砷钙渣稳定化技术研究

砷钙渣是矿山和冶炼酸性含砷废水处理的沉淀产物,研究对比了焙烧结晶法、铁盐固化法和固化处理法三种砷钙渣稳定化处理方法,考察了各种工艺条件对砷钙渣中As浸出毒性的影响。结果表明,固化处理法处理效果优于其它两种方法,最佳固砷率为99.5%,As浸出毒性结果 <0.3 mg/L,符合国标《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)要求。     

碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用

为探究碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用,以甘肃省白银东大沟Pb、Zn、Cd等重金属复合污染土壤为研究对象,通过添加不同质量的碳酸钙进行稳定化实验。结果表明,在轻度污染土壤中,当CaCO_3的添加量由1%增加至15%时,pH值由初始7.45升高至7.91,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达48.93%、51.18%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达50.48%、21.40%。在重度污染土壤中,当CaCO_3的添加量由2%增加至18%时,pH值由初始6.76升高至7.16,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达48.07%、74.21%、99.19%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达42.32%、65.55%、78.39%。添加碳酸钙后土壤pH值略有升高,这是由于CaCO_3在土壤溶液中溶解产生OH-,土壤中的重金属形成了氢氧化物和碳酸盐沉淀,有效降低了重金属的迁移性,起到重金属稳定化作用。     

含硫氰化尾渣热解无害化处理工艺研究

以含硫氰化浸出后尾渣为研究对象,采用回转窑低温热解工艺,进行了降解除氰和固硫实验研究。考察了热解温度、热解气氛、保护气体流量和热解恒温时间对降解效果的影响;并对处理后尾渣进行了浸出毒性和土壤法检测,确定氰化尾渣无害化处理效果。结果表明,在95%N₂气氛下,最高热解温度500℃、热解恒温2 h后,尾渣中土壤法检测总氰化物含量低于0.04 mg/kg,毒性浸出总氰化物、铜、铅、锌含量均达到GB 18599—2020中第Ⅰ类一般固体废物相关要求;热解后渣中硫的固定率接近100%,热解过程烟气中无大量SO₂产生。通过低温热解工艺实现了氰化尾渣的无害化处理。     

氯化铁对砷酸钙渣的药剂稳定化研究

通过TCLP毒性程序浸出实验, 以砷的浸出率为控制指标, 采用FeCl₃药剂, 对砷酸钙渣进行了药剂稳定化研究。考察了pH值、Fe/As摩尔比、Ca/As摩尔比、温度及浸出时间对砷浸出率的影响。结果表明, 砷浸出率随Fe含量的增加而降低, 但随Ca含量增加而升高; 当Fe/As摩尔比为2, pH=3.5～7.0时, 浸出24 h后, 砷浸出率较低且基本达到稳定; 在自然环境中, 随外界温度的升高, 砷浸出率也略有升高。     

模拟酸雨淋溶条件下锌冶炼挥发窑渣重金属释放特征

模拟pH值分别为4.0、5.6、7.0酸雨干湿交替淋溶(对应pH4.0、pH5.6、pH7.0处理组)和pH=4.0雨水持续淋溶(CL pH4.0处理组), 开展50 d锌挥发窑渣柱淋溶实验, 研究渣中Cd、Cu、Pb、Zn释放和赋存形态变化特征。结果表明, pH4.0处理组在整个淋溶期间Pb的释放较高, 淋溶第35~50 d促进Cd、Cu和Zn释放。pH4.0和CL pH4.0处理组淋出液Cd、Cu、Zn浓度均在前期第5 d达到峰值, pH5.6和pH7.0处理组于第10 d达到峰值。各处理组淋溶50 d后淋出液中Cd、Cu、Pb和Zn浓度变化范围分别为150~1 438、1.88~234、1.30~5.96和15.2~120 mg/L, 远超GB 25466—2010《铅、锌工业污染物排放标准》限值1 500~14 380、3.76~468、1.30~5.96和7.60~60倍。淋出液Cd浓度较高与其渣中高比例活性态相关, 且酸雨淋溶会促进Cu活化。矿物溶解控制重金属元素溶出释放, 淋溶后PbSO₃衍射峰消失, Cu和Zn赋存矿物衍射峰强度降低。酸雨淋溶下锌挥发窑渣中重金属具有较大环境风险, 需加强降雨淋滤污染防治管控。     

