CaCl2回收液赤泥碱性调控
2021-05-31幸艳张雪凯周康根彭长宏
幸艳,张雪凯,周康根,彭长宏
(中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083)
赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性(pH>13)固体废弃物,根据生产工艺的不同分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥[1],平均生产1t氧化铝会产生1~2t赤泥[2]。随着铝需求量不断上升,赤泥量随之增加[3]。2018年全球赤泥累积堆存量已达到约46亿吨,并且仍以每年1.5亿吨的速度增长[4-6]。当前赤泥主要以堆存为主,需要大量人力物力,占据土地资源,而且由于赤泥碱度高,其浸出液将对周围环境造成破坏[4,7],这使得对赤泥进行处理再利用至关重要。当前赤泥的利用主要集中在三个方面:一是制备建筑材料(水泥[8-9]、砖块[10-11]和路基材料[12]等);二是回收有价金属(Al、Fe、Ti和Sc[13-17]等);三是制备环保材料[18-19]。然而全球赤泥再利用率仅为15%,中国赤泥再利率约为4%[20]。由于赤泥堆存量及增量巨大,单纯通过资源化利用无法解决赤泥的处置难题,而将赤泥进行土壤化被认为是其大宗处置的最有效方式[18]。目前一般通过添加泥炭[21-22]、石膏[23-26]和锯末[27]等改良剂来提高赤泥的有机质含量,改善其物理结构[18],然而赤泥的强碱性阻碍了其土壤化过程,因此脱碱是赤泥土壤化的关键。
赤泥中的碱分为两种,即可溶性碱[残留的NaOH、Na2CO3、NaHCO3和NaAl(OH)4]和 不 溶性碱(方钠石、钙霞石、方解石和其他矿物成分)[5]。常用的赤泥脱碱方法包括水洗法、酸浸法、碳化法、石膏法和海水法[18,28-30]。水洗法是最简单的脱碱方法,但是脱碱效率低[31];酸浸法脱碱效果好,但是耗酸量大且会浸出其他杂质[32];……
