CN113406127B - 一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法 - Google Patents

一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种简便、快速、高效、准确的工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，通过对待测重金属固体废物在相同解离条件下进行N个浓度梯度解离测定，并获得N个不同浓度梯度下的待判定重金属元素的解离度，对解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得待测重金属固体废物的M个矿相中每个矿相的相对含量，然后求解得到重金属元素在矿相中的赋存分布比例，将重金属元素在矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为重金属元素的赋存关键矿相。实现了工业固体废物中重金属赋存状态的准确分析，为工业固废的处理处置技术选择提供了精细化技术支持。

Description

一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法
技术领域
本发明涉及材料的检测分析技术领域，尤其涉及一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法。
背景技术
工业固体废物极易导致多种类型的环境污染，其中以重金属工业固体废物所致污染影响最为恶劣。因此，合理处理处置含重金属的工业固体废物就变得格外重要。
合理的处理处置重金属工业固废，首要的就是要对工业固废中重金属赋存状态进行系统性解析。目前，在环境领域常用的赋存状态判定方法主要是Tessier五步连续提取法和BCR三步连续提取法。这两种方法最早是为探明河流沉积物和土壤中重金属形态而开发，后被应用于固体废物的相关研究，然而实际上由于缺乏固废的标准参考物质，这种研究者自发的迁移应用的合理性并未得到验证。其次，Tessier连续提取法将重金属分为5 种结合形态：即离子交换态、碳酸盐结合态、铁(锰)氧化物结合态、有机质及硫化物结合态、残渣态，而BCR连续提取法则将重金属分为酸可提取态、可还原态、可氧化态和残渣态。但这两种方法仅能将重金属的赋存状态归纳为化学性质相同或相近的几类，无法知悉重金属在具体矿相中赋存定量信息，已无法满足日趋精细化、定制化的工业固废处理处置方案设计。另外，由于连续提取操作的固有缺陷，每步操作只能待上一步操作完成后开始，其实验周期较长。
因此，有必要开发一种新的工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，以准确可靠地量化重金属在各矿相中的赋存比例，并判定出影响处理处置技术选择的重金属赋存关键矿相。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，旨在解决现有技术中对工业固体废物中重金属赋存关键矿相的表征方法复杂且无法定量化技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，包括步骤：
S1，对待测重金属固体废物进行重金属元素含量测定，获取所述待测重金属固体废物中赋存的P种待判定重金属元素的含量；
S2，对所述待测重金属固体废物在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定，并 获得n个不同浓度梯度下的所述待判定重金属元素的解离度
Figure 930432DEST_PATH_IMAGE001
，所述 dij代表第i个浓度梯度解离测定中待判定重金属元素j的解离度，
Figure 175468DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2,3,..., n，j=1,2,...,p；
S3，对步骤S2中解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得所述待测重金 属固体废物的m个矿相中每个矿相的相对含量Wik，然后根据公式
Figure 237096DEST_PATH_IMAGE003
，计算 每个所述矿相的解离度
Figure 163464DEST_PATH_IMAGE004
；其中，k=1,2,3,...,m，lik代表第i个浓度梯 度测定中矿相k的解离度，W0k为所述待测重金属固体废物的初始条件下矿相k的质量分数， m0为所述待测重金属固体废物的初始样品质量，mi为第i个浓度梯度测定后的解离固体残留 物质量，Wik为第i个浓度梯度测定后解离固体残留物中矿相k的质量分数；
S4，根据公式
Figure 508995DEST_PATH_IMAGE005
，求解得到所述重金属元素在所述矿相中的 赋存分布比例
Figure 862615DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 411540DEST_PATH_IMAGE008
