赤泥脱硫可行性分析

赤泥作为烟气脱硫剂的可行性分析

一、综述：

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣，是一种严重的碱性污染源，由于赤泥的富碱性，将之作为SO2 废气的脱硫剂、吸收剂，既可解决生态环境问题，又可实现工业废弃物的资源化利用，达到“以废治废、变废为宝、综合利用”的目的。 二、赤泥的主要化学成分

表1 赤泥的主要化学成分（%） CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O 8-12 8.56 8.10 5.00 K2O TiO2 MgO SO3 灼减 山东 40-46 18-23 5-8 郑州 39.90 20.55 5.98 中州 36.01 21.36 8.76 山西 45.63 20.63 9.20 贵州 38.40 25.90 8.50 中试厂 2-2．8 0.3~0.5 2~2.9 5.52 3.21 3.15 3.10 4.63 0.88 0.77 0.22 0.20 0.17 2.64 2.89 4.40 1.86 2.05 1.50 0.4~0.6 9~12 3.96 16.26 8.06 11.10 14.36 11.80 43.10 *2005年10月取样，国家轻金属质量监督检验中心分析。

从表1化学成分角度看，烧结法或联合法外排赤泥的化学成分为CaO：36～46%、Fe2O3：8～12%、Al2O3：5～10%、Na2O：2～5.5%、TiO2：2～3%，其中，CaO、Al2O3及Na2O、Fe2O3的大部分为有效固硫成分。 三、赤泥的粒度分布

表2 赤泥粒度分析

粒度，mm > 1.0 > 0.56 > 0.147 > 0.056 > 0.042 > 0.01 > 0.005 > 0.001 组成，% 0.21 1.92 18.98 26.91 29.5 64.62 79.5 92.44 利用电子显微镜观察，赤泥粒子为团聚性粒子，其一次粒子的尺寸非常细小，一般仅为0.1μm数量级，粒度小于45μm 的赤泥占总量50%以上，符合脱硫过程中的粒度要求。

四、赤泥溶解实验

实验人：潍坊鑫山环保重工科技有限公司 张洪涛 日期：2015/4/30

试样名称 赤泥 实1. 取50g赤泥试样，研细。置于1000mL烧杯1号中，加水稀释至1000mL。制得5%浓度的验 混合液。 步2. 充分搅拌5分钟左右，将混合液中已溶解的溶液倒入另一个1000mL烧杯2号中。未溶骤 解的沉淀进行烘干称量，称量结果为35g。得可溶解率30%。 3. 测定2号烧杯溶液的PH，电导率，SS。 2号烧杯溶液测定实验结PH 10.40 电导率 1.04ms/cm SS 6433mg/L 果

表3 赤泥溶解实验

五、赤泥用于烟气脱硫

赤泥的物相和化学成分分析表明，赤泥的大部分成份为碱金属，与SO2有很强的反应活性，同时由于氧化铝生产的特点，完全符合脱硫过程的粒度要求。综合，赤泥脱硫的有效成分高于CaO含量50%左右的石灰石。赤泥完全有条件代替石灰／石灰乳对烟气进行脱硫，使用中可以不改变原有的工艺流程。赤泥中还含有部分溶解在水中的碱，

其烟气净化效果会好于石灰／石灰乳。

通过以上的理论分析，用赤泥代替石灰石／石灰乳进行烟气脱硫是可行的，经过脱硫反应。两种对环境十分有害的废弃物将会得以中和，含碱赤泥，经与烟气中的二氧化硫反应后，原有的碱性及水硬性得以减弱或消除，达到了以废治废的目的。 六、赤泥脱硫反应原理

赤泥在脱硫过程中，主要发生如下化学反应：

1???2CaO + 2SO2+H2O??? 2CaSO3?H2O (1)2???2CaSO3+ SiO2 (2)2CaO?SiO2+ SO2?????? Na2SO3 (3) Na2O + SO2??? ???Al2O3?H2O + SO2??Al(SO) (4) ?233??? Fe2S3+ H2O (5) Fe2O3?H2O + H2S???以上赤泥脱硫反应式中(1)、 (2)为主要反应，也是脱硫有效成份的最大部分。 七、效益分析

我国煤炭的硫含量较高，西南地区的高硫煤达到2／3以上，烟气脱硫己成为必然趋势。而在氧化铝生产中，每产出1t氧化铝就要排放约0．7～1．4t赤泥，我国几大铝厂每年排放赤泥近千万吨，处理这一废弃物将耗费大量资金，同时赤泥还给环境带来了很大的危害，主要表现为外排赤泥不易洗净，含碱附液大部分渗入地下和堆场外，污染了周围的水质，赤泥堆放还占用了大面积的农田。

目前锅炉烟气脱硫技术的应用情况表明，运行成本过高是该技术推广应用的主要障碍。就石灰石／石灰乳烟气脱硫方式来看，以4×75吨燃煤锅炉为例，其一年的脱硫运行费用就高达几百万元。降低脱硫费用，寻找脱硫替代物是今后研究的一个主要方向。随着我国国民经济的发展，工业化进程不断加快，煤炭作为我国能源的开发利用短期内不可替代，其产生的SO2治理力度也将不断加大，采用新材料、新工艺，特别工业“三废”作为资源利用，以废治废，变废为宝，综合利用的做法必将大力倡导。

氧化铝赤泥作为一种工业废料，通过其化学分析、赤泥浆液化学成分的实验结果来看，氧化铝赤泥作为燃煤工业锅炉的烟气脱硫剂，代替石灰／石灰乳对烟气进行脱硫是完全可行。如果每年上千万吨的赤泥都能得到有效利用，其产生的社会效益和经济效益将相当可观。

李晓宁

2015/4/30

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