中國(guó)粉體網(wǎng)訊 作為氧化鋁生產(chǎn)第一大國(guó)，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量呈逐年上升趨勢(shì)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2024年中國(guó)氧化鋁產(chǎn)量達(dá)到8552.2萬噸，同比增長(zhǎng)3.9%，占全球總產(chǎn)量的比重高達(dá)6成。據(jù)阿拉丁相關(guān)信息，在全球十大氧化鋁生產(chǎn)商中，中國(guó)鋁業(yè)、中國(guó)宏橋等五家中國(guó)企業(yè)集團(tuán)合計(jì)產(chǎn)量達(dá)6182萬噸，占比高達(dá)63.77%。
而在這光鮮的成績(jī)單下，隱藏著一筆可謂是十分嚴(yán)峻的“生態(tài)爛賬”：赤泥。
2024年我國(guó)氧化鋁8552.4萬t產(chǎn)量背后，赤泥排放量為10180萬t，利用量為1380萬t，利用率僅為12%。
2011-2024年我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量及赤泥排放量和綜合利用量
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球赤泥累計(jì)堆積量約為40億t，年產(chǎn)量約為1.8-2億噸，中國(guó)赤泥累計(jì)堆積量約為15億t，年產(chǎn)量約為1億～1.05億。而在2023年之前，赤泥利用率長(zhǎng)期低于10%，即便目前已提高到12%，然而赤泥的消化量仍遠(yuǎn)低于排放量，這也意味著：赤泥堆積量仍呈現(xiàn)急劇增加的趨勢(shì)。
01.赤泥是什么？
赤泥是鋁土礦提煉氧化鋁過程中的副產(chǎn)物，因其富含赤鐵礦而顯現(xiàn)紅褐色，因此得名。
巴西阿盧米尼奧的大壩，水庫(kù)中含有2500萬立方米的“赤泥”，圖片來源：Nature
1888年前后，奧地利化學(xué)家拜耳（Carl Josef Bayer）開發(fā)了一種從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法。先將鋁土礦和NaOH溶液混合加熱，鋁土礦所含氧化鋁可以在NaOH溶液中溶解成鋁酸鈉，過濾去除沉淀后，向鋁酸鈉溶液中添加Al(OH)3晶種使Al(OH)3重新析出，而剩下主要含NaOH的母液則重新用于處理下一批鋁土礦；得到的Al(OH)3通過煅燒即可制備Al2O3。
這種方法被稱為拜耳法，如今全球90%以上的工廠仍在采用拜爾工藝來生產(chǎn)Al2O3，而那些被過濾出來沉淀就是赤泥。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，除了拜耳法赤泥，還有燒結(jié)法赤泥、以及拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法赤泥。
02.為什么要執(zhí)著于消滅或“改造”赤泥？
（1）減少赤泥污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境
赤泥作為高堿性固體廢物，含有大量的NaOH、Al（OH）3、Fe（OH）3等物質(zhì)。長(zhǎng)期堆存在露天環(huán)境中，其中的堿液會(huì)污染土壤，破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致植被難以生長(zhǎng)；隨著雨水沖刷，堿液還會(huì)進(jìn)入地下水系統(tǒng)，影響飲用水源安全。
2024年，印度韋丹塔鋁業(yè)位于印度奧里薩邦的蘭吉加爾氧化鋁廠的工藝儲(chǔ)水大壩發(fā)生潰壩
此外，赤泥細(xì)顆粒在大風(fēng)天氣時(shí)極易產(chǎn)生揚(yáng)塵，對(duì)大氣環(huán)境和周邊居民健康造成威脅，赤泥中還含有重金屬元素，如鉻、鉛、鎘等。在堆存過程中，重金屬會(huì)通過淋溶作用進(jìn)入水體和土壤，破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡，赤泥堆場(chǎng)附近土壤和水體中重金屬含量往往超標(biāo)，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、動(dòng)植物多樣性產(chǎn)生不利影響。因此，開發(fā)赤泥綜合利用新技術(shù)，減少赤泥堆存量，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要舉措，對(duì)于保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境意義重大。
（2）轉(zhuǎn)化廢棄物為資源，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)
赤泥雖是工業(yè)固廢，但同時(shí)也是重要的資源，解決赤泥問題，必須充分認(rèn)識(shí)到其資源屬性。從組成成分來看，赤泥的主要元素為鐵、鋁和硅，均具有較高的利用價(jià)值；赤泥中還含有鎵、鈧等稀有元素，這些元素均為極具價(jià)值的資源。從綜合利用產(chǎn)品來看，選鐵產(chǎn)品、建筑材料、道路工程材料、粉體材料、生態(tài)修復(fù)材料等，均為赤泥綜合利用的重點(diǎn)方向。因此，只有充分認(rèn)識(shí)到赤泥的資源屬性，才能從更科學(xué)的角度推進(jìn)赤泥綜合利用工作，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，推動(dòng)氧化鋁產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
文山鋁業(yè)與云南九州合作的赤泥選鐵、高鋁鈣項(xiàng)目
目前來看，赤泥的綜合利用涉及以下幾個(gè)方面：
制備工業(yè)建筑材料：制備水泥、免燒磚、制備微晶玻璃等。
環(huán)保功能材料：治理廢氣、治理污染廢水、修復(fù)土壤等。
新型功能材料：赤泥聚氯乙烯、微孔鋁硅鈣隔熱材料等。
有價(jià)元素回收利用：主要包括鐵、鋁、鈦、釩、鈧及稀土元素等。
（3）延伸鋁土礦產(chǎn)業(yè)鏈，提高經(jīng)濟(jì)附加值
