、试验结论
6.1本试验证明了可以对赤泥中的三氧化二铁进行有效分离，该试验设备对赤泥料浆固含的变化有较好的适应性，试验期间处理赤泥料浆固含最高在620g/L。根据回收品位的需要，调整设备运行方式和参数，可获得分离的高磁料含三氧化二铁达到 %~ %之间，三氧化二铁回收率最高可达 %，赤泥减排量最大可达 %。
在第三阶段连续运行试验中，高磁料三氧化二铁含量可稳定在 %，赤泥减排可达总量的18~20%，三氧化二铁回收率可达45%左右。
6.2在试验第三阶段，赤泥料浆固含（平均）在400g/L左右，选铁系统处理赤泥料浆能力为0.72m3/h（即288kg干赤泥/小时），主机设备总功率5Kw，试验功耗为1
7.36kwh/t干赤泥，循环用水量为1.22t/t 干赤泥。
6.3试验存在的问题
6.3.1工业扩大试验氧化铁的回收率平均45%，与试验室试验的82%收率有较大差距，需要对设备研究优化，并在放大设备的应用试验中改进。
6.3.2选铁设备管道、毛刷、刮板等配件的耐腐蚀、抗磨损性能差，要选择适宜的材质和配件，保证设备的长周期运行。
6.3.3由于工业扩大试验，采用小型样机，工艺配置不完善，不能进行相应的经济评价；
6.3.4选出的高磁料，氧化铁含量达到了65%~70%（接近铁精矿的品
位要求），氧化铝含量达到9%左右，氧化钠含量平均1.63%，由于氧化铝含量过高不适宜作钢铁原料，但可做水泥生产校正原料使用。
香江万基贵州其亚沉降白帅兵
2012.1
氧化铝生产主要计算公式
主要计算公式 6.1 配料计算 6.1.1 处理1吨铝土矿应配入的母液量 () 母石灰铝矿石灰铝矿赤石灰铝矿赤 石灰铝矿Rp Rp N Rp CO S S N S S A A V K -??? ??+?+?-= ++++241.1 式中：Ｖ—每吨铝土矿应配入的循环母液体积ｍ３／ｔ矿 Ａ铝矿+石灰—表示碎铝土矿和配入石灰中所含ＡＩ２Ｏ３的量（ｋｇ） Ａ／Ｓ赤—为溶出赤泥中氧化铝和氧化硅的比值 Ｓ铝矿+石灰—为铝土矿和石灰带入的氧化硅的量（ｋｇ） １. ４１—Ｎａ２Ｏ和ＣＯ２的分子量的比值 ＣＯ２铝矿+石灰—铝土矿和石灰带入的ＣＯ２量（ｋｇ） Ｒp —配料Ｒp 值Ｒp=1.17亦为溶出液中ＡＩ２Ｏ３与Ｎａ２Ｏk 的 重量比 Ｒp 母—循环母液中ＡＩ２Ｏ３与Ｎａ２Ｏk 的重量比 注：在磨矿过程中机械损失为0.1% 6.1.2 处理一吨铝土矿应配入的石灰量G 石灰 G 石灰=1吨×1000×15%=150kg 根据贵州铝厂轻金属研究所的溶出试验结果确定的。 ６.1.3 溶出率的计算 1） 实际溶出率η实 η 实 = () ()()()％矿 赤泥 溶出矿 100///?-S A S A S A 2） 理论溶出率η 理 假定在理想溶出条件下，赤泥中的()矿S A /=1，
此时计算的溶出率为理论溶出率。 η 理= () () ()()() ()％％＝矿 矿 矿 赤泥 矿 100/1 /100///?-?-S A S A S A S A S A 3） 相对溶出率η相对 ()%1001 ///%100?--=?= 矿赤泥 矿理实相对）（）（S A S A S A ηηη 4） 净溶出率η净 %100///?-= 矿 末赤 矿净）（）（）（S A S A S A η ６.2 产量的估算 AL 2O 3产量=下矿量×A%矿×η实×（1-5%）×（1-5%） 式中：A%矿——铝土矿中氧化铝含量% η实——铝土矿的实际溶出率% 5%—— 分别为铝土矿的含水率和氧化铝生产过 程损失。 ６.3 赤泥产出率 6.3.1 原矿浆中每吨固体产赤泥量： Q=K × 分赤 固S S t/t 式中：K ——修正系数，考虑到在原矿浆磨制与贮存过程 中有一部分SiO 2进入溶液，使计算赤泥中产出率偏低，K=1.04； S 固——原矿浆（固体）中的SiO 2含量% S 分赤——分离赤泥中SiO 2的含量%
赤泥的资源化利用
