2009年第8期 轻 金 属 ・7・
国内赤泥综合利用技术发展及现状
朱强, 齐波
(中国铝业股份有限公司山东分公司)
①
摘要:, , 剖, ; 3: 文章编号:100221752(2009) 0820724
Development and status of red mud
comprehensive utilization technology in China
ZHU Qiang and Q I Bo
(S handong B ranch of Chalco , Zibo 255052, Chi na )
Abstract :In this article , current situation of comprehensive utilization of red mud is introduced , in order to solve the problem of the discharge of red mud. The progresses and problems remained in the recent research are also provided , forecasting the prospect of the comprehensive utilization of red mud.
K ey w ords :red mud ;comprehensive utilization ;current situation of technology
前言
赤泥是铝工业最主要的固体废渣, 是铝土矿经系列物理化学反应过程制取氧化铝后剩余的固体废料。按生产工艺可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥及联合法赤泥等, 其产出量因矿石品位、生产方法、技术水平而异, 每生产1t 氧化铝约同时产出0. 6t ～115t 赤泥。国外氧化铝生产企业的赤泥原先主要填海堆存, 近年来, 随着全球环保意识的增强, 赤泥填海堆存被明令禁止, 筑坝堆存已成为主要的排放方式。我国氧化铝生产企业受地理位置限制, 多年来赤泥除少量应用于水泥生产外, 大多湿法露天筑坝堆存, 截止2006年底, 国内赤泥累积堆存量已超过亿吨。2007年我国氧化铝产量1946万吨, 赤泥年排放量更是高达2000余万吨。赤泥堆场建设和维护费用高昂, 每吨赤泥的管理、堆存费用为50元～100元, 加重了氧化铝生产成本, 而且强碱性、高盐度的赤泥废液会造成土壤碱化, 污染地下水源。赤泥堆场的存在破坏了周边环境, 带来严重的环境
①
问题, 致使铝工业的环保压力剧增, 已成为影响我国铝工业可持续发展的棘手问题。
赤泥堆存的环境风险早已引起了各氧化铝生产国政府及企业的重视, 并达成共识:解决赤泥问题的关键是研发赤泥综合利用技术。我国多年来一直重视赤泥综合利用工作, 以资源环境的可持续发展为指导思想, 实现赤泥二次资源化利用为最终目的, 围绕赤泥的资源化利用及无害化处理两大主题展开了多领域、多学科的赤泥综合利用技术研究, 积累了许多宝贵的技术经验, 尤其是国内铝工业龙头-中国铝业公司, 投入了大量的人力物力, 在该领域做出了突出贡献。
本文概括了国内赤泥综合利用技术研究现状, 从赤泥作矿物材料整体加以利用、提取赤泥中有价金属、赤泥无害化处理及赤泥做其它应用等几方面进行了较为详尽描述。
1 赤泥综合利用技术现状
作者简介:朱强, 男, 高级工程师,1985年开始从事赤泥综合利用技术研究。
收稿日期:2009-02-02
朱强, 齐波:国内赤泥综合利用技术发展及现状 2009年第8期・8・
1. 1 赤泥作矿物材料整体加以利用1. 1. 1 利用赤泥生产水泥
烧结法赤泥含有硅酸盐水泥所必需的SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3、CaO 等组分, 有用成分占总量的75%
以上, 从SiO 2-Al 2O 3-CaO 三元系相图看, 接近水泥熟料的组成范围, 中铝公司某企业于上世纪60年代开始, 利用赤泥的亚粘土特性, 以赤泥代替粘土等工业原料采用湿法工艺生产普通硅酸盐水泥, 成功实现工业应用, 主要产品有32. 5R 和42. 5R 普通硅酸盐水泥、API 系列油井水泥等, 3000万吨, 是目前国内
