首页 高压浸出 搅拌浸出 数字孪生 湿法冶金 溶剂萃取
湿法冶金 2024-09-30 18:20:09

废油回收(浙江重金属回收)

一、废油旧电瓶很值钱,回收回收都做什么用了

回收销售废旧电瓶利用处理过程大致有以下几步:

1.分类。将回收销售废旧电瓶电池砸烂,浙江重金剥去锌壳和电池底铁,属回收取出铜帽和石墨棒,废油余下的回收黑色物是作为电池芯的二氧化锰和氯化铵的混合物,将上述物质分别集中收集后加工处理,浙江重金即可得到一些有用物质。属回收其石墨棒经水洗、废油烘干再用作电极。回收

2.制锌粒。浙江重金将剥去的属回收锌壳洗净后置于铸铁锅中,加热熔化并保温2小时,废油除去上层浮渣,回收倒出冷却,浙江重金滴在铁板上,回收销售废旧电瓶待凝固后即得锌粒。

3.回收铜片。将铜帽展平后用热水洗净,再加入一定量的10%的硫酸煮沸30分钟,以除去表面氧化层,捞出洗净、烘干即得铜片。

4.回收氯化铵。将黑色物质放入缸中,加入60oC的温水搅拌1小时,使氯化铵全部溶解于水中,静止、过滤、水洗滤渣2次,收集母液;在将母液真空蒸馏至表面有白色晶体膜出现为止,冷却、过滤得氯化铵晶体,母液循环利用。

5.回收二氧化锰。将过滤后的滤渣水洗3次,过滤,滤饼置入锅中蒸干除去少许的碳和其它有机物,再放入水中充分搅拌30分钟,过滤,将滤饼于100-110oC烘干,即得黑色二氧化锰。

回收销售废旧电瓶进入环境后,对人体带来一系列的致畸、致癌、致变等危害。而废旧电池中的重金属又是可利用的资源,因此对废旧电池进行资源化处理就显得非常重要。

由于废旧锌-锰电池的负极锌皮属于两性金属,容易与水发生反应而腐蚀穿孔,造成电解液中汞等重金属流出,污染土壤和地下水。将回收销售废旧电瓶破解分选后,经过还原焙烧、浸出、净液、锌锰同时电解,可回收废旧电池中82%的有用成分,其中锌的总回收率可达83%以上,二氧化锰的总回收率约为82%,含汞废渣可送专门工厂处理。此工艺可取得相当可观的经济效益和环境效益。

现在国际铅价19000到20000元一吨,回收铅99%纯度的17000一吨,废电瓶大概10000元一吨。

一个12v20ah的电瓶,大概6.9公斤重,其中铅占4.8公斤左右。生产一个新电瓶,如果用原生铅,需要96元的铅成本。如果用回收铅大概92元铅成本,但是因为有一些杂质,会影响质量。

铅的提炼回收比较简单,因为熔点低,但是容易产生污染,现在国家不允许小作坊回收铅。全国有几个大的基地,专门做铅酸电瓶的铅回收。最近超威已经开始用回收铅,他们自己的网站介绍也说了。其实提高冶炼提纯技术,回收铅也是可以用的。

相信大家在更换蓄电池的时候都没有想太多,老电池就把它扔掉呗,或者是选择直接被回收。可是问题来了,你真的了解你那块被淘汰的老蓄电池的价值吗?旧蓄电池处理不好的话,可是不环保又没收益呢,其实很多时候,旧蓄电池受废品回收站欢迎的。

蓄电池的价值

相信很多车主都知道蓄电池能卖钱,可是只是听过回收站的老板说大概五块钱每公斤,并不知道真实的价格。按照一辆车蓄电池的普通重量大概是十八公斤左右,大概就是能卖差不多一百元吧,算上去汽修店更换新电池,也就是七十元左右,也挑不出什么毛病。

蓄电池被回收后何去何从

相信大家也不会知道旧蓄电池被回收后的下场是怎么样的,知情人士透露,一些维修点会直接回收老旧电池,有些是让回收站当废品回收。但是有没想过,要是这些电池落入一些心术不良的人手中,后果也是不堪设想的。

大家有没想过,一些不良奸商会把一些废旧电池翻新,是不是我们买到的新电池,有可能是翻新的呢?其实大家大可不必担心,因为废旧电池本身就是没了使用寿命的,加之废旧电池也能卖个好价格,如此本高利低的事,很多人也是不愿意做的。

蓄电池的回收问题

由于是电池,很有可能对环境造成污染,所以政府需要设定专门的回收点来回收电池,这样既方便了统一处理电池,也防止了环境污染。

首先看下旧电瓶价格

旧电瓶回收价格表中是根据电瓶容量大小、是否免维护来定,一般40非免维护电瓶回收价在80至150左右,旧电瓶最新回收价格是一组三块(36V10Ah和12Ah一个价)108元,一块36元,4820AH四块,回收价格是230元,可按斤算,每斤4.3元。

一般容量为60的断格的废电瓶大约80元左右,重20公斤,现在收费电瓶用铅版回收利用,按这个比价也就一吨4000元到5000元。现在可回收到4元多点钱一斤,12Ⅴ20AH一只14斤可以卖到60元,四只可以卖到240元。有的回收是看个头大小,有的是论斤,其价格都是有一点差异的。

回收用途

我们回收的旧电瓶会使用先进的仪器进行维修,实在是报废的电瓶,我们会通过厂家给的专门回收电瓶的企业进行分解处理,据我所知,正规的回收企业会把电池分解成几个部分,外面的塑料壳再次回收利用,内部的铅也可以回炉提炼,酸液会用碱液中和之后排放,这样电瓶实际对环境的危害并不会象我们想象那么厉害。反而是我们平时使用的5#\\7#电池,没有回收利用价值,也没有专门的回收地,在我们随意丢弃的过程中污染土地和水源。这是更让我们深思问题了。

回收再利用,里面的铅板,经过去硫化处理,再熔炉,就可以从新使用到新的蓄电池里面了。

一是翻新,二是卖锌!

