缓冲期碳酸盐型尾矿重金属释放机制——柱淋滤实验研究

碳酸盐型尾矿在缓冲期/中性矿山废水(NMD)释放期的重金属污染问题易被忽视。本文以广西大厂锡石-硫化物尾矿作为研究对象,采用柱淋滤实验方法,探讨碳酸盐型尾矿在缓冲期重金属的释放机制,为此类型尾矿重金属污染的防治提供依据。实验结果表明,大厂尾矿在缓冲期(约7年,pH值为6. 6～8. 0)存在Sb、Zn、Cd、As(Pb)释放污染问题。在尾矿堆放初期(0. 5年,pH值由7. 6降至7. 2),Zn、Sb、Cd快速、大量释出;中期(0. 5～2. 5年,pH值由7. 2波动升高至8. 0),Sb较平稳释出;后期(2. 5～7年,pH值变化范围为8. 0～6. 6,呈降低趋势),受气温及pH值影响,As、Sb(Pb)呈波动或间歇振荡释出,即在夏季高温、pH值较高时,释出元素浓度较高,反之,在冬季低温、pH值较低时,释出元素浓度较低。重金属的释放与尾矿中硫化物的氧化程度高低及氧化先后顺序有关。这些矿物的氧化顺序大致为:闪锌矿(Zn、Cd)、辉锑锡铅矿(Sb)→脆硫锑铅矿(Sb)→毒砂(As)、方铅矿(Pb)。因此,对于(广西大厂)碳酸盐型尾矿在缓冲期的重金属污染应分阶段、季节(夏季),采取有针对性的防治措施;在缓冲期(7年)后应注意尾矿酸性矿山废水(AMD)+重金属(如As、Sb)复合污染的防治。     

近中性溶液条件下富镉铅锌矿矿石的风化淋滤实验研究

在近中性溶液条件下对富镉锌矿石进行了风化淋滤实验研究,发现淋滤液中产生大量以石膏为主要成分的沉淀物.淋滤液呈碱性,淋滤出来的Zn、Cd以水溶态和沉淀态形式存在,而以后者为主.淋滤50天后,黄铁矿闪锌矿石中Zn、Cd的淋滤率为0.03％和0.01％,而半氧化闪锌矿石Zn、Cd的淋滤率则高得多,分别0.10％和0.60％.     

近中性溶液条件下富镉铅锌矿矿石的风化淋滤实验研究

在近中性溶液条件下对富镉锌矿石进行了风化淋滤实验研究,发现淋滤液中产生大量以石膏为主要成分的沉淀物。淋滤液呈碱性,淋滤出来的Zn、Cd以水溶态和沉淀态形式存在,而以后者为主。淋滤50天后,黄铁矿闪锌矿石中Zn、Cd的淋滤率为0．03％和0．01％,而半氧化闪锌矿石Zn、Cd的淋滤率则高得多,分别0．10％和0．60％。     

以秸秆为微生物碳源的尾矿原位修复:动态实验的初步分析

对铜陵相思谷尾矿砂中的重金属在生物和非生物条件下的淋滤行为进行了研究。设置两个动态反应柱进行实验(实验柱填充尾矿砂+污泥+秸秆,对照柱仅填充尾矿砂,进水SO42-1000 mg/L,pH 7.5)。结果表明,实验初期(0~20 d)实验柱出水重金属浓度明显高于对照柱,归因于柱内微生物加速了矿物分解和重金属的淋滤;此后实验柱出水SO42-浓度逐渐降低,同时Cu2+、Cd2+、Zn2+、总Fe浓度分别降至0.1 mg/L、0.1 mg/L0、.4 mg/L和1 mg/L以下。据此推测,实验柱中出现了微生物作用下的硫酸盐还原作用,生成了可以吸持重金属的硫化物沉淀。研究结果表明,以稻草为碳源、污泥为微生物接种源构建尾矿砂-微生物体系,能够有效还原硫酸盐并去除重金属,该方法可以用于矿山尾矿的原位修复。     

粤北大宝山矿尾矿铅污染迁移及生态系统环境响应

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的废液及固体废弃物堆积的淋滤酸水, 携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道, 严重影响矿区及酸水流域的生态环境。将矿床-土壤（含河流底泥）-水体-生命体视为统一的生态环境系统, 从尾砂、水体、河流底泥、土壤以及食用蔬菜等方面探讨整个环境系统对重金属Pb的环境响应。结果表明： 河流水中高Pb含量直接源于尾砂, 并受水体pH值的显著影响; 河流底泥能够大量聚集水体中的Pb, 在高pH值时, 相对稳定存在, 在水体pH值降低时, Pb会被再次从河流底泥中释放出来, 形成河流二次污染; 土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响; 食用蔬菜中Pb的高含量受土壤Pb高含量决定, 并受土壤pH值的影响, 通过改善农业灌溉水质, 提高土壤pH值, 可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