；
S5，将重金属元素j在所述矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为所述重金属元素j的赋存关键矿相。
进一步的，所述dij的计算公式包括
Figure 141598DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 341635DEST_PATH_IMAGE010
为所述待测重金属固体废物 的初始条件下重金属元素j的质量分数，
Figure 866158DEST_PATH_IMAGE011
为第i个浓度梯度测定后解离溶液中重金属元 素j的浓度，
Figure 902378DEST_PATH_IMAGE012
为第i个浓度梯度测定后解离溶液的体积。
进一步的，所述步骤S2之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预清洗处理； 其中，所述
Figure 170548DEST_PATH_IMAGE010
的计算方式为
Figure 225092DEST_PATH_IMAGE013
，其中，
Figure 186095DEST_PATH_IMAGE014
为未经预清洗的所述待测重金 属固体废物中重金属元素j的质量分数，
Figure 712541DEST_PATH_IMAGE015
为未经预清洗的所述待测重金属固体废物的质 量，
Figure 518823DEST_PATH_IMAGE016
为预清洗后的所述待测重金属固体废物的质量，
Figure 693452DEST_PATH_IMAGE017
为预清洗后的所述待测重金属 固体废物清洗液中重金属元素j的浓度，
Figure 559777DEST_PATH_IMAGE018
为预清洗后的所述待测重金属固体废物清洗液 的体积。
进一步的，所述预清洗的步骤包括：采用0.1mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液作为预清洗试剂，将所述待测重金属固体废物与0.1 mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液以液固比10 L：1 kg混合后，在15~35℃条件下水平震荡1-2 h，所得溶液在6000 rpm-10000 rpm条件下离心3-10 min得到清洗液和预清洗后的所述待测重金属固体废物；对所述清洗液进行重金属元素含量测定，以及对所述预清洗后的所述待测重金属固体废物进行矿相定量分析。
进一步的，所述步骤S1之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预处理的步骤：将所述待测重金属固体废物的样品在60~105℃下进行空气烘干后研磨至200目以下的样品粉末。
进一步的，所述在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定的步骤包括：在相同时间和外场作用下，在n个浓度梯度的酸溶液中对固体废物进行非特异性解离，对解离后的解离溶液进行重金属元素含量测定；其中，所述酸溶液为硝酸：盐酸的物质的量比为1：3的混酸；解离液固比8~12 L：1 kg，温度为15~35 ℃，解离时间1-2 h；外场作用包括超声波，超声频率20 kHz - 40 kHz，功率200 - 500 W。
进一步的，n的个数等于所述待测重金属固体废物的矿相个数m，其中，n个浓度梯度解离测定中酸溶液的氢离子浓度范围为0-12 mol/L。
进一步的，所述矿相定量分析的步骤包括：通过X射线衍射分析获得X射线衍射图谱，基于加标Rietveld全谱拟合精修的方式确定所述解离固体残留物中的所有矿相的相对含量，其中，选择与所述解离固体残留物中不包括的矿相作为内标物质，所述内标物质包括氧化铝或者氧化锌。
进一步的，所述预设累计阈值为80%~95%。
进一步的，所述重金属元素含量测定的方法为电感耦合等离子发射光谱、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、原子荧光光谱中的一种或几种的任意组合。
在本发明中，通过耦合实验分析与仪器表征的多维信息，对所述待测重金属固体废物在相同解离条件下进行N个浓度梯度解离测定，并获得N个不同浓度梯度下的所述待判定重金属元素的解离度，对解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得所述待测重金属固体废物的M个矿相中每个矿相的相对含量，然后求解得到所述重金属元素在所述矿相中的赋存分布比例，将重金属元素在所述矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为所述重金属元素的赋存关键矿相。提供了一种简便、快速、高效、准确的重金属赋存关键矿相的分析判定方法，实现了工业固体废物中重金属赋存状态的准确分析，综合判定了重金属赋存关键矿相，为工业固废的处理处置技术选择提供了精细化技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法的流程图；
