赤泥是氧化铝生产过程中产生的碱性大宗工业固体废物,因其富含Fe2O3,呈红褐色,而被称为赤泥。根据氧化铝生产方式的不同可将赤泥分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥。其中烧结法单位能耗大,流程复杂,一般用于从低品位铝土矿提炼氧化铝;拜耳法生产氧化铝则能获得更高质量的氧化铝产品。每生产1t氧化铝产出约1.5t赤泥,如果加上分离过程中附带产生的碱液,实际赤泥产生量还会更高。

据统计,年全球赤泥累积排放量已超过45亿t,而且在以每天约1亿t的排放量不断增加。我国年赤泥产生量为1.2亿t,累积赤泥堆存量超过6亿t,与巨大的产量形成鲜明对比的是,我国赤泥的利用率远低于全球水平,赤泥的实际综合利用率不足5%。

▲赤泥对环境造成的危害

赤泥具有强碱性且成分与性质复杂,金属氧化物含量丰富,特别是铁元素含量较高,本身还具备颗粒分散性好、比表面积大等多孔材料的特征,而且在溶液中稳定性好,这些特点一方面对赤泥的处理及其周围环境状况不利,而另一方面使其在建材、冶金、环保等领域用途颇广,所以赤泥资源化无论对经济还是环境方面,都具有重要意义。赤泥的综合处理及应用主要分为金属回收及赤泥整体资源化,而资源化研究中赤泥自身高碱性和浸出毒性是制约其应用的关键因素。

《大宗工业固废赤泥资源化原理与技术》综述了赤泥的特征、国内外资源化研究进展和存在的技术瓶颈,研究了赤泥脱硫脱硝、赤泥与臭氧耦合脱硫脱硝、赤泥与泥磷耦合脱硫脱硝以及赤泥与不同添加剂联合脱硫脱硝,证实了赤泥矿浆脱硫过程中液相催化氧化作用的存在,脱硫的主体是赤泥中存在的固体碱等基础理论。试验过程和分析测试证实了赤泥脱硫脱硝的机理属于复杂的气-液-固三相传质反应。

在液相中分为三个阶段:第一阶段(pH从10.03下降到7．0)是酸碱中和反应;第二阶段(pH从7．0下降到5．0)是赤泥中的钠碱与方解石溶解反应;第三阶段(pH已经降到3．5)是赤泥中硅铝酸钠水合物、钙霞石、石榴石发生溶解反应,NO2与液相中的SO、SO发生反应,Fe3+对SO2的液相催化氧化反应。在实验室研究的基础上,开展了中试试验研究和示范工程建设,为后续赤泥大规模用于烟气脱硫脱硝提供了技术支撑。

本书还使用硫酸浸出脱硫脱硝后的赤泥,考察了硫酸添加量、反应温度、浸出时间、液固比对铁铝浸出率的影响,并取得了提取70%以上铁资源的效果。通过将铅渣和赤泥混合粉置于温度为~℃的空气氛围中高温熔融40~60min,在不外加任何晶核剂和助熔剂的情况下,利用高温熔融法制备出主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、Fe2O3的微晶玻璃,大大提高了铅渣和赤泥的利用率。同时,还利用赤泥了系列催化剂和吸附剂,在有机物净化及资源化、羰基硫净化方面,都取得了良好的效果,构建了赤泥全量化利用的技术体系。

本书通过气固耦合治理、多污染耦合治理、赤泥多元耦合利用等赤泥利用的新思路探索,大大拓展了赤泥综合利用的途径,如实现赤泥回收铁资源与赤泥基铁碳复合材料制备,赤泥与铅渣制备微晶玻璃,赤泥制备羰基吸附剂和水热反应用催化剂,实现“固废治理-气体净化-资源回收-全量资源化”一体化的解决途径与工业化思路。

内容简介

本书针对铝行业大宗固废赤泥治理和资源化过程中存在的技术瓶颈和挑战，全面分析了赤泥的危害、治理现状和资源化技术的优缺点，探讨了赤泥资源化治理的技术原理和最新进展，重点介绍了赤泥脱硫脱硝技术、外场强化赤泥脱硫脱硝、赤泥中提取有价金属、赤泥基环境功能材料以及赤泥与其他污染物的耦合治理进展。书中还分析了赤泥资源化技术瓶颈与发展趋势，以及我国赤泥综合利用的相关政策和技术规范等，并对今后赤泥资源化大规模消纳前景进行了预测，提出了赤泥大规模利用的对策与建议，为我国赤泥资源化治理提供了原理、技术和示范，也为多污染物耦合低成本治理提供了新思路，为我国赤泥资源化利用提供了技术支撑和参考。

