一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法技术

本发明专利技术涉及一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，属于有色金属冶炼领域和环境化学领域，其方法步骤为：（1）采集汞尾矿，搜集尾矿堆存地的气象水文资料；（2）采用静态浸泡试验模拟在降雨后积水条件下汞尾矿中重金属的释放情况；（3）确定重金属汞释放的最佳条件，对浸泡液中重金属浓度、pH变化、电导率变化进行监测分析，得出在自然降雨后积水条件下汞尾矿中重金属的释放特征。本发明专利技术不仅解决了目前汞尾矿堆存所造成的重金属二次污染评价问题，也对矿区周围汞污染的预防和控制提供了重要的参考价值。了重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法


[0001]本专利技术属于有色金属冶炼领域和环境化学领域，具体的说，涉及一种用于模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，具体为模拟自然降雨后积水条件下汞尾矿中重金属的释放效果和释放特征。

技术介绍

[0002]汞尾矿是汞矿采选冶炼过程中产生的一种危险废弃物，含有大量Hg、Cr、Cd、Ni、Mn、 Zn、Cu等重金属。长期汞矿开采活动导致历史遗留汞尾矿库众多，堆存的尾矿和废渣遇水浸沥，有毒有害污染物会出现不同程度的溶出，溶出的污染物迁移转化将对环境造成二次污染。因此，急需一种方法对自然条件下汞尾矿释放重金属的释放特征和释放量进行预测和评估，采取有效措施控制和治理汞尾矿堆存产生的二次污染。
[0003]汞尾矿堆存所造成的的二次污染是根据重金属的释放量来确定的，目前在汞尾矿重金属释放运移研究领域已经取得了较多丰富的研究方法，包括温度室试验、淋滤柱试验、静态浸泡试验和萃取试验，重金属溶出的影响因素涉及浸取溶液初始pH值、淋溶或浸泡时间、温度、固液比以及尾矿自身粒径等。
[0004]但现有的研究方法也存在一些不足之处：
①
虽然汞尾矿堆存的重金属释放问题早已受到重视，但现有研究方法一直以易产生酸性矿山废水的矿山和废弃尾矿为研究对象，对于利用碱性尾矿废弃物中和酸性降水治理酸雨污染方面欠缺考虑；
②
不同类型尾矿的性质、不同地区气象条件差异巨大，研究样本对象众多，难以概括普遍情况，还需要结合尾矿库实际工况，有针对性地逐一研究；<br/>③
现有的模拟汞尾矿重金属释放的静态浸泡试验法浸泡容器为锥形瓶或聚乙烯塑料瓶，锥形瓶不便直接测定浸泡液pH和电导率，聚乙烯塑料瓶会吸附浸泡液中的重金属，使试验误差增大。

