魏桥集团年产3100万吨赤泥，巨量废弃物如何再利用？

　　作为全球最大的铝生产企业，魏桥集团每年产生3100万吨固体废弃物赤泥。巨量赤泥堆放不仅产生扬尘，还占用大量土地。摆在民众、环保部门和魏桥集团面前最现实的一个问题是——这些赤泥该如何再次利用？

　　年产3100万吨赤泥，等于460艘航母重量

　　3100万吨赤泥，相当于620万头成年非洲象或者460艘满载的瓦良格航母的重量。截至2017年底，魏桥集团已堆存赤泥7250万吨，占用土地18000亩。

　　此处堆积的赤泥已有3000万吨

　　魏桥集团自2001年进入电解铝领域以来，带来了不可估量的社会效益和经济效益，但魏桥集团对环境产生的负面影响也一直伴随着企业发展，为公众诟病。

　　鲜红的赤泥，带来的不仅是强烈的视觉刺激，还有民众因对它不了解而产生的顾虑。这些顾虑基本上转化为两个疑问，赤泥有没有放射性？有没有污染水源的重金属？

　　回答以上两个问题，就需要了解铝的生产过程。简单来说，铝土矿与碱性物质发生反应，分离出氧化铝和赤泥，氧化铝经过电解后生成金属铝。

　　山东魏桥海逸环保科技有限公司董事长张跃东介绍，赤泥是一种高含水量的碱性固体废弃物。通常情况下，赤泥的pH值为10.29-11.83，氟化物含量4.89mg/L-8.6mg/L，按《有色金属工业固体废物污染控制标准》（GB5058-85），因赤泥的pH值小于12.5，氟化物含量小于50mg/L，属于一般固体废弃物，而不是危险固体废弃物。

　　一般情况下赤泥含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但也有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。根据统计，每生产1吨氧化铝，就会随之产生1~2吨干赤泥。

　　中国作为世界第一大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达上亿吨。截至2018年底，我国累积堆存的赤泥超过13亿吨，占地超过12万亩。所有赤泥几乎全部露天堆存，没有得到任何有效的利用。

　　巨量赤泥堆积占用大量土地、污染环境

　　中国科学院岩土工程博士、山东海逸交通科技有限公司董事长程钰拿出了一系列数据。赤泥堆场顶层赤泥、中部赤泥、底部赤泥、新鲜赤泥的放射性指数内照射值分别为0.321、0.322、0.496、0.516，外照射值分别是0.581、0.525、0.745、0.839，低于煤炭燃烧后产生的粉煤灰的放射性指数，总评价属于A类。按照《建筑材料放射性核素限量的国家规定》（GB6566-2010），A类属于“产销与使用范围不受限制”。

　　用金鱼监测赤泥砖对水质的影响

　　检测数据显示，赤泥主要化学元素有钙、硅、铝、铁、钠、钛和少量的镁、钾、硫，也有极微量的锰、锌、铜、铬、铅重金属元素。

　　赤泥从铝土矿中分离出来后，早期的铝厂一般会把它排放到专门开挖出来的水池中，然后让其中的水分自然挥发，剩下较干的赤泥，这就是所谓湿法堆存，湿法堆存易使大量废碱液渗透到附近农田，造成土壤碱化、沼泽化，污染地表地下水源。

　　现在大部分氧化铝企业会通过机械压滤脱水将赤泥中的大部分水分去除，然后将剩余较干赤泥露天堆放，这样的方法称为干法堆存。目前，我国绝大多数氧化铝企业采用干法堆存处理，其处置成本约占氧化铝产品产值的5%。这种处置方式除了需要占用大量农田、土地，在堆场建设和维护上耗资外，也会对环境造成一定的影响。

　　赤泥除含碱量高外，还含有铝、铁等金属元素，堆存过程中如产生渗漏进入地下水、地表水等水体，可形成沉淀物、悬浮物、可溶物，造成重金属污染，水体的pH值上升等不良生态影响。

