崔 丹

（1.郴州市產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，湖南 郴州 423000；2.國家有色貴重金屬產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（湖南），湖南 郴州 423000；3.國家石墨產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，湖南 郴州 423000）

湖南省郴州市是著名的有色金屬之鄉(xiāng)，礦產(chǎn)資源豐富，享有礦晶之都的美譽(yù)，同時也是中國國際礦物寶石博覽會永久舉辦地，礦產(chǎn)儲量在全國名列前茅。目前，在郴州發(fā)現(xiàn)的礦種數(shù)以百計(jì)，預(yù)計(jì)價(jià)值超萬億。但高額利益背后是巨大的隱患，這些礦山的存在導(dǎo)致了尾礦的日益增長，給大自然帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。尾礦是選礦廠將礦石粉碎，選取“有用組分”后的固體廢料，這些固廢物具有二次資源與環(huán)境污染的雙重性，如果這些固廢物處置不當(dāng)，會對資源、環(huán)境、生態(tài)和安全形成重大威脅[1-5]。近些年來，尾礦渣等廢渣的處置和回收方式花樣百出，對高速公路尾礦渣進(jìn)行翻挖后采用摻加水泥和土壤固化劑等進(jìn)行改性后回填[6]；利用礦冶廢渣中某些礦物特性如表面吸附效應(yīng)、沉淀效應(yīng)等處理廢水[7]；內(nèi)循環(huán)生物法處理煉油廠堿渣[8]；微波-超聲波強(qiáng)化處理高效提鋅[9]等，這些方法都有實(shí)踐的可能性?？偠灾?，尾礦渣中的有價(jià)金屬元素可以進(jìn)一步冶煉回收、硅酸鹽成分可以生產(chǎn)水泥熟料，另外尾礦渣還可以作為填充料用于道路路基或者進(jìn)行井下采場回填[10-12]。因此，加強(qiáng)尾礦渣的監(jiān)管、提高有效處置尾礦渣的能力是環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要工作，而尾礦渣浸出毒性的鑒別是這項(xiàng)工作的依據(jù)[13，14]。

我國制定了標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》（GB5085.3-2007）[15]，其中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的《固體廢物-浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）[16]是一種相對快速操作便捷的浸出方法，本文采用此方法對尾礦渣的浸出毒性進(jìn)行了評價(jià)，并確定了安全的處置方式。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 尾礦渣主要成分

試驗(yàn)渣樣用EDX-7000波長色散型X射線熒光光譜儀進(jìn)行分析，主要元素含量如表1所示：

表1 尾礦渣主要元素含量/%

從表1看出，尾礦渣中主要元素是Ca、Fe、Si，而且金屬元素Fe占24%左右，Zn、Mn和Pb占比超過2%，Cu、Ni和Ag較少，均小于1%。

用D2 Phaser X射線衍射儀對渣樣進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 尾礦渣X射線衍射圖譜

從圖1可以看出，尾礦渣中主要成分為白云石、石英及富鐵鋅錳礦，另外還存在鐵、錳、銅尖晶石礦物族。這些金屬元素在酸浸條件下都可以溶出，因此，對環(huán)境造成污染的鉛、錳、鋅、銅等重金屬元素必須要進(jìn)行浸出毒性分析來鑒定其危害程度。

1.2 浸出毒性測定

1.2.1 浸出方法

試劑：硫酸（優(yōu)質(zhì)純），硝酸（優(yōu)質(zhì)純）。

銅、鋅、鎘、鉛、鐵、錳、砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液1000PPM，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

儀器與工作條件：翻轉(zhuǎn)式振蕩器，湖南昊德儀器設(shè)備有限公司。

中學(xué)地理課堂教學(xué)以及學(xué)生學(xué)習(xí)的成敗，在于地理課堂教學(xué)的活力，活力十足的教學(xué)課堂，直接影響著學(xué)生地理知識思維能力成果的優(yōu)劣，在地理教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生原有的地理水平和生活實(shí)際，不僅可以有利于降低許多地理問題的難度，使學(xué)生能充分理解，而且還可以避免許多學(xué)生在地理學(xué)習(xí)中的誤區(qū)，使學(xué)生形成正確的地理思維。還可以降低他們對地理恐懼的心理，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好地理的自信心，真正的達(dá)到了地理課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)活力的提升的目的。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，賽默飛世爾科技(中國)有限公司iCAP6300，ICP-AES儀工作條件見表2。

