赤泥综合利用现状及政策研究

杜军艳 陈茜茜 郭千溪

摘要：随着广西壮族自治区铝工业的快速发展，赤泥产生量逐年增加，严重制约铝产业发展，赤泥的资源化利用迫在眉睫。本文介绍了赤泥种类及化学组成，探讨了赤泥的综合利用现状，分析了赤泥综合利用的瓶颈，对未来赤泥综合利用提出建议。

关键词：赤泥；综合利用；环保

一、赤泥资源化利用的必要性

赤泥因其颗粒很细，其中含有较多的氧化铁，颜色呈棕红色，故而得名，是铝土矿提取氧化铝后产生的固体废渣。一般情况下，每生产1吨氧化铝（Al2O3），会产生1.0～2.0吨赤泥。据不完全统计，我国赤泥多为露天堆存，累计堆存量约为6亿吨，但是年度赤泥综合利用总量仅约为 849万吨，综合利用率约为8%，远低于国内其他大宗工业固废综合利用平均水平。日益增加的赤泥堆场不仅需占用大量土地，增加企业维护成本，赤泥堆场的渗滤液如果没有做好防渗措施，还极易污染土壤和地下水，带来严重的环境污染。此外赤泥堆场极易产生扬尘，堆存过程中也存在垮坝风险，严重制约氧化铝行业持续发展。因此，开展赤泥规模资源利用，是促进铝行业绿色转型升级的关键因素。

广西壮族自治区地处我国南疆，独特的地理气候环境蕴藏着丰富的自然资源，区域产业结构趋于资源依赖型。《广西科技创新支撑产业高质量发展三年行动方案（2018—2020年）》明确提出要以科技创新推动经济高质量发展，在高端铝领域组织重大产业科技攻关，重点围绕铝产业升级和原材料本地化，促进高端铝精深加工应用，形成“铝土矿—氧化铝—电解铝—铝加工—铝精深加工—产品”的全产业链，因此铝行业未来一段时间仍是当地的支柱型产业。随着铝产业规模的不断壮大，赤泥产量也在不断增加，目前一年赤泥产生量约1500万吨，赤泥堆场面积已超过25000亩，不断累积堆存的赤泥已经严重制约铝行业高质量发展，因此开展赤泥资源化利用迫在眉睫。

本文在总结国内赤泥综合利用技术进展的同时，针对赤泥综合利用困境，提出赤泥综合利用建议，为氧化铝产业的绿色发展提供政策依据。

二、赤泥的种类和性质

（一）赤泥的种类

根据氧化铝生产方法不同，可分为拜耳法、烧结法和联合法赤泥。烧结法是早期工艺，主要在原料铝矾土和碳酸钠在回转窑内经高温煅烧，制成以铝酸钠为主要矿物的中间产品，再经溶解、结晶、焙烧等工序制取氧化铝，溶解后分离出废渣即烧结法赤泥；拜耳法一般适用于高品位的铝土矿，主要是高温高压下用强碱NaOH溶出铝土矿，铝土矿中铁矿物和其他不溶物排出后形成拜耳法赤泥；混联法是联合拜耳法和烧结法一起使用。广西壮族自治区的氧化铝企业排出的赤泥大多是拜耳法赤泥。

（二）赤泥的化学成分

赤泥主要矿物成分是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2、K2O 等。此外，赤泥中还含有微量放射性元素和丰富的稀土元素，如铼、钇、镓、钪、铌、钽、铀、钍和镧系元素等。根据实地调研走访结果可知，赤泥主要有两种来源，其中5家氧化铝企业都是来自百色市，赤泥中Fe2O3含量最多，其次是Al、Si、Ca离子含量，Fe2O3、Al2O3、SiO2三者占总百分比的65.84%。防城港市一家氧化铝企业所用矿石为几内亚进口铝土矿，赤泥中的铁含量达到42.4%，高于百色市的赤泥中的含铁量，可以很好地作为生产水泥的配料或添加剂。

（三）赤泥的危害

赤泥的强碱性和含有强毒性重金属是制约赤泥综合利用的主要影响因素。赤泥的碱性较强，pH达9.7～12.8，有学者对赤泥脱碱技术进行研究，但大多停留在实验室研究阶段。堆存赤泥的经雨水淋滤后，其中的重金属砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）和锌（Zn）等，会随着渗滤液进入周边土壤、地下水和农田等受体中，产生污染。

