炼锌固体废渣中重金属（Pb、Zn）的存在状态及环境影响

利用XRD、TEM／EDS和连续提取实验研究了土法炼锌固体废渣中重金属的矿物学特征及不同粒度中重金属的相态分布特征。与通常发现的重金属一般富集在小粒径废渣中的情况不同，本工作所研究的废渣样品中大粒径废渣与细粒径废渣相似，甚至有更高的金属含量。化学形态研究表明，冶炼过程形成的矿物（或玻璃质）集合体和堆积后的风化过程形成的次生矿物是废渣中重金属存在的主要化学相。同时发现Pb的殖渣态很少（0.39%-15.75%)，而Zn的残渣态较高（14.3%-46.2%)，这可能与冶炼工艺所形成较多Zn的硅酸盐矿物有关。尽管可交换态Pb、Zn在不同相态中的相对比例非常小（Pb 0.03%-1.30%;Zn 0.03%-3.30%)，但其绝对含量却比一般土壤或沉积物要高(Pb1.5-385μg/g;Zn3-590μg/g)。由于重金属可交换态有比其他化学相态更高的活动性和生物可利用性，因此，对环境有较大的潜在影响。废渣样品的微束分析表明，Pb在废渣中见有金属Pb存在形式或呈纳米金属Pb颗粒包裹于其他矿物或铁合金及熔球集合体中。同时不排除有Pb的碳酸盐矿物存在的可能。而以硅锌矿Zn2(SiO4)、锰硅锌矿（Zn,Mn)2[SiO4]和纤维状的丝锌铝石Zn8Al4[(OH)8(SiO4)5]·7H2O等矿物形式存在以及Fe、Mn等的铝硅酸盐形式存在的Zn，可能是导致Zn的残渣态较高的原因。与连续提取法的实验结果有较好的一致性。