赤泥综合利用进展
——摘自在2024赤泥综合利用国际论坛上的主旨报告
中国有色金属工业协会副秘书长、赤泥推进办主任 王吉位
自氧化铝工业化生产到现在的160多年，赤泥综合利用一直是行业的共同目标。欧洲率先开展技术研究，澳洲、美洲、亚洲也进行了大量实验，在修路、制备水泥、选铁、制备颜料、土壤修复、元素提取、酸性废水处置等方向取得了一系列成果，但受制于装备、效益、市场等因素，产业化应用案例不多。2023年，全球赤泥产生量约1.8亿吨，利用量约1300万吨，综合利用率仅7.2%。但欣喜的看到，全球的重点氧化铝企业，特别是中铝集团、力拓集团、魏桥集团和南山集团等大型氧化铝企业，都在积极努力，从技术攻关、市场拓展、资金投入和管理创新等方面，开展跨行业跨国别合作，选铁、胶凝材料、路用材料等项目陆续建成投产，为赤泥综合利用起到了示范作用。
但由于赤泥利用量远低于产出量，综合利用率仍然很低，赤泥堆存将持续增长，带来的环境、安全、土地占用等问题依旧严峻，需要更大范围合作，更大力度创新，共同破解难题，推动氧化铝行业绿色发展。
下面，简要介绍赤泥综合利用四个进展：
一是大规模低成本利用方向已经明晰，利用规模逐步增大。
欧洲对赤泥利用技术的研究很早，有130年的历史。十九世纪八十年代就开始回收铁；二十世纪初期，已经应用赤泥修筑厂区道路和堤坝，三十年代开展水泥试验。1908年，德国水泥化学家kuhl首次提出“碱激发材料”，在实验中表明，赤泥作胶凝材料的性能比普通水泥还要好。1978年，法国教授大卫奥维茨提出了地质聚合物概念（Geopolymer），用富含硅铝成分的固体原料与碱激发剂反应制备新型硅铝酸盐材料。2017年国际材料结构研究实验联合会出版了RiLEM最新技术发展报告，成果包含赤泥等固废制备碱激发胶凝材料的研究突破。
目前，协会经过调研梳理，赤泥综合利用在矿物提取、胶凝材料、路用材料、建陶材料、粉体材料等五个领域有着大规模应用前景，也是近几年赤泥利用量加速增长的主要方向。印度每年120万吨赤泥用于水泥生产；美国研究利用赤泥制备冷融合胶凝材料。中国各氧化铝企业根据所在地区不同、市场需求不同、矿石来源不同等因素，因地制宜开发赤泥综合利用技术、产品和应用市场。使用沉积型铝土矿的氧化铝企业，多将赤泥用于制备胶凝材料、粉体材料等；使用红土型铝土矿的氧化铝企业，多开展赤泥选铁，再将选铁后的赤泥用于制备胶凝材料等。2023年，中国已形成850万吨的赤泥选铁产能，回收氧化铁粉580万吨；回收氧化铝、氧化钠、高钙铝等150万吨；制备多固废胶凝材料、地质聚合物、水泥等210万吨；制备硅铁粉、硅铝粉等粉体材料100万吨；赤泥利用总量为1050万吨，利用率9.8%。2024年上半年，赤泥利用量约720万吨，全年预计1300万吨，综合利用率可达12%。
二是科研投入持续加大，示范项目越来越多。
欧盟先后启动了ENEXAL、RemovAL、ReActiv等项目，对赤泥综合利用技术进行资助，希腊铝业、俄铝、Aluminoumoxid、Vimetco、美铝、海德鲁、力拓等参与其中，与相关科研机构开展合作，利用赤泥制备低二氧化碳排放的水泥产品；鲁汶大学研究了不同温度下赤泥在水泥胶凝材料的应用；力拓集团开展了赤泥在材料工程、农业环境工程、元素提取等方面的应用研究；希腊工业集团对赤泥脱碱、制备道路材料及轻骨料等技术进行试验，并研究了赤泥高温煅烧制备粘结剂、熔融还原等技术；德国马克斯普朗克研究院(Max Planck Society)使用电弧炉，利用氢等离子体将赤泥中的氧化铁进行还原。
