赤泥陆地处置贮存技术

一 .赤泥堆存方法介绍
在赤泥还不能大量利用而必须堆存的情况下，需建设赤泥堆场使赤泥集中堆放。赤泥堆场种有4种，即平地高台型、沟谷型、人工凹地型和排海型。前二种方式为陆地堆存，而靠海的氧化铝厂种采取向海底排放赤泥的方式，如法国、美国、日本、澳大利亚等国家的氧化铝厂都采用过此种方法。陆地堆存一直是处理大量赤泥的主要方法，陆地堆存主要有两种方式.即湿式堆存和干式堆存。通常国内的筑坝方案为烧结法赤泥采用“湿法”堆存,拜耳法赤泥采用“干法”堆存

1 “湿法”堆存
　“湿法”堆存是含水量大于50 %的赤泥以泥浆状态从工厂输送到堆场堆存；
　　湿式堆存是较为传统的赤泥堆存方式，是将赤泥及附液以3.0-4.0的液固比(固体含量为20%-25%左右)用隔膜泵和竹道由氧化铝厂送到赤泥堆场，附液经澄清后返回氧化铝厂。即赤泥经多次洗涤，由沉降槽沉降分离并进一步脱水得到赤泥滤饼，经加水稀释后，由隔膜泵或活塞泵经竹道送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，湿法赤泥堆场采用回水塔收集澄清附液。回水塔的不同高度上开有若干入水口，含碱的上层附液通过回水口收集后送至回水泵房，随赤泥固体面上升，用木楔将不用的入水口塞住，防止赤泥进入回水塔。约80%左右的附液可通过回水系统返回氧化铝厂回收利用。

其中常规处置法、地下排水沉积法或“排水、蒸发法”是湿式堆存的两种主要方法。
（1） 常规处置法
采用常规处置法，赤泥矿浆固体物含量通常为20%-35%，用泵送往赤泥库；沿库边排料管排入库内。颗粒较粗的尾砂靠近排放点沉降下来，而比较细的泥渣入库后进一步扩散、比较缓慢地沉降下来。运载赤泥的含碱液体入库后山表而溢出，或返回氧化铝厂利用，或经过适当处理后直接排入附近水体。究竟是返回利用，还是直接排放.需根据水中碱含量而定，或两者结合使用。
常规处置法虽然操作比较简单，经营费用也低。但存在的突出问题是:因入库时赤泥矿浆含水率较高，固体物在库中往往自然离散为粗砂和细泥分区沉降下来;赤泥库既是泥渣贮存池，又是水蓄存和蒸发冷却池，集多种功能于一体，使赤泥处置贮存效率降低、占地而积较大;附着在赤泥上的碱液短期内较难脱出(回收利用)，沉积物固化程度低、疏干水分时间长，不仅对库区周围地卜水有负而影响，而且还会增加表层复原的难度;难以获取大量适用的筑坝材料等。
（2） 地下排水沉积（蒸发）法
　　这一方法是通过沙床过滤技术" 使颗粒极细，不易沉降的赤泥矿浆脱出水分" ，达到明显提高固化程度的目的!
　　沙滤地下排水沉积法存在的问题是：建设沙滤层和地下排水装置比常规法花钱多。 操作中需要更加注意。尽管如此，采用连续排水使沉积物更加稳固的长期效益仍胜过短期效益。

2 “干法”堆存
“干法”堆存是经过滤或其他方式处理后含水量小于50%的赤泥,其一般是通过活塞泵或隔膜泵通过管道输送到堆场。。
干式堆存的赤泥附液约为湿法的1/5，该技术最早由德国学者提出，在澳大利亚墨尔本大学理论研究的基础上，由德国联合铝业公司及美国铝业公司澳大利亚分公司最先开发利用，逐渐为世界各地氧化铝厂采用，我国自90年代由中国铝业广西分公司(当时的平果铝厂)首先采用。
干式堆存的流程是:多次洗涤后经沉降槽分离的赤泥浆固体含量在30-40%左右，再经进一步脱水，使固体含量提高到55%左右，赤泥滤饼经机械强力搅拌，使其动力粘滞数由100Pa.S左右降至lOPa.S以下，用隔膜泵或油隔离泥浆泵经竹道送到赤泥堆场。
　　进入干式赤泥堆场的60%的赤泥附液将蒸发而不能回收，赤泥堆上部无长期积水，在堆场内一部份(约60%)由于表面蒸发而损失，另一部分通过底部砂石排水层疏排进入附液收集系统。从赤泥分离的附液和堆场内的雨水经收集系统收集后，由泵经回水竹网送回氧化铝厂利用。赤泥逐渐干化，自身稳定性增强，不会发生赤泥附液流失污染环境，是目前处理拜耳法赤泥的较好方法。

3 “混堆”堆存
另外除干式和湿式两种堆存方式外，“混堆”方式正在逐步兴起。
所谓“混堆”是指采用烧结法赤泥筑坝或筑初期坝,内放拜耳法赤泥或用拜耳法赤泥筑上面的各级子坝的方案。此方案是介于“干法”堆存和“湿法”堆存二者之间的方法。“混堆”方案中可体现出二者的优点,并且尽量的避免了二者的缺点。

二 . 三种堆存方法技术的比较

1.“干法”堆存赤泥的技术特点:占地面积小;库区内渗漏处理较完善;可以满足环保要求;堆场运行管理较复杂;堆场初期建设投资大。

2.“湿法”输送及堆存赤泥技术的特点:输送赤泥的工艺简单;堆场初期建坝投资较少;堆场的运行管理不复杂;赤泥排放和堆存无特殊要求;堆场占地面积较大;堆场初期防渗处理的工艺简单。

3.“混堆”输送及堆存赤泥技术的特点
⑴烧结法赤泥的优点是抗剪强度较大,可在水中胶结形成强度,并在干固后是很好的防渗料。这些优点决定了烧结法赤泥代替粘土做初期坝或用烧结法赤泥筑坝时,坝体可以堆存的更高。而拜耳法赤泥在一定的干密度下抗剪强度较高,是较好的防渗料。它在一定条件下可用于筑各级子坝。
⑵“混堆”堆场当采用烧结法赤泥作初期坝比“干法”堆场用粘土作初期坝成本低,并且烧结法赤泥抗剪强度比粘土的大,使得“混堆”堆场堆存高度高。另外,初期坝采用透水坝,堆场排渗处理的工艺简单,节约了大量的为铺设排水层所需的投资和工程量,并获得了更多的库容。
⑶“混堆”堆场当采用烧结法赤泥筑坝时,堆场的运行管理比“干法”堆场简单,即拜耳法赤泥不须晾晒,并且对放料厚度也无要求。坝的内外坡度均比“干法”堆场陡,因此能获得更多的库容。
⑷堆场回水系统设置类似于“湿法”堆场,并加设“干法”堆场的排水竖井。由于库区内排放的是拜耳法赤泥,拜耳法赤泥的水灰比为1 :1 ,比“湿法”堆场的烧结法赤泥水灰比小的多,因此“混堆”回水系统是安全可靠。
⑸堆场初期防渗处理的工艺比“干法”堆场简单,施工方便。

　

注：摘自
< <国内外赤泥残渣陆地处置贮存技术及其发展>>----殷建华 殷德洪
< <氧化铝赤泥处置方式浅谈>>--------------------戚焕岭
< <拜耳法赤泥与烧结法赤泥混合堆坝的技术研究>>--乔英卉

山铝刚投入使用的第三赤泥堆场

干法堆存

干法沟谷堆存

赤泥边坡绿化