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    某地土法選金廢渣分布規(guī)律及理化特性研究

    2021-10-23 06:54:18李瑞云劉緒紅張松柏
    湖南有色金屬 2021年5期
    關鍵詞:土法氰化物廢渣

    李瑞云,白 衡,劉緒紅,張松柏,宋 瑤

    (山西麗浦創(chuàng)新科技有限公司,山西 晉中 030600)

    20世紀80年代至21世紀初,各地普遍存在大規(guī)模的金礦非法采選活動,產(chǎn)生的大量選金廢渣無序堆存至今。非法選金普遍采用土法洗選,工藝包括混汞法與氰化法,其中混汞法大量使用金屬汞[1,2],氰化法大量使用氰化物、硫酸、堿類、金屬鋅,加之金礦多伴生鉛、鋅、銅等重金屬,導致土法選金產(chǎn)生大量含重金屬和氰化物的有毒廢渣,對當?shù)厝巳航】蹬c生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成了巨大威脅,亟待全面治理[3,4]。

    現(xiàn)以某地歷史堆存土法選金廢渣為例,對其理化特性和分布規(guī)律進行研究,為其后續(xù)環(huán)境治理提供一定的科學依據(jù)和理論支持。

    1 歷史堆存土法選金廢渣

    該地區(qū)土法選金廢渣歷史堆存區(qū)域可分為村莊內(nèi)部堆存點、村莊周邊堆存點、野外堆存點、荒溝堆填點、河道堆存點5種,從幾立方米的零散小堆至數(shù)萬立方米的大型堆體均有分布,堆存點土壤呈土黃色或淺灰色,夾雜有白色石灰顆粒,部分因含鐵量高呈現(xiàn)明顯的黃色,絕大多數(shù)區(qū)域無植物生長,環(huán)境污染嚴重。

    2 廢渣分布情況調(diào)查與理化特性研究

    采用中海達Qpad對該地全部歷史堆存廢渣區(qū)域進行定位、并核算各區(qū)域占地面積和堆存方量。從中選取13個典型區(qū)域開展樣本提取工作,開展包括水分、燒失量、pH、熱值、硅、鋁、鐵、鈣、鎂、氟、氯、硫、氰化物和重金屬等指標檢測,研究其理化特性。

    3 廢渣浸出毒性研究

    選取村莊附近土法冶煉氰化渣(7#樣本)和河道附近土法冶煉氰化渣(10#樣本),開展氰化物、鈹、鉻、六價鉻鎳、銅、鋅、砷、硒、鎘、鉛、汞等浸出毒性研究。

    4 調(diào)查與研究結(jié)果分析

    4.1 廢渣分布規(guī)律

    4.1.1 廢渣堆存位置調(diào)查

    該地土法選金廢渣堆放點共計143個,根據(jù)堆放點周圍環(huán)境敏感程度將其劃分為緊鄰村莊(包含村莊內(nèi)部)堆放點、緊鄰河道堆放點、距村莊百米范圍內(nèi)堆放點、距河道百米范圍內(nèi)堆放點、距村莊和河道百米外堆放點,各類堆放點的數(shù)量分布情況如圖1所示。

    圖1 各類土法選金廢渣堆放點數(shù)量分布圖

    緊鄰村莊(包含村莊內(nèi)部)的廢渣堆存點占47.55%,緊鄰河道或在河道百米之內(nèi)的堆存點占22.38%,距村莊百米范圍內(nèi)的廢渣堆存點占6.99%,其余堆存點均在村莊河道百米以外。由此可見,將近70%的廢渣堆存點距村莊或河道較近,環(huán)境風險較高。

    4.1.2 廢渣堆存數(shù)量調(diào)查

    該地歷史堆存土法選金廢渣總量為262.42萬m3,如圖2所示,緊鄰村莊(包含村莊內(nèi)部)堆存點廢渣堆存量為77.92萬m3,緊鄰河道或在河道百米之內(nèi)的堆存點廢渣堆存量達86.09萬m3,距村莊百米內(nèi)的堆存點廢渣堆存量為13.05萬m3,距離村莊和河道百米外堆存點的廢渣堆存量為85.36 m3。由此可見,近2/3的土法選金廢渣堆存在村莊或河道附近。

