【正文】 ，富集率達 到 76％。 (5)鈦的回收 Ti02 是涂料、造紙、皮革、紡織、制藥工業(yè)中非常重要且不可替代的原料。地球上 75％． 80％的鈧資源是伴生在鋁土礦中的，在工業(yè)上生產(chǎn)氧化鋁時，鋁土礦中 98％以上的鈧會富集在赤泥里，赤泥中氧 化鈧一般會占到 ％左右，金屬鈧按每公斤 10 萬元． 15 萬元計，其潛在的經(jīng)濟價值還是相當(dāng)可觀的 [20]。拜耳法赤泥中的 Si02含量較低，開發(fā)價值不大?；蛴?C02氣體與赤泥中的硅酸鈣反應(yīng)，再用 NaOH溶液浸出，形成 Na2Si03溶液。燒結(jié)法赤泥中 Si02占 70％一 95％，因此具有很高的開發(fā)利用價值?；厥?Fe 的方法有還原煅燒法、直接磁選法和硫酸亞鐵法等。拜耳法赤泥中的鐵的存在形式主要是赤鐵礦和針鐵礦，其 中赤鐵礦占到 90％以上。堿法是回收赤泥中氧化鈉的主要方法，但其產(chǎn)生大量的渣量，是目前難以解決的問題。但用硫酸、鹽酸、 C02等浸出赤泥的方法，鈉金屬元素得不到有效的利用，形成的產(chǎn)品為硫酸鈉、氯化鈉，沒有經(jīng)濟效益。從赤泥中回收鈉的方法可分為酸法和堿法。因此．拜耳法赤泥的綜合回收面臨的問題仍然很嚴(yán)峻，還有很長的路要走。尤其是在礦產(chǎn)資源日益缺乏的條件下，回收這些金屬和非金屬元素不僅可以實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展．而且具有一定的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。 而且 赤泥中含有的大量生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料所必須的氧化硅、氧化鋁，氧化亞鐵、氧化鈣及一定的硅酸鹽礦物，從 Si02． A1203． CaO 三元系相圖看，赤泥的組成接近水泥熟料的組成范圍，因此，赤泥可生產(chǎn)抗硫酸 水泥、油井水泥及硅酸鹽水泥等多種型號的水泥，它的工藝流程和技術(shù)參數(shù)與普通硅酸鹽水泥基本相同。因此，拜耳法赤泥可替代粘土用于燒結(jié)磚、微晶玻璃生產(chǎn)或用來做路基材料。互相粘連并促進各礦物成分的反應(yīng)。 圖 12 赤泥的潛在應(yīng)用領(lǐng)域 Figure 12 potential applications of red mud 建筑和結(jié)構(gòu)材料 赤 泥由于其粒度細、質(zhì)軟，有一定的塑性。 因此，如何處理氧化鋁生產(chǎn)過程排放的大量赤泥和 堿性大 的問題，減少環(huán)境污染是氧化鋁行業(yè)急需解決的難題。 目前，我國大量的赤泥不能充分有效利用，其綜合利用率僅 4%，主要采用露天筑壩的方式堆存赤泥，這種處置方式不僅占用大量土地， 浪費資源， 還需要建設(shè)和日常維護管理的投入 ， 增加了企業(yè)生產(chǎn)氧化鋁和赤泥的處理成本 ；同時 赤泥中存在的氫氧化物、碳酸鹽、鋁酸鹽等使其具有很高的堿性 [11]， 赤泥中的堿還會向地下滲透，造成地下水體和土壤污染； 而干燥的赤泥則易形成飄塵，污染環(huán)境，造成可入肺顆粒物（ ） 濃度增加， 對人類和動植物的生存造成負面影響，惡化生態(tài)環(huán)境 [6]；另外赤泥 富含 Fe、 Al、 Si、 Ti 等活性成分，是一種寶貴的二次資源； 赤泥堆放過程中，其表面往往會形成一層白 “ 霜 ” ，而這層 “ 霜 ” 即 為從赤泥中析出的可溶性堿 [10]。 全世界每年產(chǎn)生的赤泥約 7000萬噸， 我國是氧化鋁生產(chǎn)大國， 2020年生產(chǎn)氧化鋁 （中華人民共和國 2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報），約占世界總產(chǎn)量的 46%。 圖 11 赤泥膠結(jié)架空結(jié)構(gòu)示意圖 [5] Fig. 11 The cementation overhead structure diagram of red mud[5] 拜耳法赤泥富含赤鐵礦 (αFe2O3)、 Al2O3和 SiO2， CaO 和 Na2O 含量相對較低；具有多孔架空結(jié)構(gòu)，比表面積較大，是一種 極 具應(yīng)用潛力的 催化 材料和吸附材料。如圖 11，赤泥總體上是由一級結(jié)構(gòu)（凝聚體）、二級結(jié)構(gòu)（集粒體）、三級結(jié)構(gòu)（團聚體） ，以及這些結(jié)構(gòu)之間的孔隙（凝聚體孔隙、集粒體孔隙、團聚體孔隙等）構(gòu)成，因而具有較大的比表面積，且以大小相差懸殊、變化幅度大為明顯特征。在這一過程中，同時產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化，經(jīng)膠結(jié)和結(jié)晶作用，赤泥由流塑狀態(tài)變?yōu)榭伤芑蛴菜軤顟B(tài)，并因此具有一定的結(jié)構(gòu)強度。m3 ～ 大于一般土 2 密度 天然密度 r ～ 小于一般土 3 干密度 rd ～ 小于一般土 4 孔隙比 e ～ 遠大于一般土 赤泥種類 Al2O3 SiO2 CaO Fe2O3 Na2O TiO2 K2O 拜耳法 5~7 19~22 44~48 8~12 2~ 2~ \ 燒結(jié)法 ~ 20~ 44~47 ~ ~3 6~8 ~ 聯(lián)合法 13~25 5~10 15~31 21~37 ~ \ \ 續(xù)表 序號 指標(biāo) 指標(biāo)值 評價 5 含水量 W/% ～ 遠大于一般粘土 6 界 限 含 量 液限 WL/% 71～ 100 大于粘土 高塑性 7 塑限 WP/% ～ 81 遠大于粘土 8 水塑性指數(shù) Ip 17～ 30 大于粘土 赤泥的物化性質(zhì) 新堆放的赤泥呈流塑狀態(tài)，無結(jié)構(gòu)強度，易變形和液化。 