图2为一实施例中的铬渣的X射线衍射分析图谱。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示（诸如上、下……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参考图1，为本发明一具体示例中的工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，包括步骤：
S1，对待测重金属固体废物进行重金属元素含量测定，获取所述待测重金属固体废物中赋存的P种待判定重金属元素的含量。
具体的，所述重金属元素含量测定可以采用先定性后定量，定性方法可以为X射线荧光光谱，定量方法为电感耦合等离子发射光谱、原子吸收光谱、激光诱导击穿光谱中的一种或几种的任意组合。
进一步的，所述步骤S1之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预处理的步骤：将所述待测重金属固体废物的样品在60~105℃下进行空气烘干后研磨至200目以下的样品粉末，然后烘干至恒重。
S2，对所述待测重金属固体废物在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定，并 获得n个不同浓度梯度下的所述待判定重金属元素的解离度
Figure 570589DEST_PATH_IMAGE019
，所 述dij代表第i个浓度梯度解离测定中待判定重金属元素j的解离度，
Figure 383825DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2, 3,...,n，j=1,2,...,p。
具体的，所述在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定的步骤包括：在相同时间和外场作用下，在n个浓度梯度的酸溶液中对固体废物进行非特异性解离，对解离后的解离溶液进行重金属元素含量测定；其中，所述酸溶液为硝酸：盐酸的物质的量比为1：3的混酸；解离液固比8~12：1（L/kg），温度为15~35 ℃，解离时间1-2 h；外场作用包括超声波，超声频率20 kHz - 40 kHz，功率200 - 500 W。其中，所采用的重金属元素含量测定的方法可以为电感耦合等离子发射光谱、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、原子荧光光谱中的一种或几种的任意组合。
进一步的，所述dij的计算公式包括
Figure 209698DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 512504DEST_PATH_IMAGE010
为所述待测重金属固体废 物的初始条件下重金属元素j的质量分数，
Figure 745033DEST_PATH_IMAGE021
为第i个浓度梯度测定后解离溶液中重金属 元素j的浓度，
Figure 361959DEST_PATH_IMAGE022
为第i个浓度梯度测定后解离溶液的体积。
进一步的，所述步骤S2之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预清洗处理； 其中，所述
Figure 245601DEST_PATH_IMAGE010
的计算方式为
Figure 516046DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 235871DEST_PATH_IMAGE024
为未经预清洗的所述待测重金 属固体废物中重金属元素j的质量分数，
Figure 187647DEST_PATH_IMAGE025
为未经预清洗的所述待测重金属固体废物的 质量，
Figure 394637DEST_PATH_IMAGE026
为预清洗后的所述待测重金属固体废物的质量，
Figure 39245DEST_PATH_IMAGE017
为预清洗后的所述待测重金 属固体废物清洗液中重金属元素j的浓度，
Figure 495634DEST_PATH_IMAGE018
为预清洗后的所述待测重金属固体废物清洗 液的体积。
进一步的，所述预清洗的步骤包括：采用0.1mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液作为预清洗试剂，将所述待测重金属固体废物与0.1 mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液以液固比10：1（L/kg）混合后，在15~35℃条件下水平震荡1-2 h，所得溶液在6000 rpm-10000 rpm条件下离心3-10 min得到清洗液和预清洗后的所述待测重金属固体废物；对所述清洗液进行重金属元素含量测定，以及对所述预清洗后的所述待测重金属固体废物进行矿相定量分析。其中，所采用的重金属元素含量测定的方法为电感耦合等离子发射光谱、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、原子荧光光谱中的一种或几种的任意组合；所述矿相定量分析的步骤包括：通过X射线衍射分析获得X射线衍射图谱，基于加标Rietveld全谱拟合精修的方式确定所述解离固体残留物中的所有矿相的相对含量，其中，选择与所述解离固体残留物中不包括的矿相作为于内标物质，所述内标物质包括氧化铝或者氧化锌。
