赤泥是工業氧化鋁生產過程中產生的腐蝕性副產物-富含金屬和硅的氧化物的腐蝕性混合物，是規模最大的工業副產品之一，因含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，故被稱為赤泥。

德國漢堡 Stade 氧化鋁精煉廠附近的赤泥儲存池(Photo: Ra Boe.)

大量赤泥的堆積，不僅占用大量的土地，對土壤和水體造成污染，而且還耗費巨額的堆場建設和維護管理費用。同時，赤泥堆場壩體裂縫、滲漏、滑坡及雨季洪災等涉及壩體穩定事故造成的環境污染，人員、建筑物埋壓等事故時有發生。據了解，我國赤泥年產生量超過1億噸，累計堆存量已超過12億噸，堆場占地面積10萬畝以上。

赤泥的塌方將造成災難性事故，可怕的是赤泥堆場即使它沒有坍塌和泄露，強堿性也可能會滲入地下并污染水源。

赤泥不僅是腐蝕性的，它還是確切組成不固定的，其理化性質主要因地區礦石及不同的工藝流程不同而有所區別，因此工藝適應性差。鋁土礦是生產氧化鋁的主要原材料，目前的主流工藝中，生產一噸氧化鋁，大約需要2.1-2.5噸鋁土礦、250kg石灰、150kg堿和500kg標準煤。

拜耳法生產工業氧化鋁示意圖

備注：盡管可以通過其他化學工藝從鋁土礦生產氧化鋁，但拜耳法是是提純含有大量Fe2O3的鋁土礦的最經濟工藝，是工業氧化鋁生產的主要工業路線。全球超過95%工業氧化鋁是使用拜耳工藝從鋁土礦中提取的。

大部分鋁土礦殘渣進入垃圾填埋場，或留在巨大的沉淀池中，要想從根本上解決赤泥的大量堆存問題，可行的辦法只能是將赤泥的處理方式從簡單的堆存變成大規模綜合利用。重腐蝕性（設備防腐能力吃不消）及復雜多變的成分（工藝適用性差）給氧化鋁副產物“赤泥”的再利用之路變得非常艱難。目前赤泥基產品普遍附加值不高，產業化動力不足，許多對赤泥處理的研究都只是停留在“文檔中”而非工業規模上的應用，下文一起來探討一下赤泥的出路。

一、赤泥“有價成分”是啥？

在討論赤泥能干嘛之前，我們先來看看它的一些有價值的成分在哪里。前文提到，不同的礦石及工藝產生的赤泥成分是不同的。我們知道，目前氧化鋁生產工藝主要有燒結法、拜耳法和聯合法3種方式。鋁土礦中鋁含量較高時，采用拜耳法煉鋁，所產生的赤泥為拜耳法赤泥；鋁土礦中含鋁較低時，采用燒結法或聯合法煉鋁，得到的赤泥為燒結法赤泥或聯合法赤泥。如下是不同工藝產生的赤泥的成分匯總。

氧化鋁不同工藝類型的赤泥主要化學組成與含量%

二、赤泥的應用機會在哪？

結合赤泥特性可以發現，赤泥的利用主要體現在4個方面：①赤泥中含有有價金屬，如鐵、鋁、鈦、稀土等，可以提取其中的有價金屬；②赤泥中含較高的鈣、硅、鋁等硅酸鹽體系礦物，可以用作建筑材料的原料：路面基層材料、生產水泥和混凝土、燒結磚等；③赤泥具有堿性和吸附性能，可以制備環保材料：煙氣脫硫技術、土壤改良、工業廢水治理等；④赤泥具有高比表面積且含有較高的硅、鋁、鐵和鈦等阻燃元素，可以制備用于消防的阻燃和滅火材料。

赤泥做的裝飾性陶瓷及其它結構陶瓷（圖片：倫敦皇家藝術學院）

藝術品可能不會成為主流，僅供參考

三、氧化鋁副產物“赤泥”的資源化方向

目前,對赤泥的處理一是將其作為原料整體加以利用，二是提取其中的有用成分。

1.提取氧化鈧--俄鋁從赤泥中工業化生產氧化鈧

2016年，俄鋁在試點單位生產了首批氧化鈧，其物料的純度超過99%，在2016年和2017年間，俄鋁在工藝和硬件方面都做出了許多改進，大大增加了回收率，提高了鏡精礦的質量，減少了在生產過程中關鍵化學物質的消耗。

烏拉爾鋁冶煉廠（UAZ）

鋁中加入鈧可有效提高合金的性能，對強度、硬度、耐熱性、耐腐蝕性和焊接性等有明顯提高。在俄羅斯鋁-鈧合金已在航空航天器制造中獲得大量應用。

俄鋁在歷年的年報中披露，俄鋁已經研發多年小試從赤泥中提取氧化鈧，現在已經可以把生產線鑲嵌在氧化鋁的生產線中，提取氧化鈧后的赤泥再干燥儲存，成本大幅降低。不過鈧只占赤泥的百萬分之140，意味著99.99%的赤泥依然存在，這樣并不能消滅它們，只是再次榨出了它的價值。