赤泥的资源化利用 （环境工程王时亮 2011021289） 摘要：调查了全国氧化铝生产的基本情况和赤泥堆放的环境问题，论述了赤泥的开发利用。关键词：赤泥；综合利用；氧化 氧化铝厂赤泥的综合利用是世界性的难题。近年来，许多国家致力于赤泥中有用物质回收技术的开发，使有用的物质得以回收利用，同时也去除了大量有害物质，因此赤泥的综合利用具有广阔的前景。 1 世界及我国氧化铝生产的基本情况 目前，世界上主要生产氧化铝的地区有亚洲、大洋洲、拉丁美洲和欧洲。从2005年开始，亚洲成为每年氧化铝产量最高的地区。2009年，亚洲氧化铝产量占全球氧化铝产量的36.9％。亚洲氧化铝市场中，中国所占份额最大。2009年中国氧化铝产量占据亚洲氧化铝总产量77.99％的份额。2010年我国部分省份氧化铝产量见表1。 表1 2010 年我国部分省份氧化铝产量（万t） 省份7月8月9月10月1-10月累计山西27.9 29.9 33.9 30.7 291.9 山东66.2 73.3 71.1 75.3 744.7 河南86.9 83.8 80.2 67.5 807.4 广西45.6 41.4 39.9 39.2 443.0 贵州11.4 10.0 11.9 11.3 113.8 全国总计238 238.4 236.9 224 2400.9 据统计：2009年国内氧化铝生产企业数量上升至40家（包括13家生产氢氧化铝的企业），平均产能规模达到91万t/a。年产量超过80万t的企业已上至18家，合计产量为2165万t，占全国总产量的比例为91％。 2 赤泥堆存危害及综合利用的情况 2.1 赤泥堆存及危害 赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后所排出的工业固体废渣，一般平均每生产1t氧化铝，附带产生1.0t～2.0t赤泥。作为世界第四大氧化铝生产国的我国，每年所产生的赤泥保守估计也在3000万t以上，而大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场进行堆放。赤泥的堆存一方面需要一定的基建费用，占用大量土地，而且使赤泥中的许多可利用成分得不到合理利用，造成了资源的浪费；另一方面，赤泥在堆放过程中由于其化学成分渗入到土地中易造成土地和地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康。赤泥中的主要污染物碱、氟化物、钠及铝等的含量，大大超过了国家规定的排放标准（见《有色金属工业固体废物污染控制标准》GB 5058—85）。通常，碱的质量浓度30mg/L～400mg/L 是公共水源的适合范围，而赤泥附液的碱的质量浓度高达26348mg/L，可见，高碱度的赤泥附液进入水体，其污染程度不言而喻。赤泥对生态环境的不良影响必须给予高度的重视和认真的研究。 2.2 目前我国赤泥综合利用的情况 赤泥作为生产氧化铝所产生的最大的污染物，其解决的根本途径是综合利用，而我国目
拜耳法生产氧化铝的工艺流程
1拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 拜耳法系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作； ②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。 2 主要生产原理及过程 2.1 预脱硅与铝硅比的提高 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2
目前赤泥综述
山西开兴赤泥开发有限公司 赤泥综合利用项目概述 目录 一、全国氧化铝生产的基本情况 二、山西氧化铝生产的基本情况 三、赤泥堆存危害情况及目前综合利用的现状 四、赤泥中有价成分的分析与可利用价值 五、赤泥开发的认识及实验情况 六、开兴赤泥公司赤泥开发的合作及实践路线 七、开兴赤泥公司赤泥开发已取得研发成果 八、开兴赤泥公司赤泥开发的前景及规划
山西开兴赤泥开发有限公司 赤泥综合利用项目概述 一、全国氧化铝生产的基本情况 目前世界上主要生产氧化铝的地区有亚洲、大洋洲、拉丁美洲和欧洲。从2005年开始，亚洲成为每年氧化铝产量最高的地区。2009年，亚洲氧化铝产量占全球氧化铝产量的36.9%。亚洲氧化铝市场中，中国所占份额最大。2009年中国氧化铝产量占据亚洲氧化铝总产量77.99%的份额。 氧化铝工业是我国重要的基础工业之一，有得天独厚的资源优势，据统计我国铝土矿资源储量丰富，主要分布在山西、贵州、河南、广西、山东五个省区、储量为21.16亿吨，占全国总储量的92.48%。而我国氧化铝行业的快速增长是从2005年开始的，2005年氧化铝的产量为856万吨，随着氧化铝新增产能陆续投产，2006年氧化铝产量开始大幅上升，年产量为1380万吨。同比增长61.2%。2007年到2009年，由于氧化铝项目的集中投产，我国氧化铝产量呈持续增长，2007年氧化铝的产量为1946万吨，同比增长41%。2008年氧化铝的产量为2278万吨，同比增长18%。截止2009年底，氧化铝的产量已经达到2379万吨，而据中国有色金属工业协会最新统计，2010年1—10月全国氧化铝累计产量为2400.9万吨，其中10月份氧化铝产量为224万吨。因此，氧化铝生产行业的发展后劲仍然很大。 据统计：2009年国内生产氧化铝企业的数量上升至40家（包括13家生产氢氧化铝的企业），平均产能规模达到91万吨/年。产量超过八十万吨的企业已上至18家，合计产量为2165万吨，占全国总产量的比例为91%。