目录速览

前言

第1章　赤泥来源与环境危害　11.1　氧化铝生产工艺概况　11.1.1　铝土矿来源及禀赋　11.1.2　常见的氧化铝生产工艺　21.2　赤泥来源及特征　31.2.1　赤泥来源及产量　31.2.2　赤泥组成特征　31.3　赤泥的环境危害　51.3.1　赤泥污染水环境　51.3.2　赤泥占用土地　51.3.3　赤泥带来生态危害　5参考文献　6第2章　赤泥资源化原理与进展　72.1　赤泥脱硫脱硝原理　72.1.1　赤泥脱硫原理　72.1.2　赤泥脱硝原理　.1.3　脱硫液相资源化原理　.2　添加剂强化脱硫脱硝原理　.2.1　无机添加剂脱硫脱硝　.2.2　有机添加剂脱硫脱硝　.3　赤泥中多金属回收原理　.3.1　液相回收途径及原理　.3.2　固相回收途径及原理　.3.3　其他回收途径及原理　.4　赤泥基环境材料制备原理　.4.1　环境材料制备途径　.4.2　催化与吸附原理　.5　相关技术及研究进展　.5.1　赤泥脱硫脱硝研究进展　.5.2　添加剂强化赤泥脱硫脱硝进展　.5.3　赤泥基吸附剂研究进展　39参考文献　41第3章　赤泥强化脱硫脱硝技术　.1　原赤泥矿浆脱硫技术　.1.1　赤泥湿法脱硫技术简介　.1.2　原赤泥脱硫影响因素研究　.1.3　原赤泥脱硫硫容测算　.1.4　原赤泥脱硫研究结论　.2　臭氧耦合赤泥矿浆脱硫技术　.2.1　试验设备准备　.2.2　工艺参数对脱硫脱硝的影响　.2.3　赤泥物相变化分析　.2.4　反应前后元素含量变化　.2.5　臭氧耦合赤泥脱硫脱硝结论　.3　泥磷/黄磷产臭氧耦合赤泥脱硝技术　.3.1　实验材料准备　.3.2　黄磷激发臭氧的生成规律　.3.3　黄磷激发O3耦合赤泥脱硝影响因素　.3.4　黄磷激发O3耦合赤泥脱硝响应面优化　.3.5　黄磷激发O3耦合赤泥脱硝结论　.4　泥磷/黄磷耦合赤泥同步脱硫脱硝技术　.4.1　影响耦合体系脱硫脱硝因素探讨　.4.2　动力学与热力学探讨　.4.3　表征分析及机理探讨　.4.4　泥磷/黄磷耦合赤泥同步脱硫脱硝结论　.5　抗坏血酸钠耦合赤泥脱硫脱硝技术　.5.1　实验材料、仪器及分析方法　.5.2　抗坏血酸钠耦合赤泥影响脱硫脱硝因素研究　.5.3　脱硫过程测试表征分析　.6　赤泥资源化脱硫脱硝工程示范　3.6.1　赤泥脱硫中试试验研究　3.6.2　赤泥脱硫调质示范工程研究　.6.3　赤泥脱硫示范工程优化研究　1.6.4　实验室与示范工程对比研究　1.7　赤泥脱硫脱硝总结与展望　1.7.1　赤泥脱硫脱硝总结　1.7.2　赤泥资源化脱硫脱硝展望　参考文献　第4章　赤泥提取金属与环境材料制备技术　.1　赤泥中有价金属提取技术　.1.1　脱硫赤泥酸浸回收铁铝　.1.2　浸出动力学研究　.1.3　铁铝的沉淀与分离　.1.4　酸碱结合铁铝回收　4.1.5　赤泥中提铝回收技术总结　.2　赤泥提铁制备铁碳吸附材料　.2.1　赤泥酸浸分步提铁　.2.2　铁碳复合材料制备　.3　赤泥固化重金属制备微晶玻璃　.3.1　赤泥基微晶玻璃制备过程　.3.2　固化重金属与制备微晶玻璃耦合因素　.4　赤泥提铁制备铁碳吸附材料　.4.1　吸附材料制备　.4.2　PEG添加量优化研究　4.4.3　焙烧过程参数优化研究　.4.4　吸附剂表征分析　.4.5　吸附剂表征分析结论　.5　有价金属的提取存在的问题探讨　.5.1　存在的技术问题　.5.2　存在的经济性问题　.5.3　可能的解决途径探讨　参考文献　第5章　赤泥基环境材料多途径利用技术　.1　赤泥基环境材料研究进展　.1.1　废气净化材料进展　.1.2　赤泥基废水净化材料进展　.1.3　赤泥基固废稳定化材料进展　.1.4　赤泥基生态修复材料进展　.2　赤泥基铁碳材料吸附重金属技术　.2.1　FexOy-BC(RM)对Cd(Ⅱ)的吸附参数的确定　.2.2　FexOy-BC（RM）吸附Cd（Ⅱ）响应面优化实验　.2.3　FexOy-BC（RM）吸附动力学与热力学　.3　赤泥基吸附剂净化羰基硫技术　.3.1　工艺技术运行设计与计算　.3.2　原赤泥对COS的吸附效果　.3.3　净化羰基硫影响因素研究　.3.4　羰基硫吸附动力学与过程分析　.4　水热体系制药废水资源化研究　.4.1　赤泥催化剂有效性实验　.4.2　影响催化活性的因素探讨　.4.3　赤泥催化剂活性稳定性实验　.4.4　小结　.5　赤泥其他开发利用途径　.5.1　肥料化研究　.5.2　土壤修复材料研究　.5.3　赤泥建材化研究进展　.5.4　赤泥土壤化研究进展　参考文献　第6章　赤泥资源化技术瓶颈与趋势　.1　赤泥大规模利用的瓶颈探讨　.1.1　高碱性的制约　.1.2　复杂成分的制约　6.1.3　赤泥大规模利用技术瓶颈　6.1.4　市场困惑和扶持政策缺失　.2　赤泥综合利用的相关政策　.3　赤泥大规模消纳前景展望　.3.1　资源化综合利用将成为主流技术　.3.2　赤泥综合利用标准将陆续颁布实施　参考文献　

（本期编辑：王芳）

科学出版社视频号

硬核有料视听科学

传播科学，欢迎您点亮★星标，点赞、在看▼

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/7518.html