Арсенопирит – распространенный минерал класса сульфидов, относящийся к минералам гидротермального происхождения. На техногенных отвалах арсенопирит подвергается воздействию агентов выветривания и выделяет мышьяк в окружающую среду. В районах, где разрабатываются минералы Cu, Pb, Zn, загрязнение окружающей среды мышьяком является серьезной проблемой. Результаты настоящего исследования показывают, что при выветривании на отвалах в условиях просачивания и затопления арсенопиритные руды способны выделять мышьяк и тяжелые металлы. Представлены результаты лабораторного эксперимента на разработанной имитационной модели изменения вещества в рудных отвалах шахт при двух условиях: при просачивании (моделирование открытых отвалов руды, через которые просачивается дождевая вода) и затоплении (моделирование отвалов руды, хранящихся в затопленных низинных районах). Модельные условия соответствуют реальным. Соотношение арсенопирита и песка 1:20. Продолжительность эксперимента составляет 60 сут, что позволяет определить мышьяк в различных химических веществах. В ходе эксперимента в условиях инфильтрации воды рН снижается, а окислительно-восстановительный потенциал варьирует от 5 до 50 мВ, при снижении рН выделение металлов и мышьяка в окружающую среду с течением времени увеличивается. По достижении рН значений, характеризующих кислую среду (2.0–4.5), выветривание заметно ускоряется. В условиях избытка воды при высоком содержании растворенного кислорода металлы высвобождаются быстрее. Когда рН находится в диапазоне от 5.5 до 6.0, скорость высвобождения металлов снижается. При окислении руды железо в двухвалентной форме Fe(II) медленно окисляется до Fe(III) при рН, указанном выше. В этих условиях Fe(III) гидролизуется в колонке. Таким образом, выделяющийся мышьяк адсорбируется на Fe(III), а образующийся гидроксид железа Fe(OH)3 покрывает частицы руды. Благодаря уменьшению контакта отработанной руды с водной средой концентрация мышьяка продолжает снижаться. Как в случае просачивания, так и в случае затопления As(III) преобладает над As(V) в потоке, выходящем из рудной колонки. As(III) может быть высокотоксичным для окружающей среды, поэтому следует обратить внимание на обеспечение условий его перехода в менее токсичный As(V).
Arsenopyrite is a common mineral of the sulphide class, belonging to minerals of hydrothermal genesis. On anthropogenic dumps, arsenopyrite is exposed to weathering agents and releases arsenic into the environment. In areas, where Cu, Pb, Zn minerals are mined, arsenic contamination of the environment is a serious problem. The results of this study show that arsenopyrite ores are capable of releasing arsenic and heavy metals during weathering on dumps under seepage and flooding conditions. The paper presents the results of a laboratory experiment on a developed simulation model of substance change in ore mine dumps under two conditions: seepage (modelling open ore dumps through which rainwater seeps) and flooding (modelling ore dumps stored in flooded lowland areas). The modelling conditions were consistent with the real ones. The ratio of arsenopyrite and sand was 1:20. The duration of the experiment was 60 days, which allowed determining arsenic in different chemistries. During the experiment under water seepage conditions, pH decreased and redox potential varied from 5 to 50 mV. With decreasing pH, release of metals and arsenic into the environment increased over time. Once pH reached values characterising an acidic environment (2.0–4.5), weathering markedly accelerated. Under conditions of excess water with high dissolved oxygen content, metals released faster. When pH was between 5.5 and 6.0, the rate of metal release decreased. When the ore was oxidised, iron in the divalent form Fe(II) slowly oxidised to Fe(III) at the pH value above. Under these conditions, Fe(III) was hydrolysed in the column. Thus, the released arsenic was adsorbed on Fe(III) and the resulting iron hydroxide Fe(OH)3 coated the ore particles. Due to the reduced contact of the waste ore with the aqueous medium, the arsenic concentration continued to decrease. Under both seepage and flooding conditions, As(III) dominated As(V) in the flow exiting the ore column. As(III) can be highly toxic to the environment, therefore care should be taken to ensure that conditions are provided for its conversion to less toxic As(V).
Текст статьи не включен.