西藏某矿厂铁尾矿中重金属形态及迁移潜力分析

以西藏某矿厂两个尾矿库的铁尾矿(TW-1，TW-2)为研究对象，采用《浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》HJ/T299-2007研究铁尾矿的浸出毒性，以改进的BCR法探讨铁尾矿中9种重金属的形态分布。结果表明：铁尾矿属于一般固体废弃物，铁尾矿中Fe、Mn 、Zn和Cu含量较高。铁尾矿中As含量超出一类用地风险筛选值3倍。TW-1中Cd的浸出浓度超出Ⅱ类水标准。TW-1重金属活性系数的大小为Pb>Cd>Ni>Zn>Cu>Mn>Cr>Fe>As，TW-2重金属活性系数的大小为Pb>Zn>Ni>Cd>Mn>Cu>Cr>Fe>As。综合9种重金属的迁移能力，结果为TW-1重金属迁移潜力大于TW-2。铁尾矿中的Pb、Cu、Cd和Zn的易于迁出态占比超过60%，对环境有潜在的风险。其中Pb以还原态为主，Cu、Cd和Zn以氧化态为主。     

用氯化亚铁稳定化处理含砷废渣的试验研究

通过"硫酸-硝酸法"浸出实验,以砷的浸出浓度为控制指标,用Fe Cl2为稳定剂,对含砷废渣进行了稳定化处理研究.考察了Fe/As摩尔比、p H值、废渣粒度、浸出温度和稳定处理时间对砷浸出浓度的影响,通过对比稳定化处理前后砷的形态变化,探讨砷的迁移转化规律.结果表明,砷的浸出浓度随Fe Cl2投加量增加而降低,当Fe/As摩尔比≥1.0,p H=6.5~7.5时,常温下稳定化处理时间≥60 min,砷浸出浓度低于2.5 mg/L且基本保持稳定,达到"危险废物填埋污染控制标准"的入场要求;随着浸出温度的升高,砷的浸出浓度略有升高;含砷废渣经稳定化处理后,砷从生物有效性和毒性大的形态逐渐转化为毒性小、稳定性高的形态,但废渣的矿物组成和化学组成不同,砷形态的迁移转化也略有不同.     

硫酸盐还原菌修复四川某典型铜矿选冶渣复合重金属污染研究

为实现铜矿选冶渣复合重金属污染的修复治理,以四川某铜矿选冶渣为研究对象,采用硫酸盐还原菌为固化/稳定化微生物,探讨了其生长特性、溶液中重金属离子变化规律及修复效果。结果表明,硫酸盐还原菌在修复铜矿选冶渣时生长迅速,适合作为修复复合重金属污染的微生物;由于铁、锌、铜、铅等重金属活性差异较大,因此其固化效果亦有显著差异;修复30 d时,重金属Cu、Pb、Zn、Fe的最佳接种量分别为5%、10%、15%和15%,生物有效性降低率分别为72.36%、98.37%、43.01%和79.31%;随着固化时间的增加,溶液中重金属离子的浓度先增后减,但并不影响其修复效果。因此,硫酸盐还原菌可同时修复多种重金属离子,有效解决某铜矿选冶渣中铁锌铜铅的复合重金属污染。     

基于地统计的刁江流域土壤重金属元素空间分布及污染特征研究

针对刁江流域土壤重金属污染严重的情况,本文引入地统计方法,应用半变异函数拟合模型及克里金(kriging)插值法研究了该区土壤中主要重金属镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)和类金属砷(As)元素含量的空间分布状态及污染特征。首先利用三倍标准差法剔除840个采样点数据中的异常值,然后对比分析As、Cd、Pb、Zn四种重金属的半变异函数,优选出最佳拟合模型;最后利用克里金插值生成As、Cd、Pb、Zn的空间分布图。研究结果表明:刁江流域As、Cd、Pb、Zn的污染情况均较严重;As、Pb、Zn重金属分布情况受结构性因素的影响较为明显,与采矿、冶炼活动关系密切;Cd呈现出大面积的污染,除受采矿、冶炼活动影响外,与该地区Cd的高背景值也存在着一定的关联。     

