de.wedoany.com-Bericht: Rotschlamm ist ein großvolumiger industrieller Feststoffabfall, der bei der Aluminiumoxidproduktion anfällt. Pro Tonne produziertem Aluminiumoxid entstehen mehr als 1,1 Tonnen Rotschlamm. Seit China im Jahr 2001 erstmals der weltweit größte Produzent von Primäraluminium wurde, steht die Aluminiumproduktion des Landes seit Jahren an der Weltspitze. Entsprechend übersteigt die jährliche Menge an neu anfallendem Rotschlamm in China seit mehreren Jahren 100 Millionen Tonnen. Experten prognostizieren, dass die kumulierte Rotschlamm-Lagerung in China bis Ende 2025 1,6 Milliarden Tonnen übersteigen wird. In den wichtigsten Aluminiumproduktionsregionen wie Shanxi, Shandong, Henan und Guangxi ist die Rotschlammbehandlung zu einem Problem geworden, das bei der industriellen Entwicklung und dem Umweltschutz der Städte nicht ignoriert werden kann.
Rotschlamm ist ziegelrot gefärbt, da er große Mengen an Eisenoxid sowie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Calciumoxid enthält. Aufgrund unterschiedlicher Bauxitquellen und Produktionsverfahren variiert die chemische Zusammensetzung von Rotschlamm erheblich; er kann auch Spurenelemente wie Kalium, Chrom, Vanadium, Arsen sowie radioaktive Elemente enthalten. Unbehandelter Rotschlamm enthält große Mengen an freien und gebundenen Alkalien, der pH-Wert liegt in der Regel zwischen 10 und 12,5, was ihn zu einem stark alkalischen allgemeinen Feststoffabfall macht. Forschungsdaten zeigen, dass bei Zementprodukten mit einem Rotschlammanteil von über 15 % die Druckfestigkeit nach 28 Tagen um 30 % abnimmt und die Oberflächenabplatzungsrate nach Frost-Tau-Wechseln um das Fünffache steigt. Die bestehenden Entalkalisierungsverfahren sind aufwändig, verbrauchen viele Reagenzien und sind kostspielig; während des Neutralisationsprozesses können zudem schädliche Elemente wie Arsen und Blei aktiviert werden.
Die Shanxi Zhongke Hongyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. hat gemeinsam mit einem Forschungsteam der Universität für Wissenschaft und Technologie Peking einen Mechanismus zur koordinierten Nutzung mehrerer Feststoffabfälle entwickelt, bei dem Rotschlamm, Flugasche, Bergematerial und andere Feststoffabfälle zu Straßenbaumaterialien verarbeitet werden. Der Geschäftsführer des Unternehmens, Ren Xiaoming, erklärte, dass der Schlüssel zur Koordination mehrerer Feststoffabfälle in der präzisen Dosierung liege. Das Team verzichtete auf die in der Branche übliche Trocknungsmethode und verwendete stattdessen ein Mischverfahren mit nassem Rotschlamm: Zuerst wird der Feuchtigkeitsgehalt des Materials gemessen, dann erfolgt die Nachmischung über das Volumenverhältnis der einzelnen Materialien. Nach einer Alterungsvorbehandlung zur gleichmäßigen Verteilung der Feuchtigkeit folgt der Schritt der sekundären Zerkleinerung und Siebung. In der technischen Verarbeitungsphase optimierte das Team die Ausrüstung mehrfach und kontrollierte die Dosiergenauigkeit von Rotschlamm und Flugasche auf unter 5 %. Diese Technologie wurde bereits in Yangquan, Shanxi, umgesetzt, wo Produktionslinien für Straßenbaumaterialien mit einer Kapazität von 300 bis 500 Tonnen pro Stunde sowie eine vollautomatische Produktionslinie für 300.000 Tonnen ungebrannte Bau-Blöcke aus Feststoffabfällen pro Jahr errichtet wurden. Schätzungen zufolge kann das Projekt nach vollständiger Inbetriebnahme jährlich insgesamt bis zu 2 Millionen Tonnen Feststoffabfälle wie Rotschlamm, Bergematerial und CFB-Flugasche verwerten.
