化工固廢酸渣鑒別分析

武思拓，王建友，蘇華，任蕊，李芬芬

(1.陜西省石油化工研究設(shè)計院，陜西 西安 710054；2.榆林市榆神工業(yè)區(qū)能源科技發(fā)展有限公司，陜西 榆林 719302)

通靈市是以重工業(yè)生產(chǎn)為主的工礦型城市，主要從事有色與非金屬礦物資源的開采加工，工業(yè)固體廢物引起環(huán)境污染問題嚴(yán)重，危險廢物年產(chǎn)量達(dá)67.7萬t，酸渣年產(chǎn)量為33.4萬t[1]。根據(jù)國家環(huán)保局污染控制司《國家危險廢物名錄》規(guī)定，硫酸燒渣固體廢物酸渣是含砷危險廢物[2-6]，為了解固體廢物對環(huán)境的影響，便于對該市工業(yè)固體廢物的管理[7]，按危險固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)對通靈市某化工廠工業(yè)廢酸渣工業(yè)固體廢物進(jìn)行急性毒性鑒別[8-9]。測定酸渣的pH值等指標(biāo)，判定固體廢物是否為具有腐蝕性的危險固廢[10-11]，為酸渣的處置及其資源化利用提供依據(jù)[12-14]。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硫酸亞鐵銨、硝酸銀、濃硫酸(98%)、濃硝酸均為分析純；無菌小白鼠若干(交通大學(xué)動物實驗室提供)；硫酸酸渣，來源于銅官山化工廠。

JC-803土壤采樣器；HNY-100B搖床。

1.2 樣品采集[3]

酸渣堆場為露天堆場，占地面積約20 000 m2，堆放酸渣約300萬t，按照堆場地理位置劃分為4個采樣區(qū)域，對淺層酸渣采用系統(tǒng)隨機采樣法，各區(qū)域采集80個樣品，風(fēng)干，稱取100 g等量混合，縮分為混合樣。對深層酸渣進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度至底層樣品帶部分底泥，取樣50個。酸渣傳輸皮帶上按每 8 h 采集1 kg單個樣品，連續(xù)取5 d，風(fēng)干，混合縮分，平均樣1 kg。樣品中取等量，按同樣方法制成平均樣。硫酸酸渣化學(xué)成分見表1。

表1 硫酸酸渣化學(xué)成分

1.3 實驗方法

1.3.1 酸渣危險性判別 按標(biāo)準(zhǔn)將硫酸酸渣樣品100 g置于三角瓶中，在常溫下靜泡24 h。過濾，取濾液，按規(guī)定在無菌實驗臺對小白鼠經(jīng)口灌胃進(jìn)行急性毒性實驗[8]，觀察小白鼠中毒癥狀，評判酸渣危險性。

1.3.2 酸渣浸提 取硫酸酸渣試樣100 g，置于2 L聚乙烯塑料瓶中，通過10∶1 g/mL的固液比，選取濃H2SO4與濃HNO3質(zhì)量比10∶1為浸提劑，調(diào)節(jié)振蕩頻率為120 r/min，實驗溫度為室溫(25 ℃)，搖床以80 r/min搖動8 h，靜置16 h，經(jīng)濾膜過濾，得浸出液。按環(huán)保局污染控制司編寫的《固體廢物申報登記工作指南》中固體樣品平行植被浸出液測定氟含量[4]，取均值為固體樣品浸出液分析結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 浸提劑pH的選取

按《危險廢物浸出毒性的理論研究》[5]，選取濃H2SO4與濃HNO3質(zhì)量比10∶1作為酸渣的浸提劑，測定pH=3～6范圍內(nèi)浸出液氟含量。浸提劑pH的選取依據(jù)降雨量的選取原則[12]。

取硫酸酸渣試樣500 g，分為5等份，各加入 10 mL 浸提劑，經(jīng)8 h振蕩后，測定其在48 h內(nèi)的穩(wěn)定性，參照GB/T 1601—1993測試其pH值以及浸出液氟含量，結(jié)果見表2。

表2 酸渣的穩(wěn)定性、酸度及浸出液氟含量

由表2可知，5份酸渣試樣經(jīng)8 h振蕩后均比較穩(wěn)定，48 h無沉淀。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3時(即較高的酸度)更高，而且穩(wěn)定性好。

2.2 小白鼠實驗對酸渣危險性判別

對酸渣Cu、Zn、總Cr、總Hg、CN-、總P進(jìn)行分析，結(jié)果見表3。

表3 浸出液金屬含量對比值

由表3可知，硫酸渣浸出液急性毒性實驗無小白鼠死亡，浸出液各項指標(biāo)低于鑒別標(biāo)準(zhǔn)最高允許濃度值[13]，原因是通靈硫鐵礦中砷含量較低，生產(chǎn)部分進(jìn)入硫酸酸渣，硫酸酸渣浸出液砷含量低于鑒別標(biāo)準(zhǔn)最高允許濃度值，說明化工廠產(chǎn)出硫酸酸渣為非危險廢物。

2.3 浸提劑堆場深層臨時高浸出液F-分析

為探討酸渣經(jīng)過堆存后轉(zhuǎn)變?yōu)榉俏ｋU廢物的原因，對新產(chǎn)出酸渣氟總量進(jìn)行分析，結(jié)果見表4。

表4 浸提劑堆場深層臨時高浸出液F-分析結(jié)果

由表4可知，新產(chǎn)出酸渣浸出液氟含量均高于 50 mg/L，為危險廢物。堆場中的酸渣氟含量比新產(chǎn)出含量低，堆場上半部分浸出液氟較高，說明酸渣中有較多的氟隨降水淋溶降低，堆存中較多的氟滲入，造成水體污染。

3 結(jié)論

硫酸酸渣浸出液砷含量等各項指標(biāo)低于標(biāo)準(zhǔn)，急性毒性實驗無小白鼠死亡，說明銅官山化工廠產(chǎn)出硫酸酸渣為非危險廢物。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3時(即較高的酸度)更高，而且穩(wěn)定性好。