CN114380310A

CN114380310A - 一种赤泥脱碱方法

Info

Publication number: CN114380310A
Application number: CN202210036368.8A
Authority: CN
Inventors: 李鹏
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2042-01-13
Also published as: CN114380310B

Abstract

本发明公开了一种赤泥脱碱方法。包括以下步骤：待处理的赤泥浆进行沉淀，得到上清液和底泥；上清液中通入二氧化碳，进行反应，得到碳化水；底泥与碳化水混合，反应，得到碳化赤泥浆；碳化赤泥浆与石膏混合，反应，得到钙化赤泥浆；钙化赤泥浆固液分离后，得到的固体即为脱碱赤泥。本发明充分利用二氧化碳、石膏等废弃物，对赤泥进行联合降碱，并且对赤泥中重金属、氟化物和砷等有害物质进行络合固化，实现了赤泥的无害化和资源化。

Description

一种赤泥脱碱方法

技术领域

本发明涉及固废处理技术领域，特别涉及一种赤泥脱碱方法。

背景技术

赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的工业固体废物。因其碱含量高(pH值为11.0-12.0)，其利用已成为世界性难题。现阶段赤泥排放量约为1亿吨，而资源化利用率不到5％。目前处置方式主要是筑坝堆存，不仅占用大量土地，而且赤泥堆场产生的滤液易发生渗透，污染农田土壤、地表及地下水体。因此，赤泥无害化及综合利用已迫在眉睫。

目前，赤泥综合利用主要集中在三大领域：①回收有价金属，如铁、钛及稀土元素钪、镓等；②生产建筑材料，如玻璃、水泥、砖、路基材料等；③生产环境修复材料，如工业催化剂、废水吸附剂、土壤改良剂等。但上述技术普遍存在运营成本高、产品竞争力低、受区域影响大，综合效益差，目前均未形成产业规模。

实现赤泥无害化处置和高值化利用是解决赤泥资源化问题的关键，尤其是快速、低成本降碱控碱技术，是赤泥资源化综合利用的重要突破口。

赤泥碱性主要来源于自由碱和化合结合碱，自由碱是赤泥碱性的主要来源，存在于赤泥液相及矿物相表面，在溶解反应和蒸发作用下较易向赤泥表层迁移，导致赤泥表面出现“泛霜”现象。赤泥自由碱主要为碳酸氢钠(NaHCO₃)、碳酸钠(Na₂CO₃)、铝酸钠(NaAl(OH)₄)、氢氧化钠(NaOH)、硅酸钠(Na₂SiO₂)等。化合结合碱是在赤泥经预脱硅、高压溶出及沉降分离过程中，经矿化作用和沉淀反应后稳定存在于赤泥中的钠硅渣类物质(DSPs)和部分难溶性矿物相，主要包括方解石(CaCO₃)、方钠石([Na₆Al₆Si₆O₂₄]·[2NaX或Na₂X])、钙霞石([Na₆Al₆Si₆O₂₄]·2[CaCO₃])、铝酸三钙(TCA,Ca₃Al₂(OH)₁₂)、水化石榴石

目前赤泥碱性调控技术主要分为三种：物理、化学和生物调碱法，其中化学调碱法最为常见，包括酸碱中和法、酸性气体中和法、石膏法、海水法、卤水法等。有关赤泥碱性调控技术也有多篇公开技术文献，专利申请CN101468866A记载了将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气-液-固三相反应容器中，向赤泥浆液通入CO₂气体进行碱性调控，最终赤泥中碱含量降至1％以下，但该方法对设备要求较高，经济成本高，调控时间长，无法实现赤泥的规模化处置。专利申请CN104262059A记载了将电解锰渣与赤泥混合均匀，反应后得到脱碱后的赤泥，该发明虽然工艺简单，但碱含量仍然偏高，碱性调控效果不稳定，后期会出现碱性回升，效果不理想。