鋁土礦渣（赤泥）在碳酸鹽介質中浸出鈧工藝示意圖

俄鋁，全稱俄羅斯鋁業，俄羅斯鋁業聯合公司(UC RUSAL)是俄羅斯蓬勃發展的大型公司之一,也是世界鋁業主導型公司之一。

2、水泥中的紅土和巖藻替代品--Hindalco 簽署協議，向印度水泥公司 UltraTech供應赤泥

2020年8月20日，印度鋁冶煉廠Hindalco和印度最大的水泥和混凝土公司Ultra Tech CementLtd.已達成協議，由Hindalco向Ultra Tech在印度的14家工廠供應120萬噸赤泥。

赤泥富含氧化鋁、二氧化硅和堿，非常適合用于生產水泥，因為該行業已經完善了使用這些礦物作為紅土和巖藻替代品的工藝。赤泥將替代UltraTech大約3%的熟料原料混合物量，這將有助于他們減少對自然資源的依賴。此舉還將有助于在印度發展更加循環的經濟。

UltraTech Cement Limited 是印度最大的灰水泥、預拌混凝土(RMC)和白水泥制造商，是一家擁有超過 1 億噸產能的水泥公司。

3、硫磺混凝土--Rusal與Tiocomposite簽署協議，使用赤泥開發特種混凝土

2019年4月2日，俄羅斯聯邦鋁業巨頭UCRusal與蒂科姆波錫特公司Thiocomposite 簽署了意向協議簽署了一份意向備忘錄，開始測試赤泥用于硫聚合物混凝土的生產。

Thiocomposite公司是一家非常有趣的公司，專注于從冶金和其他行業的廢料中生產建筑材料。硫磺混凝土生產是 Tiocomposite 的專長。它是一種創新的建筑材料，可用于生產路面板、路緣石、排水溝托盤、礫石和實施基礎設施項目所需的其他材料。硫磺混凝土與傳統材料不同，具有強度高、耐腐蝕、吸水率和滲透率低、強度生成快、成本低等特點。

4、赤泥土壤化-鄭州研究院開發的赤泥土壤化生態修復技術實現規?；瘧?/span>

2021年8月，中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司（以下簡稱“鄭州研究院”）承擔的遵義鋁業二期2.9萬平方米赤泥堆場邊坡生態修復示范工程通過竣工驗收，現場植被生長狀況良好。截至目前，鄭州研究院自主研發的“赤泥土壤化生態修復技術”已在中鋁礦業、遵義鋁業、東方希望等企業實現規模化應用，應用面積達到3.6萬平方米，修復后赤泥土壤肥力達到旱地Ⅰ級標準，植被綠化覆蓋率達到95%以上。

5、低碳固廢基膠凝材料-山東高速集團赤泥綜合利用技術產業化示范項目正式投產

山東高速集團和山東大學聯合開展的赤泥綜合利用技術產業化示范項目于2022年12月8日在淄博正式投產，在全國首次實現了赤泥制備低碳固廢基膠凝材料全替代水泥用于交通工程基層和路基建造。項目全部達產后，每年能消納赤泥等各種工業固廢近60萬噸，年產固廢基膠凝材料50萬噸，以雙向六車道高速公路計算，每公里可減少碳排放近900噸。

6、廣西百色—赤泥選鐵、煉鋼造渣劑、生產水泥等

百色市是中國十大有色金屬礦區之一，其鋁土礦資源豐富，是國內主要鋁土礦資源富集區。百色有5家氧化鋁生產企業，赤泥年產生量超過1400萬噸，共有10座赤泥堆場（庫），累計堆存量約1.63億噸。

廣西東懋再生資源公司70米濃密池 攝影 鐘春云

備注：我國鋁土礦分布比較集中，主要分布山西、貴州、河南、廣西和山東5個省(自治區)，五省(自治區)儲量合計占全國總儲量的93.9%(山西41.6%、貴州17.1%、河南16.7%、廣西15.5%、山東3%)。

據悉，目前，百色市已投入使用的赤泥利用技術主要有赤泥選鐵、赤泥土壤植被栽培、赤泥制備煉鋼造渣劑、赤泥作為原料生產水泥、赤泥作路基材料等。已形成赤泥提鐵221.3萬噸/年、提鎵180噸/年的規模，水泥原料摻比量達9%，路基材料使用取得新突破。其中中鋁廣西分公司赤泥選鐵車間采用“赤泥選鐵精選尾礦返回粗選”等生產工藝，每年可回收含鐵量大于55%的鐵精礦70萬噸，至2021年已累計生產鐵精礦551.15萬噸。

截止2019年，全球赤泥堆存量已超過50億噸，其中我國赤泥堆存量約占全球的60%,且每年以超過1.2億噸的排放速度在增加。赤泥運輸成本高昂，簡單地堆放成本更低—因此目前世界上大量的赤泥通常采用海洋排放與陸地堆存的方法來處置，其綜合利用依然是世界性的難題！仍需好好努力！

參考來源：

1、耿超,郭士會,劉志國等.赤泥資源化綜合利用現狀及展望[J].中國有色

2、部分資訊參考自aluminiuminsider.com

3、部分資訊山東廣播電視臺閃電新聞

粉體圈編輯：Alpha

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