一種赤泥的利用方法，涉及一種氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的赤泥廢物的綜合利用方法。

背景技術(shù)：

赤泥是以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的極細(xì)顆粒強(qiáng)堿性并帶有一定放射性固體廢物。中國是世界氧化鋁生產(chǎn)最大國家，2015年全國氧化鋁產(chǎn)量達(dá)5898萬噸，赤泥產(chǎn)生量約7000萬噸；中國已累計(jì)生產(chǎn)赤泥約5.2億噸，而赤泥的利用率不到5％。

因鋁土礦和氧化鋁生產(chǎn)工藝不同,產(chǎn)生赤泥的性質(zhì)也不同。一般地將采用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁所產(chǎn)生的赤泥稱拜爾法赤泥；將采用燒結(jié)法、燒結(jié)法和拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁所產(chǎn)生的赤泥分別稱之為燒結(jié)法赤泥、聯(lián)合發(fā)赤泥。

赤泥化學(xué)成分大致如下表

單位:％

赤泥中含有約3％-14％的堿金屬氧化物，且大部分為弱結(jié)合堿和半游離堿；燒結(jié)法赤泥含有的主要化學(xué)成分為氧化硅和氧化鈣，約占總量的50％；拜爾法赤泥化學(xué)成分具有鈉含量高，氧化鈣含量低，鐵含量較高的特點(diǎn)。

赤泥的粒度大致為：

赤泥放射性檢測結(jié)果大致為：

單位：Bq/kg

我國沒有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)，俄羅斯的水泥中不用于建筑住房、公用和生產(chǎn)性建筑的專用水泥中允許不超過740Bq/kg,一般是不允許超過370Bq/kg。

赤泥壓濾料的含水率一般在25％--35％。

赤泥作為氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的赤泥，主要有如下危害：(1)堆存赤泥需要占用大量的土地資源。目前，我國赤泥年排放量高達(dá)8000萬噸，按堆高10米計(jì)算，占地約712公頃，若堆存10年，堆場建設(shè)費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用按每年每噸10元計(jì)算，僅建設(shè)維護(hù)費(fèi)用就需耗資80億元。(2)赤泥中堿液和堆場揚(yáng)塵對周邊環(huán)境產(chǎn)生的污染日趨嚴(yán)重，赤泥已成為危害地區(qū)環(huán)境的重要污染源，嚴(yán)重影響著生態(tài)平衡和人類的可持續(xù)發(fā)展。(3)赤泥堆存技術(shù)難度大、成本高、隱患大。燒結(jié)法赤泥及混聯(lián)法赤泥依據(jù)自身凝結(jié)特性，可以濕法筑壩和堆存，但難以解決大量赤泥的快速堆存，一旦發(fā)生潰壩所產(chǎn)生的損失是巨大的；拜爾法赤泥一般需要干法堆存，赤泥經(jīng)過脫水、輸送、翻曬、壓實(shí)等工序，需要較大的堆場空間，堆存維護(hù)成本高昂。(4)赤泥綜合利用技術(shù)是世界性難題。因堿的存在，放射性的影響，成本的影響等等，赤泥的大宗利用問題至今沒有得到根本解決。(5)放射性危害。鋁土礦經(jīng)過氧化鋁生產(chǎn)工藝后，所產(chǎn)生的赤泥，其放射性物質(zhì)得到了富集，對環(huán)境和人們的健康帶來一定的危害。

目前赤泥綜合利用是世界性難題，國外大都采取堆存及圍堵填海；我國經(jīng)過六十多年的研究開發(fā)，雖然取得了一些進(jìn)展，如拜爾法赤泥提鐵、免燒磚、燒結(jié)陶粒、筑路、填地、微晶玻璃、脫硫劑等等，但總體上仍屬于沒有根本解決，目前我國赤泥利用率不到5％，亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效解決對赤泥滲透的或附著的堿物質(zhì)的長期有效的固結(jié)的難題，固結(jié)堿和防止堿滲透的作用好，且不會對地下、地上環(huán)境造成危害的赤泥的利用方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種赤泥的利用方法，其特征在于其利用過程的步驟包括：

(1)將赤泥進(jìn)行壓濾；

(2)將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：

(3)將步驟(1)的壓濾后赤泥和步驟(2)碎后的粉煤灰渣混合，加入瀝青進(jìn)行混捏；

(4)將步驟(3)的混捏后得到的物料經(jīng)振動(dòng)成型或擠壓得到建筑用成型料塊。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，其特征在于其經(jīng)振動(dòng)成型或擠壓得到建筑用成型料塊，還進(jìn)行燒結(jié)。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，其特征在于所述的步驟(1)的壓濾后赤泥的含水率為：1％‐‐‐39％。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，其特征在于所述的步驟(2)破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于110mm。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，其特征在于所述的步驟(3)壓濾后赤泥和步驟(1)破碎后的粉煤灰渣混合的比例為1:0‐1:5，加入瀝青的量為：5％‐35％。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，其特征在于所述的步驟(4)成型后得到的物料進(jìn)行燒結(jié)的溫度為300℃‐1350℃，燒結(jié)的時(shí)間為5小時(shí)至40小時(shí)。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，是在長期生產(chǎn)實(shí)踐、理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分利用“負(fù)負(fù)得正”原理，將氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的赤泥廢物與熱電廠發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的粉煤灰渣等廢物作為骨料，用煤化工或石油化工產(chǎn)生的瀝青作粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏、成型等工藝過程后得到各種不同形狀的有用材料。

