深瞳工作室出品
科技日报记者 周思同 华凌 策划 刘恕 李坤
站在雾气迷蒙的山巅远望，地平线将景色切成泾渭分明的两块，上方是青翠的群山，下方是大片砖红色的地块，波浪般的沙痕在地块上起伏，像潮汐褪去后的沙滩——这是记者走访北方某市氧化铝企业时所看见的赤泥堆场。
大地上的这一抹砖红，是众多以铝为支柱产业的城市的“难言之隐”。作为氧化铝生产过程中排放的大宗工业固体废弃物，赤泥与铝的产生如影随形。每生产1吨氧化铝，就会产生1.1吨以上的赤泥。
自2001年首次成为世界第一大原铝生产国以来，我国铝产量常年位于世界首位。与之相对的，是国内新增赤泥量已连续多年突破1亿吨。有专家预测，截至2025年底，全国赤泥累计堆存超过16亿吨。在山西、山东、河南、广西等铝业主产区，赤泥治理已成为城市产业发展与生态保护中无法忽视的“包袱”。
多重瓶颈制约大规模消纳
作为大宗固废，赤泥的红色外观来自它包含的大量氧化铁。除此以外，氧化铝、二氧化硅、氧化钙等同样是其核心成分。根据原材料铝土矿与生产工艺的不同，钾、铬、钒、砷等微量元素及放射性元素也常常出现在其中。
赤泥治理难的根源，便藏在这份“大杂烩”的成分表里。
“赤泥成分的复杂性，增加了消纳技术研发和应用的难度。”中铝股份山西华兴铝业有限公司（以下简称“中铝华兴”）科技创新部经理杨桐介绍，因铝土矿原材料来源、生产工艺不同，赤泥中的化学组成亦有显著差异，成分组成的多样性使得单一的消纳技术难以适配所有类型的赤泥。“同一套技术，用在铝土矿来源不同的赤泥上，取得的效果可能完全不同。这直接制约了技术的规模化应用。”杨桐说。
赤泥成分不仅复杂，还掺杂着妨碍治理的“捣蛋鬼”。“未处理的赤泥含有大量游离和结合态碱，pH值普遍在10—12.5，属于强碱性一般固废。传统脱钠固碱技术用在建材等场景中，会出现泛碱破坏结构的现象，带来诸多隐患。”杨桐介绍，研究数据表明，赤泥掺杂量超过15%的水泥制品，28天抗压强度下降30%，且冻融循环后表面剥落率增加5倍。
针对这一问题，目前虽已有赤泥脱碱工艺，但流程较繁琐且需要大量试剂，不仅成本高，而且在中和过程中可能活化砷、铅等有害元素，导致处理后赤泥有害元素的浸出浓度超过一般工业废物标准。
除了技术瓶颈，政策保障不足也是制约赤泥消纳的重要原因。多位受访专家表示，赤泥治理项目普遍存在立项难、周期长特点，难以获得足够的政策支持，削弱了企业开展赤泥综合利用的动力。在采访中，多位企业负责人表示，现行政策对开展相关项目的企业补贴力度不够，也缺少科研技改容错机制，导致赤泥利用项目经济效益不高，企业在成本限制下不得不转向传统的堆存处理。
用堆存法处理赤泥，价格可低至15—30元/吨。但与低价同行的，是巨大的生态与安全隐患。若堆场防护不到位，碱性物质与重金属会随雨水淋溶渗入土壤和地下水，造成不可逆的生态破坏。同时，赤泥堆存库还存在溃坝风险，一旦发生事故，将对周边居民生命财产安全造成巨大威胁。
多种路径寻找“安身之处”
驱车走在国道207复线，灰黑的路面从车轮下飞速向后延伸。若不仔细看，很难发现这路途当中，夹着一段500余米的特殊道路。
这段国道的路基材料是由山西中科泓源环保科技有限公司（以下简称“中科泓源”）和北京科技大学研究团队利用赤泥、粉煤灰、煤矸石等固废制成的。它也是各地探索赤泥回收利用的一个缩影。中科泓源总经理任晓明介绍，道路已完工7年，目前道路状态良好，路基指标过关。该路基材料的“秘密武器”，就是多固废协同利用机制。
“各类固废材料有其自身的短板和优势。以赤泥和粉煤灰为例，赤泥凭借自身强碱性组分，激活粉煤灰潜在火山灰活性，二者水化生成胶凝产物，复配形成固结性能优良的固废基复合胶凝材料，实现多种固废协同消纳。”任晓明说。
然而，这条技术突破之路并非一帆风顺。
