电解锰渣-赤泥路面砖中锰的浸出行为研究及长期释放预测

作者：刘博; 梁宇廷; 孟棒棒; 岳波^*; 王涛; 高红^*

来源：环境科学研究, 2023, 36(10): 2000-2010.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.09.01

• 电解锰渣
• 赤泥
• 路面砖
• 浸出行为
• 动力学方程

电解锰渣和赤泥是电解锰和氧化铝生产过程中的副产物，由于缺乏有效的管理手段，导致其存量持续积累，造成了严重的环境影响和资源浪费，因此有必要对其进行资源化利用，以减小环境影响并促进冶炼锰、铝行业的绿色可持续发展.该研究使用无害化渣和水洗无害化渣，结合水泥、石料和河砂等原料，按一定配比制备得到透水混凝土路面砖(permeable concrete paving bricks,PCB)和水洗透水混凝土路面砖(washed permeable concrete paving bricks,WPCB)，为评估两种路面砖在柳州市长期使用过程中存在的潜在环境风险，采用欧盟标准化组织制定的NEN 7375方法研究特征污染物Mn2+的浸出行为，通过多种动力学方程拟合并预测Mn2+的浸出行为，并借助IWEM模型对路面砖的拟利用路面区域进行评估.结果表明：(1)在相同的配比条件下，WPCB中Mn2+的累积释放量较PCB更低；在不同的配比条件下，Mn2+的累积释放量随渣掺量的增加呈现先降低后升高的趋势.(2)除水洗无害化渣和水泥掺量分别为8%和25%的WPCB-2在全浸出阶段中Mn2+的浸出行为受扩散控制影响外，其余样品均受表面冲刷影响.(3)对于选取的4种动力学方程，Elovich方程更适合描述Mn2+的浸出行为，且PCB和WPCB于10年和20年内Mn2+的预计释放量分别在1.51～13.78和1.71～16.54μg/kg之间.(4)IWEM模型的模拟结果显示，路面砖符合环境安全性要求.研究显示，两种无害化渣所制得的路面砖在实际应用场景中均无潜在的环境风险，可进一步扩展其资源化利用场景.

• 单位
  昆明理工大学; 中国环境科学研究院; 建筑工程学院