赤泥及资源化综合利用技术及途径

前言

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程产生的尾矿，每生产一吨氧化铝产生1～1.8 吨赤泥。2023年，我国赤泥产生量达到了1.07亿吨，赤泥综合利用量首次突破1000万吨，达到1050万吨，利用率由2021年的5.6%增长至9.8%。赤泥的主要利用途径包括提取氧化铁、生产胶凝材料、生产粉体材料等。为落实《“十四五”工业绿色发展规划》《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》，提升赤泥综合利用水平，2024年12月31日，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部、生态环境部、住房城乡建设部、市场监管总局等六部门近日联合发布实施《赤泥综合利用行动方案》(工信部联节〔2024〕225号，以下简称《行动方案》)。本文旨在对我国的赤泥堆存、综合利用技术和途径，国家政策等方面进行简要介绍，增进大家对赤泥及其综合利用情况的了解。

一、赤泥的定义及特性

赤泥是氧化铝生产过程中产生的主要固体废弃物，因其含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似而得名。每生产一吨氧化铝，大约会产生0.8～1.5吨的赤泥。赤泥具有碱性、高硅、高硫、高钙、放射性等特点，并含有大量有害物质，如重金属、氟化物等，如果不进行处理，会对环境造成二次污染。

铝土矿中铝含量高的，采用拜耳法炼铝，说产生的赤泥称之为拜耳法赤泥；铝土矿中铝含量低的，用烧结法或用烧结法和拜耳法联合炼铝，所产生的赤泥分别称之为烧结法赤泥或联合法赤泥。

 赤泥的颗粒直径为0.088～0.25毫米，比重为2.7～2.9，容重为0.8～1.0，熔点为1200～1250℃，比表面积为0.5～0.8m²/g。

二、赤泥的危害

赤泥中含有多种放射状微量元素，如镭、钍、钾等，一般内外照白指数均在2.0以上，所以属于危险固体废弃物。赤泥的PH值很高，属于有害工业废渣(强碱性土)。

由于赤泥中的化学成分入渗土地易造成土地碱化、地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康。目前，大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场存放，占用了大量土地资源，同时还对生态环境造成了严重的污染。

三、我国赤泥排放及综合利用现状

我国的赤泥产生主要集中在氧化铝生产较为集中的地区，如山东、山西、河南、云南、重庆、贵州、广西等地。这些地区的氧化铝企业数量众多，生产规模较大，因此赤泥的产生量也相对较高。

近年来，随着氧化铝产量的增加，赤泥排放量也在不断扩大。2023年，我国赤泥产生量达到了1.07亿吨。然而，赤泥的利用率相对较低，截至目前，全球库存量已超过35亿吨，新增约2亿吨/年，但利用率小于4%。尽管如此，我国在赤泥综合利用方面已经取得了一定的进展。2023年，我国赤泥综合利用量首次突破1000万吨，达到1050万吨，利用率由2021年的5.6%增长至9.8%

根据智研咨询发布的数据,我国2023年赤泥综合利用情况为:

(1)赤泥回收氧化铁粉约580万吨;

(2)赤泥回收氧化铝、氧化钠、高钙铝等约150万吨；

(3)赤泥制备多固废胶凝材料、地质聚合物、水泥约210万吨；

(4)赤泥制备硅铁粉、硅铝粉等粉体材料约100万吨。

四、赤泥综合利用技术

（1）分选技术

赤泥分选技术通过旋流分级以及液固分离，产出铁砂和铁粉两种产品，产出率约为40%。这种技术可以将原料化学成分有差异的赤泥进行分离，从而提高有用物质的回收率。

（2）选铁技术

拜耳法赤泥经过分选后的细赤泥，再经过赤泥选铁技术进一步处理，使赤泥中氧化铁回收率达到40%左右，可以年产铁精矿8万吨以上，铁精矿中氧化铁含量达65～75%，可作为钢铁行业原料。

（3）脱水配料技术

经过分选和选铁技术处理后剩余的拜耳法赤泥经过脱水烘干等技术处理，其中氧化钠含量可达5-10%和氧化铝含量可达到20-30%，氧化铁含量在30-55%。氧化铁含量超过45%的销售给水泥厂，直接用于水泥生产；氧化铁含量低于45%，其中含有大量钠硅渣，则利用烧结法技术加工处理进一步回收其中的氧化铝和氧化钠，最终实现拜耳法赤泥零排放

五、赤泥综合利用途径

（1）提取有用物质

赤泥中的铝氧化物和铁氧化物可以通过一系列化学和物理方法进行分离和提取。提取出的铝氧化物可以用于制备陶瓷、阻燃材料、研磨材料等；提取出的铁氧化物可以用于制备铁粉、磁性材料等。此外，赤泥中还含有部分有机质和硅酸盐，可以通过适当的处理方法制备有机肥料和建筑材料。

（2）能源利用

赤泥可以作为替代燃料用于能源生产。赤泥中的有机质和硅酸盐可以通过干燥和燃烧等方法将其转化为热能。这种能源利用方式不仅能够减少对化石能源的依赖，还可以降低对大气的污染。