由于赤泥的产生及堆存量巨大，现有赤泥控碱技术存在三个主要问题：1、控碱目标不明确，浪费资源；碱降到什么程度，降碱之后下一步如何利用不确定；2、降碱方法单一，降碱效率低；单一方法很难达到最佳效果，或时间长，或降碱效果达不到，或返碱；3、综合效益差；由于没有处置与利用相结合的系统解决思路，难以实现产业化规模应用。

发明内容

为了克服现有赤泥无法有效脱碱的问题，本发明的目的之一在于提供一种赤泥脱碱方法；本发明的目的之二在于提供一脱碱赤泥；本发明的目的之三在于提供这种脱碱赤泥的应用；本发明的目的之四在于提供一种胶凝材料。

本发明的构思如下：

基于赤泥无害化、土壤化和道路工程填筑材料应用，采取“自由碱酸中和+促进化学结合碱生成+返碱抑制”联合定向控碱方法，综合利用氧化铝厂及周边地区三废资源，实施赤泥定向、定域降碱，而非完全脱碱(pH7.0以下)，将赤泥基材料体系pH控制在8.0-9.0范围，保持其较强碱性环境，既可为粉煤灰、矿渣等固废活性激发利用提供反应条件，又可抑制化学结合碱溶解，防止碱反弹，实现赤泥经济、有效降碱和高值化利用。

氧化铝厂一般都有生石灰厂、燃煤电厂，生产过程中会产生大量的CO₂和脱硫石膏等工业废物。磷酸工业生产过程中也会产生大量的磷石膏，其主要成分CaSO₄·2H₂O，含量一般超过80％，酸度较大，处置方式以堆存为主，占用大量土地，污染地表水、地下水、土壤及大气。上述废弃资源均可就近取材，用于本发明的降碱原料，实现以废治废、综合利用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种赤泥脱碱方法，包括以下步骤：

1)待处理的赤泥浆进行沉淀，得到上清液和底泥；

2)步骤1)的上清液中通入二氧化碳，进行反应，得到碳化水；

3)步骤1)的底泥与步骤2)的碳化水混合，反应，得到碳化赤泥浆；

4)步骤3)的碳化赤泥浆与石膏混合，反应，得到钙化赤泥浆；

5)步骤4)的钙化赤泥浆固液分离后，得到的固体即为脱碱赤泥。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤1)中赤泥浆液的固液体积比为1：(0.5-1.5)；进一步优选的，步骤1)中赤泥浆液的固液体积比为1：(0.8-1.2)；再进一步优选的，步骤1)中赤泥浆液的固液体积比为1：1。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤1)中赤泥浆液pH为11-13。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤1)中赤泥浆液包括：1.4-1.8mg/L总铬，0.01-0.016mg/L砷化物，0.01-0.014mg/L硒化物，0.14-0.22mg/L钼，0.02-0.06mg/L锑，1.15-1.55mg/L钒，1.18-1.38mg/L六价铬，12-16mg/L氟化物。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤1)中，沉淀时间为1-3h；进一步优选的，沉淀时间为1.5-2.5h；在本发明的一些优选实施例中，沉淀时间为2h。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤5)中具体是，将钙化赤泥浆经过浓缩处理和压滤处理，得到的固体即为脱碱赤泥；脱碱赤泥含水率为30-40％；其中，将浓缩处理得到的液体回流至步骤2)中，与上清液混合。

进一步优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤5)中压滤处理可以采用深锥浓缩池或超声波平板沉淀装置。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤2)中，上清液的pH为11-13。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤2)中，碳化水的pH为9-10。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤2)中，二氧化碳的通入量与溢流水池中水的体积比为(30-50)：1；根据二氧化碳浓度不同，通入量不同，二氧化碳的通入量满足溢流水池中二氧化碳处于过饱和状态，使自由碱(NaOH、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaAlO₂等)与CO₂充分反应生成碳酸氢钠(NaHCO₃)溶液和部分沉淀物，反应方程如下：

