贵州土法炼锌废渣的矿物学特征及综合利用.pdf

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1、第5期矿产综合利用No．52013年l0月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesOct．2013贵州土法炼锌废渣的矿物学特征及综合利用邓秋风，胡慧萍，李珊珊，李超，董泽琴，张维(1．中南大学化学化工学院，湖南长沙410083；2．贵州省环境科学研究设计院，贵州贵阳550o02)摘要：废渣矿物组成较为复杂，并有较多玻璃质、微晶质和不同矿物的过渡相存在。废渣中锌主要分布在硅酸盐和锌铁尖晶石中；铅含量低，主要以铅矾形式存在；铁的主要物相为赤褐铁矿和硅酸铁；废渣含碳量高，烧失量较大。根据废渣含锌量及浸出毒性结

2、果，将废渣分为两类处理。锌含量低且浸出毒性在国标规定范围的这一类废渣，金属回收价值不高，可作为建筑材料的原料(如水泥、混凝土及烧结砖)。另一类锌含量较高或浸出毒性超出国标规定范围的废渣，进行还原焙烧回收有价金属，90％以上的zn和85％以上的Pb挥发进入烟尘，得到锌铅含量低且浸出毒性在国标规定范围的残渣，可用于建筑材料。关键词：土法炼锌废渣；矿物学特征；综合利用doi：10．3969／．j．issn．1000-6532．2013．05．015中图分类号：TD989，X758文献标识码：A文章编号：100—6532(2013)05—0055—05

3、在云南、贵州和四川的交界地区有着丰富的铅1原料和试验方法锌矿资源，这一带有着成千上万的土法炼锌窑点⋯。土法炼锌窑一般处理含锌15％～20％的氧1．1试验原料．化锌矿，蒸馏后得到金属锌，品位达97％～98．7％。本研究所用废渣采集于贵州省赫章县妈姑镇，据统计，土法炼锌每生产1t锌，会产生3．0～3．8t废根据废渣堆放时间和废渣堆放地点分别采集。榨子渣，其中煤渣1．Ot、矿渣1．5～2．Ot、罐渣0．5～0．厂(50～100年)、老厂丫口(>100年)、何家冲(40—8t]。目前仅赫章、威宁、纳雍、毕节等四县(市)，5O年)、大树脚(20～30年)

4、的分别简称为1、2、3炼锌废渣总量达1210．72万t，占地面积17079．6和4废渣样品。亩J。土法炼锌废渣的堆存不仅导致了植被的破1．2矿物学特征研究方法坏，还使附近土壤和溪流沉积物、河流沉积物受到严采用D／max2550X射线衍射仪对废渣进行物重污染，对整个生态系统造成了严重的破坏[4】。相分析，Cu靶，A=1．54A，电压40kV，电流250mA，本文以贵州省赫章县妈姑镇姑炼锌废渣为研究步长0．02。，扫描范围10～80。；化学物相分析法g。]对象，对土法炼锌废渣的矿物组成和赋存状态进行定量测定锌、铅、铁、硅和硫在废渣中的分布情况；了研

5、究，并对含锌较高的废渣进行还原焙烧，以回收DM4500P型光学显微镜(德国LEICA公司)下观察废渣中的有价金属。废渣的形貌；将部分光学显微镜下观察的矿样置于JSM6360LV型扫描电子显微镜(日本电子公司)下收稿日期：2012—10—14；改回日期：2012—12—30．基金项目：“973”国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB613601)，教育部新世纪优秀人才计划资助项目(NCET一08-0571)和贵州省环保厅科技计划项目资助作者简介：邓秋风(1989-)，女，硕士研究生，研究方向为冶金物理化学。邓秋凤等j贵州土法炼锌废渣的矿物

6、学特征及综合利用。57·出。褐铁矿含量远较赤铁矿多，且形态复杂，常呈不规则状、胶状、环带状、皮壳状与脉石、玻璃体、有机碳紧密嵌布，利用价值不大。此外废渣中含有大量的碳，基本以有机碳形式存在，有较高的烧失率。硅铝等脉石矿物种类复杂，以石英居多，并有橄榄石、铁质玻璃体、硅铝质玻璃体、粘土矿物等。高锌玻璃体，2一灰色含铅玻璃体，3一黑色石英(G)，总体看来，土法炼锌废渣虽含有有一定量的锌、4，5-亮色圆粒铅矾(An)，褐铁矿(L)铅和铁，但均难以用选矿方法有效回收。图3背散射电子像：Fig．3Backscatteredelectronfigure3废

7、渣资源化回收利用查中含铁10％左右，主要分布在赤褐铁矿和3．1废渣浸出毒性检测中，有少量磁铁矿，金属硫化物主要为黄铁根据危险废物鉴别标准，对土法炼锌废渣进行铁矿常与褐铁矿及细粒脉石呈集合体交生产浸出毒性和腐蚀性检测，试验结果见表2。表2废渣毒性浸出液中有毒元素浓度／mg·LTable2TheconcentrationofthepoisonouselementsinthewasteresidueleachingsolutionznPbcdcuNiCrAsHgAg废渣水浸液PH值30．3450．8260．324—0．1480．073一一一6．721

8、0．2350．1500．011—0．O93一一一一7．450．0230．118一一一一一一一8．68l19．0790．7527．0390．5800．6