模拟酸雨条件下铅锌矿区土壤重金属的淋溶特征及其生物炭稳定化

为揭示铅锌矿区土壤重金属在酸雨淋溶条件下的释放特征及其生物炭稳定化效果,通过土柱淋溶试验对比研究了未添加生物炭土壤、添加水稻秸秆生物炭以及玉米秸秆生物炭土壤淋出液理化性质和Pb、Zn、Cd及As的淋出特征,并重点分析了2种生物炭对重金属的稳定化效果。结果表明：铅锌矿区土壤对酸具有较强的缓冲能力,淋出液pH值在6.5～8.3之间,而碱性生物炭的添加对淋出液pH影响不明显,但其显著提高了淋溶初期的EC和TDS;添加不同种类生物炭对Pb、Zn、Cd和As淋出影响不同,玉米秸秆生物炭的添加显著降低了淋出液Pb的含量,其累积流出量降低49.11%,但对Cd和Zn的释放有明显的促进作用;而水稻秸秆生物炭加速了土壤中Pb的释放,对Zn、Cd的影响不明显;2种生物炭对土壤As都起到活化作用。     

四川某浸锌渣稳定化处理与无尾综合利用研究

为了解决会理鑫沙锌业浸锌渣堆放引起的环境污染问题，同时针对其铅、锌含量高的特点，将氧压浸锌渣和硫化钠加入棒磨机进行机械硫化固化、浮选处理。通过条件试验确定了棒磨硫化和浮选流程的参数，并对浮选尾矿进行了浸出毒性检测和制备硫磺建材的试验。试验结果表明：在合适的条件下可以同时实现铅、锌硫化率超过90%，在此基础上获得了硫品位65.26%、硫回收率7814%的硫磺精矿，铅品位45.29%、铅回收率80.02%的铅精矿，锌品位41.02%、锌回收率7014%的锌精矿。浮选尾矿重金属浸出毒性符合国家标准，利用其可制备出抗压强度大于45 MPa、吸水率小于1%的硫磺建材，最终实现了该浸锌渣的高质量稳定化与无尾综合利用。     

某高纬高寒铜矿区土壤重金属的时空变异及迁移规律研究

在收集整理高纬高寒地区某铜矿区以往监测资料和开展的动态监测研究的基础上，对近12年来研究区表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn的时空变异趋势进行对比分析，且定量计算了土壤重金属的累积速率。分析结果表明，堆浸场的Cd、Cu含量在尚未开始堆浸时就已超过国家土壤II级标准限值，年均增长速率又较快，因而此处土壤恶化的可能性较大，应引起足够的重视。而尾矿库和排土场处，除了Ni具有较高的超标风险外，其他元素的环境容量相对较大。堆浸场下游的表层土壤中Cr、Zn、Ni、Pb、Cr6+、Cd和Cu元素的横向迁移距离相对较短，而As、Hg和Mo元素横向迁移距离略长，更容易随堆浸液排放向下游运移。剖面土壤样品中Cu、Zn、Cr、Cd的含量随着深度的增加而降低，表土中重金属含量高于深层土壤样品，呈现出在冻土层的冻结锋面上富集的规律。      

某铅锌矿区矿渣重金属Pb和Zn浸出影响分析

以三峡库区某废弃铅锌矿区矿渣为研究对象,采用优化的连续化学提取(SCE)-微波消解-ICP-MS法分析了矿渣中Pb和Zn的水溶态、弱酸态、还原态、氧化态及残渣态的分布特性,研究了不同pH值与反应时间对重金属Pb和Zn浸出的影响,分析了Pb和Zn的迁移能力和浸出能力。研究表明,Pb主要以氧化态和弱酸态形式存在,Zn以还原态和弱酸态为主,有效态含量PbZn,Pb的污染风险更低;酸性或碱性环境能促进Pb的浸出,中性环境对Pb的浸出量最低;在酸性环境中,Pb和Zn的浸出过程大体相似,浸出能力PbZn,最大浸出量PbZn,碱性环境对Zn的稳定有利。当环境条件发生改变时,如pH值或降水改变时,均可能造成矿区中包括Pb和Zn在内的重金属浸出和迁移,造成严重的二次污染。     

