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赤泥的资源化利用演示幻灯片


赤泥堆积图片
3.赤泥的组成
赤泥的主要成份是 SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、 Na2O、TiO2、K2O等。此外还含有灼碱成分和微量 有色金属,由于铝土矿的成份和生产工艺的不同, 赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量的放射性元 素。如 铼、钇、镓、钪、铌、钽、锆、钍、铀和 镧系元素等。pH 值在13-14之间,赤泥对环境的 污染以碱污染为主。
3.赤泥净化废水
赤泥颗粒对水体中的 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+、 Cr6+、Cd2+等重金属离子具有较好的吸附作用。赤 泥对这些重金属离子的高吸附能力归结为赤泥中氧 化物矿物的表面反应活性。吸附柱实验研究表明, 赤泥吸附剂具有工业应用价值,可直接用处理后的 吸附柱,使被吸附的金属脱附,吸附剂可以重复使 用,废水中盐类物质的存在也不会影响吸附效果。
直到19世纪70年代西门子改进了发电机后,有 了廉价的电力;其次是由于法国的Heroult和美国 的C. M. Hall于1886年分别发展了将氧化铝溶解 在冰晶石(Na3AlF6)中电解的方。这项创举使铝 以大规模生产,奠定了今天世界电解铝的工业方 法。但是,即使铝的生产方法有了极大改善,但 是依旧会产生大量的固体废弃物,赤泥也由此产 生。
三.赤泥的综合利用
1.稀土元素钪的提取
目前赤泥提钪的方法主要有还原熔炼法和酸浸 —提取法,前者是将赤泥先行还原除铁、炉渣提氧 化铝后, 再用酸浸—萃取(或离子交换) 法或其他 方法回收钪;后者是将赤泥进行酸浸处理,使钪转 入溶液,然后酸浸液再萃取(或离子交换) 回收钪 。
结果表明,在浸出剂浓度均为0.5 mol/L、温度 为25℃、浸出时间为24 h、固液比为1:50 条件下 ,其浸出率依次为硝酸>盐酸>硫酸,但相差不是太 大,其中硝酸浸出时,钪的浸出回收率为80%,钇 的浸出回收率达90%,重稀土(镝、铒、镱)浸出回 收率超过70%,中稀土(钕、钐、铕、钆)浸出回收 率超过50%,轻稀土(镧、铈、镨)浸出回收率超过 30%。 由于硝酸具有较强的腐蚀性,且不能与随后 提取工艺的介质相衔接。因此,大多采用盐酸或硫 酸浸出。 此工艺侧重回收钪、钇,而其他稀土的 回氧化铝在生产过程中产生的废渣,因为 含有大量氧化铁而呈红色,故被称为赤泥。赤泥 是呈灰色和暗红色粉状物,颜色会随含铁量的不 同发生变化。
2.赤泥的现状
因矿石品位、生产方法和技术水平的不同,大 约每生产l t 氧化铝要排放1.0~1.8 t 的赤泥. 据估计,全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过 6000万 t,2007 年我国赤泥年排放量达到4000 万t,2010 年预计达4500~5000 万t,赤泥的年产 生量还将不断增加,预计到2015年,赤泥累计堆 存量将达到3.5亿t。
沙尘暴图片
4.影响植物生长环境
赤泥的强度碱化,会扰乱植物根系正常的生理 活动,影响植物对养分的吸收,所以大多数植物都 不适宜在赤泥堆场过的土壤中生长。赤泥及其附液 的强碱性对地下的粘土层具有极强的盐碱化作用, 其强碱性和附液可改变地下粘土层的结构和化学成 分. 赤泥堆存过的土壤基本不可能被复垦和种植植 物。
二.赤泥的危害
1.赤泥大量堆存,占用土地,浪费金钱
赤泥作为生产铝后得到的废渣,目前对赤泥的 利用率还很低,大量的赤泥只能以堆积的形式进 行处理,赤泥的贮存不仅需要占用大面积的土地 及投入巨额资金筑坝,同时也需要耗费较多的堆 场建设和维护费用,用于堆放赤泥的土地费用占 Al2O3产值的1%~2%。
2.浪费资源,又易造成环境污染和 安全隐患
因为赤泥中含有大量的稀土金属及其他稀有元 素,而赤泥却随意堆置。同时,又因为赤泥的pH 值很高。其中浸出液的pH值为12.1~13.0,氟 化物含量11.5~26.7 mg·L。赤泥的pH值为10 .29~11.3,氟化物含量4.89~8.6,因此, 如果赤泥淋滤液下渗,
将会引起地下水体的水质硬度增加,有时甚至造 成更严重的砷、铬等元素污染水体,赤泥堆场下游 的地下水是受赤泥影响的主要对象,在未采取防渗 措施的赤泥堆场附近,高碱度的污水渗入地下或进 入地表水,使水体pH 值升高,存在地下水中总硬度 及pH 值升高,超过地下水III 类水质标准的现象, 地下水总硬度最高的接近1600 mg/L(超标2.53 倍) ,pH 值达11.2(标准6.5~8.5)。 赤泥中所含的氟化 物也是水体污染的另一个主要的污染物质。
即使如此,这其中还存在着一些难题。例如, 大量使用酸易造成废水的回收难度增加,同时, 也增加了经济成本,更为重要的是用酸浸法只能 处理少数地方所产生的赤泥,才会有经济效益, 在大范围应用中有局限性。因此,对稀土金属的 提取还有待研究。
铁的提取
2.赤泥制作建筑材料
利用赤泥为原料生产多孔硅酸盐制品生产加气 混凝土砌块,其容重、抗压强度均符合国家标准, 赤泥加气混凝土的生产工艺与其他加气混凝土基本 相同,且赤泥不需再次煅烧,也不需再烘干。因此 ,其生产成本经济,生产工艺可行。赤泥加气混凝 土是加气混凝土的新品种,已成为综合利用赤泥的 新途径。
赤泥的资源化利用
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目录
一.赤泥的简介 二.赤泥的危害 三.赤泥的综合利用 四.赤泥的发展展望 五.结束语
铝的发展历史
丹麦化学家奥斯特利用稀的钾汞齐与氯化铝反 应第一次分离出不纯的金属铝。1827年德国化学 家武勒重复了奥斯特的实验,并不断改进制取铝 的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替 钾还原氯化铝,制得铝锭。在今后一段时期里, 法国皇帝拿破仑三世在宴会上使用过铝制叉子; 泰国国王使用过铝制表链;1855年,在巴黎博览 会上,它与王冠上的宝石一起展出,标签上注明 “来自黏土的白银”。1889年,门捷列夫还曾得 到伦敦化学会赠送的铝合金制成的花瓶和杯子。
污染地下水图片
3.粉尘污染
赤泥的粒度因生产工艺有很大的差异,当赤泥 脱水风化后,表层的粘结性变差,容易引起粉尘 污染。晒干的赤泥形成的粉尘到处飞扬破坏生态 环境,而且贮灰场中的赤泥由于风蚀扬尘影响能 见度,造成严重污染。但在生产运行期,由于堆 场表层一直在排放赤泥浆液,湿度较大,不会引 起粉尘污染。其粉尘污染与沙尘暴类似。
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