赤泥综合利用量最多的项目。截止上世纪90年代, 因国家实行新的水泥标准, 对水泥含碱量的要求提高, 致使水泥生产中赤泥掺加不断减少。1. 1. 2 赤泥路基材料的研究开发
赤泥作道路材料是另一种赤泥消耗量较大的应用方式。2004年中铝公司某企业通过产学研合作方式, 以烧结法赤泥、粉煤灰、石灰等为主要原料, 确定了赤泥作路基材料的基本配方和施工方案, 于2005年修建了一条4km 长的赤泥路基示范性路段,
达到了石灰稳定土的一级和高速路的强度要求。这是国内第一条在实际公路工程中应用的烧结法赤泥路面基层工程, 总共消耗烧结法赤泥2万余吨, 是近年来赤泥使用量最大的应用工程。截至现在一直正常使用。2008年该企业与当地公路部门合作再次作为路基材料修建了500m 长的公路, 已检测指标基本合格。赤泥作路基材料不仅成本低廉、性能优良, 还可节省大量的黄土资源, 具有广阔的市场应用前景。
1. 1. 3 利用赤泥生产新型墙材
等因素, 该项目没有继续产业化。
2008年企业在属地建委墙改办的协助下, 分别进行了烧结法赤泥及拜耳法赤泥烧结砖的工业试生产, 从目前初步检测结果看, 无论是烧结法赤泥还是拜耳法赤泥, 当赤泥掺加量小于30%时, 均能够烧出符合国家烧结普通砖标准(G B5101-2003) 的烧结砖。
, 、粉煤灰、, 其总用量不低于85%, 在石灰、石膏等胶结作用配合下, 经预混、陈化、轮碾搅拌、压制成型等工艺处理后, 砖坯自然养护15～28天后达到终强度。赤泥粉煤灰免烧砖的性能达到MU15级优等品免烧砖(参照G B11945-1999) 的标准要求。但由于未能解决免烧砖的“泛霜”现象, 该项目也没有继续产业化。1. 1. 4 赤泥微孔硅酸钙绝热制品的开发
赤泥微孔硅酸钙保温材料是用赤泥、粉状二氧化硅材料、石灰、纤维增强材料等, 经搅拌、凝胶化、成型、蒸压和干燥过程制成的一种新型保温材料。中铝公司某企业于2000年开始, 经过系列试验, 成功开发出使用温度650℃托贝莫来石型硅酸钙绝热制品, 赤泥掺加量达30%～45%。实验样品经国家权威部门检测, 各项指标均达到或优于G B/T10699-1998要求。2002年初建成年产12000m 3的硅酸钙绝热制品生产线, 实现产业化生产, 效益尚佳。1. 2 提取赤泥中有价金属
⑴赤泥粉煤灰烧结砖研究开发
作为国家“九五”科技攻关项目,1997年开展了“赤泥作新型墙材研究”, 研制成功并工业生产出赤泥粉煤灰烧结砖。
该产品以赤泥、粉煤灰、煤矸石为原料, 经预混、陈化、混合搅拌、挤出成型、切坯、烘干、烧结等系列工艺, 制成烧结砖, 实现了制砖不用土, 烧砖不用煤, 节约了煤炭资源和土地资源, 填补了国内废渣综合利用的空白。烧结砖符合优等品的指标要求。样品质量经权威部门测试, 各项指标均符合烧结砖标准
(G B13544-92) 。但当时由于投入大、经济效益差
赤泥中富含铁、铝、钙、硅, 还含有钛、钪、铌、钽、
锆、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, 具有重要的现实意义。1. 2. 1 拜耳法赤泥选铁技术研究
拜耳法赤泥中Fe 2O 3含量在20%～40%间, 目前回收铁的方法大体上有冶金方法和物理选矿方法两大类:冶金方法的原理主要是加入还原剂, 将赤泥中的弱磁性的赤铁矿和针铁矿还原焙烧成磁铁矿, 然后再磁选分离; 物理选矿的方法就是采用非冶金的方法回收赤泥中的铁。其中物理方法磁选回收Fe 是当今技术研究的重点。中铝公司内部有多家企业已经开展此项研究并已产业化。
2009年第8期 轻 金 属 ・9・1. 2. 2 赤泥中提取钪
赤泥中含有微量稀有金属, 尤其是钪, 据文
2〕献〔报道, 世界钪资源储量中, 约75%～80%伴生
在铝土矿中, 在生产氧化铝时, 铝土矿中98%以上的钪富集于赤泥里, 赤泥中氧化钪占0. 025%, 以金属钪按10万元/kg ～15万元/kg 计, 其潜在的经济价值相当可观。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() 3〕钪〔。间、固化水量、充填料浆脱水性能及强度均明显地优
于硅酸盐水泥, 为矿山充填提供高效廉价的水泥替代品, 大幅度降低了矿山充填成本。但项目由于赤泥浆远程运输的不可操作性等因素而最终未能产业化应用。
