赤泥是鋁土礦生產氧化鋁過程中產生的尾渣，因其含有大量的赤鐵礦而成紅褐色，故稱之為赤泥¨J。赤泥主要分為燒結法、拜耳法和聯(lián)合法三種類型，由于原料性質及氧化鋁生產工藝的不同，各地赤泥的化學成分也不盡相同，通常赤泥中主要化學成分為氧化鋁、二氧化硅、氧化鐵、氧化鈣、二氧化鈦、氧化鈉和氧化鎂，還有痕量的三氧化二鈧、五氧化二釩和稀土元素等。赤泥的礦物組成與氧化鋁生產工藝和生產過程中添加劑的種類密切相關，一般鐵鋁酸鈣等舊J。赤泥是一種堿性污染源，若不加以處理，會造成地下水體和土壤污染，裸露堆放的赤泥，因其粒度極細，會隨風飛揚，造成空氣污染口]。隨著赤泥產生量的逐年遞增和環(huán)境問題的突出，迫切需要采取有效的措施處理該類固體廢棄物。

 1.赤泥綜合利用研究現(xiàn)狀

     目前，赤泥綜合利用研究主要包括以下三個方面：一是有價金屬的提取和回收H一7。，如浸出沉淀提鋁，磁化焙燒選鐵，酸浸提取鈧、鈦、釩等稀有金屬；二是建筑材料的制備'o，如制備免燒磚和水泥等；三是吸附材料的制備，主要應用于廢水處理舊j。燒結法赤泥含有2CaO·SiO：等活性成分，可直接應用于建材行業(yè)。拜耳法赤泥是采用強堿(NaOH)高溫溶出鋁土礦的尾渣，其中游離堿和結構堿含量均較高，同時幾乎不含2CaO·SiO：等活性成分，很難直接應用于建材行業(yè)。以下詳細論述國內外赤泥的綜合利用現(xiàn)狀。

 1．1有價金屬的提取回收

     赤泥中的有價金屬主要包括鐵、鋁等常見金屬和鈦、釩、鈧及稀土元素等稀有金屬。朱德慶等【l訓提出了赤泥還原焙燒一磁選選鐵工藝，研究了將赤泥、碳酸鈉和l％的添加劑在直徑為O．8  m、高為0.2 m、傾角為47。的造球盤中混合制粒，制得的生球在烘箱內于105℃干燥2 h，然后將干球至于還原爐中進行還原焙燒。結果表明，在碳酸鈉添加量為8％、還原溫度1200℃、時間為80 min條件下得到還原產物，還原產物經過磨礦至一0．074 mm 90％后在磁場強度為0．08 T進行磁選，精礦中鐵含量為90．87％及鐵回收率達到95．76％。魯桂林等 1提出了赤泥浸出提取氧化鋁和氧化鐵的研究，實驗所用赤泥中氧化鋁含量為20．54％，氧化鐵含量為26．73％，考察了赤泥焙燒、酸浸液固比、鹽酸濃度、酸浸時間、酸浸溫度和酸浸方式對鋁和鐵浸出率的影響，結果表明，赤泥無需焙燒，在液固比4：1，鹽酸濃度為6 mol／L、酸浸溫度為109℃，時間為60min，酸浸方式為二次浸出，氧化鋁和氧化鐵的浸出率分別為89．00％和98．39％。赤泥中稀有金屬存在賦存分散的缺陷，酸浸方法以其選擇性好和提取率高的特點得到國內外學者的廣泛應用¨2—41。例如Agatzini—Leonardou等提出了在沒有經過預處理及常壓條件下，采用硫酸浸出提回收赤泥中的鈦,通過工藝參數研究，結果表明硫酸濃度為6 moL／L、溫度60qC、液固比為20 ml／g的條件下，鈦的浸出率為64．5％¨5：。國內學者提出了采用鹽酸浸出提取赤泥中鈧的研究，通過工藝參數研究確定在顆粒粒度為為65～80“m、浸出溫度為90℃、酸濃度為8 mowL、液固比為5  mL／g條件下，鈧的浸出率可達80％【16。川。唐曉寧等提出了赤泥中鈧的浸出試驗和動力學研究，試驗原料中氧化鈧的含量為0．01％，考察了反應溫度、赤泥粒徑、液固比、反應時間對鈧浸出的影響，結果表明，在反應溫度為90qC，赤泥粒徑為65～80¨m，液固比為3：1，反應時間為3 h條件下，鈧的浸出率達到85％，該浸出過程符合收縮未反應芯模型，活化能為17．8 kJ／moliI 8。印度學者提出了采用硫酸浸出提取赤泥中鑭和鈰的研究，浸出液通過有機相萃取作業(yè)進行金屬的分離和浸出液通過有機相萃取作業(yè)進行金屬的分離為350C、固液比為10 g／L、轉速為200 r／min和浸出，時間為1 h的條件下，鑭的浸出率可達99％；而鈰的浸出率達到99％則需要提高溫度至750C，然后采用cyanex301、DEHPA和cyanex272等有機相對浸出液中的鑭、鈰和鈧進行萃取提取，三者的萃取率均大于95％【19]。Ochsenkfihn，P．等人提出采用硫酸浸出提取鑭系、中間元素和輕金屬的研究，在硫酸濃度為8mol／L、溫度為900C和液固比為20 mIJg條件下，鑭系金屬(Dy，Er，Yb)、中間金屬(Nd，Sm，Eu，Gd)和中間金屬(La，Ce，Pr)的浸出率分別為90％、70％和50％[20l。王克勤等對赤泥中鎵、鑭和釩其他稀有金屬的提取工藝也進行了相關研究舊卜引，如提出采用鹽酸浸出提取赤泥中鎵的研究，主要考察了浸出溫度、反應時間、液固比和酸濃度等因素對鎵提取的影響。結果表明在硫酸濃度為8 mol／L、溫度為109。C、反應時間為5  h和液固比為4 mL／g條件下，鎵的浸出率可達95％。然后含鎵酸浸液在50％TBP和50％煤油的有機相中進行萃取，萃取率為98％。

