雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化機理及其中試研究.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，由于其無任何處理處置露天堆放，導致雄黃逐漸被風化氧化，大量砷以可溶態(tài)的形式轉(zhuǎn)移至環(huán)境中，嚴重危害了自然環(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，從而降低其對環(huán)境的危害。而雄黃尾礦中砷的穩(wěn)定化機制研究較少，且中試工程也少有報道。本文以云南省某冶煉廠歷史遺留的雄黃尾礦為對象，分別對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、機理及中試工程進行研究，得到如下結論：
　?。?）雄黃尾礦主要由Si、As、Ca、Al等元素組成，其中總砷含量高達140,700mg kg–1，砷浸出濃度為135mg L-1，超過《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》（GB5085.3–2007）限值（5.0mg L-1），屬于危險廢物。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%。
　?。?）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《危險廢物填埋污染控制標準》（GB18598–2001）中砷浸出濃度的限值（2.5mg L-1），且標準中限

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。
　　（3）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理為雄黃尾礦中溶解度相對較高的含砷礦物（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再進一步與H2AsO4ˉ結合，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效穩(wěn)定，當養(yǎng)護時間從1d延長至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，進行6個批次穩(wěn)定化試驗，雄黃尾礦的處理量共計6噸。6批中試樣本采集于2個不同點位3個不同深度，總砷含