近年来，中国国家自然科学基金和科技部资助了大量赤泥综合利用科技攻关项目，科研经费投入超1.5亿元，多家高校、科研机构和企业参与其中。如中南大学牵头开展“铝土矿拜耳法溶出赤泥源头减量技术及大规模示范”、中铝郑州有色金属研究院牵头开展“高铁高硫等复杂铝土矿提质高效利用技术与示范”等国家重点研发计划，北京科技大学的《赤泥等工业固废协同材料化全组分利用研究与实践》获中国有色金属工业科学技术一等奖。中铝集团自2021年以来，在赤泥利用科技攻关项目中经费投入超2亿元，其中两项创新技术成果“赤泥分质降碱工艺技术”、“烧结法配置工艺技术”入选工业和信息化部发布的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2023年版）》。
2023年，中国赤泥综合利用直接相关授权专利新增59项，同比增长37.2%，其中发明专利57项、实用新型专利2项，专利技术转化正加速推进。北京科技大学的赤泥利用相关技术专利，以科技成果作价入股方式完成技术转让，开创赤泥利用技术研发转化新模式。到2023年底，中国赤泥综合利用已建成17条选铁生产线和3条胶凝材料生产线，路基材料在40多条道路得到应用。
三是环保意识越来越强，污染防控更加规范。
赤泥综合利用越来越重视产品应用的服役性能和环境影响，秉承“解决老问题，不出新问题”理念，积极开展环境保护和全过程污染防控工作，如赤泥从排海到陆地安全堆存，从湿排到干法堆存，从裸堆到生态修复，极大地防范了环境安全风险。
国际铝业协会于2014年就发布了“铝土矿赤泥管理最佳方案”，用来指导全球赤泥的贮存、治理、利用和复垦等活动，对赤泥堆存库的设计、规划、处置等提出了具体要求。
中国已发布赤泥回收氧化铁粉、路基材料等多项标准，硅铁粉、硅铝粉等产品标准也在制定过程中。生态环境部组织制定的《赤泥利用污染控制技术规范》已通过专家审查，该规范聚焦道路利用、回填利用、充填利用、其他建材利用、选铁和水泥生产等成熟技术，基于鼓励赤泥利用最大化、科学可行、风险可控的总体原则，筛选重点管控的特征污染物，基于利用过程中污染物释放与迁移转化、多固废多污染物协同控制机理、特定场景的环境风险评价等研究，提出切实可行的风险防范和污染控制技术要求，将为赤泥综合利用项目建设、生产过程、产品应用等全流程提供规范引领。
四是利用氛围初步形成，信心日益增强。
中国有色金属工业协会初步建立了赤泥数据库，研究分析并确定了大规模低成本利用赤泥的方向；连续三年出版《赤泥综合利用发展报告》，系统梳理总结行业发展概况及产业现状，为氧化铝企业、赤泥利用企业、科研机构等上下游相关单位、政府部门及社会各界了解、推动和开展赤泥综合利用工作提供参考和借鉴。中国部分省市成立赤泥综合利用专班，牵头推进赤泥综合利用工作；典型氧化铝企业通过成立赤泥综合利用技术中心等方式，着力开展赤泥综合利用工作。
中国有色金属工业协会与国际铝协合作，在中铝集团、力拓集团等大型企业支持下，已于去年在中国举办了首次赤泥综合利用国际论坛，规模超500人。今年又在法国召开，全球的专家学者、企业领导等朋友，共聚一堂，深入交流，进一步扩大行业影响力，增添行业利用赤泥的信心。欢迎在座的各位代表，明年再到中国，参加2025赤泥综合利用国际论坛，并参观中国赤泥利用项目，了解中国赤泥利用实践。力拓铝业已经走在了前面，去年和今年多次前往我们协会、中国高校、科研机构、氧化铝企业和赤泥利用企业等开展赤泥综合利用技术交流。