S3，对步骤S2中解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得所述待测重金 属固体废物的m个矿相中每个矿相的相对含量Wik，然后根据公式
Figure 998903DEST_PATH_IMAGE027
，计 算每个所述矿相的解离度
Figure 591559DEST_PATH_IMAGE028
；其中，k=1,2,3,...,m，lik代表第i个浓度 梯度测定中矿相k的解离度，W0k为所述待测重金属固体废物的初始条件下矿相k的质量分 数，m0为所述待测重金属固体废物的初始样品质量，mi为第i个浓度梯度测定后的解离固体 残留物质量，Wik为第i个浓度梯度测定后解离固体残留物中矿相k的质量分数。
具体的，n的个数等于所述待测重金属固体废物的矿相个数m，其中，n个浓度梯度解离测定中酸溶液的氢离子浓度范围为0-12 mol/L。
具体的，所述矿相定量分析的步骤包括：通过X射线衍射分析获得X射线衍射图谱，基于加标Rietveld全谱拟合精修的方式确定所述解离固体残留物中的所有矿相的相对含量，其中，选择与所述解离固体残留物中不包括的矿相作为内标物质，所述内标物质包括氧化铝或者氧化锌。
S4，根据公式
Figure 407068DEST_PATH_IMAGE029
，求解得到所述重金属元素在所述矿相中 的赋存分布比例
Figure 350753DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 660643DEST_PATH_IMAGE031
。
具体的，所述重金属元素在所述矿相中的赋存分布比例可以表示为：
Figure 373384DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 94215DEST_PATH_IMAGE033
；其中，R中每列向量rj代表重金属元素j在m个矿相上的赋存 分布情况，反映重金属元素j分配至矿相k的比例。因此，有如下关系：
Figure 525197DEST_PATH_IMAGE034
,R可由以下公式求解：
Figure 373198DEST_PATH_IMAGE035
,其中，L+为L矩阵的 广义逆矩阵。
S5，将重金属元素j在所述矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为所述重金属元素j的赋存关键矿相。
可选的，在一具体实例中，所述预设累计阈值为80%~95%。具体的，重金属赋存关键矿相的判定是分别针对不同重金属而言的，具体可以为：参考帕累托法则，将重金属元素j在各矿相中的赋存分布比例由高到低排列后，则可认为该固废样品中的重金属元素j的赋存关键矿相为累积赋存分布比例等于或超过80%的前几个矿相。
【实施例】
本实施例对象取自云南某铬盐企业产生的铬渣，是一种典型的含重金属工业固体废物。其中的铬元素是污染控制工程最为关注的重金属元素。
预处理步骤：根据本发明方法，所述固废优选地采用四分法取适量原始样品，用粉碎机粉碎至完全通过200目筛，然后置于敞口烧杯中，在105℃鼓风烘箱烘干6小时至恒重。
预清洗步骤：取15.0000±0.005 g所述固废，采用0.1mol/L的pH = 7.0醋酸铵溶液进行预清洗，液固比10：1（L/kg），在25℃条件下摇床水平震荡1h。所得溶液在8000 rpm条件下离心10 min，洗涤三次，上清液定容至250ml、稀释至适宜于ICP-AES检测的浓度范围后，用ICP-AES确定重金属元素含量；残留固体置于敞口烧杯中，在105℃鼓风烘箱烘干8小时至恒重。其中，使用分析天平对预清洗前后所述固废样品进行称重，精确至小数点后四位。
浓度梯度解离测定：本领域技术人员知晓，原始样品重金属元素含量分析一般采用强酸消解结合仪器表征的方式。在本实施中，所述固废优选地使用王水-HF-HClO4混合酸体系在250℃消解，残余澄清溶液定容，并稀释至适宜于ICP-AES检测的浓度范围后，用ICP-AES确定重金属元素含量。
取1.0000±0.005g所述预清洗后样品，同步做一系列浓度梯度解离实验。具体地，为方便操作先配置物质的量比例1：3的混酸浓溶液，其中盐酸浓度9mol/L，硝酸浓度3mol/L。再通过稀释操作，配制出所需浓度梯度，分别为0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L、4mol/L、6mol/L、8mol/L、10mol/L、12mol/L。