NaOH+H₂O+2CO₂＝2NaHCO₃

Na₂CO₃+H₂O+CO₂＝2NaHCO₃

Na₂SiO₃+2H₂O+2CO₂＝2NaHCO₃+H₂SiO₃↓

NaAlO₂+2H₂O+CO₂＝NaHCO₃+Al(OH)₃↓

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤2)中，二氧化碳的有效体积浓度≥10％；在本发明的一些具体实施例中，二氧化碳采用氧化铝企业的石灰厂或电厂排放的CO₂废气。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤3)中，底泥和碳化水的体积比为1：(4-6)。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤3)中，反应时间为10-50min；进一步优选的，反应时间为15-40min；再进一步优选的，反应时间为20-35min；更进一步优选的，反应时间为20-30min。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤3)中，反应进行搅拌。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤3)中，碳化赤泥浆的pH为10-11。

这种赤泥脱碱方法，步骤2)中所得碳化水(含有NaHCO₃和CO₂饱和溶液)，以及部分沉淀物与赤泥底流中的自由碱(NaOH、Na₂SiO₃、NaAlO₂等)反应生成Na₂CO₃及部分沉淀(H₂SiO₃、Al(OH)₃)，将赤泥自由碱完全碳化成Na₂CO₃，部分反应方程如下：

2NaHCO₃+Na₂SiO₃＝2Na₂CO₃+H₂SiO₃↓

NaHCO₃+NaOH＝Na₂CO₃+H₂O

NaHCO₃+NaAlO₂+H₂O＝Na₂CO₃+Al(OH)₃↓

本发明采用将赤泥浆固液分离后在上清液中通入二氧化碳，与直接将二氧化碳通入赤泥浆相比，具有以下两方面的好处：

1、无须复杂的CO₂加压、加温通气设备。常规悬浮加压碳化法是将4MPa左右的CO₂高压气体通往反应池中，而且需要对反应池浆料进行加温，通常为50-60℃，不仅高压加气设备对安全要求较高，而且整套设备系统较为复杂，可靠性低，运行成本高。本发明采用直接将常压CO₂气体通入赤泥浆上清液中，不存在赤泥堵塞气孔问题，由于只有气液混合(CO₂气体与水)，没有赤泥固相阻滞，碳化效率更高，也无须加热设备，因此设备更简单，投入少，且运行成本更低，在实际运行中，设备投资可节省50％，运行成本可节省80％。

2、水溶液与赤泥浆混合效果更好，效率更高。传统碳化过程是气、液、固的三相反应体系，气相与固相会影响液相反应，本发明中，碳化后的水溶液与赤泥浆混合是固液两相反应体系，因此反应速度快，混合均匀性好，反应时间无须太长，比传统方法反应时间缩短3/4的时间，适合大规模高效碳化赤泥。传统方法在CO₂压力为4MPa、反应温度50℃、反应时间2h和液固比为7的条件下，赤泥的脱碱率高于50％。本发明在常温常压下，液固比为10：1的条件下，反应时间仅为30min，脱碱率可达到90％以上。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，碳化赤泥浆与石膏混合过程中还加入重金属捕集剂；重金属捕集剂与碳化赤泥浆的质量比为(0.1-0.2)：100。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，石膏与碳化赤泥浆的质量比为(15-18)：100。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，钙化赤泥浆与石膏混合后需搅拌1-4min；进一步优选的，步骤4)中，钙化赤泥浆与石膏混合后需搅拌2-3min。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，石膏为脱硫石膏；脱硫石膏包括烟气脱硫石膏、磷石膏、氟石膏中的至少一种。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，反应时间为2-4h。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤4)中，反应过程采取多点自动实时监测反应过程的pH值，控制在8.0-9.0范围，此过程中主要反应方程为：

Na₂CO₃+CaSO₄＝Na₂SO₄+CaCO₃↓

Ca²⁺+F^-＝CaF₂↓

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤5)中，脱碱赤泥的含水率为30-40％。

优选的，这种赤泥脱碱方法，步骤5)中，脱碱赤泥的pH为8.0-9.0；脱碱赤泥pH测定方法为脱碱赤泥按照固液体积比1:1加水搅拌后，至澄清液pH不再变化的最终pH。