（3）生产建材

赤泥可以作为生产水泥的原料，或者用于烧结法配料。这不仅能够减少对传统矿石的开采和消耗，还有助于降低生产成本和环境污染。

六、赤泥综合利用政策

为了提升赤泥综合利用水平，2024年12月31日，工业和信息化部等六部门联合发布了《赤泥综合利用行动方案》(工信部联节〔2024〕225号，以下简称《行动方案》)。该方案旨在全面提高赤泥综合利用水平，强化创新驱动，着力推动赤泥源头减量、提升可利用性，提高综合利用能力，扩大综合利用规模，丰富综合利用场景，强化政策支持和要素保障，助力赤泥综合利用产业和氧化铝产业绿色协同发展。

 《行动方案》提出赤泥综合利用的目标：

到2027年，赤泥综合利用取得积极进展。赤泥源头减量、低成本降碱等关键技术取得突破，赤泥综合利用产能与氧化铝产能更加匹配，赤泥选铁、赤泥基建材等主要综合利用产品应用规模得到提升，制定一批赤泥污染防治、综合利用领域的标准，培育一批以赤泥综合利用为特色的园区和骨干企业，建设一批赤泥综合利用产业化示范工程。新增赤泥综合利用率达到15%。

到2030年，赤泥综合利用水平进一步提升。赤泥性质调控、规模化利用等技术进一步突破，行业创新发展能力明显增强，产学研用协同紧密、创新效率显著激发的技术创新体系基本形成。赤泥综合利用产业与氧化铝产业协同更为紧密，综合利用产品更加丰富，应用场景得到拓展。覆盖赤泥综合利用各环节、各领域的标准体系更加完善。基本形成产业链上下游协同发力、赤泥综合利用量效齐增的可持续发展格局，新增赤泥综合利用率达到25%。

《行动方案》提出赤泥综合利用的措施：

（1）扩大现有途径利用规模

    鼓励提取赤泥中的铁、铝、钙等元素，推动利用赤泥生产氧化铁粉、硅铁粉、硅铝粉、高钙铝粉、铝铁粉等产品。鼓励钢铁企业在配矿冶炼、烧结球团、铁矿石脱磷、化渣等环节，以及短流程炼钢等领域使用赤泥及其综合利用产品。鼓励将铝铁粉等产品应用于填料等领域。在保证产品质量和安全环保等要求的基础上，支持利用赤泥生产烧结砖、免烧砖、路面砖、草坪砖、透水砖。推动赤泥改性用于生产路基材料、路面材料、地基场坪等产品。聚焦提铁、工程建设等赤泥利用规模较大的重点领域，以及氧化铝生产企业集中、赤泥产生量较大的重点地区，加快建设一批产业化示范项目，形成一批赤泥规模化利用的典型方式。

（2）建设赤泥综合利用产业化示范工程

【山东】依托淄博工业资源综合利用基地，以及滨州、聊城、烟台等赤泥重点产生地区，开展赤泥制备粉体材料产业化示范，发展赤泥提取铁精粉、钛铁混合粉、碱液、三氧化二铝富集粉和水泥添加剂胶凝材料等综合利用产品。

【山西】依托运城、忻州、吕梁、晋中等赤泥重点产生地区，发展赤泥制高档烧结玻化墙材、陶瓷砖、矿渣微粉，鼓励赤泥提取铁精粉、金属镓等，推动开展赤泥制备充填材料中试。

【广西】依托百色工业资源综合利用基地、防城港大宗固废综合利用基地，以及北海等赤泥重点产生地区，发展赤泥提铁，开展赤泥多元素提取、制备路基材料实验和土壤化利用示范。

【河南】依托郑州、焦作工业资源综合利用基地，以及洛阳、三门峡等赤泥重点产生地区，发展赤泥提铁，开展赤泥制建筑材料、胶凝材料实验。

（3）发展赤泥综合利用产品

鼓励赤泥在铁质矫正剂、混凝土、回填充填材料、地质聚合物等产品生产中的应用。推动利用赤泥生产陶粒、陶瓷、建筑模板、人工砂、新型岩棉、微晶玻璃、工程预制件，以及装配式建筑材料。推动利用赤泥生产脱硫剂、复合净水剂、充填剂、活性载体、颜料、染料等化工产品，以及硅肥、土壤调理剂、生态修复材料等土壤用产品。

（4）拓展赤泥综合利用新场景

    探索利用赤泥提取镓、钛、钪、钒等稀有金属。发展赤泥改性土壤化利用，并对赤泥中重金属含量以及改良后的土壤重金属含量进行监测，避免造成土壤污染。逐步扩大赤泥及其综合利用产品在无机填料、油品提炼、烟气治理、污水治理等领域的使用规模，支持有条件的地区因地制宜在回填、充填工程、海洋工程建设等领域开展赤泥综合利用试点，逐步形成一批赤泥规模化利用新领域。