1. 4. 3 利用赤泥生产陶瓷滤料
2003年中国铝业公司某企业通过产学研合作,
成功开发出利用赤泥、粉煤灰、:赤泥%, 5～6%, 其它, 各项性能指标均符合城市过滤饮用水的质量和卫生要求, 过滤周期和去污效率均优于国内现有滤料, 替代石英砂, 可大大节约反冲洗用水量。2004年7月召开了产品推介会, 得到与会专家的一致好评。1. 4. 4 赤泥复配型阻燃剂研制及其在聚乙烯中的阻燃应用研究
该项目是“十一五”国家科技支撑计划课题的子课题, 主要是利用赤泥本身含有大量的硅、铝、铁、钙等有效阻燃元素, 同时利用赤泥中结晶水热分解温度高的特性, 最终通过合适的技术手段开发出赤泥复配型阻燃剂。它的创新点在于形成原位脱碱协同阻燃的复配赤泥阻燃剂技术。项目正在积极进展中。
1. 4. 5 赤泥制备环境修复材料研究
率达到, 95, 。1. 3 赤泥无害化处理
赤泥中含有大量结合碱, 是赤泥筑坝堆存的主要环境污染因素, 而且多年来赤泥综合利用的经验教训表明:以含碱赤泥为原料, 无论是作无机填料, 抑或是生产水泥、砖材等建筑材料, 碱都是有害组分, 直接影响着产品的质量和使用范围, 严重制约着赤泥综合利用率的提高。
2008年中国铝业公司承担了“十一五”国家科
技支撑计划课题“赤泥无害化处理及资源化利用技术研究”的子课题“赤泥脱碱试验及利用脱碱赤泥生产普通硅酸盐水泥研究”, 它采用了创新的二段法石灰脱碱, 烧结法赤泥碱脱除率达到80%以上, 脱碱赤泥碱含量小于1%, 课题现正工业试验准备阶段。1. 4 其它应用
1. 4. 1 赤泥生产土壤调理剂(赤泥硅肥)
2000年中铝公司某企业通过产学研合作成功
该项目是“十一五”国家科技支撑计划课题的子课题, 主要利用赤泥的多孔、内表面积大的特性, 成型时再辅以成孔、扩孔剂, 以形成具有一定孔结构及比表面积高的赤泥基吸附剂, 用低温烧结技术烧成高气孔和高强度的赤泥环境修复材料, 并采用多种无机负离子材料涂覆改性, 采用辐射流多级串联精细吸附水处理工艺强化重金属离子去除效果, 最终达到对污水中重金属离子的吸附去除。它的创新点在于添加成孔剂成型技术。目前项目正在积极进展中。1. 4. 6 赤泥作循环流化床锅炉脱硫剂
国内热电厂所用循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫主要以石灰石粉为脱硫剂。经研究, 烧结法赤泥与碳酸钙相比, 其活性较高, 比碳酸钙有更好的固硫效果, 脱硫效率达60%以上, 利用烧结法赤泥可以代替石灰石粉用于循环流化床锅炉燃煤脱硫剂。在热电厂75th 循环流化床锅炉进行的工业试验表明, 未加赤泥前烟气中二氧化硫含量2800mg/m 3(N ) , 加
研究开发了赤泥硅钙肥产品, 赤泥配比达到80%左右。产品具有改善土壤结构、提高作物品质、减少病虫害和增产效果, 经一年多农业应用试验, 取得满意效果。2001年曾形成年产万吨的生产规模, 但由于农业使用局限性, 仅用于改良酸性土壤, 及高效经济作物如蔬菜、水果等方面, 增加了它的市场推广难度, 最终导致项目停产。
1. 4. 2 赤泥充填高效胶结剂的研究与开发
上世纪90年代中期, 中铝公司某企业通过产学研合作, 承担“九五”国家重点科技(攻关) 计划专题项目 赤泥充填高效胶结剂的研究与开发, 研制成功赤泥充填高效胶结剂, 提出整套技术工艺方法。试验结果表明; 赤泥胶结剂用于矿山充填, 其凝结时
朱强, 齐波:国内赤泥综合利用技术发展及现状 2009年第8期・10・
赤泥后二氧化硫含量降低到800mg/m 3(N ) , 完全达到了国家规定的烟气排放标准1200mg/m 3(N ) , 说明烧结法赤泥取代石灰石粉作为锅炉脱硫剂是完全可行的。1. 4. 7 赤泥生产炼钢保护渣
1984年原中铝公司某企业与首钢合作开发出
实现工业应用。
展望未来, 赤泥综合利用工作应该主要围绕大吃渣量消耗赤泥为主, 以开发赤泥的高附加值产品为辅, 多途径综合开发, 齐头并进, 最终实现赤泥零排放, 从根本上解决赤泥堆存带来的环境及成本费用问题。在此过程中, 同时需要氧化铝生产企业及相关单位积极转变观念, 多从社会环境角度看待赤泥综合利用工作的现实意义, 最终各方面齐心, 。
, 等. 赤泥的综合回收与利用〔J 〕. 矿产保护与利用, 2008,
(2) :52-54.
