【摘 要】
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赤泥是氧化铝过程中产生的大宗工业固体废弃物,具有产量大、碱性强、颗粒细等特性,对堆场周围生态环境造成严重危害。赤泥综合处置利用是亟需解决的问题,赤泥土壤化修复是实现赤泥大宗消纳的有效途径。赤泥土壤化的关键问题在于赤泥碱性强、颗粒细、缺乏养分,本研究创新地提出了利用废弃生物质水热碳化产物对赤泥进行调控,促进赤泥快速转化为土壤基质进而实现植物修复。本工作针对大量新增赤泥浆液的处置问题,以赤泥与生物质共
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赤泥是氧化铝过程中产生的大宗工业固体废弃物,具有产量大、碱性强、颗粒细等特性,对堆场周围生态环境造成严重危害。赤泥综合处置利用是亟需解决的问题,赤泥土壤化修复是实现赤泥大宗消纳的有效途径。赤泥土壤化的关键问题在于赤泥碱性强、颗粒细、缺乏养分,本研究创新地提出了利用废弃生物质水热碳化产物对赤泥进行调控,促进赤泥快速转化为土壤基质进而实现植物修复。本工作针对大量新增赤泥浆液的处置问题,以赤泥与生物质共水热碳化调控,研究赤泥土壤化潜力;针对赤泥堆场大量堆存问题,以生物质水热碳化产物调控赤泥,研究堆场赤泥原位土壤化修复的可行性。主要研究内容如下:（1）赤泥与生物质共水热碳化调控并研究其土壤化潜力,结果表明:在优化条件下,溶液pH降低至6.65,该过程能有效降低赤泥碱性。共水热碳化过程水热碳提供了丰富的酸性含氧官能团,有助于中和与稳定赤泥碱性。物相分析表明该过程不仅中和了赤泥自由碱,同时中和了部分结合碱加藤石和钙霞石矿物相,实现了对赤泥碱性的调控。对类土基质团聚体及理化特性分析表明其粒度增大,团聚体含量增加且稳定性提高。当赤泥和生物质质量比为1:2,阳离子交换量增加了146.62 cmolc·kg-1,有效磷含量增至0.08 mg·kg-1,有机碳含量增加至50.25%,容重降低至1.67g·cm-3,电导率降低至184.6μS·cm-1。盆栽实验表明,改良后的赤泥可满足黑麦草正常生长。因此添加废弃生物质进行共水热碳化能够实现新增赤泥的快速土壤化转变形成类土基质,为新增赤泥的无害化处置提供可行的技术方案。（2）利用废弃生物质水热碳化产物对堆场赤泥进行调控,结果表明:利用水热碳液中和赤泥,溶液pH值降低至7.73,该过程主要中和了赤泥中的自由碱进而降低赤泥碱性。对类土基质团聚体及理化特性分析表明:水热碳化产物改良赤泥后,增加了类土基质的粒度,降低了Zeta电位值,颗粒间吸引力增大,形成大团聚体。当赤泥与水热碳化产物质量比为1:1,电导率为112.4μS·cm-1,有机碳含量为38.99%,同时钠离子含量降低至10.79%,有效改善类土基质理化特性,促进赤泥土壤化的形成。经盆栽实验、中试实验以及堆场实验发现,形成的类土基质能满足黑麦草正常生长,室外中试实验与堆场实验需要对植物生长进行较好地维护。利用废弃生物质水热碳化产物能够有效调控赤泥碱性、团聚体和有机碳,促进堆场赤泥的土壤化转化,具有良好的应用前景。该研究结果表明,利用赤泥与生物质共水热碳化可实现对赤泥的调控并形成类土基质,有助于解决大量新增赤泥的处置问题。利用水热碳化产物调控赤泥促进赤泥土壤化的形成,为解决赤泥堆场大量堆存问题提供解决方案,具有一定的工程应用价值。
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