氧化铝工业的尾矿废渣通常被称为赤泥,以湿法堆存的方式大量堆积在田间土地,由于赤泥本身具有的强碱性盐和重金属,会污染堆场周边的土壤环境、地表水及地下水环境。另一方面,由于赤泥孔隙率大,具有相对较优的吸附性能,并且赤泥中稀有金属种类较为丰富,可作为新型环保工程材料或金属资源进行二次回收,从而达到资源化利用的目的。目前国内外在赤泥中稀有金属的回收利用方面做了大量研究,但是在不同pH条件下对赤泥中稀有金属的浸出行为研究较少。本论文以来自五个不同铝厂的赤泥样品作为研究对象,通过土工实验、化学成分实验和固定pH浸出实验结合地球化学平衡模型分析研究了五种赤泥中稀有金属在全pH条件下的浸出率和浸出行为。得到以下研究结果:(1)采用定量X射线衍射法、X射线荧光光谱法和四酸联合消解法研究了五种赤泥的矿物成分、化学成分以及化学元素组成。结果表明:五种赤泥含水率较高,粒径分布在0.075mm-2mm之间,主要矿物成分包括石英、方解石、赤铁矿、水榴石、方钠石、无水石膏、钙霞石和三水铝矿,化学成分主要有SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO和Na₂O,Al、Ca、Fe、Na、Ti和Si是赤泥中的主要元素。(2)采用EPAMethod 1313序批式固定pH浸出法,研究了在固定pH值浸出条件下五种赤泥中稀有轻金属Li、Rb,稀有稀土金属Sc、Y、La、Ce,稀有难熔金属V、Mo和稀有分散金属Ga的浸出特性。结果表明:五种赤泥的天然pH值在10.5-11.0范围内,碱性较高,浸出实验中得到的酸中和容量曲线说明了五种赤泥样品均容易受酸性条件影响。离子浸出模式分析说明稀有轻金属Li、稀有稀土金属Sc、Y、La、Ce呈阳离子浸出模式,稀有轻金属Rb、稀有难熔金属V和稀有分散金属Ga呈V字形两性浸出模式,稀有难熔金属Mo呈现出阴离子浸出模式。(3)采用地球化学平衡模型研究了五种赤泥中稀有金属Sc、Ga、V、Li、Rb、Mo在不同pH条件下的浸出行为。结果表明:在12.54^-的形式在中性至碱性的条件下存在,酸性条件以Ga³⁺的形式存在;V在三种pH条件下分别以H₂V₂O₄²⁺、V²⁺和VO²⁺的形式存在;Li和Rb均以稳定的Li⁺、Rb⁺形式存在;Mo在碱性条件下以难溶钼盐Ca MoO₄形式存在,在中性条件下主要形态为MoO₄^2-,在酸性条件下主要以钼酸MoO₃(H₂O)₃的形式存在。由以上结论可知,由于环境中的pH条件通常会影响浸出率和浸出成分,赤泥中的稀有金属Li、Rb、Sc、Y、La、Ce、V、Ga和Mo在最佳pH条件下呈现出较高的浸出率,数值模拟结果对于资源化回收赤泥中稀有金属具有一定的参考价值。