赤泥炼钢保护渣, 试验成功后, 试验技术转让给某一
乡镇企业, 并成功实现产业化生产。目前赤泥炼钢保护渣仍在批量生产。
2 结语
、, , 取得了一些应用成果, 尤其在赤泥配料生产水泥及赤泥作筑路材料等技术领域取得了较为成功的应用, 赤泥的消耗量也比较大, 但大多数研究成果受限于经济成本因素而未能
〔2〕张邦安. 从钨、锡、铀、钛、铝、锆等矿物原料中提取钪〔J 〕. 湿法冶
金,1989, (3) :38-41.
〔3〕司秀芬, 等. 赤泥提钪综述〔J 〕. 江西有色金属,2003, (6) :28-31.
(责任编辑 杜雅君)
※ ※ ※ ※ ※ ※ ※
(上接第6页)
(1) 各车间应清楚划分和界定本车间内, 各工序存在的能耗项目、能耗观测工作、能耗数据输入工作和能耗基层考核对象;
(2) 企业内部应建立各车间之间的能耗划分和界定工作, 为车间公正、公平、公正地管理做好交割工作;
(3) 生产管理和技术创新管理部门的所有对内、对外的专职工作, 都应建立在此平台的基础上, 尤其是绩效管理, 更应以此平台提供的周期统计数据作为依据;
(4) 新产品、新工艺和新技术的开发工作, 在开发期内应给予一定的补偿, 开发期结束后, 绩效管理基准应适时调整。
于它是不以微观管理者的素质和人员的变更而独立、客观地存在着, 每个工人和管理者的核心任务就是最大限度的降低每个工艺、管理和经营环节的能耗指标, 这样就可最大限度地实现电解铝企业的节能减排目标。
参考文献:
〔1〕刘连辉. 2002年～2007年我国电解铝行业发展分析〔J 〕. 轻金
属,2008, (09) :3-7.
〔2〕范顺科, 赵永善. 有效实施能耗限额标准, 推动有色金属工业节能
工作〔J 〕. 中国有色金属质量技术监督. 2008, (3) :5-9. 〔3〕袁丁. 铝电解智能控制的研究〔J 〕. 轻金属,2003, (08) :38-40. 〔4〕曾水平, 彭玉国, 张秋萍. 铝电解槽上位机控制系统〔J 〕. 轻金属,
2001, (05) 41-45.
〔5〕陈京晖. 200kA 预焙槽计算机智能控制技术在铝电解生产中的应
用〔J 〕. 轻金属,2003, (05) :26-30.
〔6〕YS/T 103-2004, 铝电解生产能源消耗〔S 〕. 国家发展和改革委
员会. 2004.
〔7〕G B 21346-2008, 电解铝企业单位产品能源消耗限额〔S 〕. 中华
人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合发布. 2008,1.
〔8〕孙志宏. 建立新型铝电解企业价值体系综述〔J 〕. 轻金属,2008,
(12) :3-5.