此外，赤泥中含有富含放射性核素的矿物质，导致赤泥具有一定的放射性。研究人员对贵州省某铝厂赤泥的天然放射性元素钾铀和钍的含量进行分析测试，结果显示烧结法赤泥与拜耳法赤泥的外照射指数和内照射指数均超过建筑材料放射性核素限量要求，不能直接作为建筑主体材料。

三、广西壮族自治区赤泥堆存、综合利用现状及问题

赤泥已成为广西壮族自治区产生量最大的工业固体废物，目前已投产产生赤泥的氧化铝企业共有6家，其中百色市有5家，防城港市有1家，赤泥的累计堆存量已达到1.13亿吨，主要采用“干法”堆存。

目前氧化铝企业的赤泥利用比较成熟且能实现经济效益的做法主要是提铁。综合利用途径单一，投入需求高，用拜耳法生产氧化铝，拜耳法产生的赤泥中Fe2O3的质量分数一般在30%以上，是赤泥的主要化学成分。如果提取其中的铁元素，赤泥利用率能达到24%。近几年相关企业花了较大资金对回收赤泥中的有价金属、降低赤泥中的碱含量进行了研发，但结果并不理想，主要原因为在实验上技术可行，但在工业上成本高，经济效益较小。以某企业为例，该企业通过自主研发或者与科研院所合作攻关赤泥利用技术，陆续投入资金超过10亿元，尝试将赤泥用作路基材料、提钪、炼铁、综合提取各种元素、做钢厂炼铁高炉除渣剂、净水机、微晶玻璃、铁红、发泡陶瓷、陶粒、石油行业添加剂等，均因关键技术没有突破或市场经济利益等因素失败。总之，由于技术、资金、政策和社会认可度等多方面原因，目前赤泥利用率总体水平较低，还没有找到一条安全可行、经济客观又可以大规模化消耗赤泥的技术道路。

四、我国赤泥综合利用技术

赤泥的成分、性质的差异，决定了赤泥再生利用的基础和方法。目前，赤泥的综合利用主要有三个方面：提取赤泥中的有价金属、制备材料以及应用于环保领域。

（一）提取赤泥中的有价金属

赤泥中富含铁、钛、钪等有价金属元素，在资源匮乏的今天，综合回收利用赤泥中的有价金属元素是赤泥综合利用的热点方向之一，大量学者开展了相关工作。2009年，某企业利用磁选技术，从赤泥中回收铁精矿，品位达55%，基本上实现了连续生产，后续提铁作为一种重要的赤泥综合利用方式延续至今。有研究人员总结了国内外赤泥中钛的回收方法，主要有焙烧预处理一炉渣浸出工艺和酸浸工艺，介绍了氧化钪的回收方法，包括酸浸、碱浸和生物浸出等工艺。目前，大量学者对赤泥提取有价金属的工艺进行论证，都是可行的，但是大部分工艺在提取有价金属的同时产生了二次污染，同时经济效益也远远低于投入成本，导致大部分工艺无法工业化生产。

（二）制备材料

国内外大量研究及实践表明，赤泥可以用于生产不同的建筑材料、微晶玻璃建筑装饰材料、路面基层材料等。某铝厂于二十世纪六十年代初开始将赤泥掺比进水泥生料中，使赤泥的综合利用率达到30.3%～55%。目前，采用新技术提高水泥质量的同时，也使赤泥配比提高至45%。有媒体报道了某企业综合利用赤泥、煤矸石和粉煤灰等固体废物，生产新型环保陶瓷，各项性能指标均符合相关标准，也有学者报道制备赤泥质微晶玻璃，消耗量赤泥能高达 50%。将赤泥用作路基材料既可以大量消耗赤泥，又能解决当地缺少土石方的困境，因此具有广阔应用前景。某企业于2005年修建了一条4km赤泥路基示范性路，经检测达到了相关技术要求。赤泥用于材料制备虽然可以大量消耗赤泥，但是鉴于各地赤泥强碱性和重金属成分，因此赤泥的环境风险仍需要权威部门进一步论证。

