冶炼废水中铊污染治理研究

谭祥汉

（郑州市第十一中学，河南 郑州 450000）

1 铊污染治理背景

金属元素铊（Tl），是一种剧毒的重金属元素，已被列入我国优先控制污染物黑名单。铊具有神经毒性，可以通过饮用水和食物链进入人体。铊在人体的酶化反应过程中可以置换钾元素，并与酶产生很强的亲和力，对肝、肾等有毒害作用，严重的可致命。

在天然水体中，铊主要以稳定的Tl（Ⅰ）形态存在［1］，含量较低。铊为稀散元素，在自然界中常与黄铁矿伴生，主要蕴藏于红铊矿和硒铊银铜矿中，铅和锌的烟道粉尘中以及镉和铋的副产品中均富集有铊。随着我国经济的飞速发展，对各种有色金属需求旺盛，采矿、冶炼等行业运转过程产生大量工业废水、废渣，在条件成熟的时候可能引发铊泄露事故［2］，相对比“复旦投毒案”的特殊个案影响，大规模的铊泄露事故对人们现实生活的影响更加巨大。例如，2010年10月广东北江铊污染事件［3］，2013年7月广西贺江铊污染事件［4］，2017年5月四川广元段嘉陵江铊污染事件［5］等。

目前，水中铊污染处理工艺主要有吸附法、氧化沉淀法、离子交换法和萃取法等［6］。由于方法和成本的因素，许多生产厂家不愿意严格按规范操作，没有完全达到排放标准。为此，笔者设想如果能在现有工艺条件下，创新工艺，降低企业治理成本，就可以将铊的危害消除在源头。了解发现黄金冶炼原料金精矿中含有大量黄铁矿，根据铊和黄铁矿伴生关系，确定“黄金湿法冶炼废水中铊污染治理”的试验思路。

2 材料与方法

2.1 试验材料

黄金湿法冶炼废水取自河南省灵宝黄金冶炼厂；相关药剂和设备包括漂白粉（工业级），高锰酸钾（工业级），电子天平，pH计（pHS-3C，雷磁），机械搅拌机（IKA，Eurostar 20 digital），ICP-MS（安捷伦）。

2.2 试验方法

2.2.1 黄金湿法冶炼废水铊浓度测定。以某黄金冶炼厂黄金湿法冶炼工艺（焙烧-酸浸-氰化）所产生废水为研究对象，包括酸性废水和含氰废水2种，用ICP-MS测定这两种废水中的铊浓度。

2.2.2 黄金湿法冶炼酸性废水。配制10%高锰酸钾溶液，即准确称量10 g高锰酸钾，搅拌溶解完全，定容。取4份各1 L酸性废水，分别按照50 g/m3高锰酸钾、100 g/m3高锰酸钾、1.2 kg/m3漂白粉、1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用添加，反应时间1.5 h，转速400 r/min，测试反应前后液体pH和铊浓度。

2.2.3 黄金湿法冶炼含氰废水。取4份各1 L含氰废水，分别按照100 g/m3高锰酸钾、300 g/m3高锰酸钾、600 g/m3高锰酸钾、1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用添加，反应时间1.5 h，转速400 r/min，测试反应前后液体pH和铊浓度。

2.2.4 铊浓度检测。按照中华人民共和国国家环境保护标准HJ 700—2014“水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法”检测废水中铊浓度。

3 结果与分析

3.1 黄金湿法冶炼废水铊浓度

黄金湿法冶炼废水铊浓度含量较高，为铊的主要来源，经过中和处理后，含铊量仍较高，为80～140 μg/L；含氰废水中含铊浓度为22～51 μg/L。

3.2 酸性废水除铊效果

原水pH=8.23，随着高锰酸钾用量添加量由50 g/m3升高至100 g/m3，反应时间1.5 h，水中铊浓度由138 μg/L降至0.81、0.23 μg/L，可以达到湖南省工业水5 μg/L排放标准［7］。最佳除铊条件为：原水pH=8.23，1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用添加，反应时间1.5 h，处理后水铊含量0.02 μg/L，铊去除率99.98%，可以达到地表水标准0.10 μg/L［8］；由于结束pH=11.41，需要回调 pH 值后才能达标排放。

3.3 含氰废水除铊效果

随着高锰酸钾用量增加，按照600 g/m3高锰酸钾添加量，处理后铊浓度降至最低1.28 μg/L，按照某省工业水5 μg/L排放标准可以达标排放，药剂成本10.8元/m3。按照1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用，处理后铊浓度可降至2.34 μg/L，药剂成本3.6元/m3。考虑成本的前提下，按照1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用去除含氰废水中铊元素更经济实用。

4 结论

黄金湿法冶炼产生的酸性废水中含铊浓度较高，为铊污染的主要来源，经过中和处理后仍含铊80～140 μg/L；含氰废水（中和后）含铊浓度为22～51 μg/L。酸性废水经中和处理后，原水pH=8.23，1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3除铊药剂联用添加，反应时间1.5h，处理后水铊含量0.02μg/L，铊去除率99.98%，可以达到地表水标准0.10 μg/L；含氰废水破氰、中和后，按照1.2 kg/m3漂白粉和100 g/m3高锰酸钾联用，处理后铊浓度可降至2.34 μg/L。

［1］张宝贵，张忠，胡静，等.铊，铊中毒及铊在生态系中迁移径迹［J］.地球与环境，2009（2）：131-135.

［2］陈永亨，王春霖，刘娟，等.含铊黄铁矿工业利用中铊的环境暴露通量［J］.中国科学：地球科学，2013（9）：1474-1480.

［3］王攀.韶关冶炼厂排污致北江中上游铊超标［N］.新华每日电讯，2010-10-23.

［4］谢庆裕.贺江铊隔污染处于可控状态［N］.南方日报，2013-07-07.

［5］盛利.嘉陵江广元段铊污染涉案企业初步查实［N］.科技日报，2017-05-12.

［6］万顺利，马明海，徐圣友，等.水体中铊的污染治理技术研究进展［J］.水处理技术，2014（2）：15-19.

［7］湖南省质量技术监督局.湖南省工业废水铊污染物排放标准：DB43/968—2014［S］.2015.

［8］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.地表水环境质量标准：GB3838—2002［S］.北京：中国环境科学出版社，2002.