4 结语
铝电解企业节能减排管理系统平台的提出和探
讨, 是为实现电解铝企业节能减排目标服务的。将它落实为对电解铝企业每个工艺环节的监控, 可最大限度地发挥传统智能控制系统无法实现的节能减排监控目标。这种管理平台的另外一个最大优势在
(责任编辑 杜雅君)
2009年第8期 轻 金 属 ・7・
国内赤泥综合利用技术发展及现状
朱强, 齐波
(中国铝业股份有限公司山东分公司)
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摘要:, , 剖, ; 3: 文章编号:100221752(2009) 0820724
Development and status of red mud
comprehensive utilization technology in China
ZHU Qiang and Q I Bo
(S handong B ranch of Chalco , Zibo 255052, Chi na )
Abstract :In this article , current situation of comprehensive utilization of red mud is introduced , in order to solve the problem of the discharge of red mud. The progresses and problems remained in the recent research are also provided , forecasting the prospect of the comprehensive utilization of red mud.
K ey w ords :red mud ;comprehensive utilization ;current situation of technology
前言
赤泥是铝工业最主要的固体废渣, 是铝土矿经系列物理化学反应过程制取氧化铝后剩余的固体废料。按生产工艺可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥及联合法赤泥等, 其产出量因矿石品位、生产方法、技术水平而异, 每生产1t 氧化铝约同时产出0. 6t ～115t 赤泥。国外氧化铝生产企业的赤泥原先主要填海堆存, 近年来, 随着全球环保意识的增强, 赤泥填海堆存被明令禁止, 筑坝堆存已成为主要的排放方式。我国氧化铝生产企业受地理位置限制, 多年来赤泥除少量应用于水泥生产外, 大多湿法露天筑坝堆存, 截止2006年底, 国内赤泥累积堆存量已超过亿吨。2007年我国氧化铝产量1946万吨, 赤泥年排放量更是高达2000余万吨。赤泥堆场建设和维护费用高昂, 每吨赤泥的管理、堆存费用为50元～100元, 加重了氧化铝生产成本, 而且强碱性、高盐度的赤泥废液会造成土壤碱化, 污染地下水源。赤泥堆场的存在破坏了周边环境, 带来严重的环境
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问题, 致使铝工业的环保压力剧增, 已成为影响我国铝工业可持续发展的棘手问题。
赤泥堆存的环境风险早已引起了各氧化铝生产国政府及企业的重视, 并达成共识:解决赤泥问题的关键是研发赤泥综合利用技术。我国多年来一直重视赤泥综合利用工作, 以资源环境的可持续发展为指导思想, 实现赤泥二次资源化利用为最终目的, 围绕赤泥的资源化利用及无害化处理两大主题展开了多领域、多学科的赤泥综合利用技术研究, 积累了许多宝贵的技术经验, 尤其是国内铝工业龙头-中国铝业公司, 投入了大量的人力物力, 在该领域做出了突出贡献。
本文概括了国内赤泥综合利用技术研究现状, 从赤泥作矿物材料整体加以利用、提取赤泥中有价金属、赤泥无害化处理及赤泥做其它应用等几方面进行了较为详尽描述。
1 赤泥综合利用技术现状
作者简介:朱强, 男, 高级工程师,1985年开始从事赤泥综合利用技术研究。
收稿日期:2009-02-02
朱强, 齐波:国内赤泥综合利用技术发展及现状 2009年第8期・8・
1. 1 赤泥作矿物材料整体加以利用1. 1. 1 利用赤泥生产水泥
烧结法赤泥含有硅酸盐水泥所必需的SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3、CaO 等组分, 有用成分占总量的75%
