含铊黄铁矿工业利用中铊的环境暴露通量.PDFVIP

中国科学: 地球科学 2013 年 第43 卷 第9 期: 1474 ~ 1480 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 含铊黄铁矿工业利用中铊的环境暴露通量 ①* ② ①③ ① ④ ① 陈永亨 , 王春霖 , 刘娟 , 王津 , 齐剑英 , 吴颖娟 ① 广州大学珠江三角洲水质安全与保护省部共建教育部重点实验室, 广州 510006; ② 广东省环境科学研究院, 广州 510045; ③ 台湾大学地质科学系, 台北 10706; ④ 国家环境保护部华南环境科学研究所, 广州 510655 * E-mail: chenyheng@ 收稿日期: 2012-07-02; 接受日期: 2012-11-08; 网络版发表日期: 2013-08-12 国家自然科学基金-广东省政府联合基金(编号: U0633001) 、国家自然科学基金(批准号: 和广东省重大科技专项(编号: 2004A3038002)资助 摘要 铊(Tl)是典型的剧毒金属元素, 对生物体的毒性高于Hg, Cd 和Pb 等元素. 本研究以含铊 关键词 黄铁矿生产硫酸这一典型工业过程为研究对象, 结合分级提取技术和 ICP-MS 法分析铊在黄铁矿 铊 黄铁矿 及其焙烧生产硫酸各工序废渣中的形态分布特征, 了解铊在整个硫酸生产工艺中的迁移转化特点, 迁移转化 系统研究铊的环境暴露并准确估算其通量. 研究发现, 黄铁矿中铊约 40% 以活动态赋存于矿石中, 通量 约 60% 以残余态赋存于矿石晶格中. 在氧化焙烧过程中相当部分铊挥发进入炉气, 并随炉气中尘 分级提取 埃吸附迁移到各个工序中. 各工艺流程所排放的焙烧渣中铊的含量分布表明, 炉气吸附的铊在净 化阶段被洗脱下来进入水体约占 25%, 另外 15%的铊以活动态形式赋存在废渣中, 可随废渣堆放 或再利用迁移进入水体或土壤; 约60% 的铊以相对稳定的残渣态赋存于废渣固相中. 铊是最毒的稀有金属元素之一, 严重的铊中毒 渣中铊进入环境的理论释放速率和估计通量[18~29]. 可导致神经植物人甚至死亡[1~8]. 由于其剧毒性, 铊 在此基础上, 结合分级提取技术和ICP-MS 法系统分 已被各国政府严格限制使用, 故职业性的铊中毒鲜 析铊在黄铁矿及黄铁矿焙烧生产硫酸各工艺废渣中 有发生, 但资源开发和利用带来的环境铊污染却日 铊的形态分布特征, 了解铊在硫酸生产过程中的迁 趋严重. 铊在环境中的自然背景值较低, 主要以分散 移转化特征, 揭示典型工业利用过程中铊的环境暴 稀有元素状态赋存于一些特殊硫化物矿物和硅酸盐 露通量, 为系统研究资源利用过程中铊污染的治理 矿物中[3]. 我国拥有丰富的含铊矿产资源, 特别是珠 和预防提供理论依据和实践基础. 江上中游滇、黔、桂等地区[3]. 随着经济的高速发展 和资源的大力开发, 铊的环境污染越来越引起人们 1 样品的获取与分析方法 的重视[3~17]. 近年我们系统地研究了含铊黄铁矿利用 过程中的环境铊污染问题, 模拟了矿石和矿渣中铊