拜耳法赤泥制备机理如何，低钙胶凝材料的出现，使其迎来巨大转机

生产氧化铝的工艺主要包括拜耳法、烧结法和联合法，其中拜耳法是目前最主要的生产工艺，其产量约占全球氧化铝总产量的90%以上无论是哪种生产工艺都会排放大量的赤泥，每生产1吨氧化铝就会排放1-2吨赤泥全球每年赤泥的排放量超过1.3亿吨，而中国每年排放量就有7000万吨以上。

4.火山灰粉末

由于赤泥存在碱性高、活性低等问题，目前赤泥的综合利用率小于10%，大量的赤泥采用筑坝堆存的方式进行处置，预计中国赤泥的累计堆存量已超过4亿吨

5.火山灰的药用价值

赤泥的堆存不仅占用了大量的土地资源，耗费了大量的维护费（堆存成本为20-45元/吨），而且存在溃坝的重大安全隐患2014年9月中铝河南分公司第五赤泥库局部溃坝，附近100余亩耕地受到严重污染2016年8月河南省洛阳市洛阳香江万基铝业有限公司大沟河赤泥库坝体出现赤泥滑坡险情，流出赤泥200万立方米，2016年12月河南三门峡渑池的一个赤泥库意外滑坡导致2人死亡。

6.火山灰反应的作用

赤泥中的有害离子（碱金属、重金属等）还会对周围地下水体和土壤造成严重污染并且，因为赤泥胶凝性差，裸露的赤泥微粉随风飘散，会对大气和生态环境造成严重污染另外，《中华人民共和国环境保护税法》于2018年1月1日起施行，冶炼渣（包括赤泥）将以每吨25元的税额收取，企业减排压力巨大。

7.火山灰里面有什么营养

因此，如何实现赤泥的大规模利用，减少赤泥对环境的危害已成为氧化铝工业迫切需要解决的难题本文依托国家自然科学基金-河南省联合基金：赤泥基材料碳化硬化及固碱机理（U1604118），拟以拜耳法赤泥为主要原料（拜耳法赤泥用量大于50%）。

8.火山灰怎么处理

通过煅烧制备一种高性能低钙拜耳法赤泥基胶凝材料，研究原料组成及煅烧制度对低钙胶凝材料矿物组成的影响规律，揭示此低钙胶凝材料的凝结硬化过程及硬化机理；研究此胶凝材料的碳化反应特性及碳化反应条件对碳化反应速率的影响规律。

9.火山灰可以食用吗

建立碳化反应动力学模型；探明碳化养护后反应产物的组成、形貌及硬化性能之间的关系；揭示预碳化养护增强此低钙胶凝材料凝结硬化性能的机理通过以上研究将为实现大规模利用拜耳法赤泥制备高性能低钙胶凝材料的工业化生产提供科学依据。

10.火山灰有什么营养

推动拜耳法赤泥制备低碳建材新技术产业化，突破氧化铝产业绿色发展的瓶颈，具有巨大的理论价值和经济、社会和环境效益国内外研究现状拜耳法赤泥的来源及组成特性铝土矿的主要矿物为三水铝石（Gibbsite）、一水硬铝石（Diaspore）和勃姆石（Boehmite）；其他的矿物包括赤铁矿（Hematite）、针铁矿（Geothite），石英（Quartz），金红石/锐钛矿（Rutile/Anatase），高岭石（Kaolinite）等。

我国铝土矿资源丰富，主要分布在贵州、河南、广西、山西、重庆、云南和山东等省，总储量达到52482万吨，除本国的铝土矿外，沿海地区（如山东省）还进口国外的铝土矿。中国的铝土矿以一水硬铝石为主。

其Al2O3/SiO2的质量比（A/S）要比勃姆石和三水铝石的低很多，此外，相比澳大利亚和印度尼西亚的铝土矿，中国的铝土矿（除了广西省）铁含量较低炼铝过程简单来说就是将氧化铝同其他氧化物分离的过程，包括酸法处理工艺和碱法处理工艺。

目前，碱法处理工艺是从铝土矿中提取氧化铝的主要生产工艺碱法处理工艺根据铝土矿的品位不同又分为拜耳法、烧结法、改进拜耳法和拜耳烧结联合法等，各工艺的适用范围、工艺过程及产生的赤泥特性其中对于拜耳法生产过程，每生产1t氧化铝排放0.8-1.5t赤泥，烧结法及联合法生产过程，每生产1t氧化铝排放1.5-2.5t赤泥。

生产氧化铝排放了大量的赤泥，目前尚没有有效利用赤泥的成熟技术，赤泥的处置和利用是全世界氧化铝行业面临的主要问题

在中国，赤泥的利用率仅为4%左右，绝大部分赤泥主要通过沟谷拦坝、凹地填充、平地高台等方式进行堆存，截止2017年，中国赤泥的累计堆存量已达4亿吨以上堆存的类型可分为湿法堆存、干法堆存和混合堆存湿法堆存的优点是：设备投资低，输送较易；其缺点是：筑坝难度大，坝体稳定性差，坡比小（有效库容较小）。

与之相反，干法堆存需要投入昂贵的过滤浓缩设备，输送较为困难，且需长时间晾晒，但其筑坝难度小，坝体稳定性高，坡比较大(有效库容增加)混合堆存的方法，采用烧结法赤泥筑坝，解决了拜尔法赤泥难以单独堆存的问题混合堆存可体现出干、湿法堆存的优点，并且尽量的避免了二者的缺点。