以上, 从SiO 2-Al 2O 3-CaO 三元系相图看, 接近水泥熟料的组成范围, 中铝公司某企业于上世纪60年代开始, 利用赤泥的亚粘土特性, 以赤泥代替粘土等工业原料采用湿法工艺生产普通硅酸盐水泥, 成功实现工业应用, 主要产品有32. 5R 和42. 5R 普通硅酸盐水泥、API 系列油井水泥等, 3000万吨, 是目前国内
赤泥综合利用量最多的项目。截止上世纪90年代, 因国家实行新的水泥标准, 对水泥含碱量的要求提高, 致使水泥生产中赤泥掺加不断减少。1. 1. 2 赤泥路基材料的研究开发
赤泥作道路材料是另一种赤泥消耗量较大的应用方式。2004年中铝公司某企业通过产学研合作方式, 以烧结法赤泥、粉煤灰、石灰等为主要原料, 确定了赤泥作路基材料的基本配方和施工方案, 于2005年修建了一条4km 长的赤泥路基示范性路段,
达到了石灰稳定土的一级和高速路的强度要求。这是国内第一条在实际公路工程中应用的烧结法赤泥路面基层工程, 总共消耗烧结法赤泥2万余吨, 是近年来赤泥使用量最大的应用工程。截至现在一直正常使用。2008年该企业与当地公路部门合作再次作为路基材料修建了500m 长的公路, 已检测指标基本合格。赤泥作路基材料不仅成本低廉、性能优良, 还可节省大量的黄土资源, 具有广阔的市场应用前景。
1. 1. 3 利用赤泥生产新型墙材
等因素, 该项目没有继续产业化。
2008年企业在属地建委墙改办的协助下, 分别进行了烧结法赤泥及拜耳法赤泥烧结砖的工业试生产, 从目前初步检测结果看, 无论是烧结法赤泥还是拜耳法赤泥, 当赤泥掺加量小于30%时, 均能够烧出符合国家烧结普通砖标准(G B5101-2003) 的烧结砖。
, 、粉煤灰、, 其总用量不低于85%, 在石灰、石膏等胶结作用配合下, 经预混、陈化、轮碾搅拌、压制成型等工艺处理后, 砖坯自然养护15～28天后达到终强度。赤泥粉煤灰免烧砖的性能达到MU15级优等品免烧砖(参照G B11945-1999) 的标准要求。但由于未能解决免烧砖的“泛霜”现象, 该项目也没有继续产业化。1. 1. 4 赤泥微孔硅酸钙绝热制品的开发
赤泥微孔硅酸钙保温材料是用赤泥、粉状二氧化硅材料、石灰、纤维增强材料等, 经搅拌、凝胶化、成型、蒸压和干燥过程制成的一种新型保温材料。中铝公司某企业于2000年开始, 经过系列试验, 成功开发出使用温度650℃托贝莫来石型硅酸钙绝热制品, 赤泥掺加量达30%～45%。实验样品经国家权威部门检测, 各项指标均达到或优于G B/T10699-1998要求。2002年初建成年产12000m 3的硅酸钙绝热制品生产线, 实现产业化生产, 效益尚佳。1. 2 提取赤泥中有价金属
⑴赤泥粉煤灰烧结砖研究开发
作为国家“九五”科技攻关项目,1997年开展了“赤泥作新型墙材研究”, 研制成功并工业生产出赤泥粉煤灰烧结砖。
该产品以赤泥、粉煤灰、煤矸石为原料, 经预混、陈化、混合搅拌、挤出成型、切坯、烘干、烧结等系列工艺, 制成烧结砖, 实现了制砖不用土, 烧砖不用煤, 节约了煤炭资源和土地资源, 填补了国内废渣综合利用的空白。烧结砖符合优等品的指标要求。样品质量经权威部门测试, 各项指标均符合烧结砖标准
(G B13544-92) 。但当时由于投入大、经济效益差
赤泥中富含铁、铝、钙、硅, 还含有钛、钪、铌、钽、
锆、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, 具有重要的现实意义。1. 2. 1 拜耳法赤泥选铁技术研究
拜耳法赤泥中Fe 2O 3含量在20%～40%间, 目前回收铁的方法大体上有冶金方法和物理选矿方法两大类:冶金方法的原理主要是加入还原剂, 将赤泥中的弱磁性的赤铁矿和针铁矿还原焙烧成磁铁矿, 然后再磁选分离; 物理选矿的方法就是采用非冶金的方法回收赤泥中的铁。其中物理方法磁选回收Fe 是当今技术研究的重点。中铝公司内部有多家企业已经开展此项研究并已产业化。
2009年第8期 轻 金 属 ・9・1. 2. 2 赤泥中提取钪
赤泥中含有微量稀有金属, 尤其是钪, 据文
2〕献〔报道, 世界钪资源储量中, 约75%～80%伴生
在铝土矿中, 在生产氧化铝时, 铝土矿中98%以上的钪富集于赤泥里, 赤泥中氧化钪占0. 025%, 以金属钪按10万元/kg ～15万元/kg 计, 其潜在的经济价值相当可观。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() 3〕钪〔。间、固化水量、充填料浆脱水性能及强度均明显地优