浓度梯度设计的基本原则是尽量保证各类矿相颗粒有彻底解离或几乎彻底解离的机会，且使同一矿相的解离度在不同浓度实验条件下具有差异性，梯度实验数应等于矿相数目，即N = M = 12。对于稳定性较强的固废，如熔渣、尾矿可采用“低浓度稀疏、高浓度密集”的梯度设计；对于稳定性较差的固废，如化学沉淀污泥、飞灰可采用“低浓度密集、高浓度稀疏”的梯度设计；如无法确定则采取本实施例所用梯度设计。
所述固废样品按照液固比10：1（L/kg），在30 kHz超声波、温度25 ℃条件下，解离1h。解离后溶液在8000 rmp条件下离心10 min，用20 ml去离子水洗涤残渣三次，与上清液合并定容至100 ml，稀释后使用ICP-AES测定其中重金属元素的含量。固体部分干燥8 h至恒重，称重。
根据公式
Figure 206025DEST_PATH_IMAGE036
，可计算预清洗后样品中重金属元素Cr的解离度。具 体如下：
表1 预清洗后样品中重金属元素Cr的解离度
Figure 97757DEST_PATH_IMAGE037
在步骤S4中，每个浓度梯度实验（d1-d12）重金属元素Cr的解离度可由公式
Figure 16035DEST_PATH_IMAGE038
计算，具体如下：
表2 浓度梯度实验（d1-d12）重金属元素Cr的解离度
Figure 667727DEST_PATH_IMAGE039
解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析：矿相定量分析方法为X射线衍射分析（XRD），具体为采用加标Rietveld全谱拟合精修的方式确定所有矿相（包括无定形）的相对含量，内标物质选择优级纯α-Al2O3粉末，掺入比例10%。本领域技术人员知晓，Rietveld全谱拟合精修需建立在XRD精扫基础上，且不同分析软件均可实现精修功能。本实施例中选用Bruker公司X射线衍射仪，在5-80°范围内以0.01°为步长，2.5s为步时进行精扫，数据结果分析软件为TOPAS。
根据公式
Figure 89481DEST_PATH_IMAGE040
，可计算得每个浓度梯度解离实验矿相解离度。具 体如下：
表3 每个浓度梯度解离实验矿相解离度
Figure 417694DEST_PATH_IMAGE041
重金属元素在所述矿相中的赋存分布比例计算：根据公式
Figure 557689DEST_PATH_IMAGE042
求解：
Figure 4283DEST_PATH_IMAGE043
,其中，L+为L矩阵的广义逆矩 阵。
具体地，在matlab中将矿相解离度数据以矩阵形式写入变量L，将重金属元素解离度数据以矩阵形式写入变量E，令R = pinv(L) * E，则可求解R矩阵。结果如表4。
表4 重金属元素在所述矿相中的赋存分布比例
Figure DEST_PATH_IMAGE044
根据所述赋存关键矿相判定方法，将赋存分布比例由高到低排列后，可知重金属元素Cr在无定形相、水榴石（Ca3Al1.54Fe0.46(OH)12）、钙铁石（Ca2Fe1.28Al0.72O5）、碳酸钙（CaCO3）前4个矿相上的累积赋存分布比例为0.8414（大于0.8），则可认为无定形相、水榴石（Ca3Al1.54Fe0.46(OH)12）、钙铁石（Ca2Fe1.28Al0.72O5）、碳酸钙（CaCO3）为所述固废中重金属元素Cr的赋存关键矿相。
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，其特征在于，包括步骤：
S1，对待测重金属固体废物进行重金属元素含量测定，获取所述待测重金属固体废物中赋存的p 种待判定重金属元素的含量；
S2，对所述待测重金属固体废物在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定，并获得n个不同浓度梯度下的所述待判定重金属元素的解离度
Figure 490368DEST_PATH_IMAGE001
，所述dij代表第i个浓度梯度解离测定中待判定重金属元素j的解离度，
Figure 876350DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2,3,...,n，j=1,2,...,p；
S3，对步骤S2中解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得所述待测重金属固体废物的m个矿相中每个矿相的相对含量Wik，然后根据公式
Figure 374196DEST_PATH_IMAGE003
，计算每个所述矿相的解离度
Figure 238247DEST_PATH_IMAGE004
；其中，k=1,2,3,...,m，lik代表第i个浓度梯度测定中矿相k的解离度，W0k为所述待测重金属固体废物的初始条件下矿相k的质量分数，m0为所述待测重金属固体废物的初始样品质量，mi为第i个浓度梯度测定后的解离固体残留物质量，Wik为第i个浓度梯度测定后解离固体残留物中矿相k的质量分数；
S4，根据公式
Figure 787040DEST_PATH_IMAGE005
，求解得到所述重金属元素在所述矿相中的赋存分布比例