本发明第二方面提供了一种脱碱赤泥，脱碱赤泥由上述赤泥脱碱方法处理得到。

本发明第三方面提供了上述脱碱赤泥在建筑材料、催化剂、吸附剂和土壤改良剂中的应用。

本发明第四方面提供了一种胶凝材料，胶凝材料的固体成分包括质量份的上述脱碱赤泥20-60份、水泥40-80份。

优选的，这种胶凝材料，原料组分还包括水，水与固体组分的质量比为1：(1-2)；进一步优选的，水与固体组分的质量比为1：(1.4-1.6)。

本发明的有益效果是：

本发明充分利用二氧化碳、石膏等废弃物，对赤泥进行联合降碱，并且对赤泥中重金属、氟化物和砷等有害物质进行络合固化，实现了赤泥的无害化和资源化，具体如下：

(1)降碱效果明显。利用二氧化碳和脱硫石膏联合降碱控碱，可显著降低赤泥的pH值、碱化度及可溶性碱含量，将碱性降低至可利用的范围，并且效果具有长期稳定性，为后期资源化产品开发奠定了良好基础。

(2)生产工艺流程简单。设备操作简便，设施集约利用，可规模化处置赤泥，易于推广容易实现工业化、规模化。

(3)经济效益显著。赤泥降碱和产品开发原材料以工业废弃物为主，以废治废，原料易得，产品成本低廉，市场竞争力强，综合成本可控制在50元/吨左右。

(4)节能环保显著。1吨赤泥约可消纳25kg以上的二氧化碳，仅此我国每年消纳二氧化碳300万吨，同时可消纳脱硫石膏近2000万吨，以及各类工业固废废弃物数千万吨，环保效益巨大；降碱处理后的赤泥用于建筑材料，可大量减少水泥基建筑材料，节能减排效果显著，对促进我国“双碳”目标实现，具有重要意义。

附图说明

图1为实施例的赤泥脱碱工艺示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。

实施例1

采用附图1所示的赤泥脱碱方法进行赤泥脱碱，具体过程如下：

(1)本实施例采用的赤泥为氧化铝厂未经压滤分离的含碱液的赤泥浆液，待处理赤泥浆液的固液体积比为1:1，将赤泥洗涤车间的原赤泥浆直接排入赤泥沉淀池中自然沉淀2h，分为上清液和底泥；

(2)赤泥沉淀池上清液排放到溢流水池中，上清液的pH为11-13，溢流水池中通入氧化铝企业的石灰厂或电厂排放的CO₂废气(有效浓度不低于10％)，通入量约为蓄水体积30-50倍，根据CO₂浓度不同进行调节，使CO₂处于过饱和状态，使自由碱(主要是NaOH、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaAlO₂等)与CO₂充分反应生成碳酸氢钠(NaHCO₃)溶液和部分沉淀物；反应方程如下：

NaOH+H₂O+2CO₂＝2NaHCO₃

Na₂CO₃+H₂O+CO₂＝2NaHCO₃

Na₂SiO₃+2H₂O+2CO₂＝2NaHCO₃+H₂SiO₃↓

NaAlO₂+2H₂O+CO₂＝NaHCO₃+Al(OH)₃↓

通过对赤泥浆液沉淀取用上清液对CO₂进行吸收，提高了CO₂溶解效率，并通过CO₂过饱和使自由碱(OH^-)完全转化为碳酸氢钠(HCO₃ ^-)，为后续碳化配比计量提供了方便。采用饱和CO₂溶液与赤泥混合更加均匀，解决了传统湿法碳化加压通气混合不均匀，混合效率低的问题。

(3)将步骤(1)底泥排入碳化反应池中，然后将步骤(2)中碳酸氢钠(NaHCO₃)和CO₂饱和溶液，以及部分沉淀物也直接排入到碳化反应池中，碳化溶液与底泥的体积比例为1：(4-6)，经过缓慢搅拌，时间20-30min，使碳酸氢钠(NaHCO₃)与赤泥底流中的自由碱(NaOH、Na₂SiO₃、NaAlO₂)等反应生成Na₂CO₃及部分沉淀(H₂SiO₃、Al(OH)₃)，将赤泥自由碱完全碳化成Na₂CO₃，碳化后的赤泥浆pH值一般在10-11，反应方程如下：

