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赤泥综合利用产业环境、先进技术、未来方向——专访昆明理工大学国家固体废弃物资源化国家工程研究中心副主任李彬
1121 2026-06-30

中国粉体网讯 6月25日,由中国粉体网举办的“2026全国赤泥综合利用技术创新与发展论坛”在淄博市喜来登酒店成功召开。在会议现场,中国粉体网邀请昆明理工大学国家固体废弃物资源化国家工程研究中心副主任李彬做客“对话”栏目,围绕赤泥综合利用现状、产业化案例、发展潜力等多个角度展开分析、交流。


昆明理工大学国家固体废弃物资源化国家工程研究中心副主任李彬


1:李主任,请您介绍一下昆明理工大学固体废物资源化国家工程研究中心,以及贵团队在赤泥综合利用方面的主要研究成果。


李主任:固体废物资源化国家工程研究中心是国家发展改革委批准设立、依托昆明理工大学建设的重要国家级平台,主要面向有色金属冶金、化工、建材等行业产生的大宗工业固体废物,开展资源化利用与安全处置技术研发、工程化验证和产业化推广。中心聚焦有色冶炼废渣、赤泥、磷石膏等,致力于多源固废的协同处置、全组分回收及高值化利用。


我们团队长期扎根赤泥规模化、高值化综合利用方向,形成了从基础理论研究、关键工艺开发到工程示范的系统性成果。


第一,赤泥有价组分梯级回收。开发了赤泥中铁铝高效分离与提取技术,我们提出的还原焙烧提铁和酸浸提铁,铁的回收率可达80%以上,同时实现钠碱的循环利用。未来将进一步推进其实际应用,例如开发铁铝絮凝剂材料等。


第二,赤泥基绿色建材与胶凝材料。利用赤泥的潜在胶凝活性,通过与矿渣、钢渣等协同激化,制备出道路基层材料、微晶玻璃等,该技术已在云南、山东等地进行了示范应用,掺比可达40%以上,性能满足国家相关标准。


第三,赤泥基环境功能材料。我们利用赤泥富含氧化铁、比表面积大且呈碱性的特点,将其改性制备成高效烟气脱硫脱硝材料。氧化铁组分可作为活性催化中心,参与二氧化硫和氮氧化物的氧化还原反应,碱性环境则有利于酸性气体的吸附和固定。我们开发的赤泥湿法脱硫技术已在多个地区进行示范化工程,中试过程表现出优良的脱除效率,可实现以废治废,将赤泥资源化与大气污染治理协同耦合,为冶金、化工等行业的烟气超低排放提供一种低成本的解决方案。


此外,团队还将赤泥改性制备成吸附剂,用于废水除磷、重金属吸附等,同样取得了良好的应用效果。


2:李主任,请您给大家科普一下赤泥的特性和利用价值。


李主任:赤泥是铝土矿提取氧化铝后排出的固体废渣。它的特性非常鲜明,可以概括为“一高、二大、三多”。一是碱性高,赤泥浆液的pH值通常在9~12之间;二是粒度细、比表面积大,容易扬尘;三是组分多,既含有大量的铁(通常以Fe2O3计在30%~60%)、铝(Al2O315%~25%)、硅、钙、钠等主要元素,还含有微量的钪、钛、镓、钒等极具战略价值的稀有金属。


正因为这些特性,赤泥其实是一座“沉睡的宝藏”,利用价值主要体现在三个方面。第一,作为二次金属资源,可以回收铁、铝以及伴生的钪、钛等,一定程度上弥补我国相关矿产资源的不足。第二,利用其主体成分硅铝酸盐的胶凝活性,替代天然矿物原料制备建材,如水泥熟料、胶凝材料、透水砖等,实现大规模消纳。第三,环境领域的应用,凭借其高碱和多孔结构,改性后可作为酸性废水、重金属污染水体的净化材料,甚至用于烟气脱硫脱硝。正确认识并利用好这些价值,是变废为宝的关键。


3:李主任,您认为目前赤泥综合利用发展环境如何?要推动赤泥综合利用产业发展还需要解决哪些问题?


李主任:当前赤泥综合利用的发展环境正处于一个重要的战略机遇期。从政策层面看,国家“无废城市”建设、碳达峰碳中和目标以及新《固废法》的实施,都将大宗固废的资源化利用推到了前所未有的高度,赤泥是重点攻克对象。从产业需求看,我国赤泥历史堆存量已超过13亿吨,年新增超1亿吨,但综合利用率长期不足10%,氧化铝企业正面临着越来越大的环保和堆存压力,主动寻求资源化出路的内生动力明显增强。同时,全社会的“资源循环”意识也在提升,为产业培育提供了土壤。


但真正要把这个产业做大做强,亟须解决以下瓶颈问题:


一是成本与市场倒挂,现阶段多数赤泥利用技术的经济性尚无法与天然原料竞争,需要加大财税补贴、绿色金融等政策倾斜,或是通过碳交易等手段体现其生态价值;


二是技术成熟度与工程稳定性不足,很多技术实验室可行,但放大到年产几十万吨乃至百万吨级处理线时,产品质量波动大、能耗高等问题突出;


三是标准体系缺失,赤泥基产品进入市场缺乏统一的设计、施工、应用和评价标准,用户不敢用、管理部门难审批。


四是上下游协同机制不畅,铝厂、建材厂、化工企业之间缺乏跨行业耦合的规范和政策引导,需要构建区域性的循环经济链。解决这些,需要科技、政策、产业和金融界形成合力。


4:李主任,您认为目前赤泥综合利用技术水平如何?赤泥提取有价金属方面,哪些金属实现了产业化提取,水平如何?