淋滤固结对尾矿砂土作用试验分析

以云南卡房尾矿库为背景,采用单一变量原则,通过淋滤试验,对淋滤过程中淋滤时间,淋滤量以及淋滤液成分控制分析,研究淋滤固结对尾矿砂土固结的影响,得出:在一定范围,尾矿砂土的淋滤固结程度及其抗剪强度指标与淋滤时间及淋滤流量呈正相关,与淋滤液的化学成分也存在一定关系;自重固结作用下的最终沉降量远小于淋滤固结作用下的沉降量,尾粉砂前者沉降量较后者小近80%,尾粉土前者沉降量较后者小约83%,尾粉砂前者的黏聚力、内摩擦角值较后者分别小约37.8%、15.1%,尾粉土前者的黏聚力及内摩擦角值较后者分别小约29.8%、4.8%。     

广东大宝山矿区横石河沿岸水土重金属分布规律及其累积风险

研究矿业活动重金属的释放、迁移及累积特征对于控制和治理矿区水土环境污染具有重要的意义。本文通过广东大宝山矿区水土污染源调查及横石河流域沿岸水土样品采集,以研究区土壤对照值及国家环境质量为标准,试图探讨了大宝山矿区重金属迁移及累积特征。研究结果表明,横石河沿岸土壤重金属元素主要来自采矿活动的酸性废水的排放,土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的含量均超过对照值,呈现出明显的累积特征,且Cd、Cu含量超过了国家土壤环境质量标准;土壤中重金属累积程度及其风险等级呈现出从源头向下游递减的特点,其中凉桥、水楼下地段农田重金属处于高风险区,阳河-莲心村虽有累积,但无风险;上坝村地处土壤重金属累积的中风险区,下坝村处于低风险区。研究结果为矿区重金属污染防治提供了重要依据。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游 土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

Acidithiobacillus ferrooxidans-硫酸酸溶联合浸出金川铜镍硫化矿尾矿砂实验研究

金川铜镍硫化矿尾矿砂富含Cu、Ni和Co等金属,为对其进行回收,对新尾矿库不同深度的尾矿砂分别进行了直接硫酸酸溶浸出与A.f.-硫酸酸溶联合浸出实验,利用ICP-AES分析了不同阶段浸出液中Cu2+、Ni2+、Co2+含量。实验结果表明,A.f.-硫酸酸溶联合浸出工艺对尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的浸出效果优于单独酸溶浸出工艺。其中,A.f.-硫酸酸溶联合浸出法对1m深度的尾矿砂中Cu、Ni、Co的浸出率最高,分别达到95.78%、98.01%和75.13%,而单独硫酸酸溶作用的离子浸出率分别为75.69%、74.33%和42.33%。     

黔中白云岩风化剖面淋溶实验及其元素地球化学特征

本文通过化学淋溶方法对分布在黔中白云岩风化剖面——平坝剖面进行研究,较系统地分析了原样、酸溶（AS）和酸不溶相（AI）中主量、微量和稀土元素（REE）的地球化学过程和分布分配特征。结果显示：主量元素在酸不溶相中其化学成分和原样非常接近,只是相对含量有所变化;微量元素在酸溶相（AS）中的分配率差别很大,在0～73.22%之间波动,其中Ga、Y、Ba、Pb、U的分配率均在30%以上;尤其值得我们注意的是Y和Zr的淋失量分别达到了59.64%和0.34%,这与传统所认为的Y和Zr为稳定元素不一致,可能对我们重新认识表生过程中化学元素的活动性及分配分布情况具有重要的指导意义;剖面稀土元素超常富集层的形成主要是由于对白云岩残积的继承和磷酸盐矿物的存在,这与先前所得出的结论基本一致。酸淋溶试验同时也反映出研究区的风化作用实质上是一种天然的酸淋溶作用。最后笔者等对酸溶相（AS）中REE和Sr的主要储库进行了讨论,推测磷酸盐是平坝剖面基岩和土层中酸溶相（AS）中REE的主要储库,而Sr的存在形式是碳酸盐矿物本身。     

不同浸提工艺的金矿尾矿中砷的存在形态研究

金矿尾矿是砷污染的重要来源,不同冶炼工艺形成的尾矿中砷的赋存状态有很大差异,不同的砷形态会直接影响其在环境中的迁移转化行为,确认砷的存在形态是修复砷污染场地研究中的重要内容。本文针对浮选法和生物氧化法两种不同浸金方法的尾矿,采用pH计和氧化还原电位自动测定仪测量尾矿的物理性质(pH、氧化还原电位),采用X射线衍射和X射线荧光光谱分析尾矿的矿物物相和主要成分,电子探针分析砷的存在形态。表征结果表明,浮选法尾矿和生物氧化法尾矿的物理性质都会因堆置环境的变化而变化,其Eh、pH和零电荷点都大致相同,pH≈8.5,样品零电荷点(pHPZC)大约为8.5。由于两种尾矿都属于碱性环境,因此在修复方法的选择上也受到限制,如只适合在酸性条件下进行的电动修复法就不适用于这两种尾矿,修复试剂的选择也以碱性物质和铁的氧化物(氢氧化物)为主。浮选法尾矿的主要矿物类型为石英、白云石和黏土矿物,化学主要成分是Si和Al,尾矿呈灰白色,其中砷的含量约为754μg/g左右,主要以毒砂(FeAsS)形式存在;而生物氧化法尾矿的主要矿物类型为石膏,化学主要成分是Fe、Ca和S,尾矿呈红棕色,其中砷的含量约为26350μg/g,主要以毒砂(FeAsS)和五氧化二砷(As2O5)形式存在。两种浸金工艺每一道工序的不同,都会造成两种尾矿在矿物相、主要成分和其中砷存在形态上的差异。因此在进行尾矿原位修复工作时,应考虑不同浸金方法对尾矿堆置环境和砷存在形态的影响,从而选择出一种更加合适、廉价、高效的修复方法和试剂。     

