赤泥和煤矸石这两种废弃物富含铝资源，可作为铝土矿的替代资源之一。通过混合赤泥、煤矸石、碳酸钠和碳酸钙，在高温下进行焙烧，并利用赤泥中的残余碱以及添加的碳酸钠和碳酸钙进行活化，使得其中的氧化铝转变为易溶出的铝酸钠，二氧化硅转变为难溶出的硅酸二钙。优化的工艺参数为：焙烧温度1250℃、焙烧时间45分钟、Na2O/（Al2O3+Fe2O3）摩尔比1.1∶1以及CaO/SiO2摩尔比2∶1。在此条件下，铝的浸出率高达78.45%。这一方法极大地减少了碳酸钠等试剂的加入，降低了生产成本，并减少了环境污染。
关键词：赤泥；煤矸石；活化；焙烧；浸出；氧化铝
煤矸石是煤炭挖掘和加工过程中产生的废弃物，主要由炭质、泥质和砂质页岩组成。在我国，每年原煤产量巨大，随之而来的煤矸石产生量也相当可观。由于煤矸石含炭量低，一般不适用于，大量堆存会造成资源浪费，并且可能引发严重的环境问题。煤矸石中含有大量二氧化硅、氧化铝、硫铁矿等有用物质，可以被用来提取高价值产品如白炭黑及氧化铝等。
赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的固体废渣，因其含有氧化铁而呈赤色。赤泥和煤矸石一样，都含有大量的氧化铝，可以作为铝资源的替代品。提取其中的氧化铝一直是一个挑战，因为这两种物质中的铝主要以难溶的形式存在。
针对这一问题，本文提出了一种新的方法：在赤泥和煤矸石的混合物料中加入一定量的碳酸钠和碳酸钙，进行活化焙烧。试验利用赤泥中的残余碱以及添加的碳酸钠和碳酸钙，使得赤泥和煤矸石中的氧化铝和二氧化硅分别转化为易溶出的铝酸钠和难溶出的硅酸二钙。这一方法极大地减少了试剂的加入，降低了生产成本，并减少了环境污染。
试验部分：
1.1 试验原料及试剂
试验原料为赤泥（pH>14）和煤矸石，通过化学分析方法来测定其主要化学成分及其含量。分别对煤矸石和赤泥进行物相分析，结果显示它们含有高岭石、石英、氧化铁等物相。试剂包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙等，均为分析纯。
1.2 试验方法及原理
将赤泥、煤矸石、碳酸钠、碳酸钙等物料按一定比例混合均匀，加水搅拌后压制成球，球团经烘干后，在一定温度和时间条件下进行高温焙烧。焙烧后的样品冷却后磨细，然后加入低浓度的氢氧化钠溶液进行浸出。
试验原理是：通过焙烧使赤泥和煤矸石中的稳定氧化物（如氧化铝、二氧化硅等）转变为易于溶出的化合物。其中，赤泥中的残余碱及添加的碳酸钠会与氧化铝反应生成易于溶出的铝酸钠，因此赤泥中的残余碱起到活化氧化铝的作用。添加的碳酸钙会与二氧化硅反应生成硅酸二钙，起到固定二氧化硫污染气体的作用。
1.3 工艺流程
工艺流程包括煤矸石与赤泥的混合、制球、烘干、高温焙烧、磨细、碱浸出等步骤。浸出液通入CO2气体进行碳分，得到的溶液主要成分为碳酸钠，可以循环利用。
结果与讨论：
本文考察了焙烧温度、焙烧时间、Na2O/（Al2O3+Fe2O3）摩尔比、CaO/SiO2摩尔比等参数对铝浸出率的影响。在优化的工艺条件下，铝的浸出率高达78.45%。这一结果证明了该方法的可行性。
赤泥和煤矸石中含有大量铝资源，通过本文所述方法，可以高效提取其中的铝。该方法利用赤泥中的残余碱以及添加的碳酸钠和碳酸钙进行活化，使得氧化铝和二氧化硅分别转化为易溶出的铝酸钠和难溶出的硅酸二钙。这一方法极大地减少了试剂的加入，降低了生产成本，并减少了环境污染。