于硅酸盐水泥, 为矿山充填提供高效廉价的水泥替代品, 大幅度降低了矿山充填成本。但项目由于赤泥浆远程运输的不可操作性等因素而最终未能产业化应用。
1. 4. 3 利用赤泥生产陶瓷滤料
2003年中国铝业公司某企业通过产学研合作,
成功开发出利用赤泥、粉煤灰、:赤泥%, 5～6%, 其它, 各项性能指标均符合城市过滤饮用水的质量和卫生要求, 过滤周期和去污效率均优于国内现有滤料, 替代石英砂, 可大大节约反冲洗用水量。2004年7月召开了产品推介会, 得到与会专家的一致好评。1. 4. 4 赤泥复配型阻燃剂研制及其在聚乙烯中的阻燃应用研究
该项目是“十一五”国家科技支撑计划课题的子课题, 主要是利用赤泥本身含有大量的硅、铝、铁、钙等有效阻燃元素, 同时利用赤泥中结晶水热分解温度高的特性, 最终通过合适的技术手段开发出赤泥复配型阻燃剂。它的创新点在于形成原位脱碱协同阻燃的复配赤泥阻燃剂技术。项目正在积极进展中。
1. 4. 5 赤泥制备环境修复材料研究
率达到, 95, 。1. 3 赤泥无害化处理
赤泥中含有大量结合碱, 是赤泥筑坝堆存的主要环境污染因素, 而且多年来赤泥综合利用的经验教训表明:以含碱赤泥为原料, 无论是作无机填料, 抑或是生产水泥、砖材等建筑材料, 碱都是有害组分, 直接影响着产品的质量和使用范围, 严重制约着赤泥综合利用率的提高。
2008年中国铝业公司承担了“十一五”国家科
技支撑计划课题“赤泥无害化处理及资源化利用技术研究”的子课题“赤泥脱碱试验及利用脱碱赤泥生产普通硅酸盐水泥研究”, 它采用了创新的二段法石灰脱碱, 烧结法赤泥碱脱除率达到80%以上, 脱碱赤泥碱含量小于1%, 课题现正工业试验准备阶段。1. 4 其它应用
1. 4. 1 赤泥生产土壤调理剂(赤泥硅肥)
2000年中铝公司某企业通过产学研合作成功
该项目是“十一五”国家科技支撑计划课题的子课题, 主要利用赤泥的多孔、内表面积大的特性, 成型时再辅以成孔、扩孔剂, 以形成具有一定孔结构及比表面积高的赤泥基吸附剂, 用低温烧结技术烧成高气孔和高强度的赤泥环境修复材料, 并采用多种无机负离子材料涂覆改性, 采用辐射流多级串联精细吸附水处理工艺强化重金属离子去除效果, 最终达到对污水中重金属离子的吸附去除。它的创新点在于添加成孔剂成型技术。目前项目正在积极进展中。1. 4. 6 赤泥作循环流化床锅炉脱硫剂
国内热电厂所用循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫主要以石灰石粉为脱硫剂。经研究, 烧结法赤泥与碳酸钙相比, 其活性较高, 比碳酸钙有更好的固硫效果, 脱硫效率达60%以上, 利用烧结法赤泥可以代替石灰石粉用于循环流化床锅炉燃煤脱硫剂。在热电厂75th 循环流化床锅炉进行的工业试验表明, 未加赤泥前烟气中二氧化硫含量2800mg/m 3(N ) , 加
研究开发了赤泥硅钙肥产品, 赤泥配比达到80%左右。产品具有改善土壤结构、提高作物品质、减少病虫害和增产效果, 经一年多农业应用试验, 取得满意效果。2001年曾形成年产万吨的生产规模, 但由于农业使用局限性, 仅用于改良酸性土壤, 及高效经济作物如蔬菜、水果等方面, 增加了它的市场推广难度, 最终导致项目停产。
1. 4. 2 赤泥充填高效胶结剂的研究与开发
上世纪90年代中期, 中铝公司某企业通过产学研合作, 承担“九五”国家重点科技(攻关) 计划专题项目 赤泥充填高效胶结剂的研究与开发, 研制成功赤泥充填高效胶结剂, 提出整套技术工艺方法。试验结果表明; 赤泥胶结剂用于矿山充填, 其凝结时
朱强, 齐波:国内赤泥综合利用技术发展及现状 2009年第8期・10・
赤泥后二氧化硫含量降低到800mg/m 3(N ) , 完全达到了国家规定的烟气排放标准1200mg/m 3(N ) , 说明烧结法赤泥取代石灰石粉作为锅炉脱硫剂是完全可行的。1. 4. 7 赤泥生产炼钢保护渣
1984年原中铝公司某企业与首钢合作开发出
实现工业应用。
展望未来, 赤泥综合利用工作应该主要围绕大吃渣量消耗赤泥为主, 以开发赤泥的高附加值产品为辅, 多途径综合开发, 齐头并进, 最终实现赤泥零排放, 从根本上解决赤泥堆存带来的环境及成本费用问题。在此过程中, 同时需要氧化铝生产企业及相关单位积极转变观念, 多从社会环境角度看待赤泥综合利用工作的现实意义, 最终各方面齐心, 。
, 等. 赤泥的综合回收与利用〔J 〕. 矿产保护与利用, 2008,
(2) :52-54.