    圖2 各類堆放點廢渣堆放量情況

    4.1.3 廢渣堆存面積調(diào)查

    該地歷史堆存土法選金廢渣占地總面積為124.58萬m2,如圖3所示,緊鄰村莊(包含村莊內(nèi)部)堆存點占地面積為49.92萬m2,緊鄰河道或在河道百米之內(nèi)的堆存點占地面積達46.89萬m2,距村莊百米內(nèi)的堆存點占地面積為3.61萬m2,距離村莊和河道百米外堆存點占地面積為24.16 m2。由此可見,廢渣長期堆存是對土壤資源的浪費。

    圖3 各類堆放點廢渣占地面積情況

    4.2 廢渣理化特性分析

    4.2.1 基本理化性質(zhì)

    采集廢渣樣本的水分、燒失量、pH、熱值、硅、鋁、鐵、鈣、鎂等,測試結(jié)果見表1。

    表1 基本理化性質(zhì)測試結(jié)果

    由表1可知,廢渣樣品的pH均在5~6之間,偏弱酸性,水分含量和燒矢量均不高,說明其含碳量低。常規(guī)組分中,硅、鋁和鐵含量較高,鈣、鎂含量相對較低。

    4.2.2 氟氯硫含量

    采集廢渣樣本的氟、氯、硫等,測試結(jié)果如圖4所示。只有1#、4#、7#、10#、11#、12#廢渣樣品檢測出了氟化物,其中,4#樣品含量最高,為111 mg/kg。4#、5#、8#、9#、11#、13#樣品檢測出了氯化物,以8#含量最高為943 mg/kg。所有樣品均檢測出了硫化物,其中1#、2#、4#、7#、10#、11#、12#廢渣含量較高,超過了10 000 mg/kg。

    圖4 氟、氯、硫檢測結(jié)果

    4.2.3 氰化物含量

    采集廢渣樣本的氰化物測試結(jié)果如圖5所示。由圖5可知,只有2#、7#、10#、12#、13#廢渣樣品中檢測出了氰化物,其余樣品均沒有達到檢出限。其中,7#樣品氰化物含量最高,為1.13 mg/kg。

    圖5 氰化物檢測結(jié)果

    4.2.4 重金屬含量

    采集廢渣樣本的重金屬測試結(jié)果如圖6所示。

    由圖6可知,廢渣中錳、鋅、銅、鉛含量較高,大部分樣品均達到了500 mg/kg以上,汞含量只有7#樣品較高,達到了172 mg/kg,砷只有13#樣品較高,達到了442 mg/kg。鉈在所有樣品中均沒有檢出,鈹和銻含量較低,均低于10 mg/kg。

    圖6 重金屬檢測結(jié)果

    4.3 廢渣浸出毒性分析

    村莊附近土法冶煉氰化渣(7#)和河道附近土法冶煉氰化渣(10#)的浸出毒性測試數(shù)據(jù)見表2。7#廢渣中浸出液中氰化物、鈹、鉻、銅、鋅、砷、鉛、汞、六價鉻均有檢出,10#廢渣中氰化物、鉻、鎳、銅、鋅、砷、硒、鎘、鉛、汞也均有檢出。由此可見,該歷史堆存廢渣在自然環(huán)境中經(jīng)長時間暴曬及雨水沖刷,仍具有氰化物和重金屬浸出毒性,說明廢渣中的氰化物和重金屬可以通過雨水淋濾持續(xù)不斷地遷移到下覆土壤和周邊地表水體,更有甚者可能危及地下潛水層,這對周邊的人群健康和生態(tài)環(huán)境已構(gòu)成嚴重威脅。

    表2 土法冶煉廢渣浸出毒性測試結(jié)果

    5 結(jié) 論

    該地土法選金廢渣堆存點共計143個,堆存總量為262.42萬m3,占地總面積為124.58萬m2,多數(shù)緊鄰村莊或河道,且具有氰化物和重金屬浸出毒性,對周邊人群健康及生態(tài)環(huán)境風險高,建議優(yōu)先開展處理處置工作。由于該廢渣含碳量低,硅、鋁、鐵含量高,pH偏弱酸性,可作為水泥生產(chǎn)的替代原料組分進行資源化利用;但鑒于其中硫、氰化物和重金屬含量較高,建議先通過前處理降低有害成分至入窯要求后再采用水泥窯協(xié)同處置手段對其進行資源化利用。

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