2NaHCO₃+Na₂SiO₃＝2Na₂CO₃+H₂SiO₃↓

NaHCO₃+NaOH＝Na₂CO₃+H₂O

NaHCO₃+NaAlO₂+H₂O＝Na₂CO₃+Al(OH)₃↓

(4)将步骤(3)所得碳化赤泥浆用泥浆给料泵输送到混合搅拌装置内，同时用螺旋给料机将脱硫石膏和重金属捕集剂加入到混合搅拌装置内。投入赤泥浆、脱硫石膏、重金属捕集剂质量比为：100：(15-18)：(0.1-0.2)。给料完成后混合2-3min，搅拌制成复合赤泥浆，搅拌速度为40-65r/min。

(5)将步骤(4)所得复合赤泥浆泵送到钙化反应沉淀池中，并进行缓慢搅拌进行钙化，沉淀时间为2-4h，采取多点自动实时监测赤泥复合浆料液的pH值，控制在8.0-9.0范围。此过程中主要反应方程为：

Na₂CO₃+CaSO₄＝Na₂SO₄+CaCO₃↓

Ca²⁺+F^-＝CaF₂↓

石膏可为赤泥液相体系提供Ca²⁺，首先与赤泥中碱性碳酸盐发生沉淀作用，形成化学结合碱，同时还可与赤泥液相中游离的铝酸根离子、氟离子发生沉淀反应，生成铝酸三钙、水铝钙石、氟化钙等。通过控制石膏掺入比例，控制赤泥浆液pH值降至8.0-9.0范围，使化学结构碱保持稳定赋存状态。

重金属具有不可被降解的特性，采用重金属捕集剂，实现对溶解态的重金属离子和附着在悬浮物或胶体颗粒表面的化合态重金属，通过螯合反应迅速生成不溶性沉淀，从而达到去除重金属离子的目的。

(6)将步骤(5)所得钙化赤泥泵送到深锥浓缩机中进行浓缩，其中溢流水直接回送到溢流水池中，循环使用；钙化赤泥底流质量浓度一般在45-55％。

(7)将步骤(6)所得钙化赤泥底流送压滤机进行进一步脱水，脱水后的脱碱赤泥含水率为30-38％，该赤泥可以用于建材进一步开发利用，也可直接外排。溢流水送入到蓄水池中，经过沉淀过滤后可用于赤泥洗涤。

对处理前的原赤泥浆与处理后的钙化赤泥浆进行测试，测试结果如下表1所示：

表1处理前后赤泥浆测试

检测项目	原赤泥浆	钙化赤泥浆	去除率
				pH	11-13	8.5-9.0
总铬(mg/L)	1.6	1.19	25.63％
				砷化物(mg/L)	0.013	0.0034	73.85％
硒化物(mg/L)	0.012	0.008	33.33％
				钼(mg/L)	0.18	0.09	50.00％
锑(mg/L)	0.04	0.0015	96.25％
				钒(mg/L)	1.35	0.27	80.00％
六价铬(mg/L)	1.28	0.05	96.09％
				氟化物(mg/L)	14.3	1.68	88.25％

采取“自由碱酸中和+促进化学结合碱生成+返碱抑制”联合定向控碱方法，利用CO₂酸性气体碱中和形成可溶性碳酸盐，与工业副产石膏复分解反应生成CaCO₃沉淀，控制pH值控制在8.0-9.0范围，稳定赤泥碱性，防止返碱。

本发明实施例处理后的赤泥pH值9.0以下，无重金属等有害物质超标，实现了无害化处理，且通过脱硫石膏改性，含有一定碱性和大量硫酸根离子，为建材化利用提供物质基础，实现高值化开发利用。

实施例2

实施例1中得到的无害化赤泥进行泛碱测试。

将实施例1中未处理的赤泥浆采用实施例1的深锥浓缩池和压滤机进行固液分离，得到含水率在30-38％的未处理赤泥；将实施例1中得到的无害化赤泥和未处理赤泥同时堆放在同一露天场地，堆放量相同，进行“泛碱”测试。

