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伦敦设计工作室 Tonkin Liu 正在探索使用赤泥作为建筑材料

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2021年9月10日

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物,因含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,故被称为赤泥。

赤泥亦称红泥,从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色,甚至灰白色。赤泥是一种不溶性残渣,可分为烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联合法赤泥,主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3 等。

赤泥是铝土矿加工成氧化铝过程中产生的工业废品。全球生产的氧化铝中约有 95% 是使用拜耳工艺完成的,每生产一吨氧化铝,就会产生约 1% 至 1.5% 的赤泥。然而, 只有 1% 到 2% 的这种副产品泥浆被投入使用。

总部位于英国的设计集团 ThusThat 与充满活力的伦敦建筑工作室 Tonkin Liu 合作,探索赤泥这种废品是否可以用作可持续的材料资源。

Tonkin Liu 工作室的路易斯·帕科·伯克尔曼 (Luis Paco Böckelmann) 表示 ,为红泥寻找来世的经济动机非常低,因为它被归类为危险材料。鉴于我们世界上的资源有限,所有废弃材料都应该被视为有价值的材料,只是形状和状态错误,等待我们的想象力来改造它们。

该团队研究了赤泥与水之间的关系,特别是海洋盐水,由于水会中和其碱度,因此可以为处理和使用赤泥提供一条安全途径。由于赤泥中含有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3 等及其亚黏土特性,可以将其用于水泥、砖、陶瓷、混凝土、路面材料、微量玻璃及塑料等。

因此,已经研究了两种不同的处理赤泥材料的方法,第一种方法包括浸泡、洗涤和筛分赤泥以去除不需要的成分。然后像陶瓷一样处理,像粘土一样加工。另一种方法是像浇铸混凝土一样处理赤泥泥浆,先烧制材料,然后对其进行机械加工并浇铸。对于 Re-Made 项目,合作者正在探索这两种选择。

因此,Tonkin Liu 能够为赤泥材料提出新的应用。结果是一种类似瓷砖的产品,可用作花园供水装置的一部分、用作屋顶材料,或作为生物修复海岸的一部分为动植物创造栖息地。最终,该团队希望红泥能够用于建筑和建筑领域的大规模应用。

随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低,赤泥量将越来越大,且赤泥为碱性物质,随着雨水的冲淋,赤泥中的碱会被溶出,可能污染地表水和地下水,因此赤泥的综合利用正成为日益重要的研究课题,倍受各国科技工作者的关注。

赤泥中含有大量的钙、硅、钾、磷元素,同时还含有数十种农作物所必需的微量元素及一定的碱度。赤泥经脱水后,在高温下烘干活化并磨细后,即可配制成硅钙农用肥。对于酸性土壤有一定的调节作用,可作为基肥改良土壤;对缺钙、硅、钾、磷及相应微量元素的土地有一定的增产作用。目前,赤泥硅钙肥的年产量已经达20万吨。不过,赤泥的成分很复杂,长期大量施用可能污染地下水,而且其碱性很高,对土壤的改良作用也有限。另外,赤泥也可以与其他成分共同改进能耕土层性能。

据铝业国际报道,2020年氧化铝年产量超过1.33亿吨。这导致了超过 1.75 亿吨赤泥的副产品。正如我们所见,这个问题并不小。如果ThusThat 和Tonkin Liu 的联合研究取得成果,它不仅会消除危害,还会创造和延续一个封闭的生产循环。但是,就目前使用的方法而言,需要进一步研究考虑水生生物,以确保其在过程中不受伤害。

大量的赤泥不能充分有效的利用,只能依靠大面积的堆场堆放,占用了大量土地,也对环境造成了严重的污染。大量赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响,所以最大限度的减少赤泥的产量和危害,实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。