氧化铝赤泥的成分及产生环节.doc

(完整word版)氧化铝赤泥的成分及产生环节
氧化铝赤泥
一、赤泥的组成
赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣，是氧化铝生产过程中对环境造成污染的主要因素之一。赤泥主要组份是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2等，此外还含有微量其它有色金属等。由于铝土矿成份和生产工艺的不同,赤泥中成份变化很大。我国铝矿以一水硬铝石为主，采用烧结法及联合法工艺生产，赤泥中氧化铝残存量不高，氧化硅和氧化钙较高。我国中铝公司山东分公司采用烧结法来生产氧化铝，所产生的赤泥主要成份见表1。
表1. 中铝公司山东分公司氧化铝厂赤泥主要成份
组分
SiO2
CaO
Fe2O3
Al2O3
Na2O

含量（%）
32.5
41.62
5.7
8.32
2.33
2.1
除表1的主要成份外，赤泥中还含有丰富的稀土元素和微量放射性元素，如铼、镓、钇、钪、钽、铌、铀、钍和镧系元素等。赤泥主要成份不是对环境有特别危害的物质，赤泥对环境的危害因素主要是其含Na2O 的附液。附液含碱2-3g/L，pH值可达13-14，主要成份是K、Na、Ca、Mg、Al、OH-、F-、Cl-、SO42-等多种成份，对环境的污染以碱污染为主。
二、赤泥的产生
烧结法生产氧化铝的工艺流程如图1所示，其中标红圈的环节为赤泥产生涉及到的环节。碱石灰烧结法生产氧化铝是将铝土矿和一定的纯碱、碱石灰配成炉料。炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成可溶性的固体铝酸钠（Na2O·Al2O3）。杂质Fe2O3、 SiO2、TiO2分别生成铁酸钠（Na2O·Fe2O3）原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钙（CaO·TiO2），这些化合物在熟料中能够同时保持平衡。铝酸钠极易溶于水和稀碱溶液，铁酸钠则易水解，而原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反应也很微弱，因此用稀碱溶液溶出时可将熟料中的Al2O3和Na2O溶出，与进入赤泥中的铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钙等不溶性残渣分离，熟料溶出后的溶出浆液，经液固分离后，熟料溶出的溶液(称粗液)送去脱硅。熟料溶出之后的残渣称赤泥，因其附带一定数量铝酸钠溶液，为回收其中的氧化铝和氧化钠，须用热水洗涤，洗涤液返回使用。

图1. 烧结法生产氧化铝的工艺流程