氧化铝赤泥处置方式浅谈
氧化铝赤泥处置方式浅谈 更新时间：2011-09-01 14:01:03来源: 工业360 摘要：介绍了氧化铝厂生产过程中，赤泥产生量、赤泥成份及目前赤泥的堆放和利用方式，提出了几种赤泥利用方式。如利用拜耳法氧化铝生产产生的赤泥和工业盐酸为主要原料。添加适量粉状铝酸钙，制备出絮凝剂聚合氯化铝铁；利用赤泥代替石灰石用作燃煤固硫剂。对赤泥中的稀土成份进行回收，再将赤泥进行整体利用，是控制赤泥对地下水环境的碱污染和防止赤泥堆放占用大量土地的最佳措施。 1 赤泥产生量及成份 1．1赤泥产生量 赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣，是氧化铝生产过程中可能对环境造成污染的主要因素之一。由于矿石品位及生产方法的不同，生产单位产品氧化铝产生的赤泥量变化很大，如以铝土矿为原料生产1t氧化铝要产出数百公斤到1t多赤泥(干)，而以霞石为原料生产It氧化铝产生的赤泥(干)却高达7t左右。目前我国氧化铝厂均是以铝土矿为原料，1998～2003年我国6家冶金级氧化铝生产企业的赤泥排放系数统计数据见表l。生产lt氧化铝的干赤泥产生量在O.72～1.76t之间，全国平均值为0.98t／t AO 1．2赤泥及其附液主要成份 赤泥主要组份是Si02、CaO、Fe203、A1203、Na20、TiO2、K2O等，此外还含灼减成份和微量其它有色金属等。由于铝土矿成份和生产工艺的不同，赤泥的成份变化很大。我国铝矿以一水硬铝石为主，采用烧结法及联合法工艺生产，赤泥中氧化铝残存量不高，氧化硅和氧化钙较高，氧化铁含量除中铝公司、广西分公司外均很低(因矿石中原始含量低)。国外铝矿主要是三水铝石和一水软铝石，生产工艺以拜耳法为主，赤泥成份的特点是氧化铝残存量和氧化铁含量很高，钙含量较低。我国中铝公司6大氧化铝厂赤泥成份见表2，国外部分氧化铝厂赤泥成份见表3。 除表2和表3的主要成份外，赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量放射性元素，如铼、镓、钇、钪、钽、铌、铀、钍和镧系元素等。赤泥主要成份不属对环境有特别危害的物质，赤泥对环境的危害因素主要是其含Na20的附液。附液含碱2～3g／LPH值可达13~14。赤泥附液主要成份是K、Na、Ca、Mg、A1、OH-、F-、C1-、S042-等多种成份，pH值在13~14之间，赤泥对环境的污染以碱污染为主，赤泥附液较典型成份见表4。 2 赤泥输送和堆放方式
氧化铝赤泥的成分及产生环节
氧化铝赤泥 一、赤泥的组成 赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣，是氧化铝生产过程中对环境造成污染的主要因素之一。赤泥主要组份是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2等，此外还含有微量其它有色金属等。由于铝土矿成份和生产工艺的不同,赤泥中成份变化很大。我国铝矿以一水硬铝石为主，采用烧结法及联合法工艺生产，赤泥中氧化铝残存量不高，氧化硅和氧化钙较高。我国中铝公司山东分公司采用烧结法来生产氧化铝，所产生的赤泥主要成份见表1。 表1.中铝公司山东分公司氧化铝厂赤泥主要成份 除表1的主要成份外，赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量放射性元素，如铼、镓、钇、钪、钽、铌、铀、钍和镧系元素等。赤泥主要成份不是对环境有特别危害的物质，赤泥对环境的危害因素主要是其含Na2O 的附液。附液含碱2-3g/L，pH值可达13-14，主要成份是K、Na、Ca、Mg、Al、OH-、F-、Cl-、SO42-等多种成份，对环境的污染以碱污染为主。 二、赤泥的产生 烧结法生产氧化铝的工艺流程如图1所示，其中标红圈的环节为赤泥产生涉及到的环节。碱石灰烧结法生产氧化铝是将铝土矿和一定的纯碱、碱石灰配成炉料。炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成可溶性的固体铝酸钠（Na2O·Al2O3）。杂质Fe2O3、SiO2、TiO2分别生成铁酸钠（Na2O·Fe2O3）原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钙（CaO·TiO2），