（三）应用于环保领域

赤泥具有粒度细、孔隙率高、比表面积大等特点，可以作为吸附剂去除水中污染物，例如金属阳离子、无机阴离子和有机物等。有媒体报道利用工业盐酸和赤泥为主要原料，制备出聚合氯化铝铁絮凝剂，并指出其絮凝效果优于某些传统的絮凝剂，主要是由于赤泥中含有大量铝、铁及硅酸盐。此外，赤泥也可被应用于土壤修复方面，有人员研究了赤泥和污泥对土壤中Zn化学形态转化的影响，指出单独使用赤泥可以有效降低土壤中植物可利用态Zn含量，赤泥和污泥一起使用固稳Zn的效果更好，同时可以促进Zn的价态转化，提高土壤肥力。

五、广西壮族自治区赤泥综合利用对策建议

针对目前赤泥大量堆存现状和综合利用存在的问题，笔者在梳理国内赤泥综合利用经验的基础上，提出以下对策和建议。

（一）建立赤泥综合利用技术推荐性名录

2010年，为提高赤泥综合利用率和综合利用技术水平，工业和信息化部、科技部联合印发《赤泥综合利用指导意见》，明确提出推广应用一批赤泥综合利用先进适用技术。建议相关部门指导企业初步筛选出一批可应用和推广的赤泥综合利用技术与模式，编制形成可推广的《赤泥综合利用先进技术名录》，指导企业主动开展赤泥综合利用工作。

（二）建立赤泥综合利用示范基地

依托百色市铝土矿资源的特色优势和现有产业基础，在百色市建立赤泥综合利用示范区，开展赤泥综合利用共性技术研发，重点支持示范基地突破赤泥综合利用技术和产业化难题，应用和推广3～5项先进适用技术，培育2～3家赤泥深度综合利用骨干企业。进一步探索区域整体协同解决方案，推动赤泥由“低效、低值、分散利用”向“高效、高值、规模利用”转变，促进赤泥综合利用水平的全面提升，推进赤泥综合利用产业转型升级，推动广西壮族自治区整体经济绿色、高质量可持续发展。

（三）加大宣传和推广力度

在确保赤泥无害化利用的条件下，相关部门引导赤泥排放企业直接与有能力实现赤泥综合利用的企业签订长期免费供应赤泥的协议。在总结成功经验的基础上，构建赤泥综合利用上下游企业之间的合作机制，解决利益的合理分配问题。同时制定赤泥在水泥、路基材料、板材等大规模利用赤泥技术方面的支持政策，鼓励在各级政府市政或其他工程项目中的推广应用，及时总结应用成功的经验和模式，以模式分析、宣传报道、召开现场会等方式加强对赤泥利用模式的宣传推广。

（四）建立产学研合作机制

加强公共研发机构和平台建设，建立常态化的产学研协作机制，加快科技创新与成果转化。引进国内外领先水平的创新科研团队、行业领军人才，建立赤泥综合研究院，推进绿色关键技术的自主研发，突破一批关键性共性技术瓶颈，助推产业绿色升级，不断提高赤泥综合利用效率。

（五）落实国家税收政策

目前，财政部、国家税务局和地方政府出台了一系列支持工作固废综合利用的财政支持政策。广西壮族自治区应结合实际，深入研究相关政策，完善出台对工业固废中的赤泥综合利用财税政策支持，促进产业发展。探索因运输距离导致赤泥应用成本增加的资金补偿，力争将铝土矿、氧化铝等产品列入进口贴息产品目录。

（六）设立赤泥综合利用专项基金

赤泥大规模利用关键技术的突破离不开资金的支持，因此相关部门需要探索从年度财政预算内投资资金中拿出一部分成立专项资金，引导商业银行、风险投资资金、信托积极等金融机构和社会投资主体参与其中。每年从节能专项资金、循环经济发展资金、工业转型升级资金及战略发展基金中安排一定数额的资金用于支持赤泥大规模利用关键技术突破重点研发项目。同时相关部门应引导企业积极申请国家相关资金支持，加快企业设备更新和技术进步。

（七）推进建立信贷支持机制

引导金融机构信贷资金流向，支持赤泥综合利用产业发展，鼓励企业开展赤泥大规模利用关键技术攻关，并为相关项目提供低息或无息贷款。

（八）加强监管

加强对赤泥综合利用的监管，严格执行固体废物无害化处理的法律法规，对赤泥排放企业和赤泥资源化利用项目进行跟踪监测和监控，采取严厉的惩处措施，确保赤泥资源化利用环境控制指标达标。

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作者简介：杜军艳（1986），女，湖北省襄阳市人，博士，工程师，研究方向为土壤与地下水污染防治研究。