鉛鋅礦選礦尾砂化學(xué)萃取技術(shù)研究.pdf

1、尾砂污染的防治與治理是尾砂和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方向。隨著礦山固體廢物污染日益嚴(yán)重,尾砂的修復(fù)已經(jīng)提到議事日程上來。人們開始重視研制、開發(fā)尾砂污染治理和修復(fù)技術(shù),尾砂修復(fù)的概念可一般地理解為通過技術(shù)手段促使尾砂恢復(fù)其基本功能和重建生產(chǎn)力的過程。
　　 基于課題組及國內(nèi)外的研究,本文以湖南省水口山鉛鋅礦礦區(qū)的尾砂壩堆存尾砂為研究對(duì)象,采用0.05 mol·L-1的EDTA作為萃取劑,對(duì)水口山鉛鋅選礦尾砂在尾砂柱中進(jìn)行了連續(xù)萃取

2、實(shí)驗(yàn),探討不同萃取時(shí)間對(duì)萃取效率的影響,并對(duì)尾砂柱不同深度的萃取效率與萃取時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行了探討,并采用優(yōu)化的BCR(European Community Burean of Reference)連續(xù)萃取方案對(duì)萃取前后的Pb、Zn、Cu和Cd進(jìn)行金屬形態(tài)分析,研究不同的萃取劑對(duì)重金屬Pb、Zn、Cu和Cd的萃取效率及萃取前后的金屬形態(tài)變化特征,旨在為ED7TA化學(xué)萃取去除尾砂重金屬污染的實(shí)際應(yīng)用提供借鑒和科學(xué)參考。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、表明,Pb、Cu、Zn和Cd等4種金屬的萃取效率隨萃取時(shí)間的增加而增加,萃取60h后,Pb、Cu、Zn和Cd的萃取效率分別達(dá)到34.35％、49.45％、53.87％、56.14％。萃取過程中,當(dāng)不含重金屬污染物的萃取劑溶液進(jìn)入土壤單元時(shí),萃取劑和土壤單元中的固相系統(tǒng)發(fā)生萃取作用,固相重金屬污染物逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)化并進(jìn)入土壤單元的液相系統(tǒng),萃取過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過程,在一定條件下,重金屬在固相系統(tǒng)/液相系統(tǒng)體系達(dá)到平衡,此時(shí),輸出的重金屬污

4、染物濃度達(dá)到最大值。由于固相系統(tǒng)/液相系統(tǒng)體系達(dá)到平衡需要一定的時(shí)間,因此土壤單元輸入的重金屬濃度Cr是一個(gè)先逐漸上升,達(dá)到最大值后逐漸慢慢下降的過程。正是由于該因?yàn)槭沟弥虚g層的尾砂出現(xiàn)了峰值,并逐漸向下移動(dòng)的規(guī)律。對(duì)于底層尾砂,相對(duì)于中間層的尾砂來說,其和萃取劑接觸更為充分,萃取過程更加完全,而且萃取出的重金屬直接流出了系統(tǒng),使得逆向萃取過程發(fā)生的難度加大,因此,其重金屬含量不是最大值,要低于中間層。
　　 通過對(duì)重金屬形態(tài)分

5、析,EDTA是一種良好的化學(xué)萃取劑,對(duì)Pb、Zn、Cu和Cd均表現(xiàn)出較好的萃取效果,依次為Cd>Zn>Cu>Pb。重金屬的4種形態(tài),均能被EDTA萃取。在淺層土壤中,EDTA對(duì)酸可提取態(tài)金屬的萃取尤為顯著,但隨著土壤柱深度的增加,酸可提取態(tài)最容易被重新吸附。在深層土壤中,氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘余態(tài)3種形態(tài)的金屬萃取效果降低,可能與EDTA濃度降低有關(guān)。隨著萃取時(shí)間的增加,萃取液總量也隨之增加的情況下,重金屬各形態(tài)濃度呈現(xiàn)大幅降低趨

6、勢(shì),可能是由于重吸附作用得到抑制。萃取各時(shí)間段后,隨著尾砂柱深度的增加,金屬的各形態(tài)濃度均有所增加,尤其是萃取時(shí)間越短,濃度增加越明顯,這主要有3個(gè)因?yàn)?①隨著尾砂深度的增加,EDTA由于已與上層尾砂中重金屬發(fā)生作用,至使到達(dá)下層尾砂中的EDTA濃度下降,萃取效果也隨之降低,這主要表現(xiàn)在萃取后深層土壤中氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘余態(tài)金屬濃度均高于淺層土壤,低濃度的EDTA是不利于萃取此三種穩(wěn)定結(jié)合形態(tài)的金屬；②尾砂顆粒的重吸附,隨著深