电动车维修店等回收的废旧电池一般都是直接卖给电池生产企业,生产电池的企业会对废旧电池进行提炼一些可以再利用的资源。

像天能电池目前拥有华东、华北两个铅电池回收基地,位于浙江长兴的华东回收基地获得了浙江省唯一一张废旧电池回收处理牌照,每年可以处理15万吨旧电池,位于河南濮阳的华北回收基地已经于2015年开始试生产,具备年处理旧电池10万吨的产能。电池处理过程绿色环保无污染,铅回收率高达99%,废弃物接近“零排放”。

既然你买时他说保证骑50公里,叫他给你换个能跑50公里的电瓶。一般的铅酸电瓶是不能这么试验的,因为电瓶电一旦用完电池的容量会下降许多,多次用到跑不动再想起充电电池就快报废了。你还是去有信誉的店买明牌高价电池划算,杂牌山寨和翻新的都不耐用还有安全瘾患,有的把铅板做成细莎网状,新用时的电流电压还可,很快储电下降,有的内部断开。这种电池比较轻,也有用玻璃甚至水泥加到中间增加重量。废电池有人把好的翻新蒙人,把不能修复的炼成铅块重新做新的。

首先是了解电瓶是什么材料做的。汽车电瓶多用加蒸溜水的那种,俗称水电瓶,也就是铅蓄电池。铅虽然不是贵重金属,但比铝要贵不少,回收后还是用来炼铅。

需要说明的是水电瓶除了铅和燕溜水外,还有硫酸,属最强酸类,有强烈腐蚀性。

普通电动车电瓶亦多是铅蓄电瓶,与汽车电瓶只少了蒸溜水,锂电池由于价格较贵,用的少。

由于铅对人体有伤害,国家禁止私自回收冶炼。

铅酸电瓶具备回收价值,回收价格明显比锂电池价格高。只要有人回收,就说明这东西有一定的利润存在,回收电瓶以前算得上冷门回收业,利润远远高于其他金属回收。

一块铅酸电瓶报废后还能卖出原电瓶购买价格的30%-40%左右,这还是流动回收摊贩给的价格。终端收购价格会更高一些,我认识两对对安徽回收电瓶的夫妇,他们一出来就是一年。早期开四轮的农用车现在开6.8货车,夫妻二人专门回收旧电瓶,去各个砖厂、板厂,行踪遍布整个北方。你想一下,几百几千公里跑车来收电瓶,没有足够利润支撑怎么可能。他们每天都要跑上几百公里,啥时候收满一车电瓶才回去。当然并不会直接回到安徽,他们在省会附近有场地专门存放电瓶。电瓶凑够一板车后就把电瓶发回去,这样运费低利润更大一些。

发货的时候电瓶内不能带酸液的,但是成千上万个电瓶的酸液如何处理呢?集中处理显然是不可能的,涉及到成本,无害处理费用太高。怎么办?就地处理,收来的电瓶带水称重,然后把盖子打开随地就倒掉。酸液倒在地上后土壤会冒白沫,环境污染无法估量,或者走到半路没有人的荒地野外把酸液倒掉。

电瓶发回老家怎么处理呢?很简单,拆解。电瓶主要成分就是金属铅,把塑料外壳直接砸烂,把极板取出来。

外壳可以做颗粒,回收料,花料,极板直接融化,毕竟电瓶厂家做电瓶是需要铅锭的。如果是环保达标的厂家会做一系列无害化拆解,但是为了利益最大化很多拆解厂都是随意拆解,没有任何环保设备,随意排污染超标的烟物,随意排含有重金属污染的废水,直接破坏环境。

电瓶拆解提炼后的成品如下:

这就是铅锭,可以用来制作电瓶的极板,也是电瓶厂家主要的原材料。目前铅锭每吨报价在1.4万元左右,废电瓶土法炼铅锭非常简单,因此很多人铤而走险从事非法拆解电瓶炼铅的行当,严重破坏了当地的环境。

回收后,里面的金属锌可以回收利用,外壳你可以再利用。

二、全图有色重金属具体详细分布图。

铜:除天津外所有省、自治区,均有不同程度的分布其中江西、西藏和云南等3个省区的储量占全国铜矿储量的47.1%储量较多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑龙江。32.3% 9个省估计占全国铜矿的80%

华北区 11.4东北区 6华东区 31.4中南 9.8西南区 29.5西北区11.9

东部沿海地带包括辽宁、河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南。12

中部地带包括黑龙江、吉林、内蒙古、山西、河南、安徽、江西、湖北、湖南 9

西部地带包括西北地区的陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆西南地区的四川贵州云南西藏 9

德兴铜矿:地处江西省上饶德兴市境内,位于怀玉山脉孔雀山下。目前日处理矿石10万吨的生产规模,达产达标。主要生产铜精矿、硫精矿、电积铜等。矿山2003年产铜12万余吨,约占全国铜产量的四分之一;同时年产黄金5吨多,白银20吨以上,也是中国第一大伴生金矿和伴生银矿。储量16.3亿吨消息来源(江西航空技术学院)

永平铜矿

内蒙古自治区兴安盟布敦化铜矿

辽宁省清原满族自治县红透山铜矿

安徽省宣城市麻姑山铜钼矿

安徽省南陵县工山镇大工铜矿

安徽省南陵县河湾镇铁山铜矿

湖北省黄石市铜山口铜钼矿

湖北省黄石市铜绿山铜铁矿整合区

湖北省黄石市赤马山铜矿整合区

湖北省黄石市丰山洞铜矿整合区

湖北省阳新县韩家山铜矿整合区

湖北省大冶市千家湾铜矿

湖北省阳新县欧阳山铜矿

湖北省阳新县鸡笼山东铜矿

四川省九龙县里伍铜矿

云南省东川铜矿

云南省大姚县六苴铜矿

云南省大姚县桂花铜矿

云南省金平苗族瑶族傣族自治县龙脖河铜金矿

云南省景谷彝族傣族自治县正兴铜多金属矿

云南省景谷彝族傣族自治县迁糯—思茅老鲁寨铜矿

新疆维吾尔自治区乌恰县沙里拜铜矿

新疆维吾尔自治区伽师县砂岩型铜矿

镍:

资源状况

截至1995年末,我国已探明镍矿区84处,分布于全国18个省、自治区。镍的保有储量为785.31万t,其中A+B+C级占储量的47.9%,为376.39万t。如以我国的工业储量(A+B+C级)与西方国家的储量基础相比,我国在古巴(储量基础2300万t)、新喀里多尼亚(储量基础1500万t)、加拿大(储量基础1400万t)、印度尼西亚(储量基础1300万t)、菲律宾(储量基础1100万t)、俄罗斯(储量基础730万t)、澳大利亚(储量基础680万t)、巴西(储量基础430万t)之后,位居世界第9位。

储量分布

我国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%,其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。

资源特点

我国镍矿资源的第一个特点是储量分布高度集中,仅甘肃金川镍矿,其储量就占全国总储量的63.9%,新疆喀拉通克、黄山和黄山东三个铜镍矿的储量也占到全国总保有储量的12.2%。

第二,我国镍矿主要是硫化铜镍矿,占全国总保有储量的86%,其次是红土镍矿,占全国总保有储量的9.6%。

第三,我国镍矿石品位较富,平均镍大于1%的硫化镍富矿石约占全国总保有储量的44.1%。

第四,我国镍矿的地质工作程度比较高,属于勘探级别的储量占到了全国总保有储量的74%。

第五,我国镍矿地下开采的比重较大,占全国总保有储量的68%,而适合露采的只占到13%。

我国镍矿资源的上述特点,给我国镍矿的开发利用带来了有利的一面,也产生了不利的因素。由于矿石储量分布集中,矿石又比较富,容易形成大型的采选冶企业,而且经济效益较好。例如,甘肃金川矿区,储量大,品位高,其中Ⅱ矿区有特富矿石(含镍5.29%)储量4.84万t,而且具有铂族金属、金、钴等10余种有用伴生元素,已建立了综合利用流程,这儿已成了我国最大的镍生产基地。但是也应该看到,储量高度集中,而且埋藏深,不能露采,因此对扩大产量,提高经济效益带来了影响。

我国氧化镍矿比较少,而且品位比较低,与国外氧化镍矿储量大、品位高的一些国家,如新喀里多尼亚、印度尼西亚相比,缺乏竞争力。

钴:

资源状况

截至1996年底,全国共有钴矿区150个,钴金属保有储量为47.16万t,其中A+B+C级储量7.45万t。因生产消耗,故总保有储量比1995年减少0.2万t。

我国钴矿主要共(伴)生在铁、铜、镍矿中,共(伴)生钴矿保有储量中属于普查阶段的有1.3万t,占总保有储量的2.7%;属于详查阶段的有14.7万t,占总保有储量的31.1%;属于勘探阶段的有31.2万t,占总保有储量的66.2%

截至1995年底全国已利用的共(伴)生钴矿产地65处,占有储量25.3万t,占总保有储量的53.6%,其中A+B+C级4.1万t。另外开采矿区中,未回收钴的矿产地占有储量约占总储量的13%。

可规划利用的共(伴)生钴矿产地52处,保有储量13.5万t,占总保有储量的28.6%。

由于矿床规模小、品位低、主矿采选不过关和其他一些原因,目前暂难利用的共(伴)生钴矿产地33处,保有储量8.4万t,占总保有储量的17.8%。

地理分布

全国钴矿产于24个省(自治区),主要分布在甘肃、山东、云南、河北、青海、山西等省,它们各自保有储量占全国保有储量的百分比依次为30.5%、10.4%、8.5%、7.3%、7.1%、6%,以上六省储量之和占全国总储量的70%,其余30%的储量分布在新疆、四川、湖北、西藏、海南、安徽等省(自治区)。

资源特点

1)绝大多数是伴生矿,品位较低,钴主要作为副产品加以回收。根据对全国钴储量大于1000t的50多个矿床的统计分析得知,钴的平均品位仅为0.02%,因而生产过程中金属回收率低,工艺复杂,生产成本高。

2)可利用的钴资源主要伴生在铜镍矿床中,它的钴资源探明储量占全国总储量的50%左右。铜镍矿床已开发的有甘肃金川的白家嘴子、吉林磐石的红旗岭、新疆的喀拉通克等矿。甘肃金川为我国主要产钴地,其伴生钴储量14.42万t。可利用的钴资源其次伴生在铜铁矿床中,目前已经开发的有山西中条山铜矿、湖北大冶铁矿、山东金岭铁矿、四川拉拉厂铜矿和海南石碌铁铜矿等矿。

3)我国单一的钴矿为钴土矿,其储量只占全国总储量的2%左右。

铅锌:

辽宁省桓仁满族自治县二棚甸子铅锌矿

广东省清远市阳山铁屎坪铅锌矿

广东省清远市连南寨岗铅锌矿

广西壮族自治区融水苗族自治县大坡岭—荣坪锌锡矿

广西壮族自治区三江侗族自治县牛浪坡铅锌矿

广西壮族自治区南丹县芒场铅锌多金属矿

广西壮族自治区环江毛南族自治县妙石铅锌矿

云南省澜沧拉祜族自治县南角河铅锌银多金属矿

云南省保山市隆阳区龙潭铜铅锌矿

云南省保山市隆阳区西邑铅锌矿

云南省龙陵县铅锌矿

云南省贡山独龙族怒族自治县金顶凤凰山铅锌矿

广西壮族自治区河池市金城江五圩矿区箭猪坡铅锌多金属矿

广西壮族自治区河池市金城江五圩矿区三排洞铅锌多金属矿

云南省沧源佤族自治县班洪—班老铅锌矿

云南省镇康县芦子园铁铅锌矿

西藏自治区林芝地区亚圭拉铅锌矿

陕西省宁强县东皇沟铅锌矿

甘肃省成县厂坝铅锌矿

青海省都兰县双庆铁铅锌矿

云南省鲁甸县火德红铅锌矿

云南省马关都龙锡锌矿

云南省富源县富村铅锌矿

云南省罗平县富乐铅锌矿

四川省汉源县唐家铅锌矿

辽宁省桓仁满族自治县二棚甸子铅锌矿

锡:

资源概况

截至1996年底,我国锡矿累计探明储量达到560.37万t,保有储量为407.41万t,其中A+B+C级储量212.17万t,占保有储量的52%。从1955年到1996年40年间锡矿保有储量增长了近4倍

据美国地质调查所和矿业局资料,1996年世界锡矿储量和储量基础分别为700万t和1000万t。锡矿储量比较丰富的国家,除了中国以外还有:巴西(储量120万t、储量基础250万t);马来西亚(储量120万t、储量基础120万t);泰国(储量94万t、储量基础94万t);印度尼西亚(储量75万t、储量基础82万t)。此外,扎伊尔、玻利维亚、俄罗斯、澳大利亚等国也有一定的储量。如以储量相比较,我国居于世界首位;如以我国A+B+C级储量和这些国家的储量基础相比,我国仅次于巴西,居世界第2位。

地理分布

我国锡矿分布于15个省、区,其中云南保有储量128.00万t,占全国总保有储量的31.4%;广西保有储量134.04万t,占保有储量的32.9%;广东保有储量40.82万t,占总保有储量的10.0%;湖南保有储量36.25万t,占总保有储量的8.9%;内蒙古保有储量32.87万t,占总保有储量的8.1%;江西保有储量26.04万t,占总保有储量6.4%。以上6个省、区保有储量就占了全国总保有储量的97.7%。

锑:

资源状况

中国是世界上锑矿资源最丰富的国家之一。现已探明有储量的矿区111处,分布于18个省区。累计探明储量(Sb金属,下同)343.4万t,截至1996年底保有储量为278.16万t,其中A+B+C级(或称工业储量)为103.09万t,占37.1%。以我国A+B+C级锑矿储量同世界各国家的锑矿储量基础相比,居世界第1位。

储量分布

我国锑矿分布从大区来看,以1996年保有储量统计,主要集中在中南区,占全国锑矿储量的68.7%,居首位。其次是西南区占21.3%,西北区占8.3%,华东、东北、华北的锑矿很少,3个区合计占1.7%。就各省区来看,储量占有依次为:广西115.57万t、湖南56.21万t、云南28.46万t、贵州23.93万t、甘肃15.29万t,5省区合计储量239.46万t,占全国锑矿总储量的86.1%。其次,广东12.2万t、陕西7.87万t、河南5.14万t、西藏4.43万t,这4个省区合计储量29.64万t,占10.7%。内蒙古、吉林、黑龙江、浙江、安徽、江西、湖北、四川、青海等9省区的储量很少,合计仅占3.2%。

资源特点

锑矿是中国的优势矿产资源之一,具有以下一些主要特点:

(1)储量丰富,矿床多、规模大中国是世界上锑矿资源最丰富的国家之一,储量、产量均居世界首位。世界上知名的大型锑矿床54个,中国就有15个。我国现已探明的锑矿区111个,其中大型、超大型锑矿床探明的锑矿储量占全国累计探明的锑矿总储量的81%。

(2)成矿环境优越,具有形成大型、超大型矿床的成矿条件世界锑矿主要集中分布在环太平洋构造成矿带、地中海构造成矿带、中亚天山构造成矿带,其中环太平洋构造成矿带集中了世界77%的锑储量。中国锑矿在这三大成矿带中均有分布。特别是环太平洋构造成矿带的重要组成部分,湘、桂、滇、黔等省区的一些大型、超大型矿床,集中分布于环太平洋构造成矿带西岸。如超大型矿床有湖南锡矿山锑矿田、广西大厂锡铅锌锑矿田以及一批大型矿床(锑储量均在10万t以上),如湖南安化渣滓溪锑矿、沅陵湘西(沃溪)金锑钨矿,广西河池五圩箭猪坡锑矿、南丹茶山锑矿,贵州晴隆锑矿、独山半坡锑矿,云南广南木利锑矿。

(3)锑矿分布高度集中现已探明的超大型和大中型锑矿床集中分布在湘、桂、滇、黔、甘5省区,占全国探明锑矿区的67%,储量占全国锑总储量的86.1%。

(4)锑矿工业类型的储量构成,以单锑硫化物矿床为主,占全国锑总储量的67%,其特点是规模大,以大中型为主,有的为超大型(如锡矿山锑矿田),矿石成分简单、品位富,以辉锑矿为主,易采易选易炼,经济价值巨大;锑金钨等共生矿床,占全国总储量的21%,规模以中小型为主,个别的为大型(如湖南沃溪金锑钨矿床),矿石成分较复杂,以辉锑矿、自然金、白钨矿、黑钨矿为主,颇有综合利用价值;锑(复)硫盐多金属伴生矿床,占全国锑总储量的12%,规模以中小型为主,个别的为大型(如广西大厂龙头山、茶山等矿床),矿石成分复杂,综合利用价值大,但属难选冶矿石类型。

汞:

资源状况

我国汞矿资源较丰富,现已探明有储量的矿区103处,分布于12个省区。累计探明汞储量(金属,下同)14.38万t,其中A+B+C级2.1万t(1995年),截至1996年底保有储量8.14万t,其中A+B+C级2.03万t。如以我国A+B+C储量与世界汞储量基础相比,仅低于西班牙(9万t,储量基础)和意大利(6.9万t,储量基础),而高于吉尔吉斯斯坦(1.3万t,储量基础)排居世界第3位。

储量分布

我国汞矿分布从大区来看,汞储量依次:西南区占全国汞储量的56.9%,居首位。其次是西北区占28.4%、中南区占14.4%,其他大区则很少,仅占0.3%。就各省区来看,贵州储量最多,占全国汞储量的38.3%,其次为陕西占19.8%、四川占15.9%、广东占6%、湖南占5.8%、青海占4.4%、甘肃占3.7%、云南占2.7%。以上8个省区合计储量占全国汞储量的96.6%,其中前3位的贵州、陕西、四川3省合计占74%。

资源特点

中国汞矿资源有以下主要特点:

一是矿产地和储量分布高度集中。从全国已探明有储量的103个矿区来看,主要集中分布在贵州、陕西、四川。这3个省探明有储量的矿区合计55处,占全国汞矿区总数的53.4%;3省现保有汞储量合计6.02万t,占全国汞总储量的74%。其次为广东、湖南、青海3省,探明有储量的矿区合计占21.4%,储量占16.3%。

二是储量组成,以单汞矿床的储量为主,与其他矿床共伴生的储量也有一定的比例。据统计共伴生汞储量约占全国保有汞储量的20%左右,主要共伴生在铅锌矿床、锑汞矿床中,有的汞储量已达到大型矿床规模,如广东凡口铅锌矿床的伴生汞矿有3000t,陕西凤县铅硐山铅锌矿床伴生汞1069t、旬阳青铜沟汞锑矿床,共生汞7257t、旬阳公馆汞锑矿床(南矿段)共生汞5895t。虽然共伴生汞矿储量可观,但由于选冶分离技术尚未解决,因此一些矿床对这部分汞矿资源也未能充分利用或综合回收。

三是贫矿多,富矿少。我国大中型汞矿床的汞品位0.1%~0.3%居多,部分介于0.3%~0.5%,大于0.5%~1%的品位较少,大于1%的品位仅是极个别的矿床。因此,我国汞矿工业指标,最低工业品位定为0.08%~0.1%。几个主要汞矿山开采品位一般为0.15%,最高的也只有0.5%~1%,明显地低于国外汞矿床。国外一般都开富汞矿床,如世界著名的超大型汞矿床:西班牙的阿尔马登汞矿床的汞品位为0.6%~20%,平均3%,富矿石为8%~10%;斯洛文尼亚的伊德里亚汞矿床的汞品位贫矿为0.2%~2%,富矿石为6%~7%。

四是矿石工业类虽多,但以单汞型为主。我国汞矿石工业类型有单汞、汞锑、汞金、汞硒、汞铀以及汞多金属等类型,其中以单汞型矿石为主,而且矿石易采易选易炼,工艺流程简单,因此作为主要开采对象,宜在坑口附近建设采-选或采-选-冶联合企业。

钨:

资源状况

钨矿是我国的优势矿产资源。现已发现并探明有储量的矿区252处,累计探明储量(WO3,下同)637.5万t,其中A+B+C级储量232万t,占36.4%。截至1996年底,钨矿保有储量为529.08万t,其中A+B+C级储量228.11万t,占43.1%。

中国钨矿资源丰富,著称世界,其储量在世界排位,以中国表内A+B+C级储量同世界储量基础相比居世界第1位。第2位加拿大(储量基础49.3万t)、第3位俄罗斯(储量基础35.5万t)。中国钨矿不仅储量居世界第一,而且产量和出口量长期以来也居世界第一,因而被称誉为“世界三个第一”。

储量分布

在全国已探明钨矿储量有21个省、自治区、直辖市。其中保有储量在20万t以上的有8个省区,依次为湖南179.89万t、江西110.09万t、河南62.85万t、广西34.92万t、福建30.67万t、广东23.02万t、甘肃22.29万t、云南21.66万t,合计485.39万t,占全国钨保有储量的91.7%(以1996年底全国钨矿保有储量统计)。

从全国大行政区分布来看,依次:中南区占全国钨储量的58.2%,居首位,其次是华东区占28%、西北区占4.3%、西南占4.1%、东北区占3.2%、华北区占2.2%。

在三大经济地区钨矿储量分布的比例:东部沿海地区占17.1%、中部地区占75.1%、西部地区占7.8%。

资源特点

中国钨矿资源有以下特点:

(1)储量十分丰富,分布高度集中我国已累计探明钨储量达600多万t,而且还有很大的找矿潜力,资源前景甚为可观。近20年来,在南岭成矿区、东秦岭成矿带、西秦岭-祁连山成矿带的钨和钨多金属成矿集中区里不断发现大型、超大型矿床。尤其是在南岭成矿区的湘南、赣南、粤北等生产矿山的深部及其外围又勘查了一些大型、特大型矿床、矿段和矿体。

储量和矿区分布高度集中,是中国钨矿资源一大特点。钨矿储量主要集中分布于湖南、江西、河南、福建、广西、广东等6省区,合计占全国钨储量的83.4%(其中湖南、江西、河南三省占66.7%)。六省区的钨矿区占全国已探明有储量矿区的71.4%(其中湖南、江西、河南三省占47.2%,而且大型、超大型矿床主要分布在这三个省内)。

(2)矿床类型较全,成矿作用多样目前,除现代热泉沉积矿床和含钨卤水-蒸发岩矿床外,几乎世界上所有已知钨矿床成因类型在中国均有发现。按成矿温度,有汽化高温至低温的热液矿床;按成矿物质来源,有层源的层控钨矿床与来自岩源的岩控钨矿床以及多源复合矿床;按矿床产状形态类型,有各种形式的脉型,整合于沉积建造的层型,沿花岗岩体与碳酸盐质围岩接触带产出的不规则带型(夕卡岩),沿成矿花岗岩产状形态产出的细脉-浸染岩体型等矿床;按矿物元素组合,有W-(Sn、Bi、Mo),W-Be,W-(Cu、Pb、Zn、Ag)、W-Nb-Ta,W-Au-Sb,W-Li,W-Cu-Fe,W-REE等矿床。由于中国钨矿成矿作用多样又普遍交替出现,因而不仅形成复杂多样的矿床类型,而且常在同一矿田或矿床中,呈现多型矿床(矿体)共生的特点。此外,还有现代表生钨矿床(氧化淋滤型、冲积砂矿型)。

(3)矿床伴生组分多,综合利用价值大中国许多钨矿床伴共生有益组分多达30多种。主要有锡、钼、铋、铜、铅、锌、金、银等;其次为硫、铍、锂、铌、钽、稀土、镉、铟、镓、钪、铼、砷、萤石等。在采选冶过程中综合回收这些有益组分,不仅是合理开发利用好矿产资源,也是提高矿山开采经济效益的重要途径。