李主任:总体来说,赤泥综合利用技术已从单纯的理论探索步入工程化示范与初步产业化阶段。其中,大规模消纳技术,如建材利用,湿法脱硫等技术,已经相对成熟且已有若干产业化案例;有价金属提取则处于迈向产业化的关键期。


在从赤泥提取有价金属方面,实现产业化或准产业化的主要有以下三类。


一是铁的回收,这是产业化程度最高的方向。基于还原焙烧提铁或高温熔炼工艺,已建成了多条年产几十万吨铁精矿或珠铁的工业生产线,所得铁产品可满足炼铁或水泥校正原料的要求。以中国铝业、山东信发等企业的示范线为例,铁回收率超过80%,已经实现了连续稳定运行,接近于盈亏平衡点。


二是铝和碱的协同回收,主要是通过火法烧结-湿法溶出的“钠化还原”路径,回收其中的氧化铝和苛性碱并循环用于氧化铝生产。这项技术已有十余年的攻关基础,目前万吨级示范线能够实现碱回收率90%以上、氧化铝回收率70%左右,但受能源价格影响大,仍在向低成本化演进。


三是稀有金属的提取,赤泥是钪的重要潜在来源。目前国内已经建成了从赤泥酸浸液中萃取提钪的示范生产线,能够生产出公斤级的99.9%氧化钪产品,标志着稀贵金属提取有了产业开端,但受限于赤泥中钪浓度低、酸耗大,整体规模效益有待提升。


此外,钛的提取也在积极推进,有企业尝试用高梯度磁选或浮选富集钛,再结合酸解法制钛白粉,正处于工程化验证阶段。其他如镓、稀土元素等,目前多停留在实验室或中试阶段。


5:李主任,其他工业固废和赤泥协同利用研究有哪些方向或者成果?您能否举例介绍几个?


李主任:这正是我们团队近年来重点布局的前沿方向,即“多源固废协同梯级利用与以废治废”。核心思路是,利用赤泥的高碱、富铁等特性,与其他固废的酸性、含硫、含钙等特征互补,在同一体系内实现多种固废的同步处置与增值利用。


我举四个典型例子。


第一个,赤泥与磷石膏协同制备生态修复材料。磷石膏呈酸性并含有可溶磷、氟,赤泥则呈强碱性且富含铁铝氧化物。我们将两者按一定配比中和混合,赤泥的碱既能固定磷石膏中可溶性磷、氟等有害成分,又能激发其硫酸钙的活性;同时磷石膏可以消除赤泥的碱污染。反应生成的类钙矾石等产物能有效固化重金属,产品可直接用作酸性矿山排土场的阻隔覆盖层、土壤改良剂或路基填料。这项技术已在云南某矿区进行了百亩级生态修复示范,效果显著,实现了两类重大危废的协同无害化与资源化。


第二个,赤泥与钢铁渣等协同制备全固废胶凝材料。 钢渣含有活性C2S,但易安定性不良;矿渣具有潜在水硬性,需要碱性激发。我们将赤泥作为复合碱性激发剂,与钢渣、矿渣、脱硫石膏等精细化复配,利用赤泥的高碱和硫酸盐联合激发,制备出无需水泥熟料的胶凝材料,抗压强度可达42.5水泥标准,且重金属浸出毒性远低于限值。这条路径将赤泥从“被利用物”转化为“资源化功能材料”,建材产品的碳足迹也大幅降低。


第三个,赤泥与煤矸石等协同烧结制备陶粒。 煤矸石含有残余碳和硅铝成分,赤泥则可作为助熔剂。在高温烧结过程中,碳燃烧提供部分热能,赤泥中的钠、铁等降低烧成温度,两者共同促成陶粒的膨胀与成孔。所得轻质高强陶粒可用于建筑轻骨料或水处理滤料,同时消纳了两种固废。这条路线已在山西、贵州等地有了中试线,固废综合掺比可达80%以上。这些协同利用方向的共同点是“以废治废”,通过跨行业的物质流重构,实现区域大宗固废的闭环利用。


第四个,赤泥协同其他固废制备玻璃材料。这是近年来我们探索的高值化新路径。赤泥富含硅、铝、铁、钠等玻璃网络形成体与改性体组分,这使其天然具备制备玻璃的化学基础。但单独使用赤泥往往存在熔融温度高、成玻稳定性差等问题。为此,我们将其与磷石膏、粉煤灰、铅锌渣等成分互补型固废协同配伍,通过组分精细调配,在相对较低的温度下实现共熔和均化,成功制备出性能优良的微晶玻璃和透明玻璃。产品抗压强度高、耐磨和耐腐蚀性好,可作为高档建筑装饰板材的替代材料;这条路径不仅实现了多种固废的协同消纳,更赋予了产品高附加值。


这些协同利用方向的共同点是“以废治废”,通过跨行业的物质流重构,实现区域大宗固废的闭环利用。


粉体网:感谢您接受我们的采访!


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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