Analyzing the Characteristics and Available Attributes of Skarn Gold Deposit Tailings

Skarn gold deposit tailings is a kind of tailings which is difficult to be utilized effectively. Taking a skarn gold deposit tailings from Hubei province, in China, as an example, the paper has tested and analyzed the tailings, and studied the characteristics and available attributes of the tailings, and provided scientific and efficient utilization approaches of tailings in the area of building materials further. The results showed that major mineral phases in the tailings is quartz, particle sizes of the tailings mainly exist in 10–100 μm, and the tailings has no pozzolanic activity. As a result, this kind of tailings can be used for building sand, and can be used as supplementary cementing material of concrete based on mechano-chemistry     

煅烧条件对石棉尾矿酸浸出率的影响及机理研究

为提高石棉尾矿的酸浸出率,采用静态加热法对石棉尾矿样品进行了煅烧处理,研究了煅烧条件对石棉尾矿煅烧产物酸浸出率的影响及机理。采用热分析、XRD、红外光谱分析对原样及煅烧产物的结构、物相及分子振动吸收光谱的变化进行了分析和表征。揭示了煅烧温度、煅烧时间对石棉尾矿煅烧产物的结构、物相和酸浸出率的影响及机理。结果表明,在煅烧过程中,石棉尾矿中的纤蛇纹石先失去氢氧镁石层的外羟基,然后失去内羟基,同时伴随着镁橄榄石的结晶作用,至纤蛇纹石结构整体分解达到完全后,产物的酸浸出率才达到最高。获得最高酸浸出率的煅烧活化条件为煅烧温度680℃,煅烧时间40 min。     

广东大宝山铁铜多金属矿床火山-沉积层序的厘定及其控矿作用

大宝山矿床是粤北地区最重要的多金属矿床,其Fe、Cu、Zn-Pb、W、Mo均达大型级别。其中Cu-Zn-Pb矿化主要呈似层状产出,与地层关系密切。关于其成因一直争论不休,部分学者认为其形成于海底火山热液喷流（葛朝华和韩发,1986;姚德贤,1983）,部分学者认为其形成于燕山期岩浆热液,与斑岩型矿化近同期或为其外带（刘姤群,1985;祝新友,2011）。本文在对钻孔系统观察与编录的基础上,通过岩矿鉴定、定年与分析,建立了矿区的火山-沉积层序,进而分析火山-沉积层序对似层状含铜铅锌矿体的控制作用。     

贵州古风化壳沉积型铝土矿的沉积方式和成矿作用

铝土矿沉积方式为胶体沉积及碎屑沉积,古红土化及沼泽化是形成铝土矿的主要成矿作用,地下潜水面以下200 m不是铝土矿深部找矿的红线。     

Pyrite Oxidation in Leaching Process of Radionuclides and Heavy Metals from Uranium Mill Tailings

Pyrite is a sensitive mineral in the geological environment,and its oxidation produces an important geochemical and environmental effect on the control of the redox and pH conditions.Column experiment results were used for modeling the geochemical processes in uranium mill tailings under leac-hing conditions.Oxidation of pyrite dominates the control of the tailings leaching process.The experi-mental and modeling results show that the leachate chemistry changes substantially with the decrease in pyrite consumption.In the initial stage of the leaching experiment,the pyrite is consumed several hun-dred times grater than that in the later stages,for much more oxygen is present in the tailings in the ini-tial stage.As the experiment continues,the tailings is gradually saturated with water and the oxygen concentration greatly decreases and so does pyrite consumption.The experimental and modeling results are useful for the design of mill tailing decommissioning:oxidation process and transport of radioactive nuclides and heavy metals can be constrained by controlling the oxygen concentration of tailings and the infiltration of meteoric water.     

张马屯铁矿尾矿制砖开发应用研究

通过综合分析张马屯铁矿尾矿基本特性,对张马屯铁矿尾矿进行了铁尾矿砖生产试验研究。结果表明,利用张马屯铁矿尾矿,采用压制成型法,可以制备出MU10等级以上的建筑用砖,颜色一致性好,铁尾矿砖为灰色,抗冻性良好。认为利用尾矿制备建筑用砖是一条很好的尾矿利用途径,具有明显的经济效益和广泛的应用前景。