(4)伴生在其他矿床中的钨储量可观全国伴生钨储量约占总储量的25%,大部分随主矿产开发而综合回收。如云南个旧锡矿,湖北大冶有色金属公司所属铜矿山(如大冶龙角山、铜录山、封山洞等),江西铜业公司所属的铜矿山(如永平铜矿、东乡铜矿、德兴铜矿等)以及一些钼矿山等,在选矿过程中均已综合回收钨精矿,成为矿山各种精矿产品之一。

(5)富矿少,贫矿多,品位低在保有储量中,钨品位(WO3)大于0.5%的仅占20%(主要是石英脉型黑钨矿);而在白钨矿的工业储量中,品位大于0.5%的仅占2%左右。与国外相比,中国白钨矿质量处于劣势,而黑钨矿品位富、矿床大、易采易选处于优势。

(6)开发利用以黑钨矿为主,白钨矿次之黑钨矿是中国长期以来的开采对象,但储量组成却是白钨矿居多,黑钨矿较少。据统计,截至1996年底钨保有储量529.08万t,其中白钨矿占71.1%,黑钨矿占26.4%,混合钨矿占2.5%。白钨矿虽然储量多,但富矿少,品位低,难选矿石多,仅占钨矿产量的10%左右;而黑钨矿虽然储量比白钨矿少,但富矿多,且易采易选,占钨矿产量的90%以上。近年来采选品位(WO3),1991~1996年坑采出矿品位为0.2%~0.32%,选矿原矿品位为0.26%~0.31%。目前,许多钨矿山由于采选矿石品位低,采选成本高,因此致使矿山经济效益差,是矿山目前亏损大的一个主要原因。

钼:

资源状况

截至1996年底,我国已探明钼矿区222处,分布于全国29个省、自治区、直辖市。钼的保有储量达到840.20万t,其中A+B+C级占储量的39.8%,为334.50万t,如以我国的工业储量(A+B+C级)与西方国家的储量基础相比,我国低于美国(540万t,储量基础),而高于智利(250万t,储量基础),居世界第二。

储量分布

我国钼矿分布就大区来看,中南占全国钼储量的35.7%,居首位。其次是东北19.5%、西北14.9%、华东13.9%、华北12%,而西南仅占4%。就各省(区)来看,河南储量最多,占全国钼矿总储量的29.9%,其次陕西占13.6%,吉林占13%。另外储量较多的省(区)还有:山东占6.7%、河北占6.6%、江西占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总保有储量的81.1%,其中前三位的河南、陕西、吉林三省就占56.5%。

资源特点

我国钼矿探明储量虽多,但其品位与世界主要钼资源国美国和智利相比,显著偏低,多属低品位矿床。矿区平均品位小于0.1%的低品位矿床,其储量占总储量的65%,其中小于0.05%的占10%。中等品位(0.1%~0.2%)矿床的储量占总储量的30%,品位较富的(0.2%~0.3%)矿床的储量占总储量的4%,而品位大于0.3%的富矿储量只占总储量的1%。

我国钼矿虽然品位低,但伴生有益组分多,经济价值高。据统计,钼作为单一矿产的矿床,其储量只占全国总储量的14%。作为主矿产,还伴生有其他有用组分的矿床,其储量占全国总储量的64%。与铜、钨、锡等金属共生和伴生的钼储量占全国钼储量的22%。

我国钼矿的第三个特点是规模大,并且多适合于露采。据统计,储量大于10万t的大型钼矿,其储量占全国总储量的76%,储量在1~10万t的中型矿床,其储量占全国总储量的20%。适合于露采的钼矿床储量占全国总储量的64%。大型矿床大多可以露采,而且辉钼矿的颗粒往往比较粗大,属于易采易选型。

就矿石类型来看,在我国已探明的钼矿储量中,以便于利用的硫化钼矿石为主,其储量约占钼矿总保有储量的99%,而不便利用的氧化钼矿石,混合钼矿石及类型不明的钼矿石只占全国总保有储量的1%。

我国钼矿的最后一个特点是,地质工作程度比较高。经过地质工作达到勘探程度的储量占总保有储量的50.5%,达到详查程度的储量占41.8%,二者合计,详查以上工作程度的储量占到我国钼矿总保有储量的92.3%。

三、什么是重金属污染物的传播特征

重金属污染物的传播特征与重金属污染源位置

摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。

1)工业三废引起的重金属污染

近年来,由于部分矿产开发中选矿、冶炼工艺水平落后,个别矿区没有环保治理设备,废水、废气排放而带来的大量废弃物的产生未经处理直接投放环境,而其中的重金属随着自然的沉降、雨水的淋溶等途径进入土壤,进入正常循环的生态系统,造成重金属污染严重危害人们的生产生活。

2)化肥农药的过度使用

重金属元素是肥料中报道最多的污染物质,化肥中品位较差的过磷酸钙和磷矿粉中含有微量的As、Cd重金属元素(WILLIAMS C H,1973)。含铅及有机汞的农药发挥作用的同时也为土壤重金属污染埋下了祸根,造成土壤的胶质结构改变,营养流失,对农作物的产量及品质都造成极大的不良影响。目前的饲料添加剂中也常含有高含量的Cu和Zn(夏家淇,1996),这使得有机肥料中的Cu、Zn含量也明显增加并随着肥料施入农田。

3)汽车尾气的排放

以公路、铁路为中心成条带状分布的重金属污染土壤主要是由于汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘的沉降所引起的,污染元素中主要为Pb、Cu、Zn等元素(李波,2005)。这些物质随风飘落,进入土壤中引起重金属污染。实验证明,道路两旁土壤中重金属的污染比较严重,并随着离公路距离的由近到远,土壤的污染程度渐轻