本發(fā)明利用瀝青有機(jī)大分子包圍赤泥顆粒，成功解決了對赤泥滲透的或附著的堿物質(zhì)的長期有效的固結(jié)這一世界性難題。對赤泥產(chǎn)品起到了固結(jié)堿和防止堿滲透的作用，即可長期堆存和使用，更可在海堤建設(shè)、護(hù)坡、江河防洪、修筑大堤、島礁建設(shè)、治理沙漠等諸多領(lǐng)域發(fā)揮良好的作用，且不會對地下、地上環(huán)境造成危害，充分體現(xiàn)了變廢為寶，造福人類。

此外，由于瀝青有機(jī)大分子的包圍及粉煤灰渣等廢物的添加，有效緩解和稀釋了赤泥中放射性物質(zhì)的活度，達(dá)到環(huán)境允許的放射活度，有效解決了放射性的危害。

與此同時(shí)，采用瀝青有機(jī)大分子材料是水分子的有效隔阻材料，有效解決了域外水與赤泥產(chǎn)品之間的相互滲透交換，防止再次污染問題；且瀝青是很好的粘結(jié)材料，將赤泥等廢物緊密地粘接在一起，使產(chǎn)品的各種物理性能良好；本發(fā)明方法可大量利用赤泥，大規(guī)模生產(chǎn)赤泥產(chǎn)品，工藝簡單，投資省，產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，可實(shí)現(xiàn)赤泥的“吃干榨凈”，造福企業(yè)和人類，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益特別巨大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種赤泥的利用方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

一種赤泥的利用方法，其利用過程的步驟包括：(1)將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：1％‐39％；(2)將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于110mm；(3)將步驟(1)的壓濾后赤泥和步驟(2)破碎后的粉煤灰渣混合，加入瀝清進(jìn)行混捏；其壓濾后赤泥和步驟(2)破碎后的粉煤灰渣混合的比例為1:0‐1:5，加入瀝青的量為：5％‐35％；(4)將步驟(3)的混捏后得到的物料采用振動(dòng)成型或擠壓成型方法進(jìn)行成型為建筑用成型料塊；步驟(4)的成型后得到的物料還可以進(jìn)行燒結(jié)，改善其性能，其燒結(jié)的溫度為300℃‐‐‐1350℃，燒結(jié)的時(shí)間為5小時(shí)至40小時(shí)。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，燒結(jié)后的產(chǎn)品，不僅消除了原來赤泥含堿和含有一定放射性的危害，而且經(jīng)過瀝青有機(jī)大分子作為粘結(jié)劑及振動(dòng)成型或擠壓成型(根據(jù)需要確定是否燒結(jié))后，其產(chǎn)品強(qiáng)度、耐腐蝕性、放滲透性、防水等等各種指標(biāo)優(yōu)良，適應(yīng)范圍廣泛，主要用途領(lǐng)域如下：

1.填海、海堤及島礁的建設(shè)

我國有1.8萬公里海岸線及諸多島礁，需要有抗海水侵蝕且具有良好強(qiáng)度的筑體材料，應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的大型、中型、小型等混合材料，完全可以適用于填海工程、海堤建設(shè)、島礁建設(shè)，不僅能實(shí)現(xiàn)廢物利用，而且有效解決了污染難題，同時(shí)節(jié)省了很多的其它建筑材料資源，具有生產(chǎn)成本低、建設(shè)速度快等特點(diǎn)。

2.江河大堤建設(shè)

我國大江、河流眾多，洪災(zāi)歷年都有發(fā)生，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大的災(zāi)難，充分利用本發(fā)明的赤泥復(fù)合材料，加固或修筑江河大堤，抵御和提高防洪能力是非常好的廉價(jià)材料，既不造成新的污染，又節(jié)省大量資源，實(shí)現(xiàn)廢物綜合有效利用，造福人類。

3.護(hù)坡材料

我國地域遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自然災(zāi)害頻發(fā)。為更有效地加固各種險(xiǎn)坡，防止滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，應(yīng)用本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品可有效減少災(zāi)害發(fā)生。

4.治理沙漠

我國北方沙漠地帶廣闊，治理緩慢，每年沙塵暴均有發(fā)生，對人們的生活和環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。為有效治理沙漠和防止或減少沙塵暴的發(fā)生，應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)品可在沙漠縱深地帶修建新的“抗沙長城”，也為有效開展沙漠治理創(chuàng)造有利條件。

