化工固废酸渣鉴别分析

武思拓，王建友，苏华，任蕊，李芬芬

(1.陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054；2.榆林市榆神工业区能源科技发展有限公司，陕西 榆林 719302)

通灵市是以重工业生产为主的工矿型城市，主要从事有色与非金属矿物资源的开采加工，工业固体废物引起环境污染问题严重，危险废物年产量达67.7万t，酸渣年产量为33.4万t[1]。根据国家环保局污染控制司《国家危险废物名录》规定，硫酸烧渣固体废物酸渣是含砷危险废物[2-6]，为了解固体废物对环境的影响，便于对该市工业固体废物的管理[7]，按危险固体废物鉴别标准对通灵市某化工厂工业废酸渣工业固体废物进行急性毒性鉴别[8-9]。测定酸渣的pH值等指标，判定固体废物是否为具有腐蚀性的危险固废[10-11]，为酸渣的处置及其资源化利用提供依据[12-14]。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硫酸亚铁铵、硝酸银、浓硫酸(98%)、浓硝酸均为分析纯；无菌小白鼠若干(交通大学动物实验室提供)；硫酸酸渣，来源于铜官山化工厂。

JC-803土壤采样器；HNY-100B摇床。

1.2 样品采集[3]

酸渣堆场为露天堆场，占地面积约20 000 m2，堆放酸渣约300万t，按照堆场地理位置划分为4个采样区域，对浅层酸渣采用系统随机采样法，各区域采集80个样品，风干，称取100 g等量混合，缩分为混合样。对深层酸渣进行钻孔，钻孔深度至底层样品带部分底泥，取样50个。酸渣传输皮带上按每 8 h 采集1 kg单个样品，连续取5 d，风干，混合缩分，平均样1 kg。样品中取等量，按同样方法制成平均样。硫酸酸渣化学成分见表1。

表1 硫酸酸渣化学成分

1.3 实验方法

1.3.1 酸渣危险性判别 按标准将硫酸酸渣样品100 g置于三角瓶中，在常温下静泡24 h。过滤，取滤液，按规定在无菌实验台对小白鼠经口灌胃进行急性毒性实验[8]，观察小白鼠中毒症状，评判酸渣危险性。

1.3.2 酸渣浸提 取硫酸酸渣试样100 g，置于2 L聚乙烯塑料瓶中，通过10∶1 g/mL的固液比，选取浓H2SO4与浓HNO3质量比10∶1为浸提剂，调节振荡频率为120 r/min，实验温度为室温(25 ℃)，摇床以80 r/min摇动8 h，静置16 h，经滤膜过滤，得浸出液。按环保局污染控制司编写的《固体废物申报登记工作指南》中固体样品平行植被浸出液测定氟含量[4]，取均值为固体样品浸出液分析结果。

2 结果与讨论

2.1 浸提剂pH的选取

按《危险废物浸出毒性的理论研究》[5]，选取浓H2SO4与浓HNO3质量比10∶1作为酸渣的浸提剂，测定pH=3～6范围内浸出液氟含量。浸提剂pH的选取依据降雨量的选取原则[12]。

取硫酸酸渣试样500 g，分为5等份，各加入 10 mL 浸提剂，经8 h振荡后，测定其在48 h内的稳定性，参照GB/T 1601—1993测试其pH值以及浸出液氟含量，结果见表2。

表2 酸渣的稳定性、酸度及浸出液氟含量

由表2可知，5份酸渣试样经8 h振荡后均比较稳定，48 h无沉淀。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3时(即较高的酸度)更高，而且稳定性好。

2.2 小白鼠实验对酸渣危险性判别

对酸渣Cu、Zn、总Cr、总Hg、CN-、总P进行分析，结果见表3。

表3 浸出液金属含量对比值

由表3可知，硫酸渣浸出液急性毒性实验无小白鼠死亡，浸出液各项指标低于鉴别标准最高允许浓度值[13]，原因是通灵硫铁矿中砷含量较低，生产部分进入硫酸酸渣，硫酸酸渣浸出液砷含量低于鉴别标准最高允许浓度值，说明化工厂产出硫酸酸渣为非危险废物。

2.3 浸提剂堆场深层临时高浸出液F-分析

为探讨酸渣经过堆存后转变为非危险废物的原因，对新产出酸渣氟总量进行分析，结果见表4。

表4 浸提剂堆场深层临时高浸出液F-分析结果

由表4可知，新产出酸渣浸出液氟含量均高于 50 mg/L，为危险废物。堆场中的酸渣氟含量比新产出含量低，堆场上半部分浸出液氟较高，说明酸渣中有较多的氟随降水淋溶降低，堆存中较多的氟渗入，造成水体污染。

3 结论

硫酸酸渣浸出液砷含量等各项指标低于标准，急性毒性实验无小白鼠死亡，说明铜官山化工厂产出硫酸酸渣为非危险废物。浸出液氟含量在pH=3.2～3.3时(即较高的酸度)更高，而且稳定性好。