巴里富碳酸盐硫化物尾矿中重金属的赋存状态

本文以广西大厂锡石-硫化物矿区巴里尾矿库的富碳酸盐尾矿(堆放了20余年)作为研究对象,采用BCR三步提取法研究Zn、Cd、Pb和As的化学形态分量以及其总含量在该尾矿铅垂剖面中的分布,并结合尾矿的结构构造、次生和原生矿物成分及其变化等分析,探讨在氧化/酸化条件下富碳酸盐尾矿中重金属的释放机制。研究结果表明:(1)尾矿下层原尾矿中重金属主要以稳定或较稳定的残渣态(As、Pb、Zn、Cd)、氧化物结合态(Pb)及硫化物结合态(Zn、Cd)形式赋存。在酸水淋滤作用下,原尾矿中重金属的释放顺序为Cd≈ZnPbAs;(2)尾矿上部厚层状氧化硬层(厚度1~1.5m)中,Zn、Cd以酸可溶态大量富集,具有较强的迁移性;As、Pb主要以残渣态以及氧化物结合态赋存,其迁移性较差。因此,富含碳酸盐的硫化物尾矿经过氧化作用具有释放多种重金属的潜能。由于这类尾矿中各重金属的赋存状态存在差异性,因此对其迁移性及环境效应须具体分析。     

铅锌尾矿重金属耐受细菌分析和质粒检出率

利用含不同铅锌浓度的重金属选择性平板,对堆积时间为20a的铅锌尾矿中细菌重金属耐受性特征进行分析,并对其质粒检出率进行测定,为深入了解细菌对重金属的适应机理提供理论依据。实验结果显示:尾矿中重金属(Pb、Cu、Co、Cd)总量及EDTA提取态含量均显著性地高于对照土壤,而可培养细菌的数量要极显著性地低于对照土壤。尾矿与对照土壤均有一定的重金属耐受细菌群体,但总体上,铅锌尾矿重金属耐受性细菌数量要略多一些。耐锌细菌的质粒检出率分别为74.07%(尾矿)和70.59%(对照),耐铅细菌的质粒检出率分别为93.1%(尾矿)和90.3%(对照),尾矿土壤耐性细菌质粒的检出率要高于对照土壤。     

粤北大宝山AMD水-表层沉积物的重金属分布特征及其影响因素

粤北大宝山铁铜多金属矿床的尾矿富含硫化物矿物,在化学和生物氧化作用下,产生pH5的酸性矿山废水(AMD).本文对大宝山槽对坑、铁龙AMD的10个采样点的表层沉积物进行物相和微观形貌分析,测定水样和表层沉积物中Pb、Cu、Mn、Cr等重金属离子的含量,讨论pH与次生矿物对重金属元素在水-表层沉积物分布差异的影响.结果表明:AMD的表层沉积物的次生矿物主要由铁、锰的氢氧化物、铁矾类矿物、羟氧硫铅矿和偏砷酸氢铁矿组成,其中含铁次生矿物具有一定的空间演化特征.水-表层沉积物的重金属浓度空间分布差异主要受pH和次生矿物组合控制.水的重金属含量总体是随着pH的降低而增大,且Pb、Cu、Mn具有显著相关性.羟氧硫铅矿是Pb的主要沉淀方式;水钠锰矿的析出沉淀影响Mn、Pb、Cu的沉降率;水铁矿、针铁矿、施威特曼石控制低pH环境中Cu的沉降行为;针铁矿、黄钾铁矾、施威特曼石是水溶液中Cr的强力清除剂.     

广东乐昌铅锌尾矿的酸化潜力

利用净产酸试验(NAG)和净产酸潜力试验(NAPP)方法,研究了广东乐昌铅锌尾矿的产酸潜力.该尾矿的黄铁矿的硫和总硫含量分别为12.57%和18.68%,NAG和NAPP值分别为H₂SO₄ 220 kg·t^-1和326 kg·t^-1,NAG和NAPP的试验结果都表明该尾矿有着很高的产酸潜力.由于黄铁矿硫不会完全被氧化,NAG比NAPP可更为准确地预测尾矿的产酸潜力.2个剖面的分析表明,因氧化难以进入尾矿深部,酸化主要发生在尾矿表面0～20cm,且对下层尾矿的影响很小.尾矿的pH值与EC值显著负相关,表明酸化促进乐昌尾矿中盐分的溶解和重金属的迁移,在酸化的表层,有效态Pb、Zn、Cu和Cd含量显著高于未酸化的下层,而Pb、Zn、Cu和Cd的总量却显著低于未酸化的下层.     

安徽铜陵杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律

安徽铜陵杨山冲尾矿库使用期为1966—1990年,堆积了近1 308×104 t尾矿,选择该尾矿库进行尾砂重金属迁移规律研究.结果表明:在自然风化条件下,Cu,As,Hg,Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn,Pb,Hg和Cd在50～60 cm深处产生了二次富集;不同位置的尾砂中重金属迁移规律有一定差异,低洼区Zn,As和Cd等在表层形成局部富集,100 cm以内浅层尾砂中也有部分重金属元素二次富集;经过长期风化氧化和淋滤作用,浅层尾砂中的重金属元素易淋滤部分大多被淋失,风化后尾砂中Cu,Pb,As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其含量占全量比例均大于35%,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高.在尾矿库表面植草能减少扬尘,也可能造成部分重金属元素含量在表层异常升高,影响尾矿库的进一步改造和复垦.      

