铜渣浸出毒性的鉴别和处置方式.pdf

第63卷第2期
有色金属
2011年5月
Nonferrous Metals
Mav 20I I
DOI:10.3969/J.issn.1001-0211.2011.02.073
铜渣浸毒性的鉴別和处置方式
唐谱,李秋菊,洪新
(上海大学上海市钢铁冶金重点实验室,上海200072
摘要:铜渣中含有大量有价金風,很多有价金属在酸雨淋溶下会浸入水中,从而对坏境造成威胁。本文主要是分析了铜渣
的矿相,利用硫酸硝酸法对铜进行了浸出毒性的试验研究,并对浸出液毒性进行了评价,证明铜渣中铜含量超标,为一般工业废
弃物。并确定相应的安全处置方式。
关键词:铜渣;浸出毒性;处置方式
中图分类号:X758文献标识码:A文章编号:1001-0211(2011)02-0302-03
2铜渣的浸出毒性试验方法
近年来我国炼铜工业不断发展,我国2008年铜2.1铜渣主要成分
产量达370万t,位居世界第一。生产1t铜产生
试验样品为云南铜业公司的炼铜炉渣。将试验
2.2t的铜渣2,经计算我国2008年铜渣产量达814渣样研磨过0.13mm的筛,取样用SRS3400X射线
万t。铜渣中的铜、铁等有价金属可以作为冷炼的原荧光光谱仪对其进行X-射线荧光光谐分析,主要金
料回收利用;铜渣中的硅酸盐成分是生产水泥建筑属元素含量如表1所示
材料的主要原料,炼铜水淬渣在回收有价金属后可
以作为水泥建筑原料。随着铜年产量的不断增加,
表1铜渣主要元素的含量
%
铜渣的堆积量也越来越大,这些铜渣如果长期堆存
Table I Chemical analysis of copper slag
经口昞、风吹、雨淋,渣中的有毒金属元素就会溶出,
成分百分含量成分百分含量成分百分含量
Fe38.9107Zn
0.8686
0.1332
进入土壤、流入江河而导致二次环境污染。此外,铜
0.1514
渣大量的堆积在炼铜厂周围得不到处理还占用了大
2.5772
0.3948
0.0118
量的土地。因此,加强有害铜渣的监测、监督和管
ACs
Si13.8368
35.4339
0.9312
理,是环境保护工作的重要任务之一,对于铜渣浸出
毒性的鉴別是执行有关法规与标准的基础。
从表1发现,铜渣中主要元素是Fe、Si、0,而金
本文以云南铜业公司铜渣样品为对象研究其化属元素铁占近40%,渣中铜含量仅在0.8%左右,而
学组成、矿物组成、重金属含量、形态分布并以《危除了Ca、Mg、AL这三种金属元素之外,其他金属元
险废物鉴别标准一浸出毒性鉴别》(GB5085.3
素含量均小于1%。
2007)作为标准,采用标准规定的《固体废物一浸出
用D/max2550X射线衍射仪对铜渣进行X-射
毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)为浸线衍射分析,结果如图1所示。
出方法,评价了铜渣的浸出毒性,对铜渣浸出毒性的
从图1可以看到,铜渣衍射图像比较复朵并且
危险性进行了评价,确定了相应的处置方式,并为铜矿物种类繁多。结合荧光分析,可以得知,铜渣中主
渣资源化利用提供依据。
要的成分足铁橄榄石、磁铁矿以及铜锍,铜主要以铜
锍和氧化物形式存在,并含有少量的金属铜。铜的
氧化物和硫化物主要与铁敝榄石、磁铁矿伴生在
起。此外,渣中的CaMg、Al、Zn等含量较多的金属
收稿日期:2010-02-23
元素主要以氧化物形式存在,其中Zn0、Mg0主要
作者简介:唐谱(1985-),男,湖南湘深人,预士研究生,从事制以氧化物一铁橄榄石形式存在于渣中。通过分析可
回收研究
知,这些金属元素在酸浸条件下都容易溶出,而对环
第2期
唐谱等:铜渣浸出毒性的鉴别和处置方式
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量基本上与其在渣中含量成正比关系,此外铜渣浸
r「a:Fe_SiO
b: Cuo-feo
出液中并未检测到铬。
や|c:Cu;dtFe,O
Cu s-fes
g: Ni
4铜渣毒性评价及填埋处置标准
h: Znfe
Fe2mg0
对于工业固体废物根据其浸出毒性大小分为危
险废物和一般工业废物两类。其浸出毒性鉴别标准
见表3。
图1铜渣X射线衍射图谱
表3浸出毒性鉴别标准
ig. 1 X-ray diffraction of copper slag
Table 3 Identification standards for leaching toxicity
境有污染的主要是Cu、Zn、Pb、As、Cr等重金属元
/(mg?L-)
素。故必须对这些元素进行毒性浸出的分析,鉴定
项目浸出试验含量危险废物标准工业废物标准
2.0
其毒性大小
5.0
2.2浸出毒性浸出方法
铜渣浸出毒性浸出方法按固体废物浸出毒性浸
Ni
0.088
0
出方法硝酸硫酸法进行处理,将试验渣样混合均
匀后用研磨磨成粉末并通过0.25mm标准筛。取其
根据表2的结果,铜渣浸出液有害元素各项指
中160g干渣样分成4份分别置于500ml的浸取容标均低于《危险废物鉴别标准一浸出毒性鉴别》
器中,按照液固比为10:1的比例,加入400ml浸出(GB5085.3-2007)浓度限制,即该铜渣不属于危险
剂。浸出剂制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比废物,为一般工业废物。一般工业废物包括第Ⅰ类
1:3的比例加人去离子水中调节pH为3.20左右。一般じ业废物和第Ⅱ类工业废物,铜渣浸出液中铜
盖紧瓶盖后置于翻转式振荡器上,以28r/min的转含量为5.12mg/L,高出工业废物标准即《污水综合
速转动,在室温下振荡18h。振荡完毕后,在事先安排放标准》(GB8978-1996)]中的三级标准2倍之
装好的过滤装置上过滤,收集全部过滤液即浸出液。多,故此铜渣属于第Ⅱ类一般工业固体废物。对于
2.3浸出毒性測定分析方法
其填埋按照《一般工业冏体废物贮存、处置场污染
按照《危险废物鉴別标准一浸出毒性鉴别》控制标准》(GB18599-2001):?,第Ⅱ类一般工业
(CB5085.3-2007)“规定的方法,对浸出液用等离固体废物处置场进行填埋处理,处置场为Ⅱ类场。
子电感耦合发射光谱法进行分析浸出液中金属离子填埋要求除达到一般工业固体废物处置场标准外还
的含量。
应避开地下水主要补给区和饮用水源含水层,并且
浸出毒性结果
应选在防渗性能好的地基上,天然基础层地表距地
下水位的距离不得小于1.5m。在这种条件下,该铜
铜渣浸出液中测定的金属离子主要为对环境有渣的处置才能对环境污染减至最小。
威胁的C以、Zn、Pb、As、Cr、Ni、Co、Ba。铜渣浸出液成
铜渣的浸出液中含有钡和钻,由于可溶性的钡
分测定结果如表2所示。
是有毒的,而钴也会引起人的中毒并且引起儿童的
毒性敏感,閃此当铜渣的浸出液含有这两种元素过
表2铜渣浸出液中各金属含量
Table 2 Metals concentration of leaching
量时也会引起环境的污染以及对人的危害。但是国
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