【原创】赤泥基环保系列产品的关键技术研发


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  12月18日,中国粉体网将在山东淄博举办“2026第二届全国赤泥综合利用技术创新与发展论坛”,中国矿业大学姬永生教授作《赤泥基环保系列产品的关键技术研发》报告。

中国粉体网讯 赤泥是一种碱性的多孔材料,具有较高的pH值和较强的吸附性,因此在环境保护领域,特别是在大气处理、水处理及土壤修复等方面具有较高的利用价值。


赤泥在环境领域的应用


赤泥脱碱研究现状


由于赤泥中的Na含量过高,一直制约着赤泥资源利用的开发和产业化。通过对赤泥中碱性组分的研究表明,在赤泥中的碱组分主要以结合碱和自由碱两种形态存在,其脱碱原理基本上都是通过破坏化学结构将结合碱转化为自由碱,然后通过水洗将其去除。对于自由碱已经可以实现较为彻底地去除,但自由碱只占了赤泥中碱的一小部分,大量的碱都是结合碱,它们与铝硅酸盐紧密结合,这部分碱较难除去。


总的来说,赤泥脱碱的方法有六种,分别是水洗法、盐离子置换法、酸浸法、碱浸法、气体法、联合法,其中联合法就是将前五种方法进行有效的组合,进而获得更为理想的脱碱效果。


赤泥基环保系列产品


吸附重金属


赤泥本身具备多孔结构,可用于去除污水中的重金属离子(如As、Cr、Pb、Cu等)、无机阴离子(如磷酸根、氟化物)及有机污染物。


利用赤泥制备吸附剂,通常需要先进行活化处理,这不仅能提高其吸附容量,还能有效固定赤泥中的有害成分,防止二次污染。主要的活化方式包括酸处理、热处理和中和处理等,其中酸-热综合处理应用较为广泛。


改性赤泥作为高效吸附剂用于水、气净化,其对废水中Pb2+、Cd2+的吸附容量分别达302.33mg/g与154.97mg/g,并在10min内对砷的去除率超过90%。


吸附气体


赤泥颗粒细小、孔径分布适宜、铁含量高等特点,使其成为一种潜在的气体吸附材料。改性赤泥可用于吸附有机废气(如甲苯)及二氧化碳。


有研究指出,经改性后的赤泥吸附剂对甲苯具有吸附作用,当吸附剂质量分数为0.3%时效果最佳。这主要归因于酸改性优化了赤泥的孔结构,并负载了特定金属元素,增加了甲苯的吸附位点。


采用碱活化法制备赤泥聚合物微球,并负载BiOX光催化剂用于降解甲醛。研究表明,当赤泥掺量为50%、碱液浓度为6mol/L时,聚合物微球形态良好;负载催化剂后,在60min内对甲醛的去除率高达85.71%,吸附与降解效果显著。


土壤调节剂


拜耳法赤泥的高碱性和富含钙、硅、铁、钾等元素的特点,使其经适当处理后可作为土壤调节剂,用于改良酸性土壤,其具有重金属固化效率高、土壤改良效果好、成本低廉等优势。


在重金属污染土壤的修复方面,赤泥通过吸附、沉淀、共沉淀等作用固定土壤中的重金属,将土壤中可迁移、生物有效性高的重金属离子转化为稳定、低毒性的形态。


赤泥环保材料发展展望


作为土壤调节剂施加于酸性污染土壤时,可使有效态镉质量分数降低47.09%,同时其富含钙、硅、镁、钾等元素有助于补充土壤养分、改善肥力。在环境治理与功能材料领域,仍存在成分波动大导致性能不稳定、重金属易二次释放、材料成型性与力学强度不足、成本效益比偏低等核心瓶颈。


未来应着力于材料定向设计与工艺耦合,突破规模化应用障碍。例如,开发赤泥基复合功能材料,通过微量金属氧化物掺杂(如负载型TiO2/赤泥光催化剂)与可控焙烧工艺(低温还原焙烧稳定重金属),提升污染物吸附/催化效率及稳定性;同时,进一步优化成型技术,采用低浓度黏结剂耦合低温烧结,制备高强度的多孔颗粒材料,以适应工程化需求。


12月18日,中国粉体网将在山东淄博举办“2026第二届全国赤泥综合利用技术创新与发展论坛”中国矿业大学姬永生教授《赤泥基环保系列产品的关键技术研发》报告,分享赤泥造粒固化脱碱及绿色环保资源化利用技术。


专家介绍



姬永生1970年7月生,江苏邳州人,工学博士。中国矿业大学力学与土木工程学院教授、博士生导师。


主要从事工程结构耐久性理论与技术、新型高性能及功能性材料技术、固体废弃物建材化再利用技术、新型装配式结构技术等方向的研究工作。


主持国家自然科学基金面上项目2项、其他纵向及横向研究项目数十项;出版学术专著1部;发表学术论文150余篇,其中以第一或通讯作者发表SCI论文和EI论文100余篇;以第一发明人申请国家发明专利100余项,已授权50余项;获得全国课件大赛二等奖1项、三等奖1项;获得江苏省科技进步三等奖2项、河南省科技进步奖二等奖2项,指导博士研究生获江苏省优秀博士论文1项。


参考文献:

徐兴卫:赤泥资源化综合利用研究进展,昆明冶金高等专科学校

吴平川:从碱法固废到二次资源赤泥组构特性与功能化利用研究进展,河北工程大学

华璞杰:赤泥脱碱工艺及其资源化利用研究,江西理工大学


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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