5.公園、街道、道路等的建設(shè)

根據(jù)公園、街道、道路等的建設(shè)要求，可用本發(fā)明方法生產(chǎn)出各類需求的建設(shè)材料，滿足公園建設(shè)、街道建設(shè)、道路建設(shè)的需要。

6.保溫隔熱建設(shè)材料

根據(jù)建設(shè)的需要，應(yīng)用本發(fā)明，經(jīng)過攪拌、壓制成型，可以制成板、管、塊、異型制品，應(yīng)用于管道、有關(guān)墻體、有關(guān)設(shè)備等的保溫隔熱建筑材料。

7.圍墻建設(shè)

適應(yīng)于各種場地、工廠等圍墻建設(shè)等。

本發(fā)明的一種赤泥的利用方法，采用的各種瀝青(包括但不限于煤瀝青、石油瀝青、天然瀝青等)作為粘結(jié)劑與赤泥混合使用技術(shù)。采用各種瀝青(包括但不限于煤瀝青、石油瀝青、天然瀝青等)作為有效防污染材料，固結(jié)赤泥中的堿、放滲透、防侵蝕等技術(shù)。采用各種瀝青(包括但不限于煤瀝青、石油瀝青、天然瀝青等)作為粘結(jié)劑與以赤泥、粉煤灰渣等廢料作為骨料而混合的所有比例的混合物經(jīng)振動(dòng)成型或者擠壓成型或者壓延等方式形成的各種形狀的材料。采用鋁用炭素行業(yè)的混捏機(jī)、振動(dòng)成型機(jī)生產(chǎn)大型赤泥混合塊狀技術(shù)。

實(shí)施例1

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：10％；將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于30mm；壓濾后赤泥和破碎后的粉煤灰渣按赤泥和粉煤灰渣重量比例為1:0.5進(jìn)行混合，加入赤泥和粉煤灰渣重量的15％的瀝青進(jìn)行混捏；采用振動(dòng)成型或擠壓成型方法進(jìn)行成型為矩形塊；將成型后得到的矩形塊在600℃溫度下燒結(jié)35小時(shí)，得到矩形塊用于工廠圍墻砌筑，應(yīng)用效果好。

實(shí)施例2

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：15％；將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于30mm；壓濾后赤泥和破碎后的粉煤灰渣按赤泥和粉煤灰渣重量比例為1：0.8進(jìn)行混合，加入赤泥和粉煤灰渣重量的16％的瀝青進(jìn)行混捏；采用振動(dòng)成型或擠壓成型方法進(jìn)行成型為矩形塊；將成型后得到的矩形塊在800℃溫度下燒結(jié)30小時(shí)，燒結(jié)得到的矩形塊用于填海圍堤工程應(yīng)用效果好。

實(shí)施例3

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：20％；將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于40mm；壓濾后赤泥和破碎后的粉煤灰渣按赤泥和粉煤灰渣重量比例為1：1進(jìn)行混合，加入赤泥和粉煤灰渣重量的18％的瀝青進(jìn)行混捏；采用擠壓成型方法進(jìn)行成型為地面磚；將成型后得到地面磚直接用于河堤建設(shè)和公園相關(guān)水池堤壩的建設(shè)，堤壩堅(jiān)固。

實(shí)施例4

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：30％；將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于35mm；壓濾后赤泥和破碎后的粉煤灰渣按赤泥和粉煤灰渣重量比例為1：2進(jìn)行混合，加入赤泥和粉煤灰渣重量的20％的瀝青進(jìn)行混捏；采用擠壓成型方法進(jìn)行成型為矩形磚坯；將矩形磚坯在1100℃溫度下燒結(jié)的20小時(shí)，燒結(jié)制得的磚塊用于海堤、河堤及公園圍墻建設(shè)，應(yīng)用效果好。

實(shí)施例5

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率為：39％；將粉煤灰渣進(jìn)行破碎：破碎后的粉煤灰渣的粒度為小于110mm；壓濾后赤泥和破碎后的粉煤灰渣按赤泥和粉煤灰渣重量比例為1：5進(jìn)行混合，加入赤泥和粉煤灰渣重量的5％的瀝青進(jìn)行混捏；采用擠壓成型方法進(jìn)行成型為矩形磚坯；將矩形磚坯在1360℃溫度下燒結(jié)的5小時(shí)，燒結(jié)制得的磚塊用于海堤、河堤及公園圍墻建設(shè)，應(yīng)用效果好。

實(shí)施例6

將赤泥進(jìn)行壓濾；壓濾后赤泥的含水率(重量)為：1％；壓濾后赤泥加入赤泥重量的35％的瀝青進(jìn)行混捏；采用擠壓成型方法進(jìn)行成型為矩形磚坯；將矩形磚坯在300℃溫度下燒結(jié)的40小時(shí)，燒結(jié)制得的磚塊用于海堤、河堤及公園圍墻建設(shè)，應(yīng)用效果好。