ТОКСИЧНОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ ЖЕЛЕЗО-МЫШЬЯКОВОГО СПЛАВА

Железо-мышьяковый сплав является отходом новой технологии извлечения золота из упорных золото-мышьяковых концентратов – прямой восстановительной плавки. В данной статье представлены результаты исследования токсичности и стабильности Fe-As сплава в водных растворах. «Процедура определения характеристик токсичности выщелачиваним» (ПХТВ) была использована для оценки потенциальной токсичности твердого Fe-As сплава. Результаты ПХТВподобного теста позволяют предположить, что сплав нестабилен в кислотной среде (pH 2,88) и выделяет As в концентрациях, превышающих пороговый уровень токсичности более чем в четыре раза. Для сравнения, также, была оценена токсичность пыли арсената кальция. Было обнаружено, что пыль выделяет в 40 раз больше мышьяка, чем железо-мышьяковый сплав. Для оценки стабильности твердого Fe-As сплава была применена «Процедура выщелачивания искусственными (атмосферными) осадками» (ПВИО). Концентрация As в фильтратах ПВИО-подобного теста находились в пределах нормы, что свидетельствует об относительной стабильности Fe-As сплава в растворах с pH 5, подобных атмосферным осадкам. Длительные испытания на выщелачивание в экологически безопасном диапазоне pH от 5 до 9 при температуре 22°С показывают, что Fe-As сплава характеризуется высокой чувствительностью к кислым условиям среды. Растворимость мышьяка была высокой при pH5 и pH6, что позволяет предположить, что в долгосрочной перспективе сплав может проявлять подвижность в окружающей среде при воздействии атмосферных осадков и, конечно же, кислотных дождей. Однако в нейтральных и щелочных условиях pH, типичных для монополигонов, сплав сохраняет стабильность в течение длительного времени.

1. Magalhaes M. Arsenic. An environmental problem limited by solubility / M. Magalhaes // Pure and Applied Chemistry. – 2002. –10. – P. 1843-1850.

2. WHO. Guedelines for drinking-water quality. Second edition. Volume 1: Recommendations. World Health Organization, Geneva, 1998.

3. Seitkan A. Processing double refractory gold-arsenic-bearing concentrates by direct reductive melting / A. Seitkan, S.A.T. Redfern // Minerals Engineering. – 2016. – Vol. 98. – P. 286-302. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.08.017.

4. Patent KZ N 2015/0394.1 Method of processing gold arsenic-bearing sulfide concentrates / Seitkan A., Redfern S.A.T., March 2016.

5. Thermal Behavior of Iron Arsenides Under Non-Oxidizing Conditions / А. Seitkan et al // ACS Omega. – 2020. – 5(12). – P. 6423-6428. DOI: 10.1021/acsomega.9b03928.

6. Kozmin Yu.A. Sposob pererabotki mysh’yaksoderzhashchikh materialov (in rus) / Yu.A. Kozmin, N.G. Serba, A.S. Kulenov – IC N1082849, 1984.

7. Mehta A.K. Investigation of new techniques for control of smelter arsenic bearing wastes. EPA-600/S2-81-049. U.S. Environmental Protection Agency, Industrial Environmental Research Laboratory, 1981.

8. Izvlechenie zolota iz upornyh rud kombinirovannym sposobom / N.G. Serba et al // Sbornik nauchnyh trudov VNIITSVETmeta / VNIITSVETmet. – 2000. – P. 285-288.

9. USEPA. Method 1311: Toxicity Characteristic Leaching Procedure, 1992. Available from: http://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-1311-toxicity-characteristic-leaching-procedure.

10. USEPA. Method 1312: Synthetic Precipitation Leaching Procedure, 1992. Available from: https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-1312-synthetic-precipitation-leachingprocedure.

11. Department of the Environment. Arsenic-bearing wastes. Waste Management Paper, (20), 1980.

12. Swash P.M. Synthesis, characterisation and solubility testing of solids in the Ca-Fe-AsO4 system / P.M. Swash, A.J. Monhemius // In Sudbury 95 – Mining and the environment / CANMET. – Ottawa, Canada, 1995. – P.17-28.

13. Leist M. Evaluation of leaching tests for cement-based immobilization of hazardous compounds / M. Leist, R.J. Casey, D. Caridi // Journal of Environmental Engineering Asce. – 2003. – P. 129:637-641.

14. Hopkin W. The problem of arsenic disposal in non-ferrous metals production / W. Hopkin // Environmental Geochemistry and Health. – 1989. – № 3-4. – P. 101-112.

15. USEPA. 40 CFR Part 261. Federal Register, March 29, 1990.

16. Wusaty A. Bakyrchik mining venture. Kyzyl Gold Project. Environmental Feasibility Study / A. Wusaty, D. Douglas // Sustainability Pty Ltd., 2011.

17. Harris G.B. The disposal of arsenical solid residues / G.B. Harris, S. Monette // Productivity and Technology in the Metallurgical Industries / TMS-AIME/GDMB Joint Symposium. Cologne, Germany. –1989. – P. 545-559.

18. Schwertmann U. Iron oxides in the laboratory: Preparation and characterization / U. Schwertmann, R.M. Cornell // Weiheim, New York, Basel and Cambridge, 1991.

19. Emmet M. Environmental stability of As-iron hydroxides / M. Emmet, G. Khoe // Proceeding EPD Congress. – 1994. – P. 153-166.

20. Swash P.M. Hydrothermal precipitation from aqueous solutions containing iron (III), arsenate and sulphate / P.M. Swash, A.J. Monhemius // Hydrometallurgy. – 1994. – 94. – P. 177-190.

21. NEN 7345, 1995. Leaching characteristics of solid earthy and stony building and waste materials.