某類(lèi)銅鉛鋅原礦化學(xué)成分分析與研究

陳武樂(lè) 肖惠玲

【摘? 要】本文以某類(lèi)銅鉛鋅原礦為例，以廣西某地120批次某類(lèi)銅鉛鋅原礦為研究對(duì)象，分析銅鉛鋅原礦中所具備的化學(xué)成分，并以此來(lái)對(duì)我國(guó)某類(lèi)銅鉛鋅原礦進(jìn)行分析闡述。通過(guò)研究結(jié)果表明，廣西某地某類(lèi)銅鉛鋅原礦中砷、汞、氟等有毒害物質(zhì)偶爾會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)情況，同時(shí)，部分銅鉛鋅原礦中還含有金、銀等具有回收價(jià)值的有價(jià)金屬元素。因此，企業(yè)需要根據(jù)此類(lèi)銅鉛鋅原礦化學(xué)成分分析，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高企業(yè)環(huán)境保護(hù)治理能力水平有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】銅鉛鋅原礦;有毒害物質(zhì);化學(xué)成分分析

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)各類(lèi)有色金屬的需求量也開(kāi)始不斷增加，但由于我國(guó)有色金屬資源相對(duì)匱乏，各地都加大了對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源的勘探和開(kāi)采。我國(guó)對(duì)原礦石中有毒害物質(zhì)含量有著明確的標(biāo)準(zhǔn)要求，但對(duì)于銅鉛鋅等原礦石中的有毒害物質(zhì)含量要求雖然有著國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)，但卻尚未出臺(tái)相應(yīng)的法律法規(guī)進(jìn)行明確限制。對(duì)此，基于銅鉛鋅原礦石化學(xué)成分進(jìn)行研究分析，分析廣西某地原礦石有毒害物質(zhì)含量，為今后企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高環(huán)境保護(hù)治理能力水平有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料來(lái)源

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所選用的實(shí)驗(yàn)材料均為2019年廣西某地產(chǎn)出的某類(lèi)銅鉛鋅原礦石，為確保研究對(duì)象的隨機(jī)性，提高研究效果，整個(gè)實(shí)驗(yàn)共采用了隨機(jī)抽查120個(gè)批次的國(guó)內(nèi)銅鉛鋅原礦石樣品，三類(lèi)原礦石各40批次。該些樣品的采樣和制備均會(huì)按照國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.2檢測(cè)項(xiàng)目確定

通常來(lái)說(shuō)，銅鉛鋅原礦是中的有毒害物質(zhì)多為砷、汞、鎘、鉛、氟等，該些物質(zhì)不僅會(huì)影響到植物生長(zhǎng)，污染環(huán)境，還會(huì)嚴(yán)重危害人體健康，所以在研究過(guò)程中會(huì)以此4種元素作為有毒害物質(zhì)檢測(cè)內(nèi)容;銅鉛鋅原礦石中常見(jiàn)的有價(jià)金屬包括有金、銀等，該些有價(jià)金屬元素具有較高的可回收價(jià)值，因此需要進(jìn)行相應(yīng)的精選回收。綜上所述，結(jié)合銅鉛鋅原礦石中物質(zhì)情況，有毒害物質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目將會(huì)確定為砷、汞、鎘、鉛4種金屬元素、1種非金屬元素-氟;可回收有價(jià)金屬檢測(cè)項(xiàng)目將會(huì)確定為金、銀2種。

1.3樣品前處理

除有價(jià)金屬以外，所有金屬元素檢測(cè)的前處理都會(huì)以硝酸+鹽酸+氫氟酸，三種酸混合溶液試劑進(jìn)行前處理，同時(shí)使用微波消解樣品，待溶液呈現(xiàn)出清亮情況時(shí)，便可以確定樣品已經(jīng)完全消解，在對(duì)溶液進(jìn)行檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)部分樣品的溶液中含有二氧化硅沉淀;對(duì)于非金屬元素氟，會(huì)參考GB/T 3884.5-2012中的檢測(cè)流程，采用離子選擇法進(jìn)行前處理;對(duì)于金元素則會(huì)采用火試金法進(jìn)行，具體實(shí)驗(yàn)流程將會(huì)采用GB/T 3884.2-2012中的前處理流程進(jìn)行處理;對(duì)于銀元素則會(huì)參考GB/T 8151.12-2012中的前處理流程，通過(guò)原子吸收光譜法進(jìn)行前處理。

1.4樣品測(cè)定

根據(jù)檢測(cè)元素性質(zhì)的同步，所采用的樣品測(cè)定方法也會(huì)存在一定的差異性。對(duì)于金屬元素測(cè)定，會(huì)參考GB/T 3884.18-2014 的測(cè)定流程，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀進(jìn)行測(cè)定;對(duì)于非金屬元素，則會(huì)參考GB/T 3884.5 通過(guò)離子選擇電極測(cè)量點(diǎn)位來(lái)進(jìn)行測(cè)定，最終獲取測(cè)定結(jié)果。各元素的檢出限分別為鎘：10mg/kg、鉛：20mg/kg、砷：10mg/kg、汞10mg/kg、氟：50mg/kg、鋅100mg/kg、銅：10mg/kg、金：0.05g/t、銀：10g/t。

