赤泥中重金属解毒处理的研究.doc

1、1赤泥中重金属解毒处理的研究摘要 本文结合烧结法赤泥成分与性质，对赤泥中可能含有的可溶性重金属盐进行解毒处理的研究。通过在磨制水泥过程中加入铁系还原剂（以 FeSO4 为主）和防渗减水剂（以奈系为主） ，在水泥使用过程中达到二次解毒，解决赤泥中可能存在重金属的风险性。 关键词赤泥重金属 解毒 处理 Abstract In this paper, the composition and nature of the sintering of red mud detoxification treatment of red mud may contain soluble heavy metal sal

2、ts. Polished cement process iron-based reducing agent (FeSO4-based) and impervious superplasticizer (Naphthalene mainly) to achieve the secondary detoxification in the process of cement use to address the possible presence of heavy metals in the red mud risk. Keywords heavy metal detoxification trea

3、tment of red mud P618.5 赤泥亦称红泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，根据工艺不同分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥。一般平均每生产 1 吨氧化铝，附带产生 1.02.0 吨赤泥。 据统计，全世界每年产生的赤泥约 6000 万吨，我国每年产生的赤泥2为 3000 万吨以上，累积赤泥堆存量高达 5000 万吨，而其利用率仅为 15%左右。由于赤泥化学结合碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质等原因，赤泥废渣的处置和综合利用成为一个世界性的大难题。大量的赤泥不能充分有效的利

4、用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，不但对土壤、生态造成污染破坏，而且淋溶水下渗也严重威胁地下水安全，因此对环境造成了严重的污染。 赤泥中主要成分以 SiO2、CaO 为主，占 50%以上，但是其可能含有微量的重金属及氟化物，为了综合利用安全性，本文结合烧结法赤泥成分与性质，对赤泥中可能含有的可溶性重金属盐进行解毒处理的研究。 1 试验 1.1 试验原料 本项目研究所用的赤泥为山东某铝厂原遗留烧结法赤泥，分析其物理化学性质和矿物组成如下： 采样烧结法赤泥呈粉状或固结为块状，颜色为灰色或暗红色，随着含铁量不同而发生变化，为弱胶凝性的碱性钙质材料，pH 值约为 12，提碱后赤泥的 pH

5、值约为 910。赤泥具有较大内表面积，比表面积为64.09186.9m2/g，空隙比为 2.532.95，粒径为 0.0750.005mm 的粒组大约占 90%左右。比重 2.842.87g/m3，其化学成分见表 1。 表 1 试验用赤泥的化学组成 粉煤灰为原料以石灰石烧结法的熔渣赤泥进行 X 射线分析，结果如3图 1 所示。 图 1 赤泥 X 射线衍射图 由图 1 可以看出，赤泥中主要含有 Ca(OH)2、CaCO3、Ca3Al2Si2O8(OH)4、-C2S、FeO、FeS 和 Na2S 矿物质，还可能含有少量的 CaO?Al2O3、12CaO?7Al2O3、-C2S 等物质。 1.2 试

6、验原理 立窑生产水泥熟料采用成球料球投料，料球中配有煤粉。立窑属于逐层煅烧。当料球被热气料逐步加盐时，产生的 CO 从内向外扩散，使球内物料处于强还原气氛中（使其在高温下，且缺氧环境中） ，使 Cr6+在高温下被还原为 Cr3+。为了在低温区不被进行二次氧化，在其中加入抑制Cr3+转化为 Cr6+的抑制剂（原理是 Cr3+转化为 Cr6+必须在高温、富氧、强碱环境中形成，加入抑制剂使其缺少强碱性条件，因此抑制了二次氧化，解决了传统高温干法解毒的缺陷） 。 在磨制水泥过程中加入铁系还原剂（以 FeSO4 为主）和防渗减水剂（以奈系为主） ，在水泥使用过程中达到二次解毒，这些添加剂的加入在以后长期

7、的过程中抑制了 Cr3+被氧化为 Cr6+的自然灾害氧化环境。 以上过程其反应式如下： 2C+O2CO 2 Cr6+3S2-+6OH-3S+2Cr（OH）3 42Na2CrO44H2O+3COCr2O3+2Na2O+3CO2+8H2O 2CaCrO4+3COCr2O3+2CaO+ CO2 H2O(g)+ Na2O+ NOxNaNO3+ NaNOx FeSO4Fe2+ SO42- Cr2O72-+6Fe2-+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O 复合解毒法（四法合一）使赤泥中存在的重金属离子得到有效处理。1.3 试验方法 为了研发的明显性，采用了人为在水泥熟料烧制过程中加入适量比例的参照物，对于

8、加入前后进行数据对比，从而获得研究结论。 采用立窑高温缺氧还原解毒法； 重金属与煤还原剂做燃料固硫剂法； 磨制水泥加入还原剂，水化结晶过程中湿法还原法； 磨制水泥加入防渗减水剂水泥固化法。 通过以上方法，解决赤泥中可能存在重金属的风险性。 2 试验及结果分析 根据以上方法和原理，在某水泥公司进行了加入重金属铬渣的参照对比试验小试。 2.1 铬渣中的成分 根据分析铬渣中成分主要为：SiO2 占 28%30%、Al2O3 占5%6%、CaO 占 26%28%、MgO 占 8%12%、Fe2O3 占 4%5%、Cr2O6 占0.6%0.8%、Na2CrO7 占 1%、其余为粘土。 52.2 配料 配

9、料情况见表 1、2。 表 1 各小样熟料配料比情况 表 2 各小样水泥配料比情况 2.3 检测结果 高温还原阶段进行 Cr6+水溶性（水弱酸溶）析出检测结果见表 3。 表 3 析出检测结果一览表 单位 mg/l 水化热反应一天检测结果见表 4。 表 4 水化热检测结果一览表 单位 mg/l 水泥固化 28 天后检测结果见表 5。 表 5 水泥固化检测结果一览表 单位 mg/l 3 研究结论 6（1）从表 3、4、5 可以看出，4 个样品检测结果均符合溶出 Cr6+不高于 15mg/l 的要求。 （2）通过以上测试及分析可以看到，通过四法合一的复合解毒法使赤泥中存在的重金属离子得到有效处理，解毒彻底可靠，解决了赤泥烧制水泥过程中可能存在重金属二次污染的风险性。 参考文献： 【1】原金海，倪艳兵，李娟娟.铬渣解毒及其综合利用技术研究进展. 重庆科技学院学报,2008.12(6),59-62. 【2】姜平国，王鸿振, 从赤泥中浸出钛的研究,.中国有色冶金, 综合利用与环保. 2008.4(2),52-54. 【3】邱贤荣，齐砚勇. 赤泥在水泥中的合理利用.水泥技术.2011(6 ),103-105. 【4】任根宽. 用改性赤泥为原料制备水泥.化工环保.2008.( 6) ,526-530.