愛(ài)華網(wǎng)? ? ? 1 基礎(chǔ)
2012年我國(guó)鎳鐵合金產(chǎn)量高達(dá)約45萬(wàn)噸（含鎳量）。隨著紅土鎳礦冶煉鎳鐵產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，每年產(chǎn)生鎳鐵渣超過(guò)2500萬(wàn)噸，可能成為我國(guó)繼鐵渣、鋼渣、赤泥之后的第四大冶煉渣。鎳鐵渣目前的處理技術(shù)主要以堆存、填埋為主，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了潛在的威脅。為減少鎳鐵渣的生態(tài)環(huán)境危害，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)鎳鐵渣在水泥混合材、礦物棉、輔助膠凝材料等建材原料方面的資源化綜合利用研究和應(yīng)用逐漸加強(qiáng)[1-7]。但無(wú)論是對(duì)鎳鐵渣進(jìn)行堆存、填埋，或者是將鎳鐵渣用于建材原料，其環(huán)境安全性對(duì)于鎳鐵渣的處理都尤為重要[8]，目前國(guó)內(nèi)缺乏鎳鐵渣的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、也缺乏對(duì)于鎳鐵渣物化性能和毒性的系統(tǒng)研究。鎳鐵渣環(huán)境安全性能研究可以為鎳鐵渣綜合利用的標(biāo)準(zhǔn)化及其進(jìn)一步深入奠定科學(xué)基礎(chǔ)。
2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
材料
鎳鐵渣是紅土鎳礦在高溫熔融狀態(tài)下經(jīng)還原提取鎳和部分鐵后，在水淬急冷狀態(tài)下產(chǎn)生的水淬渣，主要由鎂、鐵、鋁的硅酸鹽組分構(gòu)成，其主要化學(xué)成分見(jiàn)下表。
試驗(yàn)方法
腐蝕性測(cè)定: 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15555.12-1995《固體廢物腐蝕性測(cè)定 玻璃電極法》對(duì)鎳鐵渣腐蝕性進(jìn)行測(cè)定。
浸出毒性測(cè)定：根據(jù)HJ/T 299 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》對(duì)鎳鐵渣渣進(jìn)行浸出毒性測(cè)定。
鎳鐵渣在自然環(huán)境中的水溶解穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)：取100g鎳鐵渣烘干樣品，置于1L容量瓶中，分別加入1L中性水（PH=7，模擬雨水或地下水）、酸性水（PH=3.2，模擬酸雨）、鹽水（3.5%NaCl，模擬海水）中，不間斷泵入空氣。放置三周后，室溫下水平振蕩8h。振動(dòng)頻率約110次，振幅為40mm.。靜置16h，移取約50mL溶液，過(guò)濾后用原子吸收光譜儀測(cè)定濾液中的鎳、銅、鐵、鈷、鋅、鈣、鎂、鉻等。第6周、第9周、第12周重復(fù)上述步驟。
鎳鐵渣在自然環(huán)境中的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)：利用同步熱分析儀STA449C對(duì)鎳鐵渣進(jìn)行熱重和差分析。
放射性測(cè)定：根據(jù)采用GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》測(cè)定鎳鐵渣放射性。
3 結(jié)果與討論
鎳鐵渣腐蝕性
依據(jù)GB/T5085.1-2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別》規(guī)定：pH值小于等于2.0或pH值大于等于12.5，判定為有害廢物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鎳鐵渣浸出液pH值為6.5，沒(méi)有超出標(biāo)準(zhǔn)限值?？梢耘卸ǎ烘囪F渣在堆存、填埋過(guò)程中，經(jīng)雨水、地下水浸瀝而產(chǎn)生的浸出液不會(huì)對(duì)周?chē)耐寥兰稗r(nóng)作物造成腐蝕危害。
鎳鐵渣浸出毒性
鎳鐵渣浸出毒性檢測(cè)結(jié)果顯示，鎳鐵渣經(jīng)硫酸硝酸浸提液提取的浸出液中，各項(xiàng)有害元素指標(biāo)均未超出GB5085.3-2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》規(guī)定的限值，可以判定，鎳鐵渣不具備浸出毒性，不屬于危險(xiǎn)廢物，在自然堆放、填埋的過(guò)程中對(duì)環(huán)境沒(méi)有浸出毒性危害。
鎳鐵渣在自然環(huán)境中的水溶解穩(wěn)定性
鎳鐵渣在堆存、填埋、填海或用作建材原料時(shí)會(huì)接觸自然環(huán)境中的雨水、酸雨、地下水或海水、本實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)鎳鐵渣中鎳、銅、鐵、鈷、鋅、鈣、鎂、鉻等元素在中性水、酸性水、模擬海水中的變化趨勢(shì)來(lái)研究鎳鐵渣主要成分在自然環(huán)境中相對(duì)于水的化學(xué)穩(wěn)定性，從而在一定程度上說(shuō)明鎳鐵渣在堆存、填埋或作為路基或建材骨料時(shí)其在自然環(huán)境中的穩(wěn)定性及其對(duì)周?chē)叵滤?、地表水或土壤的影響?br>
實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4、表5、表6。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鎳鐵渣中的鎳、銅、鐵、鈷、鋅、鉛、鉻等元素在中性水、酸性水、模擬海水中基本不溶解；鈣、鎂元素在中性水、酸性水、模擬海水中都有不同程度的溶解，但其溶解程度有限。以鎳鐵渣中主要成分鎂鹽的溶解趨勢(shì)作為考察對(duì)象，在中性水中，三周后鎳鐵渣中鎂鹽溶解性達(dá)到穩(wěn)定；在酸性水和鹽水中，六周后鎳鐵渣中鎂離子溶解達(dá)到穩(wěn)定，溶出率約0.1%。
鎳鐵渣放射性
放射性檢測(cè)試驗(yàn)表明，鎳鐵渣內(nèi)照射指數(shù)0.5，外照射指數(shù)0.4，無(wú)放射性。
4 結(jié)論
鎳鐵渣腐蝕性、浸出毒性、放射性小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值，不屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)界定的危險(xiǎn)廢物；
鎳鐵渣在自然環(huán)境中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在堆存、填埋或用作建材原料時(shí)，不會(huì)因溫度升高（600℃以內(nèi)）造成自身體系內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)而改變其存在狀態(tài)；
鎳鐵渣在地下水、雨水、酸雨或海水的侵蝕環(huán)境中，所含重金屬溶解進(jìn)入周?chē)h(huán)境很少，鈣、鎂的溶解性能有限，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
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