表 /% Table The chemical position and mineral position of red mud and mineral position% 赤泥的物理性質(zhì) 赤泥的物理性質(zhì)指標(biāo)主要包括比重、密度、孔隙比、含水量、界限水量（塑限、液限和水塑性指標(biāo)數(shù)等），其指標(biāo)值見表 。 目前，氧化鋁生產(chǎn)方法有三種，即拜耳法、燒結(jié)法和聯(lián)合法，三種不同的方法生產(chǎn)的赤泥成分、性質(zhì)、物相各異。此外，赤泥還具有塑性良好、含水量大、壓縮性高、抗剪強度低等特點 [5]。m，且粒徑小于 75 181。其化學(xué)成分因鋁土礦產(chǎn)地、品味和氧化鋁生產(chǎn)方法的不同而有所差異， 世界各地不同赤泥之間的化學(xué)成分相差很大 [4, 6]。 赤泥的基本性質(zhì) 赤泥主要由細顆粒和粗顆粒組成，包含許多鋁土礦殘余 礦物，如赤鐵礦(αFe2O3)、針鐵礦 (αFeOOH)、一水軟鋁石 (γAlOOH)、金紅石 (TiO2)、銳鈦礦 (TiO2)、石英 (SiO2)、方鈉石 (Na4Al3Si3O12Cl)、鈣霞石型鈉鋁硅酸鹽 (CAN)和石膏 (CaSO4?2H2O)，以及少量方解石 (CaCO3)、草酸鈣石 (CaC2O4?H2O)和三水鋁石 (Al(OH)3)。我國第一家氧化鋁廠 — 山東鋁廠于 1954 年投產(chǎn)，采用堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)工藝，后來進行擴產(chǎn)改造。 由于其生產(chǎn)工藝的特點， 混聯(lián)法赤泥同時具有拜耳法和燒結(jié)法赤泥的兩種性質(zhì)。 (3)聯(lián)合法赤泥 燒結(jié) 拜耳聯(lián)合法可以分為并聯(lián)、串聯(lián)以及混聯(lián)三種基本流程， 該法不僅可以揚長避短，而且這種聯(lián)合為流程中兩個系統(tǒng)工藝和設(shè)備的最佳化提供了新的可能性。將 CO2氣體通入精液中，可以析出 AI(OH)3。分離赤泥后的粗液經(jīng)脫硅，二氧化硅以含水鋁硅酸鈉析出，此沉淀物稱為鈉硅渣或硅渣。原硅酸鈣不溶解而殘留在赤泥中，但有少量與堿液反應(yīng)以硅酸鈉形式進入溶液。 燒結(jié)法的基本原理是用碳酸鈉和石灰石與鋁土礦按一定比例配料燒結(jié)。 （ 2） 燒結(jié)法赤泥 早在拜耳法提出之前，法國人 勒 ?薩特里在 1858 年 就提出了 碳酸鈉 燒結(jié)法，但是由于其成品氧化鋁質(zhì)量差，流程復(fù)雜且耗能大，所以拜耳法問世后就被淘汰了 。目前，全世界生產(chǎn)的氧化鋁 和 氫 氧化鋁，有 90%以上是采用拜耳法生產(chǎn)的。H 2O+2NaOH+(3n) H2O? 2NaAl(OH) 4 （ n=13） 所得的鋁酸鈉溶液在稀釋和冷卻的情況下分解并析出氫氧化鋁 : NaAl(OH)4===Al(OH )3+NaOH 它是在一定的溫度和高壓條件下，以 NaOH 溶液溶出鋁土礦，使其中的氧化鋁水合物按上式反應(yīng)向右進行得到鋁酸鈉溶液。二是利用種分母液溶出鋁土礦的過程，在上一過程中析出的大部分氫氧化鋁溶液，在加熱時又可以溶出鋁土礦中的氧化鋁水合物。 （ 1）拜耳法赤泥 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁是由 18891892 年提出而得名的。 按礦石品位、生產(chǎn)方法和技術(shù)水平的不同，每生產(chǎn) 1 t 氧化鋁大約要排放 t 赤泥。 參考文獻： ..................................................................................................................... 32 1 引言 赤泥的概述 赤泥的產(chǎn)生 赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排出的固體廢渣，具有強堿性和微量放射性 (含天然放射性元素鈾、釷、鉀 )[1, 2]，因含大量氧化鐵呈紅色，而被稱為赤泥。 methane catalytic cracking。 modification。結(jié)果顯示，通過改性處理的赤泥有更高的甲烷裂解催化活性，同時煅燒溫度會影響改性赤泥的催化活性，結(jié)果證明低溫煅燒更有利于甲烷裂解反應(yīng)的進行。 本文以拜耳法赤泥作為研究對象，采用酸溶 過濾 堿沉淀法對其進行改性處 理。由于CH 4裂解只產(chǎn)生碳和氫氣，不存在 COx，簡化了氫氣的純化過程。 赤泥富含 Fe、 Al、 Si、 Ti 等活性成分是一種寶貴的二次資源。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè) 論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文 （設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □