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基于铅锌冶炼渣碱激发材料固化铬渣的研究

2021-09-13露,黄

硅酸盐通报 2021年8期

方 露,黄 萧

(1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044;2.重庆大学资源与安全学院,重庆 400044)

0 引 言

铅锌冶炼渣(lead-zinc smelting slag, LZSS)是一种含重金属的有色金属冶炼残渣,同时也含有大量的SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等氧化物。据工信部报道(国家统计局数据),2020年铅锌产量分别为644万t和643万t,分别同比增长9.4%和2.7%。研究表明铅锌冶炼过程中,每生产1 t产品,大约产生0.8 t残渣[1]。由于冶炼行业发展迅速,大多数冶炼残渣未经安全处置直接堆存,可能诱发环境污染、人体健康和生态损害等风险。因此,为了减小冶炼残渣破坏生态环境风险,减轻土地压力,铅锌冶炼渣的资源化利用具有重要意义。

碱激发材料是碱性激发剂激发无定形或玻璃态的硅铝酸盐物质从而获得胶结性能的一类材料。由于冶炼渣含有大量活性成分,因此可用于制备碱激发材料。Li等[2]利用铅锌冶炼渣和水泥熟料等制备复合激发材料来固化含砷污泥,胶凝材料和含砷污泥质量比为1 ∶1时,抗压强度达到9.3 MPa,砷的浸出浓度始终低于5 mg/L。Albitar等[3]在制备粉煤灰地质聚合物时掺入粒状铅冶炼炉渣,粉煤灰地质聚合物的抗压强度随粒状铅冶炼炉渣代替粉煤灰比例的增加而降低,但抗压强度始终高于30 MPa。Nath[4]将锌渣掺入粉煤灰地质聚合物,在重金属浸出浓度满足美国EPA方法的情况下,锌渣掺量为100%的样品强度高达71 MPa。因此,LZSS作为碱激发材料固化/稳定危险废物理论上是可行的。

铬渣(chromite ore processing residue, COPR)是通过高温(约1 200 ℃)焙烧生产铬或铬盐时产生的副产品。COPR中六价铬离子含量较高,六价铬离子具有很高的迁移率,且具有致突变性,致癌性和致畸性,对环境和人类健康危害极大,因此需要对铬渣进行无害化处理。……

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