对赤泥的特性及排水固结的研究

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1、对赤泥的特性及排水固结的研究：对赤泥基本物理化学及力学特性进行分析，研究赤泥的排水固结规律、堆放方式及附液处理，此外，对赤泥堆场的勘察方法和赤泥的综合利用进行了探讨。　　关键词：赤泥力学特性稳定性　　一、背景介绍　　1）赤泥　　赤泥是铝土矿生产氧化铝后所产生带碱性的一种泥浆状废弃物,因赤泥中常含有大量的氧化铁,呈红褐色,故称赤泥、红泥。赤泥处置是氧化铝生产流程中的重要组成部分,每生产一吨氧化铝要产生赤泥1.2-1.7吨，由于目前技术条件下，大量赤泥无法得到充分利用,国内各大铝厂只能选定一个场所将赤泥露天堆存，由

2、于赤泥附液含碱量高,一旦附液渗漏将严重污染环境，因此如何确保赤泥的堆存安全及处理好赤泥带来的环境影响问题就成为各氧化铝厂务必解决的关键问题。　　2）研究目的和意义　　赤泥及其附液具有强碱性，赤泥堆场一旦发生赤泥泄漏或赤泥坝崩溃将造成不可挽回的环境污染和经济损失。赤泥对土壤的盐碱化作用是长期性的，土壤pH值太高，会致使农作物无法正常生长或被碱烧死，使土壤板结，甚至荒废。赤泥附液进入水体后，将使水体pH值增高，碱度上升，破坏自然水体的酸碱平衡，污染严重时将使自然水体失去饮用及农灌功能，河流自然生态平衡受到严重破坏。

3、贵州为典型的岩溶地貌，使得赤泥新建堆场选址受到较大限制。而随着我国城镇化的推进，国家对环境保护标准要求的进一步提高，更使得赤泥堆场新址的修建几无可能。　　例如贵铝，其每生产一吨氧化铝要产生赤泥1.5吨，赤泥堆场已达到甚至超过设计堆高，属超限运行，并引发多次渗漏或溃坝事故，造成了一定范围的环境污染。而贵州为典型的岩溶地貌，使得赤泥新建堆场选址受到较大限制，且随着我国城镇化的推进，国家对环境保护标准要求的进一步提高，贵阳市城市逐步扩展，对水环境保护的要求日益严格，这使得赤泥堆场新址的修建几无可能。因此，对贵铝赤泥堆

4、场的堆高稳定性进行分析，从而有效增加已建堆场的库容，较好的解决堆场库容问题，都是非常具有现实意义的课题。　　二、赤泥基本特性　　1）种类　　（1)按生产方式分类　　目前在中国氧化铝生产方法繁多，主要有拜尔法、烧结法和混联法3种。不同方法排放的赤泥其组成和性质不同，对环境的影响也不尽相同。具体来说，国外主要采用拜耳法工艺生产赤泥，而我国主要采用的是烧结法和联合法，但近年来新建的氧化铝厂多采用了拜耳法工艺。一般认为拜耳法赤泥是一种纯粹的废弃物，只有很少部分的烧结法赤泥和联合法赤泥可以利用于水泥的烧制工艺中。　　①拜

5、尔法赤泥　　拜耳法冶炼氧化铝采用强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿，这个过程中，作为主要原料的铝矾土越过高温煅烧环节被直接用来溶解、分离、结晶、焙烧等工序得到氧化铝，溶解后分离出的浆状废渣是拜耳法赤泥.采用拜尔法冶炼氧化铝，赤泥外排量平均为1~1.1t/t氧化铝。　　②烧结法赤泥　　烧结法冶炼氧化铝时，首先必须在原料铝矾土中配合一定量的碳酸钠，然后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，即铝酸钠熟料，再经溶解、结晶、焙烧等工序制取氧化铝，溶解后分离出的浆状废渣便是烧结法赤泥

6、.采用烧结法冶炼氧化铝，赤泥外排量平均为0.7~0.8t/t氧化铝。　　③混联法赤泥　　混联法是拜耳法和烧结法的联合使用，混联法所用的原料是拜耳法排出的赤泥，然后采用烧结法再制取氧化铝，最后排出的赤泥为烧结法赤泥。　　2)按粒度工程分类　　按粒度分析，赤泥堆场排放赤泥主要分为3类:　　①赤泥中砂>0.25mm的粒径占50%以上，主要分布于冲积滩水上区。　　②赤泥细砂粒径>0.1mm的占75%以上，为赤泥堆场的主要类型，分布于冲积滩水上区，主要为烧结法生产工艺产生的赤泥，固结后工程性质良好。　　③赤泥粉砂粒径<0

7、.1mm占5%左右，分布于冲积滩的水下斜坡区向沉淀池区的过渡带。　　二、排水固结工程问题　　1）新建拜耳法干式赤泥堆场排水固结工程问题　　（1）排水系统　　以平果铝厂为例，经过排放口排出的赤泥泥浆,靠近排放口的赤泥粗颗粒经重力分选作用先沉积下来,细颗粒以及赤泥分离水沿堆场上表面流向堆场中央,根据水力学原理,在滩面自然形成漫流,这样一来,从坝顶处到堆场中央就形成了一定的坡度,赤泥分离水以及降雨时的雨水就会沿堆场赤泥坡面汇集到堆场中央周围,形成了低洼汇水区。而堆场中央随赤泥的每级排放也布设了级配碎石排水系统(图1)

8、。如此赤泥分离水以及降雨时的雨水就沿着级配碎石流入库底的排水层,汇集到排水层内部的缠丝集水管,最后流入回水池。此外,少部分雨水和赤泥附液通过赤泥表面裂缝和赤泥内部裂隙在赤泥层内下渗,对于这部分通过赤泥层下渗的分离水,其在赤泥层中下渗至堆场底部,沿排水层坡面集流后,同样通过缠丝钢管排入埋在防渗层下的排水管自流到回水池。为防止雨季期间堆场内积水过多而影响库区安全,在堆场各库区中间布置一根洪