基于共还原技术的城市生活垃圾焚烧飞灰与红泥金属回收及GIS灾害风险管理研究

《Scientific Reports》：Synchronous recovery of multiple valuable metals from municipal solid waste incineration fly ash and red mud via co-reduction technology

　　摘要城市生活垃圾焚烧飞灰（FA）和红泥（RM）是有毒工业固体废物，如储存或处置不当，会带来潜在的环保和安全隐患。基于FA和RM的理化性质，本研究采用共还原技术回收有价值的金属，同时整合实时地理信息系统框架进行空间监测和灾害风险管理。在最优还原条件下，Fe、Ni、Cu和Cr的回收率分别达到76.55%、84.89%、73.95%和58.87%，对应品位分别为94.40%、0.45%、0.77%和0.42%。FA含量强烈影响共还原过程：FA不足（<30%）会限制碳的可用性，而FA过多（>40%）会增加钙含量，通过形成钙铁橄榄石使系统熔点升高。合适的FA/RM比例能有效降低熔点，实现铁合金和玻璃结构的同步形成。在优化条件下，尾矿主要由无定形SiO?-Al?O?-CaO-FeO玻璃相组成，其浸出毒性符合环境标准。通过将共还原回收与基于GIS的实时风险制图和监测相结合，本研究为有害废物的金属回收建立了一条可持续路线，同时增强了灾害预防和环境保护能力。