草酸浸出和太阳光催化回收赤泥中的铁和铝

系统研究了草酸浸出赤泥中铁和铝的过程,探究了草酸浓度、反应时间、反应温度和液固比对铁和铝浸出率的影响。在此基础上,利用响应面实验优化浸出过程,同时采用太阳光照射草酸浸出液,将草酸铁还原成草酸亚铁沉淀,实现浸出液的回收再利用。结果表明:回归方程模型显著,草酸浸出赤泥的最佳工艺条件为草酸浓度为0.30 g/mL,液固比为14∶1,反应温度为95℃,反应时间为150 min。在此条件下,铁和铝的浸出率分别为87.76%和74.60%。太阳光照射催化浸出液420 min内,总铁含量从1.152 g/L下降至0.173 g/L,85%以上的草酸铁以草酸亚铁沉淀形式得以回收。再通过调节pH,过滤及蒸发结晶后可回收滤液中的铝和草酸。这为赤泥中铁和铝的回收提供了新的技术路线选择。     

CaCl_2废液在赤泥脱碱中的应用

采用CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理。分析了脱碱机理,考察了CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的影响因素。研究结果表明,在赤泥加入量为5 g、CaCl_2废液加入量为4 m L、反应温度为80℃、反应时间为4 h的最佳条件下,Na去除率达75%,脱碱后赤泥中Na的质量分数低于0.8%,脱碱后CaCl_2废液的p H约为7。CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的脱碱机理为CaCl_2废液中的CaCl_2、Mg Cl2和酸与赤泥中的碱发生离子交换反应,使得赤泥中的Na转化为Na Cl,进入到溶液中,从而脱除赤泥中的碱。     

赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理研究

针对赤泥渗滤液生态环境污染严重这一热点问题,研究赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理.通过地球化学平衡软件(Visual MINTEQ)模拟赤泥渗滤液中各个元素的赋存形态,同时开展渗透试验、污染物离子浸出测试、剪切试验以及微观结构观测,分析化学腐蚀作用对压实黏土渗透性、抗剪强度和微观结构的影响规律及作用机理.结果表明:赤泥渗滤液中铝主要以Al(OH)4-的形态赋存;赤泥渗滤液作为渗透溶液,压实黏土的渗透系数为4.07×10-11m/s;赤泥渗滤液降低了压实黏土的抗剪强度,且主要体现在黏聚力上,对内摩擦角影响甚微;黏土与渗滤液之间的水化反应产生了一些水化产物和胶结结构,同时水的渗透压力附带土粒填充了土体原有的结构空隙,土体结构得到优化.赤泥渗滤液使压实黏土化学相容性有所提高.     

赤泥建设材料衍生产品的安全性分析

赤泥是拜耳法炼铝工业中产生的残渣,因其具有碱性腐蚀、有毒有害金属元素、放射性元素,而成为一个棘手的环境问题。赤泥安全处置的有效方法是通过开发工业上可行的规模化应用方法,以提高利用率、减少处置量,赤泥在建设工程材料领域的开发就是其规模化应用的一种有效途径;同时,必须解决赤泥的建设材料衍生产品的安全性问题,才能从根本上实现赤泥废弃物的无害化处置。从放射性、腐蚀性及浸出毒性方面讨论赤泥建设工程材料衍生品的可行性、安全性与环境相容性。结果表明,赤泥的放射性水平超过了安全规定的限值,但没有表现出显著的浸出毒性,同时其碱性延缓了钢筋的去钝化进程。     

添加固废赤泥对过量施肥下油菜的生长及品质影响

为探索赤泥对蔬菜生产的影响,开展了高肥料投入条件下,原状赤泥及焙烧赤泥掺混土壤对油菜生长影响的盆栽试验。结果表明:在较高肥料投入条件下添加2,4 g/kg赤泥不仅未造成油菜减产,而且赤泥的施用使油菜地上部的全氮含量提高16.5%,Vc含量提升4.5%~20.9%,虽然存在油菜地上部全磷含量降低的趋势,但降低程度未对油菜生长产生明显影响。     

赤泥及其复配体系阻燃聚乙烯的研究

采用X射线光电子能谱、热失重分析法及粒度分析法研究了拜耳法赤泥表面的元素组成、热稳定性及粒度分布;采用复配协同阻燃的方法,将拜耳法赤泥分别与微胶囊红磷、聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁等阻燃剂复配,研究了赤泥复配阻燃剂用于聚乙烯的阻燃效果.研究表明,拜耳法赤泥表面含有铝、硅、磷及氮等多种阻燃元素,热稳定性及粒度均可满足阻燃塑料的基本要求, 质量分数为50%的拜耳法赤泥阻燃聚乙烯的氧指数为20.8%.在增容剂接枝马来酸酐聚乙烯存在下,赤泥复配阻燃聚乙烯的氧指数达到了30.3%, 力学性能基本满足应用需求.     

赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

用赤泥捕集二氧化碳

以拜耳法生产氧化铝产生的赤泥为捕集剂,对CO₂进行捕集,考察了液固比、反应温度、搅拌速率、CO₂流量对单位CO₂捕集量（以每克赤泥捕集的CO₂质量计）和赤泥脱碱率（以钠去除率计）的影响。实验结果表明：在液固比为7#x02236;1、反应温度为30℃、搅拌转速为500r/min、CO₂流量为200mL/min的最佳实验条件下,最大单位CO₂捕集量为0.0263g/g,赤泥的脱碱率可达到42.43%。赤泥具有较强的捕集CO₂的能力,因此,利用固体废弃物赤泥吸收工业废气中的CO₂可以达到以废治废的目的。     

赤泥在环境治理中的应用研究进展

论述了赤泥的基本特性,介绍了赤泥作为吸附剂或作为原料制备的絮凝剂在水处理中的应用研究情况,以及赤泥在废气治理和土壤修复中的研究应用现状,并对其处理机理进行了分析,对今后赤泥的应用研究方向进行了展望。     

铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究

研究探讨了碱性废弃物赤泥的常压悬浮碳化法脱碱绿色环保新工艺。详细研究考察了反应温度、反应时间、液固比以及CO₂通气量4个因素对赤泥脱碱效能的影响,确定了最佳工艺参数和技术条件。研究表明,在温控60℃,反应时间1.5 h,液固比为10,CO₂通气量为0.8 L/min的反应条件下,赤泥脱碱率（以Na₂O计）达到85%以上,同时得到含3%～5%碳酸盐的碱性溶液。与传统生石灰脱碱工艺相比,悬浮碳化法具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高,无废弃物排放等优点,并可实现双废物(CO₂废气和赤泥废弃物)的可持续综合利用。