　　大规模综合利用是根本的解决办法

　　堆存量不断增大的赤泥所造成的环境问题，已使赤泥综合利用成为铝工产业发展过程中一项最急需解决的难题。

　　在这种背景下，山东魏桥海逸环保科技有限公司和山东海逸交通科技有限公司相继成立，研究如何将赤泥大规模再利用。

　　要想从根本上解决赤泥的大量堆存问题，可行的办法只能是将赤泥的处理方式从简单的堆存变成大规模综合利用。除了从赤泥中回收铁等金属元素，研究人员们还开发出其他利用赤泥的方法。例如，赤泥可以被用作生产砖瓦、水泥和陶瓷等建筑材料。赤泥的粉末颗粒非常小，很容易吸附其他物质，因此一些研究人员尝试利用赤泥吸附污水中的有害物质。还有人尝试将赤泥用作化学反应的催化剂。

　　赤泥制作的砖

　　这些研究虽然在实验室取得了不错的进展，但是仍然存在很多的问题。许多利用赤泥的方法生产成本较高，得到的产品的性能也不完全令人满意，因此很难得到大规模的推广应用。另外，许多方法都只能利用到很少一部分赤泥，例如赤泥用于污水处理虽然效果不错，但是处理污水一般只需要很少量的赤泥，因此希望用这种方法消化掉每年产生的上亿吨赤泥无疑是不现实的。因此，到目前为止，全世界大量的赤泥仍然只能通过堆放的办法处理。

　　赤泥样品

　　要实现工业固体废渣赤泥的减量化、资源化、无害化利用目标，公路、港口等工程建设行业是最直接、最有效的途径。

　　结合工业和信息化部、科学技术部印发的《赤泥综合利用指导意见》的通知，交通运输部于2015年2月颁布的《公路路基设计规范》中增加了工业废渣路堤的应用内容，生态环境部《有色金属工业固体废物污染控制标准》(GB5058-85)规定：凡综合利用具有环境效益、经济效益和社会效益的有色金属工业固体废物，必须积极开发利用。

　　这为赤泥在公路等工程建设中大规模利用提供了标准依据。

　　赤泥修路符合质量和环境标准且成本更低

　　赤泥物理成分与粘土相似，在物理、化学性质上具备了作为填筑材料使用的可能性，但也存在碱性强、颗粒细、表面积大、各组分互相包裹等不利于作为填筑材料使用的特征。

　　在山东省新旧动能转换以及滨州市打造“5000亿级高端铝产业集群”的战略目标的大背景下，面对赤泥利用这一铝产业发展的最大技术瓶颈与世界性难题，山东海逸交通科技有限公司科研团队突破了关键问题的技术瓶颈，研发生产了系列赤泥复合改性材料。通过在赤泥中掺加这种复合改性材料以及机械压实作用，促使赤泥颗粒间发生一系列物理化学反应，从而达到控碱、除污染物、提高长期机械强度的目的，将具有一定污染性的赤泥转化成绿色环保、优质可靠的工程填筑材料用于工程建设。在同等造价条件下，其各项性能指标全面优于传统工程填筑材料。

　　赤泥用于道路建设

　　为推动赤泥的大规模综合利用，科研团队在济青高速公路改扩建工程、淄博市东一路市政工程、国道G309淄博段、滨州北海静脉产业园园区路等道路工程中对改性固化赤泥路用材料路用情况进行了实体工程应用。通过长期数据监测分析，工程质量可行性和环境保护可控性均达到预期目标。

　　赤泥用于道路建设和普通材料的对比

　　赤泥用于道路建设也具有较强的经济合理性。根据测算，每公里高速公路消纳赤泥20~30万吨，每公里国省干线公路可消纳赤泥5~10万吨，每公里市政道路可消纳赤泥2~5万吨。我省在赤泥堆场合理运距范围之内高速公路、国省干线、市政道路等工程，每年工程填方需求量在5000万吨以上。路基回填采用改性赤泥比普通灰土便宜，一般情况下每公里公路可以为公路建设单位节省50万元以上。

　　此外，根据国家税务总局的规定，在工程建设中所采用工业废弃料含量超过70%，还可享受17%增值税的全额退税。同时赤泥的大规模消纳，可以为氧化铝企业每年节省每立方米40元的赤泥堆存维护费用，减少上万亩的土地占用。

　　目前，山东海逸交通科技有限公司已与魏桥集团、信发集团、中铝集团等国内氧化铝龙头企业开展深度合作，并通过技术输出的方式实现在省外产业化落地。按照目前国内赤泥产业市场发展情况估算，全国赤泥规模化利用产业的直接市场规模超过3000亿元。

　　齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 张峰