“泛碱”情况通过目测法进行判断，通过无、轻微、较严重和严重判断“泛碱”情况。上述评价中“无”表示赤泥基泡沫轻质路基上未出现“泛碱”，“轻微”表示“泛碱”覆盖面积少于2％，“较严重”表示“泛碱”覆盖面积少于10％，“严重”表示“泛碱”覆盖面积大于10％。“泛碱”观测结果如下表2所示：

表2未处理赤泥和无害化赤泥泛碱情况

经本发明处理后的赤泥自由碱大幅降低，赤泥露天堆放也很少出现“泛霜”或“泛碱”。未处理的赤泥在干燥天气或阳光照射露天堆放的情况下，4-8h即会出现“泛碱”现象，经过本发明的赤泥脱碱方法处理后，同样条件下14天以上也不会有明显“泛碱”。

实施例3

实施例1中得到的无害化赤泥制备胶凝材料。

将实施例1中未处理的赤泥浆采用实施例1的深锥浓缩池和压滤机进行固液分离，得到含水率在30-38％的未处理赤泥；将实施例1中得到的无害化赤泥和未处理赤泥制备胶凝材料；制备方法如下：

将无害化赤泥或未处理赤泥与P.O42.5水泥混合，加入水，充分搅拌后，得到胶凝材料。

对胶凝材料进行抗压强度测试，胶凝材料的原料配比及胶凝材料的抗压强度如下表3所示。

表3胶凝材料原料配比及抗压强度

脱碱赤泥与水泥配合后的胶凝材料强度对比未处理赤泥具有早期强度高和后期强度增长率高两个特点。早期强度(3d)同比提高25％-30％左右，后期强度(28d)同比提高30％-40％。说明改性后的赤泥有石膏的激发，与水泥配比后具有更高的强度性能。没有改性的原状赤泥由于碱性强，早期强度发展较快，后期强度发展较慢。而改性后的赤泥虽然碱性有所降低，碱激发能力有所降低，但有石膏的激发，钙钒石生成量较多，前期和后续强度均的较大增长，因此通过改性后的赤泥适于建材的开发利用。本发明的脱碱赤泥可以应用在建筑材料、催化剂、吸附剂和土壤改良剂中。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种赤泥脱碱方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)待处理的赤泥浆进行沉淀，得到上清液和底泥；

2)步骤1)所述的上清液中通入二氧化碳，进行反应，得到碳化水；

3)步骤1)所述的底泥与步骤2)所述的碳化水混合，反应，得到碳化赤泥浆；

4)步骤3)所述的碳化赤泥浆与石膏混合，反应，得到钙化赤泥浆；

5)步骤4)所述的钙化赤泥浆固液分离后，得到的固体即为脱碱赤泥。

2.根据权利要求1所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤5)具体是，将所述钙化赤泥浆经过浓缩处理和压滤处理，得到的固体即为脱碱赤泥；其中，将所述浓缩处理得到的液体回流至步骤2)中，与上清液混合。

3.根据权利要求1或2所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤2)中，所述的上清液的pH为11-13。

4.根据权利要求1或2所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤2)中，所述的碳化水的pH为9-10。

5.根据权利要求1或2所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤3)中，所述的底泥与碳化水的体积比为1：(4-6)。

6.根据权利要求1或2所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤4)中，所述的碳化赤泥浆与石膏混合过程中还加入重金属捕集剂；所述的重金属捕集剂与碳化赤泥浆的质量比为(0.1-0.2)：100。

7.根据权利要求1或2所述的赤泥脱碱方法，其特征在于，步骤5)中，所述的脱碱赤泥的pH为8.0-9.0。

8.一种脱碱赤泥，其特征在于，所述的脱碱赤泥由权利要求1-7任一项所述的赤泥脱碱方法处理得到。

9.权利要求8所述的脱碱赤泥在建筑材料、催化剂、吸附剂和土壤改良剂中的应用。

10.一种胶凝材料，其特征在于，所述的胶凝材料的固体成分包括质量份的权利要求8所述脱碱赤泥20-60份、水泥40-80份。