【摘要】：湖南石門雄黃礦礦區(qū)內大量As含量極高的尾渣,嚴重威脅著當?shù)丨h(huán)境安全與居民生命健康.為推動實現(xiàn)對雄黃礦高As尾渣的穩(wěn)定化處理,系統(tǒng)分析了Fe BC(負載鐵生物炭)對雄黃礦尾渣中As的鈍化效果,并對Fe BC鈍化As的發(fā)生機制進行探討.結果表明:水平振蕩試驗和合成沉降浸出試驗(synthetic precipitation leaching procedure,SPLP)中尾渣As的浸出濃度分別為103.7和173.5 mg/L;Fe BC的加入〔礦渣與Fe BC的比例(w/w)為4∶1〕使尾渣中As的浸出濃度降低72.2%~79.2%.在以模擬酸雨為淋溶液的柱試驗中,Fe BC處理使淋出液中ρ(As)下降79.1%~99.3%,As淋失總量減少92.8%,但酸雨淋溶量的持續(xù)增加使出水中ρ(As)隨p H的降低而緩慢上升.FTIR(傅里葉紅外光譜)分析發(fā)現(xiàn),Fe BC表面負載的Fe原子通過羥基與砷酸根之間的配位基交換作用吸附As是Fe BC高效鈍化尾渣中As的關鍵機制;同時,生物炭載體表面含氧官能團還可能通過氫鍵與As氧合陰離子或分子發(fā)生了吸附反應.研究顯示,Fe BC在鈍化雄黃礦尾渣中高含量As方面具有突出優(yōu)勢,可用于快速降低礦渣中As的浸出毒性;但在長期酸雨淋溶條件下,可能需要設置酸度緩沖層以充分保障Fe BC鈍化As作用的穩(wěn)定性和持久性.
[Abstract]:A large amount of as residue in the realgar mine area of Shimen Hunan Province is a serious threat to the safety of local environment and the life and health of residents. In order to realize stabilization treatment of high as tail slag of realgar ore, the passivation effect of Fe BC (loaded iron biochar on as in realgar tailings was analyzed systematically, and the mechanism of as passivation in realgar ore tailings was discussed. The results showed that the leaching concentration of as in the tailings was 103.7 and 173.5 mg / L respectively (the ratio of slag to FeBC was 4:1) in the horizontal oscillation test and the synthetic sedimentation leaching test. The leaching concentration of as in the tailings was reduced by 72.2% and 79.2% respectively (the ratio of slag to FeBC was 4:1). In the column experiment using simulated acid rain as leaching solution, the total leaching amount of 蟻 (As) in leaching solution decreased 79.1% and 99.3%, but the continuous increase of leaching amount of acid rain caused 蟻 (As) to rise slowly with the decrease of pH. FTIR (Fourier Infrared Spectroscopy) It is found that the adsorption of as by Fe atoms supported on the surface of Fe BC through the exchange of hydroxyl groups with arsenate is the key mechanism for the passivation of as in the tailings of Fe BC. At the same time, the oxygen functional groups on the surface of the biological carbon carrier may also react with as oxygen anion or molecule by hydrogen bond. The results show that the high content of as in the realgar tailings of passivating realgar has a prominent advantage and can be used to reduce the leaching toxicity of as in the slag rapidly, but under the condition of acid rain leaching for a long time, Acidity buffer layer may be needed to ensure the stability and durability of as passivated by Fe BC.
【作者單位】： 湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院;南開大學環(huán)境科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(41301339) 湖南省地理學重點學科項目 霍英東教育基金會高等院校青年教師基金項目(151029)
【分類號】：X754

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