赤泥,制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的工業(yè)固體廢棄物,因氧化鐵含量大呈赤色而得名。赤泥的綜合利用一直是一道世界性難題。
在過去,由于技術(shù)不成熟,加上處理成本過高,赤泥只能以傳統(tǒng)的堆存方式進行處理,結(jié)果赤泥堆場越來越多,越來越大,占用了耕地,也帶來環(huán)境風(fēng)險。
作為我國重要的鋁工業(yè)基地,廣西百色市為了促進鋁產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型,近年來一直積極探索赤泥的綜合利用路徑。2022年,百色市赤泥利用率達13.16%,遠高于全國乃至全球平均水平。
消除環(huán)境風(fēng)險
來到中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司的赤泥堆場,只見一條巨大的赤泥壩攔在眼前。
該堆場于1995年開始使用,面積達2200畝,如今已堆了3層赤泥,高達20多米。旁邊是一座赤泥水分壓濾工廠,每天將8000噸赤泥脫水成粉狀后通過傳送帶輸送到堆場。
一般來說,平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁會產(chǎn)生1至2噸的赤泥。由于赤泥結(jié)合的化學(xué)堿難以脫除且含量大,又含有氟、鋁及其他多種雜質(zhì)等原因,雖然過去世界各國專家對赤泥的綜合利用進行了大量的科學(xué)研究,但進展不大,各國對赤泥的消納主要采取海底或陸地堆放處置的方法。
沿著臺階登上赤泥壩堆場上方,中間的深坑是這個堆場最后的容量。當(dāng)前堆場赤泥量達5400多萬噸,預(yù)計將于3年后達到飽和?!拔覀冞@個堆場,需要75人的管護隊伍,每年維護費用投入約5000萬元?!惫境嗄嗌a(chǎn)車間主任莫日愛告訴記者。
百色鋁產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強,形成了“鋁土礦—氧化鋁—電解鋁—鋁加工—再生鋁”全產(chǎn)業(yè)鏈條。2022年,當(dāng)?shù)劁X產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破千億元,占廣西鋁產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值80%以上。然而隨著鋁產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的赤泥成為困擾行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的突出問題之一。
百色市現(xiàn)有氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)5家,赤泥年產(chǎn)生量約1549.56萬噸,共有10座赤泥堆場(庫),設(shè)計總庫容1.62億立方米,已使用1.16億立方米,累計堆存量約1.63億噸,每年投入的赤泥堆場維護費用高達1.2億元。如果不加工處理,百色市每年新增赤泥堆存費用約為3200萬元。
赤泥堆場的科學(xué)安全堆放事關(guān)重大。近年來,百色不斷加強赤泥堆場的日常管理,建立赤泥產(chǎn)生企業(yè)固體廢物全過程信息管理制度,實現(xiàn)工業(yè)固體廢物可追溯、可查詢。對排查發(fā)現(xiàn)的各類環(huán)境風(fēng)險隱患及時整改,及時消除環(huán)境風(fēng)險隱患。
多年來,百色市從未停止過對赤泥綜合利用的研究工作。早在2009年,中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司從廢棄的赤泥中提取鐵精礦的生產(chǎn)試驗獲得成功,為赤泥的無害化處理和綜合利用走出了一條新路。
實現(xiàn)變廢為寶
“目前,國際鋁協(xié)認(rèn)可的3種赤泥處理技術(shù)(赤泥干堆、選鐵、邊坡處理)、赤泥綜合利用的3種途徑(資源化、材料化、減量化),百色市均已投入使用,赤泥處理技術(shù)已走在全國甚至世界前列?!卑偕形N?、副市長李玉成接受記者采訪時說。
百色市已有8家赤泥綜合利用企業(yè),已形成赤泥提鐵每年221.3萬噸、提鎵每年180噸的規(guī)模,路基材料使用取得新突破。
在廣西華眾建材有限公司的中控室里,展示著裝有灰渣、赤泥、石灰石碎屑、鋁土礦尾渣等的玻璃瓶。經(jīng)過若干道工序后,它們變成了水泥,再次被應(yīng)用到建筑中。
“我們通過水泥熟料生產(chǎn)工藝將赤泥與其他硅鋁質(zhì)材料按適當(dāng)比例進行配料,經(jīng)過多次試驗,將赤泥摻比量由設(shè)計時的3%提高到目前的9%,年消化赤泥5.05萬噸,提高了資源的綜合利用效率。”公司總經(jīng)理王天利說。
從赤泥中回收金屬鐵也是百色消納赤泥的又一個重要方向?!肮咀?014年開始采用磁選加重選的工藝從赤泥中提取有價金屬鐵,年生產(chǎn)鐵精礦20多萬噸,赤泥中鐵礦回收率達到30%,實現(xiàn)赤泥減排約15%?!睆V西田東錦鑫化工有限公司研發(fā)中心經(jīng)理王明理說。
而在位于德??h的廣西九州新材料有限公司,則將提過鐵后的赤泥又進行高鈣鋁、鐵精礦及水泥校正劑的提取生產(chǎn)。公司經(jīng)理阮克力告訴記者,釋放全部產(chǎn)能后預(yù)計可年產(chǎn)33萬噸高鈣鋁、13萬噸水泥校正劑及13萬噸鐵精礦。
