Pb-Zn strusky z Kabwe (Zambie): mineralogie a gastrická biopřístupnost kontaminantů

Abstract

This bachelor thesis focuses on slags originating from Imperials Smelting Process (ISP) and Waelz metallurgical process in Kabwe, Zambia, where Pb-Zn ores have been historically processed. The aim of this thesis was to characterize the chemical and mineralogical compositions of the slags and to assess the bioaccessibility of contaminants (Cd, Pb, V, Zn) from the slag dusts in simulated gastric conditions to evaluate the potential health risks for humans. Slags are particularly enriched in Pb (up to 62700 mg/kg) and Zn (up to 190300 mg/kg). Main contaminants (Pb, Zn, V) are bound in the slag glass, Fe and Mn oxides and hydroxides and carbonates. Vanadium is largely bound in complex phases such as vanadates, phosphates and sulphates. Contaminant concentrations are higher in slag dust (fractions <48 µm and <10 µm) than in the original granulated slag samples and ISP slags generally exhibit higher concentrations than the Waelz slags. During the leaching in simulated gastric conditions (0.4 M glycine, pH 1.5, 1 hour at 37 řC), abundant slag glass, (phyllo)silicates and carbonates were dissolved. In contrast, Fe oxides and hydroxides remained in the residue and were therefore stable during the leaching. Relative bioaccessibility of contaminants was rather high (up to 82 % Cd, 92 % Pb, 100 % V and 81 %...

Tato bakalářská práce se zabývá struskami z Imperial Smelting procesu (ISP) a Waelz technologie ze zpracování Pb-Zn rud z Kabwe v centrální Zambii. Cílem práce bylo charakterizovat chemické a mineralogické složení, biopřístupnost kontaminantů (Cd, Pb, V, Zn) ze struskového prachu v simulovaných gastrických podmínkách a potenciální rizika pro člověka. Strusky a struskové prachové částice jsou nabohaceny zejména Pb (až 62700 mg/kg) a Zn (až 190300 mg/kg). Hlavní kontaminanty (Pb, Zn, V) jsou vázány ve struskovém skle, v oxidech a hydroxidech Fe a Mn a karbonátech. Část V je také součástí komplexních fázích jako jsou vanadičnany, fosfáty a sulfáty. Koncentrace kontaminantů je vyšší ve struskovém prachu (frakcích <48 µm a <10 µm) než v původních granulovaných vzorcích a zároveň ISP strusky obsahují vyšší koncentrace než strusky z Waelz procesu. Při loužení v simulovaných gastrických podmínkách (0.4 M glycin, pH 1.5, 1 hodina při 37 řC) došlo k rozpouštění struskového skla, fylosilikátů a karbonátů. Naopak oxidy a hydroxidy Fe zůstávají ve zbytkovém vzorku a jsou tedy stabilní během loužení. Relativní biopřístupnost dosahuje vysokých hodnot u všech kontaminantů (až 82 % Cd, 92 % Pb, 100 % V a 81 % Zn) a je vyšší u prachu z ISP strusek než u prachu z Waelz strusek. I při konzervativním scénáři denního...