陕西蒿坪石煤矿区重金属污染及生态风险评价

石煤矿区开采会引起矿区及周边土壤、水体重金属污染。对陕西蒿坪石煤矿石煤及周边土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Pb进行了测定,并对石煤进行了浸出毒性试验,运用地累积指数和潜在生态危害指数评价了矿区土壤重金属污染程度及潜在生态风险。结果表明,石煤中Cr、Cd、Zn含量高于中国煤和世界煤,而Pb和Cu含量与中国煤和世界煤接近。5种重金属元素浸出毒性虽然低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的浓度限值,但均超过了《地下水质量标准》Ⅲ类标准。安康蒿坪石煤矿区土壤Cd、Cu、Zn、Pb含量均超过陕西土壤背景值,矿区土壤重金属处于轻度污染水平,综合生态危害轻微。矿区土壤中Cd含量超过了《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定的风险筛选值,潜在生态风险较大,应防控该矿区土壤中Cd污染。      

粉煤灰对煤矸石酸性重金属淋滤液的修复作用

采用批处理吸附实验和柱状淋溶模拟实验,分析粉煤灰吸附重金属、处理煤矸石酸性重金属淋滤液的效果及机理。结果表明：① 粉煤灰对Pb2+、Cu2+、Cd2+ 和Zn2+的吸附等温线符合Freundlich等温模式,吸附过程符合准二级反应动力学模型,且均在30 min内达到吸附平衡,随着pH增加,4种重金属离子吸附率逐渐增加并趋于平衡（Pb、Cu、Cd、Zn分别在pH=3.5、6.0、7.5、8.0时达到平衡）,在酸性环境下粉煤灰对4种金属离子具有较好的吸附性能;② 在重金属竞争性吸附中,共存离子的存在抑制了目标离子的吸附,其中Pb受共存离子的影响最小,粉煤灰吸附强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn;③ 煤矸石柱状淋溶试验中,煤矸石淋滤液呈现较强酸性、较高重金属浓度的酸性矿山废水特征,而在粉煤灰处理中,淋滤液的pH值呈中性,重金属离子浓度显著下降,其主要机制为粉煤灰吸附、碱性中和、重金属与Fe共沉淀等。研究表明,实验用粉煤灰具有修复煤矸石酸性重金属淋滤液的潜力。     

内蒙古某尾矿库土壤重金属污染健康风险评价与来源解析

以内蒙古包头市境内某有色金属尾矿库周边表层土壤为研究对象，在尾矿库周边共布设44个土壤样品采集点，检测样品中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量。采用重金属污染指数、USEPA健康风险评估模型、相关性分析、聚类分析、主成分分析对土壤重金属污染程度、健康风险和土壤重金属来源进行研究。结果表明，五种重金属均值含量都高于河套地区背景值，尤其是Pb、Zn、Cd分别是背景值的3.64、2.36、3.25倍。重金属污染评价结果为研究区以Pb、Zn、Cd污染为主，但污染范围较小。健康风险评估结果为研究区土壤中五种重金属不会对人体造成健康风险。源解析分析结果为土壤中Pb、Zn、Cd含量主要受尾矿渣的影响，Cu、Cr主要受土壤母质影响，其次为交通运输影响。     

煤矸石对铜尾矿中重金属(Zn,Pb,Cd,Cr和Cu)形态及生物有效性的影响

铜尾砂堆积在地表会随着淋溶和风化作用溶出重金属元素,对环境产生一定危害,其生态修复的关键是进行基质改良,进行植物修复。通过黑麦草盆栽实验,将淮南煤矸石添加入铜尾砂,探讨矸石对铜尾砂中重金属行为的影响。结果表明:矸石添加能显著提高铜尾砂p H、有机质和养分水平(总氮、总磷和总钾),缓解尾矿砂贫瘠环境。矸石添加后,铜尾砂中Zn,Pb,Cd和Cu的交换态和碳酸盐结合态重金属逐步向铁锰结合态、有机结合态和残渣态转化(除个别处理Pb和Cu残渣态),铜尾砂中有效态Zn,Pb,Cd和Cu浓度不断降低,从而降低了黑麦草中相应重金属浓度,总体表现为铜尾砂-黑麦草系统内Zn,Pb,Cd和Cu生物活性降低效应。然而,由于矸石中Cr浓度相对铜尾砂偏高,其添加会引起尾矿砂中有效态Cr浓度及Cr迁移性增加而增大黑麦草对Cr的吸收。因此,煤矸石可对尾矿砂中Zn,Pb,Cd和Cu产生一定稳定化作用,而虽然矸石内源性Cr会释放到铜尾砂,其也可被黑麦草富集,由此,煤矸石可视为一种潜在的废弃物改良剂,对铜尾砂具有一定生态改良潜力。