综述：赤泥中关键金属回收：可持续提取技术与循环经济潜力系统评述

（编辑推荐）本综述系统梳理了赤泥（red mud）中Fe、Al、Ti、V、Sc、Ga等金属的回收技术，涵盖增强磁选（enhanced magnetic separation）、火法/湿法/生物冶金（pyro-/hydro-/bio-metallurgy）及联合工艺，提出集成分离-提取工艺可实现138美元/吨的经济效益与60%存量削减，为氧化铝行业可持续发展提供关键技术参考。

　　

化学组成

赤泥作为拜耳法（Bayer process）生产氧化铝的副产物，富含Fe₂O₃（30-60%）、Al₂O₃（10-20%）及TiO₂（2-10%），同时含稀有金属Sc（50-200 ppm）和Ga（20-50 ppm）。其高碱度（pH 10-13）与放射性元素（如钍、铀）的存在，导致土壤碱化与生态风险。

增强磁选法

针对高铁赤泥（Fe₂O₃>30%），梯度磁场强度优化可使铁回收率达75%，但Sc、Ga等非磁性元素需后续处理。

火法冶金

直接还原-磁选联用能将Fe₂O₃转化为磁铁矿（Fe₃O₄），但1200℃以上能耗限制经济性；钠化焙烧可提升Al提取率至85%，却产生二次废渣。

湿法冶金

酸浸（H₂SO₄/HCl）对Sc、Ga选择性佳（Sc浸出率>90%），但酸耗高（2-4吨酸/吨赤泥）；碱浸（Na₂CO₃）适于Al回收却难以除硅。

生物冶金

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）可实现温和条件（pH 2.5, 30℃）下Fe溶解（效率达65%），但周期长达14天。

联合工艺创新

"磁选-酸浸-溶剂萃取"集成方案显示最佳效益：处理1吨赤泥耗能800 kWh，产出Sc₂O₃（99.9%纯度）、Ga₂O₃及铁精矿，净收益138美元，同时减少库存60%。

环境与经济平衡

生命周期评估（LCA）表明，湿法-火法耦合工艺的碳足迹较传统填埋降低72%，但需解决酸雾（SO_x）排放控制问题。

未来展望

微生物-电化学联合提取、离子液体（如[C₄mim]PF₆）绿色溶剂体系，以及人工智能优化流程设计，将成为突破金属选择性低与能耗瓶颈的关键路径。