《行动方案》提出赤泥综合利用的技术创新能力：

（1）加快关键共性技术攻关

加大对赤泥化学成分、物相特性、结构特征等方面的基础研究。探索优化氧化铝生产工艺，开发非石灰拜耳法溶出技术、赤泥形成过程铁硅矿物差异化结晶解离技术等，推动源头减少赤泥产生。发展赤泥性质调控技术，重点研究赤泥水分、粘度、碱度、元素赋存形态调控等方面。发展钙法赤泥脱碱技术，探索突破碳化法、酸法赤泥脱碱技术，着力降低处理成本。开发赤泥干化、筛分等技术装备，为分类、分级、分质利用打好基础。

加快研究微细粒磁化与捕集等关键技术，探索使用低温磁化焙烧、还原熔炼、液相还原、矿浆电解等工艺进行提铁，提升赤泥铁元素回收率。聚焦高温烧成、低温固化等工艺环节，优化赤泥基胶凝材料、回填充填材料制备技术，提升赤泥掺量。加快研究低成本赤泥基路用材料固化、激发助剂，为扩大赤泥在道路工程建设领域的利用规模打好基础。

（2）完善赤泥综合利用创新体系

支持氧化铝生产企业、赤泥综合利用企业、综合利用产品使用企业和高校、科研机构等加强合作，强化赤泥产生到利用各环节的科研人才交流，推动形成合力，助力技术攻关。推动建设赤泥综合利用实验室、研究中心，为赤泥综合利用理论研究和技术创新提供支持。鼓励建设赤泥综合利用技术中试验证平台和产业化孵化平台，有效促进赤泥综合利用科研成果转化。

《行动方案》提出赤泥综合利用强化保障措施：

（1）加强工作组织

河北、山西、山东、河南、贵州、云南、内蒙古、广西、重庆等赤泥产出地区应立足本地上下游产业特点，结合实际出台配套政策，落实行动方案有关要求，压实属地责任。氧化铝生产企业应强化主体责任，结合自身特点，一企一策制定赤泥综合利用方案，明确目标和重点任务，制定时间表、路线图，强化方案落实，积极提升赤泥综合利用水平。强化部门协同和部省联动，推动资金、政策和重大项目有效衔接。有关部门要按职责督促重点企业落实工作方案，工业和信息化主管部门要发挥牵头抓总作用，做好工作调度，定期汇总梳理工作开展情况，以及赤泥产生、利用情况，有关进展及时上报。

（2）培育骨干力量

深入推进氧化铝企业集聚、赤泥产生量较大地区的工业资源综合利用基地，以及大宗固废综合利用基地建设。鼓励赤泥产生地开展“无废城市”建设，鼓励有关园区、企业积极创建“无废园区”“无废企业”，提高就地资源化利用效率。培育一批赤泥综合利用领域的制造业单项冠军、专精特新中小企业。推动形成一批赤泥综合利用产品知名品牌，提升在下游应用领域的行业影响力。

（3）完善法规标准

研究制定工业资源综合利用管理办法，进一步强化赤泥综合利用管理。立足各地氧化铝产业特点，结合铝土矿成分、生产工艺流程和技术特点等，系统研究赤泥分类。聚焦元素提取、路用材料、建筑材料、充填材料、土壤改良材料等重点领域，丰富赤泥综合利用产品标准。围绕赤泥预处理，污染防治，综合利用产品设计、生产、应用、使用维护、检验检测和碳减排核算等方面，研究制定相关标准和技术规范，着力构建上下游相互贯通、紧密衔接的赤泥综合利用标准体系。加快将行业急需、先进适用的关键共性技术、先进生产工艺、通用试验方法等科技创新成果转化为标准。鼓励制定具有行业引领作用的企业标准、团体标准，适时制定赤泥综合利用相关行业标准、国家标准，推动典型产品、典型应用模式进一步扩大使用范围。有关企业应在研发、生产、管理等环节对标达标，积极推动标准应用与推广。

（4）加大政策支持力度

聚焦赤泥综合利用技术研发、产品生产及应用的重点领域，鼓励有关地区对项目建设予以支持。适时更新发布《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录》，强化供需对接，加快赤泥综合利用先进工艺技术设备推广应用。

积极推动赤泥综合利用企业实施技术改造。落实资源综合利用税收优惠政策。发挥国家产融合作平台作用，引导金融机构对赤泥综合利用项目提供信贷融资支持。探索“股贷债保”联动，鼓励社会资本积极参与赤泥综合利用，充分利用现有资金渠道加强对赤泥综合利用技术研发和项目建设的支持。

支持赤泥综合利用首台（套）重大技术装备以及产品研发。根据赤泥建材产品相关标准建设和产业发展情况，适时研究对赤泥建材产品的政府采购支持政策。鼓励赤泥主要产生地在市政工程等项目建设中使用赤泥综合利用产品。

7、结束语

    赤泥已经从氧化铝生产中的废渣转变为一种可利用的资源，特别是国家工信部等六部门出台《赤泥综合利用行动方案》(工信部联节〔2024〕225号)，为赤泥的综合利用提供了强有力的政策支持，指出了赤泥综合利用的技术路线和途径，随着政策的实施，笔者相信今后赤泥的开发利用的市场前景广阔。