这些化合物在熟料中能够同时保持平衡。铝酸钠极易溶于水和稀碱溶液，铁酸钠则易水解，而原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反应也很微弱，因此用稀碱溶液溶出时可将熟料中的Al2O3和Na2O溶出，与进入赤泥中的铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钙等不溶性残渣分离，熟料溶出后的溶出浆液，经液固分离后，熟料溶出的溶液(称粗液)送去脱硅。熟料溶出之后的残渣称赤泥，因其附带一定数量铝酸钠溶液，为回收其中的氧化铝和氧化钠，须用热水洗涤，洗涤液返回使用。 图1. 烧结法生产氧化铝的工艺流程
赤泥主要成分来源
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，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Al203、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、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Al203、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·Al2O3），溶液与残渣分离后，降低温度，加入Al(OH)3作晶种，经过长时间搅拌，NaO2·Al2O3分解析出Al(OH)3，洗净后在950～1200℃温度下煅烧，得Al2O3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(Na8Al6Si6O24(OH2))和水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·2SiO2·χH2O)，随同赤泥排出。 为了脱出TiO2、SiO2等杂质的，加速Al2O3的溶出，减少Al2O3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(CaO·Al2O3·2SiO2·χH2O)和水化石榴石(3CaO·Al2O3·3SiO2·χH2O)。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 对于铝硅比值3～5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(Na2O·Fe2O3)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和钛酸钙(CaTiO3)组成的熟料。然后用稀释碱溶液溶出熟料中的NaO2·Al2O3，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NaO2·Al2O3溶液经过专门的脱硅过程，SiO2形成水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·2SiO2·χH2O)、水合铝硅酸钙(CaO·Al2O3·2SiO2·χH2O)、羟基方钠石(Na8Al6Si6O24(OH2))和水化石榴石(3CaO·Al2O3·3SiO2·χH2O)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NaO2·Al2O3溶液，加入晶种搅拌，得到Al(HO)3
氧化铝赤泥的成分及产生环节
氧化铝赤泥的成分及产生 环节 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
