Speciace arzenu v důlních odpadech - příklady systému bohatých sulfoarzeničnany trojmocného železa

Abstract

The aim of the thesis is to study behavior and mineralogy of arsenic in mine wastes with high levels of FeIII and SVI . Three methodological studies are related to (i) identification and characterization of secondary arsenic phases using a Raman spectrometry, (ii) chemical fractionation of arsenic in mine waste materials as observed by optimized sequential extraction, (ii) and investigation of thermodynamic properties of zýkaite. The mineralogy and mobility of arsenic was studied in mine waste material of five dumps located at three sites (Kaňk near Kutná Hora, Jedová jáma near Vejprty, and Dlouhá Ves) and in stalactite samples from two abandoned underground mines (Plavno and Mikulov near Teplice). Mineralogical and geochemical characterization of samples included standard methods and techniques. Chemical composition of solid and liquid (pore water, leachates) samples was performed using a XRF, ICP OES, ICP MS, etc. X-ray diffraction, Raman spectrometry and electron microscope equipped with microanalysis were the most frequent techniques used for mineralogical characterization of the solids. The results showed that the speciation of arsenic in the solid phase significantly varied among the studied sites and was a function of total concentration as well as proportion of the major components of...

Tato práce se věnuje studiu chování a vazby arzenu v důlních odpadech bohatých FeIII a SVI . Iniciální metodické studie se zabývají (i) problematikou identifikace sekundárních minerálních fází arzenu pomocí Ramanovy spektrometrie, (ii) kvantifikací chemické vazby arzenu v důlních odpadech pomocí optimalizované sekvenční extrakce a (iii) termodynamickými vlastnostmi zýkaitu. Chování a vazba arzenu byly detailně studovány v haldovém materiálu tří lokalit (Kaňk u Kutné Hory, Jedová jáma u Vejprt a u Dlouhé Vsi) a v krápnících dolů Plavno a Mikulov u Teplic. Studium probíhalo pomocí běžných geochemických a mineralogických metodik, které zahrnovaly zejména chemickou analýzu (pomocí XRF, ICP OES a ICP MS) v pevných vzorcích, pórových vodách a výluzích a další charakteristiku pevných materiálů pomocí RTG difrakce, Ramanovy spektrometrie a elektronové mikroskopie s mikroanalýzou. Z výsledků vyplývá, že vazba arzenu ve studovaných důlních odpadech se od sebe vzájemně liší a souvisí s řadou faktorů, které zejména představuje koncentrace a vzájemné zastoupení FeIII , AsV a SVI . Významným faktorem je také pH, které například ovlivňovalo vznik metastabilních fází stalaktitů. Navzdory variabilitě vazby arzenu ve studovaných materiálech se prokázalo, že mobilita tohoto prvku je ve všech studovaných haldách...