雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化機(jī)理及其中試研究.pdf

1、雄黃尾礦是三氧化二砷冶煉過程產(chǎn)生的低品位棄礦，由于其無(wú)任何處理處置露天堆放，導(dǎo)致雄黃逐漸被風(fēng)化氧化，大量砷以可溶態(tài)的形式轉(zhuǎn)移至環(huán)境中，嚴(yán)重危害了自然環(huán)境及人體健康。穩(wěn)定化是含砷廢渣常用的處理處置技術(shù)之一，能夠?qū)⒑閺U渣中的砷轉(zhuǎn)化為低溶解度、低遷移性及低毒性的形式，從而降低其對(duì)環(huán)境的危害。而雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化機(jī)制研究較少，且中試工程也少有報(bào)道。本文以云南省某冶煉廠歷史遺留的雄黃尾礦為對(duì)象，分別對(duì)雄黃尾礦的基本性質(zhì)、雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化小

2、試處理、機(jī)理及中試工程進(jìn)行研究，得到如下結(jié)論：
　?。?）雄黃尾礦主要由Si、As、Ca、Al等元素組成，其中總砷含量高達(dá)140,700mg kg–1，砷浸出濃度為135mg L-1，超過《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》（GB5085.3–2007）限值（5.0mg L-1），屬于危險(xiǎn)廢物。尾礦中的砷主要以含砷礦物的形式存在，分別為含As(Ⅱ)的雄黃（AsⅡ4S4）和含As(Ⅴ)的毒石（CaHAsⅤO4·H2O），其中As(Ⅱ)和

3、As(Ⅴ)分別占總砷含量的38.5％和61.5%。
　　（2）雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化小試研究篩選出七水合硫酸亞鐵（簡(jiǎn)稱硫酸亞鐵）為最佳的穩(wěn)定化藥劑，并優(yōu)化出最佳的工藝條件為破碎粒徑為6mm，硫酸亞鐵用量為15%，水添加量為150mL kg-1尾礦，養(yǎng)護(hù)2d。最優(yōu)工藝條件處理后雄黃尾礦的砷浸出濃度降低至2.09mg L-1，低于《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598–2001）中砷浸出濃度的限值（2.5mg L-1），且標(biāo)準(zhǔn)中限

4、定的其他重金屬如Pb、Zn、Ba等浸出濃度也均滿足填埋要求。
　?。?）在弱酸性及有氧條件下，硫酸亞鐵穩(wěn)定化雄黃尾礦中砷的主要機(jī)理為雄黃尾礦中溶解度相對(duì)較高的含砷礦物（毒石和雄黃）轉(zhuǎn)化為難溶的鐵砷礦物（臭蔥石和砷鐵礦）。具體的轉(zhuǎn)化過程為硫酸亞鐵水解氧化產(chǎn)生的H+和Fe(OH)3先促進(jìn)毒石中H2AsO4–的溶出和雄黃中As(Ⅱ)向H2AsO4ˉ的氧化，F(xiàn)e2+和Fe(OH)3再進(jìn)一步與H2AsO4ˉ結(jié)合，逐漸轉(zhuǎn)化為臭蔥石和砷鐵礦。此

5、外，硫酸亞鐵的加入有利于雄黃尾礦中砷的長(zhǎng)效穩(wěn)定，當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間從1d延長(zhǎng)至365d，處理后雄黃尾礦的砷浸出濃度從5.77mg L-1降低至1.41mg L-1，雄黃尾礦中吸附態(tài)砷和無(wú)定型鐵砷沉淀也逐漸向更加穩(wěn)定的鐵砷礦物轉(zhuǎn)化。
　?。?）在云南省雄黃尾礦堆放區(qū)周圍進(jìn)行了雄黃尾礦穩(wěn)定化處理處置的中試工程，中試規(guī)模為每批次處理1噸雄黃尾礦，進(jìn)行6個(gè)批次穩(wěn)定化試驗(yàn)，雄黃尾礦的處理量共計(jì)6噸。6批中試樣本采集于2個(gè)不同點(diǎn)位3個(gè)不同深度，總砷含