重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。

随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。

南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。

重金属污染原理

重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。

本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。

1土壤中重金属污染物来源与分布

土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。

1.1大气中重金属沉降

大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。俄罗斯的一个硫酸生产厂也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。在宁—杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带,且沿公路延长方向分布,自公路向两侧污染强度减弱。在宁—连一级公路淮阴段两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高。在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2~8倍,而公路旁重金属浓度比沉降粒子中高7~26倍。在斯洛文尼亚[9]从居波加到扎各瑞波公路两侧,铅除了分布在公路两侧以外,还受阶地地貌和盛行风的影响,高铅出现在低地,公路顺风一侧铅含量较高。经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心,向四周及两侧扩散;由城市—郊区—农区,随距城市的距离加大而降低,特别是城市的郊区污染较为严重。此外,还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关;重工业越发达,污染相对就越严重。

此外,大气汞的干湿沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大气汞通过干湿沉降进入土壤后,被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定,富集于土壤表层,或为植物吸收而转入土壤,造成土壤汞的浓度的升高。

1.2农药、化肥和塑料薄膜使用

施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中As和Cd污染严重。经过对上海地区菜园土地、粮棉地的研究,施肥后,Cd的含量从0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg,Hg的含量从0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg,Cu、Zn增长2/3。通过新西兰50 a前和现今同一地点58个土样分析,自施用磷肥后,镉从0.39 mg/kg升至0.85

mg/kg。在阿根廷由于传统无机磷肥的施入,进而导致土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。

农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。

1.3污水灌溉

污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不污染[17]。近年来污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,中国自60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱作地区污灌最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上。南方地区的污灌面积仅占6%,其余在西北和青藏[18]。污灌导致土壤重金属Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。淮阳污灌区自污灌以来,金属Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐渐增高,1995~1997年已超过警戒级。太原污灌区的重金属Pb、Cd、Cr含量远远超过其当地背景值,且积累量逐年增高。

1.4污泥施肥

污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时污泥中也含有大量的重金属,随着大量的市政污泥进入农田,使农田中的重金属的含量在不断增高。污泥施肥可导致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加,且污泥施用越多,污染就越严重,Cd、、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染;Cd、Hg可引起小麦、玉米的污染;污泥增加,青菜中的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也增加]。Anthony研究表明,用城市污水、污泥改良土壤,重金属Hg、Cd、Pb等的含量也明显增加。

1.5含重金属废弃物堆积

含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。通过对武汉市垃圾堆放场[23]、杭州某铬渣堆存区、城市生活垃圾场[25]及车辆废弃场[26]附近土壤中的重金属污染的研究,这些区域的重金属Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于当地土壤背景值,重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的Cd、Hg、Pb为重度污染,Zn为中度污染,Cr、Cu为轻度污染。

1.6金属矿山酸性废水污染

金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。1989年我国有色冶金工业向环境中排放重金属Hg为56 t,Cd为88 t,As为173 t,Pb为226 t。矿山酸性废水重金属污染的范围一般在矿山的周围或河流的下游,在河流中不同河段的重金属污染往往受污染源(矿山)控制,河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金属元素迁移能力减弱和水体自净化能力的适度恢复,金属化学污染强度逐渐降低。江西乐安江沽口—中洲由于遭受德兴铜矿的污染,水体及土壤中的重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量增高,至鄱阳湖段重金属含量逐渐降低。美国科罗拉多州罗拉多流域受采矿的影响,重金属元素Cd、Zn、Pb、As的浓度,以污染源为最高,之后随着与污染源距离延长而逐渐降低。莱安河[30]重金属污染,来自一个大型铜矿,导致重金属浓度远远超过当地背景值。流域重金属污染随季节变化而异,枯水期重金属的含量明显高于丰水期。河流流速减缓可以导致该流段重金属含量增加。

同一区域土壤中重金属污染物的来源途径可以是单一的,也可以是多途径的。胡永定通过研究徐州荆马河区域土壤重金属污染的成因中指出:Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的,As是由农灌引起的,Cd是由农灌和垃圾施用引起的,Hg是各种途径都具备。王文祥通过对山东省耕地重金属元素污染状况的研究说明,工业快速发展地区铅高于农业环境,铅与距公路远近有关。乡镇企业技术、设备落后,原材料利用率低,造成其周边土壤重金属污染相当严重。据贵州1986年的统计,全省乡镇排放汞14.7万kg,土壤中有的地方达56.64 mg/kg,超过未污染土壤的84.5倍。要引起高度重视。

总的来说:工业化程度越高的地区污染越严重,市区高于远郊和农村,地表高于地下,污染区污染时间越长重金属积累就越多,以大气传播媒介土壤重金属污染土壤的具有很强的叠加性,熟化程度越高重金属含量越高。

2土壤中重金属污染物现行治理方法

关于土壤重金属污染物的研究,国外始于20世纪60~70年代,如澳大利亚、美国、德国等国家对土壤重金属较深入,尤其澳大利亚。我国在1983年对主要类型的土壤环境容量作过初步研究,如提出研究土壤重金属的生态效应、临界含量地带性分异规律和分区等。

当前,世界各国很重视对重金属污染治理方法研究,并开展广泛的研究工作。总的来说,目前大致有以下四种治理措施:

2.1工程治理方法

工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有:客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。如日本富士县神通川流域的痛痛病发源地,就是由于长期食用含镉的稻米而引发的,他们通过研究,去表土15 cm,并压实心土,在连续淹水的条件下,稻米中镉的含量小于0.4 mg/kg;去表土后再客土20 cm,间歇灌溉稻米中镉的含量也不超标,客土超过30 cm,其效果更佳。此外淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。

以上措施具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。

2.2生物治理方法

生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性如Citrobacter sp产生的酶能使U、Pb、Cd形成难溶磷酸盐;原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感,格兰氏阳性菌可吸收Cd、Cu、Ni、Pb等。植物治理是利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;重金属的植物吸收、淋溶和无效态数量将只依赖于它们的有效态的多少,重金属溶液浓度和它们的土壤的有效态之间关系遵循Freundlich吸附方程[41];超积累植物可吸收积累大量的重金属,目前已发现400多种,超积累植物积累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上,积累Mn、Zn含量一般在1%以上;印度芥菜(Brassica juncea)可吸收Zn、Cd、Cu、Pb等,在Cu为250 mg/kg,Pb为500 mg/kg、Zn为500 mg/kg条件下能生长,在Cd为200 mg/kg出现黄化现象[42];印度芥菜(Brassica juncea)可对Cr6+、Cd、Ni、Zn、Cu富集分别为58,52,31,17和7倍;高杆牧草(Agropyron elongatum)能吸收Cu等;英国的高山莹属类等,可吸收高浓度的Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd、Zn等。