氧化铝赤泥一、赤泥的组成 赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣，是氧化铝生产过程中对环境造成污染的主要因素之一。赤泥主要组份是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2等，此外还含有微量其它有色金属等。由于铝土矿成份和生产工艺的不同,赤泥中成份变化很大。我国铝矿以一水硬铝石为主，采用烧结法及联合法工艺生产，赤泥中氧化铝残存量不高，氧化硅和氧化钙较高。我国中铝公司山东分公司采用烧结法来生产氧化铝，所产生的赤泥主要成份见表1。 表1.中铝公司山东分公司氧化铝厂赤泥主要成份 除表1的主要成份外，赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量放射性元素，如铼、镓、钇、钪、钽、铌、铀、钍和镧系元素等。赤泥主要成份不是对环境有特别危害的物质，赤泥对环境的危害因素主要是其含Na2O的附液。附液含碱2-3g/L，pH值可达13-14，主要成份是K、Na、Ca、Mg、Al、OH-、F-、Cl-、SO42-等多种成份，对环境的污染以碱污染为主。 二、赤泥的产生 烧结法生产氧化铝的工艺流程如图1所示，其中标红圈的环节为赤泥产生涉及到的环节。碱石灰烧结法生产氧化铝是将铝土矿和一定的纯碱、碱石灰配成炉料。炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成可
溶性的固体铝酸钠（Na2O·Al2O3）。杂质Fe2O3、SiO2、TiO2分别生成铁酸钠（Na2O·Fe2O3）原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钙（CaO·TiO2），这些化合物在熟料中能够同时保持平衡。铝酸钠极易溶于水和稀碱溶液，铁酸钠则易水解，而原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反应也很微弱，因此用稀碱溶液溶出时可将熟料中的Al2O3和Na2O溶出，与进入赤泥中的铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钙等不溶性残渣分离，熟料溶出后的溶出浆液，经液固分离后，熟料溶出的溶液(称粗液)送去脱硅。熟料溶出之后的残渣称赤泥，因其附带一定数量铝酸钠溶液，为回收其中的氧化铝和氧化钠，须用热水洗涤，洗涤液返回使用。 图1.烧结法生产氧化铝的工艺流程
赤泥生产中存在问题及解决方法
赤泥生产中存在问题及解决方法 赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。随着铝工业的不断发展，目前全世界每年产生约6000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年为400万吨以上，且随着新厂投产和老厂增产改造，赤泥总量有上升的趋势。世界各国大多数氧化铝厂是将赤泥堆积或倾入深海，赤泥的存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的剩余碱液能向地下渗透，造成地下水污染。此外，晒干的赤泥形成的粉尘到处飞扬，破环生态环境，造成严重污染。在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会，赤泥的综合治理已成为人们所关注的焦点之一。 山东铝业公司是我国六大铝厂之一，也是国内最早建成的氧化铝生产线，自50年代投产以来，随着氧化铝生产技术的不断改进和提高，产量也逐年提高，近年来又新增加了一条新的生产线，采用了较为先进的生产技术，但是氧化铝生产过程中的副产品—赤泥—始终是一个待解决的问题。目前，该公司原有的生产线己经停止生产，但是由于建厂早期产生的赤泥一直没有采取妥善的堆存措施，加之连年生产，虽然进行了一系列的回收利用尝试，但都或多或少的存在问题。现在该公司的赤泥堆场1600万吨的赤泥己堆放成70多米高的金字塔型，形成了严重的污染。因此，山东铝业公司迫切需要找到一条切实可行的能够大量应用赤泥的技术。 赤泥引起的环境问题 赤泥主要分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥，赤泥从其产生、干燥直至堆放后，其所含碱液也是污染的一个重要问题，因其高的含碱量对土壤和地下水体都有较大污染。赤泥的pH值很高达8，其浸出液的pH值为12一14，赤泥(含附液)属于有害废渣(强碱性的土)。随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低，赤泥量将越来越大，必须对赤泥再处理加以利用，才能变废为宝减少污染。目前，国内外的氧化铝厂大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离对溶液返回再用。该法容易使大量废碱液渗透到附近土地中，造成土壤碱化、沼泽化，污染地表地下水源。还有的将赤泥干燥脱水后干法堆存。这两种方法不但占用大量的土地，