拜耳法赤泥的综合利用研究进展赤泥的堆存处置只是暂时缓解了赤泥对环境的危害，不能从根本上解决赤泥的环境污染问题，同时赤泥的堆存还存在重大安全隐患从20世纪50年代，各国学者就开始了赤泥综合利用技术的探索赤泥的潜在应用领域主要包括回收有价金属、处理废水、处理废气、改良土壤、制备催化剂与吸附剂、生产建筑材料等。

其中生产建筑材料由于对赤泥消耗量大，技术风险较小、成本较低等，被认为是最有可能实现赤泥大规模利用的方向此外，由于拜耳法工艺和烧结法工艺产生赤泥的化学和矿物组成存在较大的差异，这也是两者综合利用难度不同的关键原因。

因此，下文分别论述了烧结法赤泥和拜耳法赤泥在建筑材料领域的最新研究进展

包括水泥原料、混凝土、免烧/烧结砖、路基材料等烧结法赤泥和联合法赤泥的化学和矿物组成类似，都含有50%左右的硅酸二钙矿物，因此具有较高的活性，其资源化利用相对拜耳法赤泥较容易国内外学者利用烧结法赤泥作为水泥生产原料之一。

生产了硅酸盐水泥熟料、硫铝酸钙特种水泥等，但是需要脱碱预处理并严格控制其掺量国内学者]利用烧结法赤泥作为矿物掺合料，减少水泥熟料的用量，研究了烧结法赤泥对砂浆和混凝土性能的影响规律有学者利用烧结法赤泥生产免烧砖等墙体材料。

杨家宽等利用烧结法赤泥生成路面基层材料，并进行了工程示范应用李国卫等通过复合激发的方法利用烧结法赤泥生产了复合胶凝材料吴建锋等利用烧结法赤泥制备多孔陶瓷滤球

结果表明赤泥添加量为50%，烧成温度为1120°C时，制备的陶瓷滤球具有较好的性能，可满足污水处理过滤介质的要求目前全世界90%以上的氧化铝是用拜耳法生产的，因此全世界的赤泥以拜耳法赤泥为主相对于烧结法赤泥，拜耳法赤泥不含有硅酸二钙活性矿物，同时由于含有大量的碱，易引起碱骨料反应和泛霜问题，因此很难直接生产建筑材料，其综合利用一直都是世界性难题。

制备水泥熟料：Tsakiridis等在水泥生料中掺入少量赤泥并研究了赤泥对普通硅酸盐水泥熟料性能的影响，结果表明，少量的赤泥（掺量小于5%）对水泥熟料的矿物组成和性能没有太大的影响印度学者Singh等利用拜耳法赤泥为原料制备了一系列特种水泥：。

利用石灰石、赤泥和粉煤灰制备了以铁铝酸四钙（C4AF）和硅酸二钙（β-C2S）为主要矿物的水泥；利用石灰、赤泥、铝土矿和石膏制备了以铁酸二钙（C2F）、铝酸钙（C3A和C12A7）为主要矿物的水泥利用石灰、赤泥、石膏和铝土矿烧成了高铁的硫铝酸钙（C4A3S̅）水泥。

结果表明后两种水泥拥有与普通硅酸盐水泥相当甚至更好的性能，而用粉煤灰替代铝土矿会导致水泥性能的下降制备陶瓷材料：Sglavo等利用0-20%的赤泥和粘土配料，在950和1050°C制备了烧结砖吴建锋等利用拜耳法赤泥制备多孔陶瓷滤球，结果表明赤泥添加量为60%，烧成温度为1100°C时，能够制备高气孔率、高强度的优质陶瓷滤料。

Pérez-Villarejo研究了赤泥掺量对烧结砖性能的影响，结果表明，赤泥掺量为50%，煅烧温度为950°C时，烧结砖能够取得很好的性能矿物掺合料：Ribeiro研究了赤泥掺量对钢筋混凝土的影响，结果表明赤泥的高碱性有利于阻止钢筋锈蚀。

Pera利用煅烧的赤泥作为具有火山灰活性的颜料加入到白色混凝土中制备了彩色混凝土Manfroi研究了不同掺量的原状赤泥和煅烧处理的赤泥对水泥水化矿物组成和微观结构的影响规律，结果表明，掺加为5%的600°C预煅烧处理赤泥的试块性能最好。

Senff研究了赤泥对普通硅酸盐水泥砂浆性能的影响规律，结果表明：拜耳法赤泥会降低水泥砂浆的流动性，随着赤泥掺量的提高，试块的吸水率和力学性能大大降低，拜耳法赤泥不具有水化硬化活性。

直接制备地质聚合物材料：拜耳法赤泥中氧化钠含量为5-12%，氧化硅和氧化铝含量40-50%，可以用来制备地质聚合物材料；但是这些氧化物主要以方钠石、钙霞石等结合态形式存在用拜耳法赤泥直接制备地聚合物材料时。

仅能利用其中的自由碱，赤泥中的铝硅酸盐并未在聚合材料中充分发挥作用潘志华等研究了碱激发赤泥-钢渣胶凝材料的水化产物、微观结构和宏观性能，结果表明，主要的水化产物是C-S-H凝胶没有发现钙矾石、氢氧化钙和类沸石相，说明赤泥中铝酸盐矿物的活性并未得到有效发挥。

He等以拜耳法赤泥、粉煤灰和水玻璃为主要原料，制备了地质聚合物材料，并与煅烧高岭土制备的地聚合物材料进行了比较

结果表明，赤泥制备的地聚合物材料强度发展慢，强度低，孔隙率大，赤泥中的铝硅酸盐并未参与聚合反应Giannopoulou等的研究也证实了拜耳法赤泥的活性较差赤泥是在铝酸钠溶液中的稳定态，在碱溶液中具有较高的稳定性，由其制备的地聚合物材料不能形成三维网状结构，导致了地质聚合物材料的力学性能差、耐候性较差。

方钉工社