Synergistic mechanism and application of microbially induced carbonate precipitation (MICP) and inorganic additives for passivation of heavy metals in copper-nickel tailings

尾矿 碳酸盐 钝化 方解石 冶金 金属 降水 材料科学 化学 环境化学 矿物学 图层(电子) 复合材料 气象学 物理
作者
Zhanfei He,Yiting Xu,Wenyi Wang,Xiaoliang Yang,Zhengzhong Jin,Daoyong Zhang,Xiangliang Pan
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier]
卷期号:311: 136981-136981 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2022.136981
摘要

Tailings are one of the largest quantities of hazardous waste in the world, and their treatment is difficult and expensive. In this work, a new, low-cost technique coupling microbially induced carbonate precipitation (MICP) and inorganic additives was proposed, optimized, and applied. The results showed that CaO was the best additive among the six tested, with an optimum dosage of 5%. A 90-day experiment indicated that the MICP-CaO coupled technique was highly effective for all the concerned heavy metals (Cu, Ni, Pb, and Cr) in the Cu–Ni tailings. During the stabilization period (20–90 days), the passivation rates were stable at 78.8 ± 2.9% (Cu), 78.1 ± 1.0% (Ni), 89.2 ± 1.0% (Pb), and 97.8 ± 0.5% (Cr), 2%–866% higher than the single technique of either MICP or CaO. Multiple analyses demonstrated that the synergistic effect of MICP and CaO produced a large amount of calcite (1.5% of the tailings). This calcite cemented the tailings particles, sequestrated heavy metal ions into the lattices, and played a key role in heavy metal passivation. Moreover, CaO and MICP improved the strength and compactness of solidified body, respectively. This work demonstrates the feasibility of the MICP-CaO coupled technique in tailings solidification, which can be applied in practical projects.
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