堿在赤泥中的存在方式及固定方法研究.pdf

1、赤泥是生產氧化鋁時所排出的固體廢棄物，排放量大，因其堿含量高、活性低，難以有效利用。目前主要的處置方式是露天堆存，會占用大量土地、引起地下水和空氣污染，亟待處理。
　　本論文針對拜耳法赤泥含堿量高，用在建筑材料中會引起堿集料反應、泛白的問題，利用XRD、火焰光度計等檢測手段研究了堿在赤泥中的存在形式（可溶堿、非可溶堿）及比例。同時以堿溶出率、凈漿強度為控制目標，研究了赤泥在活化（熱活化及加鈣熱活化）過程中可溶堿和不可溶堿的變化規(guī)律

2、及其對赤泥活性的影響。利用物相耦合原理，研究了利用粉煤灰高溫吸收赤泥可溶堿降低赤泥可溶堿新技術，并在系統(tǒng)研究粉煤灰摻量、細度、養(yǎng)護時間對粉煤灰固結赤泥可溶堿效果影響的基礎上，研究了粉煤灰固堿機理。主要結論如下：
　　（1）拜耳法赤泥中的堿主要分為兩部分：一部分是可溶性堿，是在溶出鋁土礦過程中帶入的附著堿液，一部分是不可溶性堿，是鋁土礦中的SiO2與鋁酸鈉溶液反應生成的不溶性水合鋁硅酸鈉，主要以鈣霞石的形式存在。其中赤泥中可溶堿含量

3、占總堿量的54％，非可溶堿占總堿量的46%。
　　（2）在赤泥活化過程中，其可溶堿含量隨溫度的升高先升高后降低，在700℃時達到最大值，表明此時水合鋁硅酸鈉的結合度低，離子溶出率大，故活性較高。在煅燒溫度升高的過程中，赤泥中的一些含水礦物在500℃之前分解，并且鈣霞石的衍射峰強度開始降低，所以可溶堿含量逐漸增大，在800℃開始出現(xiàn)結構穩(wěn)定的鈣鋁黃長石和鈉鋁黃長石，Na2O被固結在穩(wěn)定的鈉鋁黃長石中，所以可溶堿含量有所降低，900℃

4、時結晶度進一步增大，更多活性物質被固結，離子溶出率減少，故可溶堿含量進一步降低。不同溫度下可溶堿含量的變化與凈漿試塊的早期強度變化一致，但隨著齡期的增長，在900℃以下時，試樣的抗壓強度逐步增長，在900℃出現(xiàn)下降。并且在煅燒過程中，赤泥中的堿含量隨著溫度的升高而有所揮發(fā)，800℃之前揮發(fā)量較大，800℃之后，Na2O被固結，揮發(fā)量減小。
　?。?）赤泥中加入不同比例的石灰并在1200℃下煅燒，生成具有水化活性的C2S及可溶出的鋁

5、酸鈉，提高了赤泥的活性，最高堿溶出率可達82.55%。在低齡期時，凈漿試塊的強度與堿的溶出率一致，但齡期增長后，C2S水化程度增大，提高了凈漿試塊的強度。
　?。?）利用粉煤灰在高溫養(yǎng)護下與赤泥作用可以降低可溶堿的含量。赤泥與粉煤灰比例為1:2.5時，赤泥的堿溶出率最低；粉煤灰細度越大，赤泥可溶堿的含量越低；隨著養(yǎng)護時間的增加，粉煤灰-赤泥材料中的可溶堿含量降低。經XRD檢測可知，鈉與粉煤灰溶出的Al2O3、SiO2反應生成了不溶