表2 ICP-AES工作條件

浸提劑：配制少許濃硝酸與濃硫酸質(zhì)量比為1∶2的混酸，然后將混酸滴加到去離子水中調(diào)節(jié)pH為3.20左右。除非特別說明，實(shí)驗(yàn)用水為符合標(biāo)準(zhǔn)所要求的純水。

浸出方法：尾礦渣浸出毒性浸出方法按硫酸硝酸法[16]進(jìn)行處理，分別稱取兩份150g干渣樣置于2L提取瓶中，按照液固比10∶1的比例，加入浸提劑。蓋緊瓶蓋后固定于翻轉(zhuǎn)式振蕩器上，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速在室溫下振蕩20h。振蕩完畢后過濾并收集浸出液。

1.2.2 浸出毒性測定

金屬混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液采用銅、鋅、鎘、鉛、鐵、錳、砷7種單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液用2%HNO3逐級稀釋而成。各元素濃度見表3。

表3 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素濃度

各元素的分析譜線選擇時要選擇線性關(guān)系好，干擾譜峰小及穩(wěn)定性高的譜線。具體分析譜線波長選擇見表4。

表4 測定元素譜線波長及檢出限

各元素的擬合曲線：

各元素的擬合曲線見圖2和圖3，線性方程及相關(guān)系數(shù)見表5。

圖2 As元素和Cd元素的擬合曲線

圖3 Cu、Fe、Pb、Zn和Mn元素的擬合曲線

表5 各元素線性方程和相關(guān)系數(shù)

2 浸出毒性結(jié)果

尾礦渣浸出液中測定的對環(huán)境有害的金屬離子主要有Mn、Cu、Zn、Cd、As、Fe、Pb。浸出液成分測定結(jié)果如表6所示。

表6 尾礦渣浸出液中各金屬含量

浸出結(jié)果與光譜分析結(jié)果顯示，尾礦渣中錳的浸出量最高，而鐵的含量較高，浸出量卻比較低。鋅、鉛的含量相近，是鐵含量的10%左右，浸出量卻比鐵高，可能是尾礦渣渣中可溶性錳所占比例較高，可溶性鐵所占比例較小所致。

3 尾礦渣毒性評價(jià)及安全處置方式

工業(yè)固體廢物根據(jù)其浸出毒性大小可以分為危險(xiǎn)廢物和一般工業(yè)廢物兩類。其浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)見表7。

表7 浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)表7的結(jié)果，尾礦渣浸出液中的有害元素含量均低于國標(biāo)[15]規(guī)定濃度值，也低于工業(yè)廢物標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）[17]中第Ⅰ類污染物的最高允許排放濃度，因此本文選取的尾礦渣屬于第Ⅰ類工業(yè)固體廢物。填埋方法按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18599-2001）[18]規(guī)定的第Ⅰ類工業(yè)固體廢物進(jìn)行填埋處理，處置場為Ⅰ類場，填埋要求除達(dá)到一般工業(yè)固體廢物處置場標(biāo)準(zhǔn)外應(yīng)優(yōu)先選用廢棄的采礦坑、塌陷區(qū)。

4 結(jié)論

（1）鉛鋅尾礦渣中主要元素為鈣、鐵、硅等，但鉛、鋅、錳等金屬元素含量均超過2%。尾礦渣中的主要礦相為白云石、石英及富鐵鋅錳礦。該鉛鋅尾礦渣中的堿性氧化物及硅酸鹽相可以替代水泥、混凝土部分原料進(jìn)行利用，一些鉛化合物分離后可以再利用，另外鐵含量也比較高，可以進(jìn)一步冶煉回收。

（2）分析了鉛鋅尾礦渣的浸出毒性結(jié)果，確定其填埋處理方式。結(jié)果表明該尾礦渣屬于第Ⅰ類工業(yè)固體廢物，填埋處置場為Ⅰ類場。

（3）環(huán)境污染日益嚴(yán)重，尾渣問題不容小覷。對尾渣進(jìn)行有價(jià)值的回收不僅可以緩解資源匱乏提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，更能減輕青山綠水的負(fù)擔(dān)。