1．2建筑材料的制備

     任根寬Ⅲ1提出了采用改性赤泥為原料制備水泥的研究，用具有酸性的工業(yè)廢渣磷石膏作赤泥的改性劑，以降低水泥的堿含量，在750～8000C焙燒赤泥，使赤泥中活性低的7型硅酸二鈣轉變?yōu)榛钚愿叩目谛凸杷岫}。研究結果表明，在水泥中加人質量分數為45％的混合材料，改性赤泥比赤泥用作混合材料制備的水泥的后期強度提高接近10％，用改性赤泥作水泥混合材料，其強度優(yōu)于粉煤灰、增鈣粉煤灰和赤泥。楊慧芬等∞1提出硅鋁調整劑對赤泥制備陶粒的影響，以赤泥本身方解石為發(fā)泡劑外加廢玻璃、膨潤土為硅鋁調整劑制備赤泥陶粒。研究結果表明：當赤泥、廢玻璃、膨潤土質量比為74：15：1 1時，所制得的陶粒容量、筒壓強度、吸水率分別為1．43 g／m3、22．14  MPa、1．23％。陶粒中的主要晶體礦物與赤泥有很大的不同，赤泥中的主要晶體礦物為方解石，而陶粒中的主要晶體礦物為鈣黃長石、還有少量的鈣鐵榴石，采用廢玻璃、膨潤土聯(lián)合調整所得陶粒中的鈣黃長石含量明顯較單用膨潤土和單用廢玻璃調整時高。申建立等【261提出堿激發(fā)赤泥基膠凝材料的試驗研究，將赤泥、石灰組合成赤泥基材料，在此基礎上研究了赤泥一石灰體系與礦泥基材料，在此基礎上研究了赤泥一石灰體系與赤泥一石灰體系摻量為0—20％時，隨摻量的增加抗折強度不斷增加；赤泥一石灰體系摻量為0～15％時，隨摻量的增加抗壓強度不斷增加；赤泥一石灰體系摻量達25％時，強度依然和堿礦渣水泥相當，赤泥和石灰完全參與水化反應。賀深陽等提出利用赤泥和石英砂制備高性能燒結磚的研究，分析了不同成型方法和赤泥用量對燒結磚性能的影響。結果表明利用拜耳法赤泥和低品位天然石英砂可以制備出符合國家燒結磚標準GB 5101—2003的燒結磚。所制得的燒結磚強度大，抗壓強度可達77．8 MPa；可以采用可塑成型和壓制成型兩種方法，赤泥用量大于70％時更適合采用可塑成型，赤泥用量小于60％時更適合采用壓制成型。楊家寬等口叫提出了鋁業(yè)赤泥免燒磚中試生產及產業(yè)化的研究，利用赤泥、自備電廠粉煤灰、礦山石渣為主要原料在國內第一條赤泥磚生產線上進行了中試生產，采用了自然養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護兩種生產工藝。結果表明，自然養(yǎng)護的赤泥免燒磚和蒸壓養(yǎng)護的赤泥磚分別可以達到非燒結普通粘土磚標準和蒸壓灰砂國家標準中優(yōu)等品MUl5級的要求。濕赤泥：干赤泥的重量比在2～4：1時，自然養(yǎng)護的赤泥免燒磚的強度較高。