Figure 78344DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 299372DEST_PATH_IMAGE008
；
S5，将重金属元素j在所述矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为所述重金属元素j的赋存关键矿相。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述dij的计算公式包括
Figure 967114DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 104834DEST_PATH_IMAGE010
为所述待测重金属固体废物的初始条件下重金属元素j的质量分数，
Figure 567040DEST_PATH_IMAGE011
为第i个浓度梯度测定后解离溶液中重金属元素j的浓度，
Figure 39478DEST_PATH_IMAGE012
为第i个浓度梯度测定后解离溶液的体积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预清洗处理；其中，所述
Figure 245332DEST_PATH_IMAGE010
的计算方式为
Figure 237558DEST_PATH_IMAGE013
，其中，
Figure 136244DEST_PATH_IMAGE014
为未经预清洗的所述待测重金属固体废物中重金属元素j的质量分数，
Figure 612092DEST_PATH_IMAGE015
为未经预清洗的所述待测重金属固体废物的质量，
Figure 293740DEST_PATH_IMAGE016
为预清洗后的所述待测重金属固体废物的质量，
Figure 655320DEST_PATH_IMAGE017
为预清洗后的所述待测重金属固体废物清洗液中重金属元素j的浓度，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为预清洗后的所述待测重金属固体废物清洗液的体积。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预清洗的步骤包括：采用0.1mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液作为预清洗试剂，将所述待测重金属固体废物与0.1 mol/L的pH=7.0醋酸铵溶液以液固比10 L：1 kg混合后，在15~35℃条件下水平震荡1-2 h，所得溶液在6000rpm-10000 rpm条件下离心3-10 min得到清洗液和预清洗后的所述待测重金属固体废物；对所述清洗液进行重金属元素含量测定，以及对所述预清洗后的所述待测重金属固体废物进行矿相定量分析。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括对所述待测重金属固体废物进行预处理的步骤：将所述待测重金属固体废物的样品在60~105℃下进行空气烘干后研磨至200目以下的样品粉末。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在相同解离条件下进行n个浓度梯度解离测定的步骤包括：在相同时间和外场作用下，在n个浓度梯度的酸溶液中对固体废物进行非特异性解离，对解离后的解离溶液进行重金属元素含量测定；其中，所述酸溶液为硝酸：盐酸的物质的量比为1：3的混酸；解离液固比8~12 L：1 kg，温度为15~35 ℃，解离时间1-2 h；外场作用包括超声波，超声频率20 kHz - 40 kHz，功率200 - 500 W。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，n的个数等于所述待测重金属固体废物的矿相个数m，其中，n个浓度梯度解离测定中酸溶液的氢离子浓度范围为0-12 mol/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿相定量分析的步骤包括：通过X射线衍射分析获得X射线衍射图谱，基于加标Rietveld全谱拟合精修的方式确定所述解离固体残留物中的所有矿相的相对含量，其中，选择与所述解离固体残留物中不包括的矿相作为内标物质，所述内标物质包括氧化铝或者氧化锌。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设累计阈值为80%~95%。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的方法，其特征在于，所述重金属元素含量测定的方法为电感耦合等离子发射光谱、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、原子荧光光谱中的一种或几种的任意组合。
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