Im Gegensatz zum „Additions"-Ansatz der Koordination mehrerer Feststoffabfälle hat die Shanxi Huaxing Aluminium Co., Ltd. (eine Tochtergesellschaft der Aluminum Corporation of China) einen „Subtraktions"-Ansatz zur Eisengewinnung aus Rotschlamm erforscht. Wen Yaping, Leiter der Abteilung für umfassende Rotschlammverwertung des Unternehmens, erklärte, dass das Unternehmen angesichts der geringen Sortiereffizienz der ursprünglichen Anlagen eine dreistufige Umstellung des Eisenanreicherungsprozesses durchgeführt habe, wobei der Schwerpunkt auf der Optimierung der Kernausrüstung wie Magnetabscheidern und Hydrozyklonen lag. Durch Rotationszentrifugalkräfte werden grobe und feine Partikel getrennt, und große Partikel werden für die Magnetabscheidung ausgewählt, wodurch der Eisenerzgehalt um über 10 % gesteigert und die Produktion fast verdoppelt werden konnte.
Zeng Qingmeng, stellvertretender Direktor des Büros zur Förderung der umfassenden Rotschlammverwertung der China Nonferrous Metals Industry Association, erklärte, dass die Branche einen systematischen Ansatz der „Reduzierung an der Quelle, Kontrolle im Prozess und Ressourcenrückgewinnung am Ende" vorgeschlagen habe. Berichten zufolge hat die von der Central South University gemeinsam mit mehreren Forschungseinrichtungen vorangetriebene „Technologie zur Reduzierung von Rotschlamm aus dem Bayer-Prozess der Bauxitlaugung und groß angelegte Demonstration" eine Reduzierung des ausgetragenen Rotschlamms um über 30 % erreicht. Die Guangxi Tiandong Jinxin Chemical Co., Ltd. fördert durch die Zugabe von Oxidationsmitteln zum Bauxitlaugungssystem die Trennung von Eisenmineralien von Aluminium-Silikat-Mineralien, was der nachgelagerten Eisengewinnung aus Rotschlamm zugutekommt. Das von der Yunnan Wenshan Aluminium Co., Ltd. entwickelte Modell „Verstärkte Laugung zur Quellenreduzierung – Mehrkomponentenrückgewinnung von Natrium, Eisen, Aluminium und Calcium – Baustoff-Endentsorgung" hat die umfassende Rotschlammverwertungsrate weit über den Branchendurchschnitt gebracht.
Die umfassende Rotschlammverwertungsrate in China ist von 5,5 % im Jahr 2021 auf 14 % im Jahr 2025 gestiegen. Im Jahr 2024 haben sechs Ministerien und Kommissionen, darunter das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, gemeinsam den „Aktionsplan zur umfassenden Rotschlammverwertung" veröffentlicht, der ein klares Ziel für die Behandlung setzt: Bis 2027 soll die umfassende Verwertungsrate von neuem Rotschlamm 15 % erreichen, bis 2030 25 %. Zeng Qingmeng erklärte, dass zur Erreichung dieses Ziels die Rolle von Regierung, Industrie, Wissenschaft und Forschung weiter gestärkt werden müsse, eine abteilungs- und regionsübergreifende Kooperationsplattform aufgebaut und ein regelmäßiger Austauschmechanismus zwischen Aluminiumunternehmen und Branchen wie Baustoffen, Metallurgie und Umweltschutz gefördert werden müsse. Bei der Umsetzung der Politik müsse der Grundsatz „Ein Unternehmen, eine Strategie, angepasst an die örtlichen Gegebenheiten" befolgt werden, um individuelle Pläne basierend auf den regionalen Bedingungen zu entwickeln und die Hauptverantwortung der Aluminiumoxidunternehmen für die Rotschlammbehandlung zu klären.
Professor Liu Xiaoming von der Fakultät für Metallurgie und Ökologische Technik der Universität für Wissenschaft und Technologie Peking erklärte, dass sich im Inland fünf Hauptrichtungen für die Rotschlammverwertung herausgebildet haben: Pulvermaterialien, Elementextraktion, Bindematerialien, Straßenbaumaterialien und keramische Baumaterialien. Allerdings stehen die Produkte der Rotschlammverwertung vor Problemen wie veralteten Standards und Schwierigkeiten bei der Markteinführung. Ren Xiaoming gab an, dass die von seinem Team im Jahr 2019 aus recyceltem Rotschlamm gebaute Landstraßenstrecke die Qualitätsanforderungen erfüllt habe, aber aufgrund fehlender Branchenstandards nur im Rahmen von Versuchs- und Demonstrationsstrecken an Projekten teilnehmen könne, was die breite Anwendung und Vermarktung der Produkte einschränke.
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