化工固廢酸渣鑒別分析

武思拓，王建友，蘇華，任蕊，李芬芬

(1.陜西省石油化工研究設計院，陜西 西安 710054；2.榆林市榆神工業區能源科技發展有限公司，陜西 榆林 719302)

通靈市是以重工業生產為主的工礦型城市，主要從事有色與非金屬礦物資源的開采加工，工業固體廢物引起環境污染問題嚴重，危險廢物年產量達67.7萬t，酸渣年產量為33.4萬t[1]。根據國家環保局污染控制司《國家危險廢物名錄》規定，硫酸燒渣固體廢物酸渣是含砷危險廢物[2-6]，為了解固體廢物對環境的影響，便于對該市工業固體廢物的管理[7]，按危險固體廢物鑒別標準對通靈市某化工廠工業廢酸渣工業固體廢物進行急性毒性鑒別[8-9]。測定酸渣的pH值等指標，判定固體廢物是否為具有腐蝕性的危險固廢[10-11]，為酸渣的處置及其資源化利用提供依據[12-14]。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硫酸亞鐵銨、硝酸銀、濃硫酸(98%)、濃硝酸均為分析純；無菌小白鼠若干(交通大學動物實驗室提供)；硫酸酸渣，來源于銅官山化工廠。

JC-803土壤采樣器；HNY-100B搖床。

1.2 樣品采集[3]

酸渣堆場為露天堆場，占地面積約20 000 m2，堆放酸渣約300萬t，按照堆場地理位置劃分為4個采樣區域，對淺層酸渣采用系統隨機采樣法，各區域采集80個樣品，風干，稱取100 g等量混合，縮分為混合樣。對深層酸渣進行鉆孔，鉆孔深度至底層樣品帶部分底泥，取樣50個。酸渣傳輸皮帶上按每 8 h 采集1 kg單個樣品，連續取5 d，風干，混合縮分，平均樣1 kg。樣品中取等量，按同樣方法制成平均樣。硫酸酸渣化學成分見表1。

表1 硫酸酸渣化學成分

1.3 實驗方法

1.3.1 酸渣危險性判別 按標準將硫酸酸渣樣品100 g置于三角瓶中，在常溫下靜泡24 h。過濾，取濾液，按規定在無菌實驗臺對小白鼠經口灌胃進行急性毒性實驗[8]，觀察小白鼠中毒癥狀，評判酸渣危險性。

1.3.2 酸渣浸提 取硫酸酸渣試樣100 g，置于2 L聚乙烯塑料瓶中，通過10∶1 g/mL的固液比，選取濃H2SO4與濃HNO3質量比10∶1為浸提劑，調節振蕩頻率為120 r/min，實驗溫度為室溫(25 ℃)，搖床以80 r/min搖動8 h，靜置16 h，經濾膜過濾，得浸出液。按環保局污染控制司編寫的《固體廢物申報登記工作指南》中固體樣品平行植被浸出液測定氟含量[4]，取均值為固體樣品浸出液分析結果。

2 結果與討論

2.1 浸提劑pH的選取

按《危險廢物浸出毒性的理論研究》[5]，選取濃H2SO4與濃HNO3質量比10∶1作為酸渣的浸提劑，測定pH=3～6范圍內浸出液氟含量。浸提劑pH的選取依據降雨量的選取原則[12]。

取硫酸酸渣試樣500 g，分為5等份，各加入 10 mL 浸提劑，經8 h振蕩后，測定其在48 h內的穩定性，參照GB/T 1601—1993測試其pH值以及浸出液氟含量，結果見表2。

表2 酸渣的穩定性、酸度及浸出液氟含量

由表2可知，5份酸渣試樣經8 h振蕩后均比較穩定，48 h無沉淀。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3時(即較高的酸度)更高，而且穩定性好。

2.2 小白鼠實驗對酸渣危險性判別

對酸渣Cu、Zn、總Cr、總Hg、CN-、總P進行分析，結果見表3。

表3 浸出液金屬含量對比值

由表3可知，硫酸渣浸出液急性毒性實驗無小白鼠死亡，浸出液各項指標低于鑒別標準最高允許濃度值[13]，原因是通靈硫鐵礦中砷含量較低，生產部分進入硫酸酸渣，硫酸酸渣浸出液砷含量低于鑒別標準最高允許濃度值，說明化工廠產出硫酸酸渣為非危險廢物。

2.3 浸提劑堆場深層臨時高浸出液F-分析

為探討酸渣經過堆存后轉變為非危險廢物的原因，對新產出酸渣氟總量進行分析，結果見表4。

表4 浸提劑堆場深層臨時高浸出液F-分析結果

由表4可知，新產出酸渣浸出液氟含量均高于 50 mg/L，為危險廢物。堆場中的酸渣氟含量比新產出含量低，堆場上半部分浸出液氟較高，說明酸渣中有較多的氟隨降水淋溶降低，堆存中較多的氟滲入，造成水體污染。

3 結論

硫酸酸渣浸出液砷含量等各項指標低于標準，急性毒性實驗無小白鼠死亡，說明銅官山化工廠產出硫酸酸渣為非危險廢物。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3時(即較高的酸度)更高，而且穩定性好。