技术实现思路

[0005]针对目前模拟汞尾矿中重金属溶解释放方法的不足，本专利技术的目的在于提供一种针对弱酸雨地区堆存的弱碱性汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，能够实现模拟该地尾矿自然降雨后积水条件下汞尾矿的浸泡效果，可同时观测浸泡液重金属浓度、pH变化、电导率变化，具有省时、模拟真实度高，对比效果佳等特点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]所述的模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，按以下步骤进行：
[0008](1)综合考虑汞尾矿库地形地势条件及尾矿类型进行样品布点和采集，搜集尾矿堆存地的气象水文资料；
[0009](2)采用静态浸泡试验对汞尾矿进行静态浸泡处理，浸泡液设置不同的初始pH和固液比条件，定时测定浸泡液的重金属浓度、pH值和电导率，直至浸出液中重金属浓度趋于稳定；
[0010](3)确定重金属汞释放的最佳条件，对浸泡液中重金属浓度、pH变化、电导率变化
进行监测分析，得出在自然降雨后积水条件下汞尾矿中重金属的释放特征。
[0011]进一步的，步骤(1)中，所述的汞尾矿矿物成分为白云石，含有大量钙镁碳酸盐、碳酸钙、碳酸镁等碱性碳酸盐，尾矿呈弱碱性。
[0012]进一步的，步骤(2)中，浸泡液的初始pH＝4～7，固液比＝1:2.5～1:10；浸泡液的初始 pH根据尾矿堆存地的多年降雨pH范围确定，初始浸泡液的降雨成分根据尾矿堆存地的酸雨类型及气象水文资料配制，设置多个梯度的pH条件。优选，浸泡液的初始pH＝4.5，固液比 1:10。
[0013]进一步的，步骤(2)中，静态浸泡试验装置采用广口玻璃瓶，方便浸泡液样品采集，可直接在装置内测定浸泡液的pH和电导率，减小实验误差。
[0014]进一步的，步骤(2)中，静态浸泡试验测定浸泡液汞浓度、pH值、电导率的时间间隔前期为每天一次，当浸泡液中汞浓度日变化值小于0.003ng/mL时调整为每隔3天测定一次，直至连续三次取样浸泡液中汞浓度变化值小于0.001ng/mL，结束试验。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]1、常规采用锥形瓶或聚乙烯塑料瓶进行静态浸泡试验，存在操作不方便，聚乙烯塑料瓶对重金属具有吸附作用，误差较大的问题。本专利技术采用广口玻璃瓶作为试验装置，可直接在装置内测定浸泡液pH和电导率，减少样品损失，可减小试验误差以保证数据真实性。
[0017]2、采用本专利技术方法对汞尾矿中重金属的释放情况进行测定，浸泡液中重金属浓度真实的反应了汞尾矿对环境的二次污染程度，对矿区周围汞污染的预防和控制具有重要的参考价值。
[0018]3、本专利技术充分利用了尾矿堆存地的气象水文条件，提供了一种模拟汞尾矿重金属释放运移的试验方法，实现模拟自然降雨后积水条件下汞尾矿的浸泡效果，可同时观测浸泡液重金属浓度、pH变化、电导率变化，具有省时、模拟真实度高，对比效果佳等特点。
附图说明
[0019]图1为不同固液比条件下静态浸泡试验中汞释放浓度随时间的变化图。
[0020]图2为不同初始pH条件下静态浸泡试验中汞释放浓度随时间的变化图。
[0021]图3为最优条件下静态浸泡试验中浸泡液pH随时间的变化图。
[0022]图4为最优条件下静态浸泡试验中浸泡液电导率随时间的变化图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0024]实施例1：
[0025]本实施例用模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法是以万山矿区岩屋坪尾矿库的汞尾矿为处理对象，模拟自然降雨后积水条件下不同降雨pH和固液比对尾矿中重金属汞释放的影响。具体试验步骤如下：
[0026](1)根据铜仁近十年气象水文资料设置不同pH和不同固液比条件，设定三个pH条件：pH＝4.5，pH＝5.6，pH＝6.8；设定三个固液比条件：1:10，1:5，1:2.5。
[0027](2)实施例与对比例：
[0028]3个聚乙烯塑料瓶，分别加入2L去离子水，用NO3‑
：SO
42
‑
＝1:4的混合酸和NaOH溶液将去离子水的pH分别调节至4.5、5.6和6.8。
[0029]取9个250mL广口玻璃瓶，编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9，1～3号瓶中分别加入汞尾矿25克，4～6号瓶中分别加入汞尾矿50克，7～9号瓶中分别加入汞尾矿100克，再分别加入250mL不同pH的初始浸泡液，pH值依次为4.5、5.6、6.8、4.5、5.6、6.8、4.5、5.6、 6.8。
[0030](3)从浸泡第一天开始前期每天取样测定浸泡液中重金属汞的浓度，后期根据浸出液重金属浓度变化情况调整为每隔3天测定一次，直至浸泡液中重金属浓度趋于稳定，结束试验。取样量为5mL，每次取完后加入同等体积的初始浸泡液，每次取样浸泡液的实际汞浓度采用以下公式校准：
[0031][0032]式中：C
i
为每次取样时浸泡液的测定浓度；C
实际<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，其特征在于：按以下步骤进行：（1）综合考虑汞尾矿库地形地势条件及尾矿类型进行样品布点和采集，搜集尾矿堆存地的气象水文资料；（2）采用静态浸泡试验对汞尾矿进行静态浸泡处理，浸泡液设置不同的初始pH和固液比条件，定时测定浸泡液的重金属浓度、pH值和电导率，直至浸出液中重金属浓度趋于稳定；（3）确定重金属汞释放的最佳条件，对浸泡液中重金属浓度、pH变化、电导率变化进行监测分析，得出在自然降雨后积水条件下汞尾矿中重金属的释放特征。2.根据权利要求1所述的一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的汞尾矿矿物成分为白云石，含有大量钙镁碳酸盐、碳酸钙、碳酸镁等碱性碳酸盐，尾矿呈弱碱性。3.根据权利要求1所述的一种模拟汞尾矿中重金属释放特征的静态浸泡试验方法，其特征在于：步骤（2）中，浸泡液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小凤，李琳丽，陈茂生，杨熙斌，刘嘉鑫，李文斌，朱风，吴玮强，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：