“我們在赤泥處理領(lǐng)域已經(jīng)擁有11項國家專利,生產(chǎn)出的高鈣鋁不僅消納了赤泥,賣回給本地鋁生產(chǎn)企業(yè)后,又能夠降低鋁礦石、堿及石灰的用量,實現(xiàn)了兩端減少赤泥排放,可將赤泥綜合利用率提升至25%至30%。”阮克力說。
此外,有的企業(yè)還將赤泥加工成煉鋼企業(yè)所需要的新型高效冶煉輔料。例如,廣西三秋樹環(huán)??萍加邢薰?、廣西中融冶金技術(shù)研究有限公司已成功實現(xiàn)該項運用,年消化赤泥7.47萬噸。
為了改善堆場的環(huán)境狀況,中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司開展了赤泥土壤植被栽培技術(shù)試驗研究,實現(xiàn)了在三期赤泥上進行多種植物種植。田東錦鑫化工有限公司則嘗試用石化園區(qū)的廢酸對赤泥進行中和處理,處理后的低堿赤泥通過與客土、甘蔗渣等混合用作赤泥壩復(fù)墾用土。目前,利用1000平方米堿中和土壤種植植被的試驗已經(jīng)取得初步成功。
而用作路基材料的探索,有望在未來實現(xiàn)赤泥的大規(guī)模消納。目前,中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司已建成1.5公里的赤泥基試驗路段,并已作為礦山公路投入使用。該項目首次在重載等級公路全路面(基層+面層)采用全赤泥基材料,其中混凝土膠材中赤泥摻比達40%,赤泥基穩(wěn)定碎石中赤泥摻比高達92%,總體技術(shù)水平居國內(nèi)領(lǐng)先。
“百色千億元鋁產(chǎn)業(yè)的成長歷程也是探索赤泥綜合利用解決方案的過程。在鋁產(chǎn)業(yè)壯大成為千億元產(chǎn)業(yè)集群的同時,百色也成為在赤泥綜合利用上有一定競爭力的國家工業(yè)資源綜合利用基地?!崩钣癯烧f。
高附加值利用
百色市在推動赤泥的減量化和規(guī)模化高效綜合利用方面取得了顯著進步,但受技術(shù)瓶頸、成本高、投資收益小等因素影響,目前赤泥綜合利用仍難以形成規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。
“就我們現(xiàn)在掌握的技術(shù)來說,實現(xiàn)赤泥完全處理是可以實現(xiàn)的,難題主要有兩個,一個是處理完赤泥,可能會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品,市場沒法消化;二是處理成本過高,企業(yè)無法承受。”廣西東懋再生資源公司總經(jīng)理李偉說。
赤泥成分復(fù)雜,排放量巨大,僅依靠單一的技術(shù)手段很難規(guī)?;{,且容易造成產(chǎn)品種類單一。赤泥的規(guī)模化利用技術(shù)涉及有色、建材、鋼鐵、交通、環(huán)保等多個行業(yè)領(lǐng)域,且在規(guī)?;贸嗄嗟穆坊鶓?yīng)用、建材應(yīng)用方面,需考慮運輸半徑問題。
因此,在百色區(qū)域內(nèi)探索建立赤泥固廢資源整體協(xié)同解決方案,加大赤泥利用產(chǎn)業(yè)鏈上、下游溝通交流,促進赤泥多途徑、跨領(lǐng)域、多行業(yè)消納,特別是根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同固廢開展協(xié)同處置利用研究,是促進赤泥走向高附加值規(guī)?;玫挠行緩健?/p>
2月23日至25日,第二屆赤泥綠色利用大會在百色市舉行,通過行業(yè)互通、產(chǎn)業(yè)協(xié)同,探索赤泥綜合利用的技術(shù)路徑,為鋁產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展之路提供參考。
本次會議上,專家學(xué)者紛紛為赤泥綜合利用建言獻策。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會會長葛紅林建議,通過做好科技攻關(guān)項目的頂層設(shè)計,密切產(chǎn)學(xué)研用合作,加快突破赤泥大規(guī)模低成本消納技術(shù)攻關(guān)。百色學(xué)院生態(tài)鋁產(chǎn)業(yè)學(xué)院院長曹阿林認(rèn)為,百色可以立足綠色化、規(guī)?;?、低成本化、高價值化對赤泥進行綜合利用。
目前,百色市赤泥綜合利用專班正在編制《百色市赤泥綜合利用工作方案》。根據(jù)方案,到2025年,全市應(yīng)用和推廣3項以上規(guī)模化利用赤泥的先進適用技術(shù),培育3家以上年綜合利用赤泥量超過100萬噸的重點骨干企業(yè),新增赤泥綜合利用率力爭達到30%,實現(xiàn)歷史堆存逐步消化。
“百色將加快綠色發(fā)展,重點支持企業(yè)、科研機構(gòu)、高等院校等攻關(guān)赤泥綜合利用關(guān)鍵技術(shù),通過組織開展技術(shù)攻關(guān)、制定政策配套、推動建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、推進試點示范項目建設(shè)、推動赤泥安全清潔處置等,培育創(chuàng)建國家級赤泥資源綜合利用研發(fā)中心及國家級赤泥綜合利用示范基地,形成多途徑、高附加值赤泥綜合利用發(fā)展格局?!崩钣癯烧f。
(責(zé)任編輯:佟明彪)