2.結(jié)果與討論

2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

以我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家規(guī)定為參考標(biāo)準(zhǔn)，本文將砷、汞、鉛、鎘、氟等元素有毒害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由Ci來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)表示，并通過(guò)這一公式來(lái)對(duì)各元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，公式中，Di為元素的實(shí)際測(cè)定值，Pi為行業(yè)與國(guó)家規(guī)定標(biāo)志參考值，當(dāng)元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Ci<0.7時(shí)，那么該元素的風(fēng)險(xiǎn)便可以確定為低風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Ci≤0.7<1.0時(shí)，那么該元素的風(fēng)險(xiǎn)便可以確定為中風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Ci≥.0時(shí)，那么該元素的風(fēng)險(xiǎn)便可以確定為高風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于金、銀等可回收有價(jià)金屬的評(píng)價(jià)指標(biāo)確定，則會(huì)以一般貿(mào)易中銅鉛鋅原礦石中精選價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)作為本文的評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)Ki，并通過(guò)進(jìn)行計(jì)算，公式中，Ui出為可利用指數(shù)，Zi出為元素測(cè)定值。當(dāng)可利用指數(shù)Ui≥1.0時(shí)，代表該元素具有可利用價(jià)值，反之代表該元素不具備可回收價(jià)值。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）銅礦石。在進(jìn)行40批次的銅礦石有毒害物質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程中，有總體約16%的批次中檢測(cè)出砷、汞、鎘、氟等有毒害物質(zhì)。其中在四類(lèi)有毒害物質(zhì)中，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的兩種元素分別為砷和氟，兩種有毒害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指數(shù)最高值為砷：Ci=1.57、氟：Ci=2.1，兩種元素均為高風(fēng)險(xiǎn)，其中氟元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超標(biāo)最為嚴(yán)重;其次是鎘元素，其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高值為0.76，屬于中風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)在進(jìn)口銅礦石中，部分銅礦石存在有毒害物質(zhì)超標(biāo)情況，不符合我國(guó)行業(yè)及國(guó)家參考標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行可回收有價(jià)金屬檢驗(yàn)過(guò)程中，按照行業(yè)規(guī)定流程，對(duì)銅礦石中鉛、鋅、金、銀等有價(jià)金屬進(jìn)行檢驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)四種有價(jià)金屬中，可回收價(jià)值最高的有價(jià)金屬元素為銀元素，Ui=20.99;其次為金元素，Ui=12.37;再次為鉛元素，Ui=9.87;可回收價(jià)值最低的為鋅元素，Ui=3.90。四類(lèi)有價(jià)金屬的可回收利用指數(shù)均超過(guò)1.0，所以均有著一定的可回收利用價(jià)值，最終在分析計(jì)算后，確定具有可回收價(jià)值的銅礦石批次數(shù)量占總批次的78%。

（2）鉛礦石。在進(jìn)行40批次的鉛礦石有毒害物質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程中，有毒害物質(zhì)超標(biāo)情況批次數(shù)量占批次的19%。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超標(biāo)的有毒害物質(zhì)分別為鎘、砷、汞三種，各有毒害物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指數(shù)分別為鎘：Ci=2.2、砷：Ci=1.27、汞：Ci=2.1，三類(lèi)有毒害物質(zhì)均屬于高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其中鎘元素超標(biāo)最為嚴(yán)重;對(duì)銅礦石中銅、鋅、金、銀等有價(jià)金屬進(jìn)行檢驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)四類(lèi)有價(jià)金屬的可回收利用指數(shù)Ui分別為2.11、6.58、4.30、14.60，由此可以看出，四類(lèi)有價(jià)金屬均具有一定的可回收價(jià)值，且在最終分析計(jì)算后，確定具有可回收價(jià)值的鉛礦石批次比例為67%。

（3）鋅礦石。在進(jìn)行40批次的鋅礦石有毒害物質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程中，有毒害物質(zhì)超標(biāo)情況批次數(shù)量占批次的11%。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超標(biāo)的有毒害物質(zhì)分別為鎘、汞兩種，兩種分別等級(jí)評(píng)價(jià)指數(shù)分別為：鎘：Ci=2.6、汞：Ci=3.18，兩者均屬于高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，且汞元素的超標(biāo)情況最為嚴(yán)重，但卻沒(méi)有在樣品中檢測(cè)出砷元素超標(biāo)情況。對(duì)銅礦石中銅、鉛、金、銀等有價(jià)金屬進(jìn)行檢驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)四類(lèi)有價(jià)金屬的可回收利用指數(shù)Ui分別為1.61、6.65、6.52、21.89，，由此可以看出，四類(lèi)有價(jià)金屬均具有一定的可回收價(jià)值，且在最終分析計(jì)算后，確定具有可回收價(jià)值的鉛礦石批次比例為62%。

3.結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)120批次的廣西某地某類(lèi)銅鉛鋅原礦石為研究對(duì)象，對(duì)其含有的砷、汞、鎘、鉛、氟等有毒害物質(zhì)和金、銀可回收有價(jià)金屬含量進(jìn)行化學(xué)研究分析，最終發(fā)現(xiàn)所有批次的銅鉛鋅原礦石中，銅礦石有毒害物質(zhì)超標(biāo)批次比例為16%、具有可回收價(jià)值批次比例為78%;鉛礦石有毒害物質(zhì)超標(biāo)批次比例為19%、具有可回收價(jià)值批次比例為67%;鋅礦石有毒害物質(zhì)超標(biāo)批次比例為11%、具有可回收價(jià)值批次比例為62%。由此可以發(fā)現(xiàn)，銅鉛鋅原礦石中存在有毒害物質(zhì)偶爾會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)情況，部分銅鉛鋅原礦中還含有金、銀等具有回收價(jià)值的有價(jià)金屬元素。企業(yè)可以根據(jù)本次分析研究成果，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行針對(duì)性的研究和改善以及為今后企業(yè)環(huán)境保護(hù)管理提供理論基礎(chǔ)支撐何技術(shù)指導(dǎo)。

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