生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。

2.3化学治理方法

化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。其中沉淀法是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(pH值、OH-、SO42-等)时,形成金属沉淀物而降低土壤重金属的污染;如向土壤中投放钢渣,它在土壤中易被氧化成铁的氧化物,对Cd、Ni、Zn的离子有吸附和共沉淀作用,从而使金属固定。在沈阳张士污灌区进行的大面积石灰改良实验表明,每公顷施石灰1500~1875 kg籽实含镉量下降50%[18]。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。

化学治理措施优点是治理效果和费用都适中,缺点是容易再度活化。

2.4农业治理方法

农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,在污染土壤上种植不进入食物链的植物。主要有:控制土壤水分是指通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位(Eh),达到降低重金属污染的目的;选择化肥是指在不影响土壤供肥的情况下,选择最能降低土壤重金属污染的化肥;增施有机肥是指有机肥能够固定土壤中多种重金属以降低土壤重金属污染的措施;选择农作物品种是指选择抗污染的植物和不要在重金属污染的土壤上种植进入食物链的植物;如在含镉100 mg/kg的土壤上改种苎麻,五年后,土壤镉含镉平均降低27.6%;因地制宜地种植玉米、水稻、大豆、小麦等,水稻根系吸收重金属的含量占整个作物吸收量的58%~99%,玉米茎叶吸收重金属的含量占整个作物吸收量的20%~40%,玉米籽实吸收量最少,重金属在作物体内分配规律是根>茎叶>籽实。土壤重金属污染也是导致生态系统破坏的重要因素。合理的利用农业生态系统工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金属污染,提高土壤质量,并能与自然生态循环和系统协调运作。如可以在污染区公路两侧尽可能种树、种花、种草或经济作物(如蓖麻),种植草皮或观赏树木,移栽繁殖,不但可以美化环境,还可以净化土壤;蓖麻可用作肥皂的原料。也可以进行农业改良,即在污染区繁育种子(水稻、玉米),之后在非污染区种植;或种植非食用作物(高梁、玉米),收获后从秸秆提取酒精,残渣压制纤维板,并提取糠醛,或将残渣制作沼气作能源。

农业治理措施的优点是易操作、费用较低,缺点是周期长、效果不显著。

3土壤中天然矿物治理重金属污染物新方法

土壤的主要矿物组成除粘土矿物外,还存在大量的天然铁锰铝氧化物及氢氧化物、硅氧化物、碳酸盐、有机质硫化物等天然矿物。在国内外关于土壤重金属污染物防治途径研究中,人们一直强调土壤自身的净化能力,但土壤自净化能力离不开土壤中矿物种对重金属的吸附与解吸作用、固定与释放作用,土壤中具体矿物的净化能力才真正体现土壤自身的净化能力和容纳能力。土壤中有毒有害元素含量的高低,并不是直接判定土壤环境质量优劣乃至土壤生态效应的唯一标志,关键问题是要揭示这些重金属在土壤中与各种无机物之间具有怎样的环境平衡关系。在国内外为寻求地下水和土壤有机污染的修复方法而直接对土壤中多种粘土矿物进行改性研究,即利用有机表面活性剂去置换天然粘土矿物中存在着的大量可交换的无机阳离子,以形成有机粘土矿物,可有效截住或固定有机污染物,阻止地下水的进一步污染,限制有机污染物在土壤环境中迁移扩散。但特别需要指出的是,在粘土矿物改性过程中,其中的固定态重金属也一并被置换出来,导致土壤系统中业已建立环境平衡被打破,使得土壤环境中解吸释放态重金属污染物总量大大增加。至此,土壤中重金属污染物既来源于土壤中活动态的重金属,又来源于改性粘土矿物时被置换释放出来的重金属。以本实验室正在开展研究的环境矿物材料—天然铁锰铝氧化物及氢氧化物为例,其中磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、软锰矿、硬锰矿与铝土矿等也正在成为国际上关于天然矿物净化污染方法研究方面的重点对象之一。我们认为天然铁锰铝氧化物及氢氧化物的表面具有明显的化学吸附性特征,锰氧化物与氢氧化物还具有较完善的孔道特征,尤其是Fe、Mn为自然界中少数的但属于常见的变价元素,其氧化物和氢氧化物化合物往往可表现出一定的氧化还原作用。所以说天然铁锰铝氧化物及氢氧化物具有潜在的净化重金属污染物的功能,能成为土壤环境中吸附固定态重金属污染物的有效物质。

综上所述,国内外对土壤重金属污染现状与治理,取得了一定的成绩,也存在一些理论上和技术上的问题,如土壤中重金属与土壤中矿物之间的吸附与解吸、固定与释放的平衡关系的研究,土壤中重金属形态特征、转化与迁移规律的系统研究,土壤中二次污染物的及时处理等。

土壤重金属污染首先应从源头抓起,控制污染源,土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度,要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题,它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等,并通过食物链对人体健康造成危害。对工业生产中排放的污染物尚未得到较彻底控制,尤其在农业生产中大量而盲目使用化学肥料和农药的今天,江河湖海、地下水及陆地中无机和有机污染物积累总量与日俱增,使土地环境质量变得极其脆弱。一旦土壤对这些污染物尤其是重金属的消纳容量达到饱和,这些污染物对耕地生产能力的潜在毁灭性破坏便有可能一触即发,有人已形象地称之为农业生产中的“定时炸弹”。从这个意义上来讲,土地管理与保护工作不仅是对耕地总量的监管,还应该加强对耕地质量的保护与改善。对土壤质量的保护便是对耕地生产能力的保护,更是提高土地利用效率的强有力措施之一。对于我国这样一个人口众多的农业大国,开展国土质量调查评价,对土壤重金属污染物进行试验研究,开发耕地污染的治理方法和技术,显得更为必要和迫切。

参考资料:电池黑粉回收