铜冶炼脱硫石膏渣的环境稳定性与重金属释放机制

摘要

以铜冶炼脱硫石膏渣为对象,分析其矿物学性质,研究其中重金属的浸出毒性、赋存形态,评价其环境活性;并基于模拟堆存、静态侵蚀、半动态侵蚀等实验阐明脱硫石膏渣的环境稳定性、重金属释放特性、释放过程动力学及机制。研究结果表明:脱硫石膏渣中As、Cd的浸出毒性分别为687.33 mg/L和3.8 mg/L,As、Cd的酸可提取态分别占73.76%和96.06%,存在高浸出危险性,环境风险较大,不能直接堆存、填埋。模拟堆存实验末期潜在生态风险指数较初期仅下降了5.92%,综合潜在生态风险等级仍为严重风险,因此在堆存过程中应切实做好防扬尘、防淋失等措施。脱硫石膏渣中各金属元素在模拟填埋场环境中的浸出量明显高于其他模拟环境中的浸出量,需特别关注填埋过程的环境风险。金属释放主要是通过表面吸附物质的解吸、溶解实现,主要风险元素As、Cd的释放均为两段式,其环境风险在堆存初期更为明显,应重点关注。研究结果为铜冶炼脱硫石膏渣的环境污染防治及环境风险防控策略提供了理论支撑。