为更好的推动赤泥综合利用量效齐增，解决赤泥难题，全球同仁需要进一步统一思想，凝聚共识，加强合作，聚全球之力乘攻坚之势，谋克难之策，从以下三方面求突破，见实效。
一是加强源头减量，在工艺变革上下真功夫。
氧化铝企业要树立“赤泥是产品”的观念，提升赤泥可利用性。持续深入推进氧化铝生产工艺优化和创新，探索开发非石灰拜耳法溶出技术、赤泥形成过程铁硅矿物差异化结晶解离技术等，推动源头减少赤泥产生，降低矿石消耗、减少单位氧化铝的赤泥产生量。据了解，采用此技术，可使中国采用沉积型铝土矿的某氧化铝企业赤泥产出率降低约30%；采用红土型铝土矿的某氧化铝企业实现矿耗降低200kg。创新研发赤泥深度脱碱固碱技术，充分利用其他工业固废、废酸等多源废料进行赤泥低成本脱碱、固碱等技术研究。某氧化铝企业利用电石渣进行脱碱，将氧化钠含量降到了1.5%以下，年处理赤泥100万吨，回收碱超过6万吨。
强化氧化铝生产过程管理，做好矿石的均质化和生产的稳定化，对赤泥定时进行成分监测，保证赤泥成分的稳定性，降低因成分波动而导致下游产品性能不稳定。此外，还应当进一步开发赤泥低成本粉磨、无热干化等技术，从源头提升赤泥可用性；为利用创造便利，稳定供需关系。
二是持续开展联合攻关，推动示范项目落地见效。
赤泥产生在铝行业，主要应用在其他行业，解决需要依靠其他行业。既要“氧化铝企业开始产品研发，再投入市场”的模式，又要从应用场景开始，就以客户需求为导向，推动氧化铝企业创造条件，互动协同，继而形成“应用场景—产品需求—技术攻关—性能提升—产品应用”的循环迭代，加速综合利用技术向现实市场转化进程。
今年初，中国有色金属工业协会与7个联合体签署了联合攻关任务书，“赤泥分质调控生产基体复合材料关键技术攻关及应用示范”等6个联合攻关项目开始实施。部分项目技术已完成中试和环境影响评价，即将开展大规模应用。联合攻关可以形成一批可复制、可推广的技术和市场模式，减少分散性、重复性研究，加快成果转化和共享，希望全球范围内更多的氧化铝企业、科研机构、利用企业共同参与，开展全球范围的联合攻关。
三是加强深度交流，推动全球创新合作。
深入与国际铝协、中铝、力拓等的合作，建立经常性、多层次交流互访，共谋共商，共同推动赤泥综合利用的国际技术交流、国际成果转化，推动产业化项目的跨国合作。
推动建立国际性合作平台，如成立赤泥综合利用国际联盟、赤泥综合利用国际标准委员会等，牵头规范赤泥综合利用的产业术语，统一口径；推动各国家、各地区、各行业已制定的、成熟的标准等，互相学习、互相借鉴、互相认同；研究制订赤泥及赤泥产品的分类标准、检测方法、污染控制技术规范等。
中国有色金属工业协会和国际铝业协会，作为全世界有志于赤泥利用的沟通桥梁，更要深度交流合作，要进一步发挥助推和保障作用。每年举办赤泥综合利用国际论坛，在全球氧化铝主产区轮流召开，邀请各氧化铝企业和赤泥利废企业共同参与；建立经常性的交流沟通机制，搭建交流合作平台，促进国际技术交流和成果转化；进一步加强丰富宣传路径，宣传赤泥综合利用前沿技术及最新进展，扩大赤泥综合利用共识，提高社会对赤泥的正确认知。