赤泥炼钢保护渣, 试验成功后, 试验技术转让给某一
乡镇企业, 并成功实现产业化生产。目前赤泥炼钢保护渣仍在批量生产。
2 结语
、, , 取得了一些应用成果, 尤其在赤泥配料生产水泥及赤泥作筑路材料等技术领域取得了较为成功的应用, 赤泥的消耗量也比较大, 但大多数研究成果受限于经济成本因素而未能
〔2〕张邦安. 从钨、锡、铀、钛、铝、锆等矿物原料中提取钪〔J 〕. 湿法冶
金,1989, (3) :38-41.
〔3〕司秀芬, 等. 赤泥提钪综述〔J 〕. 江西有色金属,2003, (6) :28-31.
(责任编辑 杜雅君)
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(上接第6页)
(1) 各车间应清楚划分和界定本车间内, 各工序存在的能耗项目、能耗观测工作、能耗数据输入工作和能耗基层考核对象;
(2) 企业内部应建立各车间之间的能耗划分和界定工作, 为车间公正、公平、公正地管理做好交割工作;
(3) 生产管理和技术创新管理部门的所有对内、对外的专职工作, 都应建立在此平台的基础上, 尤其是绩效管理, 更应以此平台提供的周期统计数据作为依据;
(4) 新产品、新工艺和新技术的开发工作, 在开发期内应给予一定的补偿, 开发期结束后, 绩效管理基准应适时调整。
于它是不以微观管理者的素质和人员的变更而独立、客观地存在着, 每个工人和管理者的核心任务就是最大限度的降低每个工艺、管理和经营环节的能耗指标, 这样就可最大限度地实现电解铝企业的节能减排目标。
参考文献:
〔1〕刘连辉. 2002年～2007年我国电解铝行业发展分析〔J 〕. 轻金
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〔2〕范顺科, 赵永善. 有效实施能耗限额标准, 推动有色金属工业节能
工作〔J 〕. 中国有色金属质量技术监督. 2008, (3) :5-9. 〔3〕袁丁. 铝电解智能控制的研究〔J 〕. 轻金属,2003, (08) :38-40. 〔4〕曾水平, 彭玉国, 张秋萍. 铝电解槽上位机控制系统〔J 〕. 轻金属,
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用〔J 〕. 轻金属,2003, (05) :26-30.
〔6〕YS/T 103-2004, 铝电解生产能源消耗〔S 〕. 国家发展和改革委
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〔7〕G B 21346-2008, 电解铝企业单位产品能源消耗限额〔S 〕. 中华
人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合发布. 2008,1.
〔8〕孙志宏. 建立新型铝电解企业价值体系综述〔J 〕. 轻金属,2008,
(12) :3-5.
4 结语
铝电解企业节能减排管理系统平台的提出和探
讨, 是为实现电解铝企业节能减排目标服务的。将它落实为对电解铝企业每个工艺环节的监控, 可最大限度地发挥传统智能控制系统无法实现的节能减排监控目标。这种管理平台的另外一个最大优势在
(责任编辑 杜雅君)