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综述:解锁赤泥潜力:关键矿物可持续回收与经济优化的先进策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:Journal of Environmental Management 8.0
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这篇综述系统探讨了赤泥(RM)作为铝工业副产物的资源化路径,聚焦(REE)稀土元素、(Sc)钪、(Ti)钛、(Li)锂等关键矿物的回收技术(如湿法冶金、生物浸出),分析了其在建材(水泥、地质聚合物)、催化剂等领域的应用潜力,同时评估了高pH值、重金属毒性带来的环境风险,为循环经济框架下的RM可持续管理提供了多维度解决方案。
全球分布与生产背景
铝作为地壳第三大元素(占比7%),其冶炼副产品赤泥(RM)年产量超3亿吨,但全球利用率仅2-3%。中国以58%的铝产量主导产业链,而RM的高碱性(pH 10-13)和含铁氧化物(Fe2
O3
)特性使其呈现红黄色,同时含铬、铅等危险物质。
关键矿物回收技术
湿法冶金(酸浸、溶剂萃取)对锂的回收率达96.67%,钪达90%;生物浸出利用微生物基因重组技术提升金属浸出效率。高温还原熔炼(TSL反应器)可将铁转化为金属产物,钠以NaAlO2
形式回收。
环境与健康风险
RM中的放射性物质和重金属可能通过雨水渗漏污染水土,需严格个人防护(PPE)和干法堆存控制粉尘。生命周期评估显示,将其转化为建材可降低15%碳排放。
经济与政策驱动
中国设定RM利用率目标从4%提升至10%,印度CPCB发布处置指南。整合矿物回收与建材生产的"零废物"模式,可使处理成本降低30%。
未来方向
需开发低成本生物浸出工艺,优化地质聚合物配方(掺入飞灰),并建立RM成分数据库以匹配下游应用。案例表明,荷兰某企业通过RM催化剂的商业化实现了20%的利润率提升。
创新应用
RM基陶瓷的抗压强度达40MPa,而吸附剂对重金属的去除率超85%。在稀土供应链紧张(中国占59%)背景下,RM或成关键矿物替代来源。
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