1．3制備環(huán)境材料研究

     楊俊興等Ⅲo論述了赤泥在重金屬污染治理中的應用研究進展，研究結果表明，采用赤泥作為吸附劑對重金屬離子(鉛、鋅、鉻、銅)和類金屬離子砷有著較高的吸附量，其中每克赤泥可吸附鉻105 mg、鎘21．6mg、砷o．884-0．941 mg、銅63 mg、鋅160．55 mg、鉛389mg。Lopez等拉引提出了用赤泥與硬石膏混合加水制成環(huán)境集料，其在水中穩(wěn)定性能好，考察了其對重金屬離子吸附性能的影響，結果表明，這種集料對重金屬離子吸附性能較強，48h的最大吸附量為：銅19．72斗m、鋅12．59 Ixm、鎳10．95 Ixm、鉻10．57汕m；對城市污水中重金屬離子的連續(xù)吸附試驗表明，赤泥對鎳、銅和鋅離子的去除效率分別是100％、68％和56％。馬淞江等㈣o提出了赤泥負鈰吸附劑對廢水中氟的吸附性能研究，將赤泥通過鹽酸活化得到酸活化赤泥，以酸活化赤泥為載體，氧化鈰為活性組分，制備了赤泥負載鈰吸附劑，結果表明，在常溫和靜態(tài)條件下，當鹽酸濃度為6 moL／L、赤泥負載鈰的反應時間為16 h、四水硫酸鈰的質量濃度為O．4∥L、焙燒溫度為5000C、廢水pH值為6．0，氟的質量濃度為40 mg／L、吸附時間為90 min，按氟與赤泥負載鈰吸附劑質量比為1：100投加該吸附劑，氟的去除率達到98％以上，并得到吸附劑的飽和吸附量為61．35 me,／g。王艷秋等舊u提出了顆粒赤泥吸附劑對重金屬離子的吸附性能研究，通過以赤泥為原料添加生石灰熟化后煅燒造粒得到顆粒狀赤泥吸附劑，將吸附材料用于水體中銅、鉛、鎘離子的去除?？疾炝宋綍r間、溶液pH值、吸附劑投加量對吸附效果的影響。結果表明在相同條件下，吸附劑對三種金屬離子的去除效果為：鉛離子92％、鎘離子88％、銅離子84％，吸附平衡時間為銅離子2 h、鉛離子4 h、鎘離子5 h，處理較佳溶液pH值為5．0。朱麗等舊引提出了硝酸鈰改性赤泥制備除磷吸附劑的研究，研究結果表明：當硝酸鈰質量分數為0．45％、焙燒溫度為500cc時，制備的吸附劑的吸附性能最好；用該吸附劑處理含磷廢水，當初始廢水pH值為3、震蕩時間為80 min時，廢水中磷的去除率可達95％。

     赤泥綜合利用的相關研究已經得到學者們的廣泛關注，并取得了一定科學和實踐價值。但由于赤泥特殊的物理化學性質，導致其在綜合利用時存在一些問題。如赤泥提取有價金屬過程，若赤泥中鐵含量較低，采用磁化焙燒一磁選工藝回收鐵，存在成本高的問題。酸浸提鋁、鈦、鈧、釩等稀有金屬過程中，由于赤泥中堿含量較高，導致酸耗量過大，酸性廢水難以處理的問題。采用赤泥制備建筑材料過程，通常需要配加一定量的外加劑降低赤泥中的堿含量和放射性元素等有害物質，以滿足建筑材料

的各種理化性能，經過長時間放置和使用會出現(xiàn)不同程度的泛霜現(xiàn)象[331，影響其強度和美觀。采用赤泥制備環(huán)境材料時，需要添加化劑吸附廢水中的重金屬離子或類金屬離子，但由于赤泥本身就含有一定量的重金屬，可能會在處理廢水過程出現(xiàn)重金屬反溶現(xiàn)象，影響處理效果。

     為了高效綜合利用赤泥，建議先進行赤泥脫堿作業(yè)再進行酸浸提取有價金屬和制備建筑材料等過程，以降低酸耗量和減少泛霜等問題Ⅲ。6|。在酸浸提取有價金屬過程可采用添加助浸劑、多級逆流循環(huán)酸浸等手段，以降低赤泥浸出過程酸耗量和經濟成本”7。加]。另外，可考慮先進行酸浸提取有價金屬，再進行制備建筑材料或環(huán)境材料，以提高經濟產值，同時減少建筑材料或環(huán)境材料中的有害成分，增強其應用效果。