“多固废协同的关键是精确配比，就如同和面。但在实验室里，材料配比、环境条件、添加数量均可精确控制。一旦进入大规模应用，我们拿到的‘面粉’往往是不同品牌的，粗细不匀、干湿程度不一样。如果按照实验室的比例，做出的产品不是稀就是稠，物料过于潮湿会粘黏设备，过于干燥则会扬尘，最终影响产品性能。”任晓明说。
为了能精确处理这些红色“面粉”，中科泓源开展集智攻关。在配方上，团队最终摒弃了业内通用的烘干法，转而使用湿赤泥拌和方法：先检测物料含水率，再通过各物料“体积比”进行复配；经过一定时间的陈化预处理工艺，让赤泥、粉煤灰水分分布均匀。完成这一系列流程后，再进入二次破碎筛分的处理环节。
在工程处理阶段，他们“见招拆招”。“以吨为单位的物料放在大型生产设备上，就如同‘用擀面杖夹豌豆’，是对工艺和设备的双重考验。”任晓明说，针对黏料、扬尘等生产问题，团队多次优化设备，并将赤泥与粉煤灰的配比精度控制在5%以内。
如今，这一技术已在山西阳泉落地，当地时产300吨至500吨路基材料生产线和年产30万吨固废免烧建筑砌块全自动生产线均以此为基础。据估计，项目全部投用后，年综合利用赤泥、煤矸石、CFB粉煤灰等固废总量可达200万吨。任晓明告诉记者，后续公司还将与高校合作，尝试赤泥与其他物料进一步混合处理的路线，拓宽固废协同利用的应用面，实现从“减量化”向“高值化”发展的转变。
与多固废协同的“加法”处理不同，中铝华兴则探索了赤泥选铁的“减法”路径，即去除赤泥中的其他杂质，提取可供利用的铁成分。
中铝华兴赤泥综合利用技术科科长温亚平告诉记者，公司选取这一技术路线，主要是考虑到山西本地钢铁产业需求旺盛、下游钢铁企业集聚的区位优势，可实现铁精矿的本地消纳。“但项目实施初期，由于技术限制，提取出的铁精矿品位不足、产量偏低，产品销路并不好，每吨售价甚至不到100元。”
问题根源在于赤泥的“先天不足”。“我国铝土矿以一水硬铝石为主，磁铁矿含量较低。若利用传统的磁选方法，很难提取出有效成分，从而制约了提铁含量及铁矿产品的品位。”温亚平说。
针对原有设备分选效率低的问题，公司组织技术团队对提铁生产流程实施三级改造，重点优化了磁选机、旋流器等核心设备，通过旋转离心作用分离粗细颗粒，并选取大颗粒物料进行磁选，使铁矿品位提升10%以上，产量提升近一倍。
类似的技术在各地逐步示范落地，但与赤泥庞大的产生量相比，消纳规模仍显不足。想要真正减少赤泥数量，还需从源头到末端多管齐下。
“目前，行业已提出了‘源头减量、过程控制、末端资源化’的体系化思路，氧化铝企业需树立‘赤泥也是产品’理念，从矿石均化开始，关注重金属及放射性元素含量；优化生产工艺，提高氧化铝溶出率，减少赤泥产生量，为下游利用创造条件。”中国有色金属工业协会赤泥综合利用推进办公室常务副主任曾庆猛表示。
据介绍，中南大学联合多家科研单位推进的“铝土矿拜耳法溶出赤泥源头减量技术及大规模示范”，实现了外排赤泥减量30%以上；广西田东锦鑫化工有限公司通过在铝土矿溶出体系中加入氧化剂，促进铁矿物与铝硅矿物的分离，有利于下游赤泥选铁；云南文山铝业有限公司打造“强化溶出源头减量—钠铁铝钙多组分回收—建材化终端处置”赤泥综合利用模式，使赤泥综合利用率远超行业平均水平……这些新技术新方法，正在不断拓展赤泥综合利用的应用空间，为其寻找新的安放之处。
多方联动构建产业新格局
2014年，《干法赤泥堆场设计规范》填补我国工程标准空白。2021年，《“十四五”工业绿色发展规划》将赤泥综合利用列为重点任务。2024年，工业和信息化部等六部门联合印发《赤泥综合利用行动方案》，明确提出“到2027年，新增赤泥综合利用率达到15%；到2030年，新增赤泥综合利用率达到25%”的治理目标。经过十数年的政策演进，我国赤泥治理已进入了从单点规范到系统布局、从末端处置到全链条资源化的新阶段。
“作为铝工业大国，我国赤泥综合利用率已从2021年的5.5%升至2025年的14%。”曾庆猛表示，要实现行动方案提出的治理目标，还需进一步发挥政、产、学、研等多方作用，搭建跨部门、跨区域的协同治理平台，推动铝企业与建材、冶金、环保等行业形成常态化对接机制。