當(dāng)前，我國(guó)鋁土礦產(chǎn)業(yè)大多采用“采礦—氧化鋁生產(chǎn)－電解鋁冶煉”的直接開發(fā)利用模式，鋁土礦選礦副產(chǎn)的赤泥尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模資源化利用，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條較為單一。隨著優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源的減少，鋁工業(yè)原料保障面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。開發(fā)赤泥綜合利用新技術(shù)，不僅可將廢渣轉(zhuǎn)化為再生資源，保障行業(yè)原料供給，還能向建材、化工、冶金、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域拓展，實(shí)現(xiàn)鋁土礦資源的梯級(jí)利用。
以赤泥制備水泥為例，可在現(xiàn)有礦山、氧化鋁廠附近就地取材，打造“鋁土礦－氧化鋁－水泥”一體化產(chǎn)業(yè)園，實(shí)現(xiàn)資源的就地轉(zhuǎn)化增值。開展赤泥中鐵、鋁、鈦等稀貴金屬的提取，可進(jìn)一步拓寬產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，提高鋁資源的附加值。特別是在鋁土礦資源日漸枯竭的背景下，從產(chǎn)業(yè)鏈角度系統(tǒng)開發(fā)赤泥資源化利用技術(shù)，對(duì)于延伸產(chǎn)業(yè)鏈條、優(yōu)化鋁工業(yè)發(fā)展方式、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)意義重大。
03.赤泥，治理與利用難度挺大的
在實(shí)際操作中，赤泥的綜合治理與利用面臨著一系列技術(shù)性的挑戰(zhàn)，不僅關(guān)乎技術(shù)本身的難度，還涉及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響等多個(gè)維度。
一是赤泥成分復(fù)雜，處理技術(shù)難度大。
赤泥含有氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅等多種成分，且各成分含量因礦石來源和冶煉工藝的不同而有所差異。復(fù)雜的成分構(gòu)成使得赤泥在處理過程中難以實(shí)現(xiàn)高效分離和提純。同時(shí)，赤泥的高堿性和高鹽分特性也增加了處理的難度和成本。目前雖已有一些技術(shù)如酸堿中和、萃取、磁選等被用于赤泥的處理，但此類技術(shù)普遍面臨著處理環(huán)節(jié)多、能耗較高以及設(shè)備易受腐蝕等挑戰(zhàn)，阻礙了它們?cè)诖笠?guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的推廣。
二是赤泥中有價(jià)元素提取技術(shù)尚不成熟。
赤泥中富含鋁、鐵、鈦等有價(jià)元素，是潛在的二次資源。由于赤泥成分復(fù)雜且含有大量雜質(zhì)，使得有價(jià)元素的提取變得異常困難。目前，雖然已有一些研究探索了從赤泥中提取有價(jià)元素的方法，但這些方法往往存在提取工藝復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)效益低等問題，難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，如何開發(fā)出高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的有價(jià)元素提取技術(shù)，是赤泥綜合治理面臨的重要技術(shù)性挑戰(zhàn)。
三是赤泥綜合利用產(chǎn)品附加值低，市場(chǎng)接受度不高。
赤泥經(jīng)過處理后，雖然可以制備成建筑材料、土壤改良劑等產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品的赤泥添加量較少，附加值不夠高，市場(chǎng)接受度有限。這是由于赤泥綜合利用產(chǎn)品的性能和質(zhì)量難以與傳統(tǒng)產(chǎn)品相媲美，同時(shí)在價(jià)格上也不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，如何提高赤泥綜合利用產(chǎn)品的附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是推動(dòng)赤泥綜合治理工作持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
四是赤泥處理過程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。
赤泥的高堿性和含有重金屬等有害物質(zhì)，處理過程較為復(fù)雜，導(dǎo)致處理過程存在環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)，若處理措施不當(dāng)，可能引發(fā)土壤、水體、空氣污染及安全問題，進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康帶來潛在危害。
小結(jié)
隨著氧化鋁產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，赤泥的綜合治理與資源化利用已成為業(yè)界關(guān)注的點(diǎn)。2024年12月31日,工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合發(fā)布《赤泥綜合利用行動(dòng)方案》,明確“2027年新增赤泥利用率15%、2030年達(dá)25%”的階段性目標(biāo)。
隨著我國(guó)赤泥利用率提升至12%，我國(guó)在赤泥資源化領(lǐng)域邁出堅(jiān)實(shí)的一步。但需要正視的是：當(dāng)前我國(guó)赤泥的消化量遠(yuǎn)低于排放量，赤泥堆積量仍呈現(xiàn)急劇增加的趨勢(shì)，資源化利用技術(shù)也并不成熟，我們所面臨的赤泥“爛賬”問題仍然嚴(yán)峻，所謂的赤泥綜合利用迎來發(fā)展的春天還并沒有到來。
參考來源：
[1]方舒雅等.赤泥材料化利用技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)
[2]姚雨琦等.赤泥資源化利用及有價(jià)組分回收工藝研究進(jìn)展
[3]毛玉嬌等.工業(yè)固廢赤泥綜合治理現(xiàn)狀與對(duì)策研究
[4]推動(dòng)《赤泥綜合利用行動(dòng)方案》落實(shí)落細(xì).中國(guó)有色金屬報(bào)
[5]陳立東.赤泥綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀與展望
[6]中國(guó)粉體網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)/山川）
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