在破解技术瓶颈方面，要充分释放企业和相关科研单位的创新活力。杨桐建议，将赤泥综合利用关键技术研发纳入国家和地方科技计划，鼓励企业及科研单位将科研成果转化为实际生产力。对成功实现成果转化的项目，给予资金支持、税收优惠等政策倾斜，提高科研人员和企业参与成果转化的积极性。
铝产业密集区是多固废协同的天然试验场。杨桐提出，针对山西、广西、山东等铝重点产区，依托当地氧化铝产业集群，构建“氧化铝生产—赤泥消纳—资源化利用”一体化的产业园区，鼓励赤泥产生地和消纳地建立合作机制，实现赤泥的就近消纳和资源化利用。
在政策落地方面，由于赤泥本身成分复杂、不同地域产业基础差异大，治理切忌“一刀切”。曾庆猛提出，赤泥治理须坚持“一企一策、因地制宜”，结合区域资源、环境、产业情况等制定个性化方案，按照“谁产生谁治理，谁利用谁受益”原则，落实氧化铝企业赤泥治理主体责任。《赤泥综合利用行动方案》提出“强化落实氧化铝企业主体责任，鼓励探索‘产用挂钩’等方式”。业内专家建议，各地可借鉴贵州磷石膏产业“以渣定产”的政策经验，将企业产能与固废消纳挂钩，根据赤泥消纳量决定企业可启用的产能规模，进一步压实氧化铝企业主体责任，推动企业承担赤泥治理责任。
针对治理过程中资金支持不足等问题，任晓明建议，在赤泥集中地区，政府加大投入力度，出台本地赤泥利用专项扶持政策，建设赤泥综合利用产业化示范工程，吸引技术、企业资源集聚，带动技术的推广应用。
赤泥治理不仅是技术问题，更是产业生态重构的过程。曾庆猛表示，唯有将技术创新、政策引导、市场机制与区域协同深度融合，方能将这一抹“砖红”从生态负担转化为可循环利用的绿色宝藏。
记者手记丨让赤泥的价值“被看见”
周思同
在采写这篇报道的过程中，每当我和身边的同事朋友谈起这个话题，得到的回复几乎完全一致——“赤泥是什么？”
当前大多数人对赤泥知之甚少。哪怕是我自己，若非机缘巧合参与针对某地传统产业的调研任务，“赤泥”这个词也绝不会出现在我的视野当中。
这次调研中，我发现它存在于深山的堆场里、实验室的标本瓶内，同时也出现在城市的高速路上、钢筋水泥的楼宇夹层中。
它一直存在于我们的生活里，只是藏得太深、太隐蔽，少有人真正看到它、了解它。
实际上，这种大宗固废身上藏着许多变废为宝的价值，以及开拓新型环保市场的可能性。北京科技大学冶金与生态工程学院教授刘晓明告诉记者，国内赤泥消纳已形成粉体材料、元素提取、胶凝材料、路用材料和建陶材料五大主流方向，其中赤泥选铁、胶凝材料和路用材料等资源化利用项目已成功落地应用。
近年来，赤泥利用的技术攻关始终不断向前推进。然而，相关行业对其的认知并未随之提升。
“尽管赤泥已列为一般二类工业固废，但其‘高危’的刻板印象依然普遍存在，这很大程度上制约了赤泥的资源化利用。”刘晓明说。
对赤泥的认知不足，造成资源化产品标准滞后，企业陷入了推广难的困境。
采访过程中，几乎每一个赤泥从业者都提到，利用赤泥制备的环保材料，哪怕性能完全满足工程要求，但因为没有对应的产品标准参考，市场推广难度大。“早在2019年，我们就利用赤泥再生材料建成了质量合格的国道。但由于缺乏行业标准，目前我们只能以实验段、示范段的模式参与相关工程，这严重限制了产品的推广应用。”任晓明的遭遇反映出赤泥综合利用“示范多、推广少”的窘境。
让赤泥的价值真正“被看见”，急需完善赤泥利用产品的行业标准与应用规范，给予赤泥再生产品明确的“身份认证”，打消下游应用端的重重顾虑。为此，政府和行业协会要充分发挥纽带作用，以各地实践探索为基础，制定下游市场规范及治理措施。同时，应瞄准共性难题定点击破，并通过试点示范，将成熟技术逐步推广至全行业，加快赤泥“由红转绿”的进程。
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