黄沙坪碳酸盐型尾矿氧化剖面特征及酸化机制

湖南黄沙坪铅锌矿尾矿富含碳酸盐及金属硫化物,属于碳酸盐型尾矿。通过对该尾矿铅垂剖面的结构构造,以及尾矿的矿物成分、化学成分、Paste pH值和Carb-ANC(酸中和能力)等分析,探讨碳酸盐型尾矿的酸化特征及其机制。研究表明:黄沙坪尾矿发育层状构造,即表面为胶结硬化层(hardpan),之下依次为弱胶结层、尾砂层及底层(接近尾矿潜水面)。尾矿的酸中和矿物主要为方解石;尾矿的产酸矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,但黄铁矿的抗氧化能力和产酸能力均较强于磁黄铁矿。尾矿剖面自下而上(或由早至晚),氧化作用逐渐增强,磁黄铁矿先于黄铁矿氧化(蚀变)分解并逐渐消失,此时尾矿的酸中和能力仍较强,尾矿保持近中性环境;之后,黄铁矿开始氧化产酸并大量消耗方解石,尾矿开始酸化;至尾矿表层方解石消耗殆尽,而黄铁矿仍持续释酸,尾矿酸化加剧。表层强氧化环境使纤铁矿大量沉淀并胶结尾矿颗粒形成硬层。黄沙坪尾矿由于含有大量的抗氧化能力和产酸能力均较强的黄铁矿,其酸水(+重金属)释放的潜力较大并且持续的时间也较长。     

金属矿山环境污染及整治对策

金属矿床开采 ,一方面是开发利用自然资源 ,另一方面由于对土水生态环境释放重金属和酸性废水而破坏自然环境。金属矿山环境污染源于金属硫化物特别是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化分解。金属硫化物的氧化释放出重金属离子和SO4 2 -,黄铁矿、磁黄铁矿的氧化还释放出Fe2 +、Fe3+和H+,铁 (Fe2 +、Fe3+)的存在和pH值的降低大大加速金属硫化物的分解和重金属元素的沉淀。铁氧化细菌的活动可以提高或催化氧化反应的速度 ,加速重金属的水解和沉淀。铁作为普遍存在的元素 ,其地球化学行为影响着金属硫化物氧化的程度和速度 ;铁作为主要的次生沉淀矿物 ,其承载矿物主导其它重金属元素的沉淀。本文介绍了碱性物质中和、湿地处理系统、覆盖隔离技术等一系列已成功地运用于金属矿山环境污染整治的实用方法 ,并对一些前沿整治技术作了简要介绍     

施加污泥对铅锌尾矿中重金属稳定效果研究

铅锌尾矿极端贫瘠且通常含有较高的有毒重金属,难以进行生态修复。该研究以剩余污泥作为改良剂施加于铅锌尾矿中,通过室内动态平衡实验,研究污泥在4种不同施加剂量(0.5%、1%、2%、5%)条件下,在不同时期对铅锌尾矿中重金属有效性的影响情况。结果表明,剩余污泥施加剂量为5%时能够明显降低尾矿中Pb、Zn、Cu、Cd有效态浓度,施加剂量为2%时可明显减低Zn、Cd有效态浓度。剩余污泥能显著增加尾矿中速效氮及速效钾含量。结果表明,剩余污泥有助于降低铅锌尾矿中重金属有效性;相对于0.5%、1%和2%的施加剂量,剩余污泥用量为5%时对尾矿重金属的稳定效果较好。     

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。     

硫化物矿物氧化反应动力学实验研究现状及进展

硫化物是自然界中常见矿物,在铅锌矿床中分布极其广泛（如黄铁矿、闪锌矿和方铅矿等）,矿产资源的开采利用,使其大量暴露于地表,与Fe^3＋、溶解氧等发生氧化作用,释放出大量酸性废水（AMD）和重金属元素等有害物质,导致局部表生地球化学异常和环境污染。因此硫化物矿物氧化动力学实验研究对于表生成矿作用和矿山环境污染治理方面具有...     

矿山不同片区土壤中Zn、Pb、Cd、Cu和As的污染特征

根据某典型有色金属矿山生产过程的污染状况,将受污染的矿区土壤分为尾矿污染区、坑道废水污染区、污风降尘污染区和精矿运输污染区4种类型.选择该矿区受污染土壤样本28个,用等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等方法分析了土壤重金属含量和形态特征.结果表明,该矿区土壤重金属Zn、Pb、Cd、Cu和As污染较为严重,土壤Zn、Pb、Cd、Cu和As平均含量分别达508.6mg·kg^-1、384.8mg·kg^-1、7.53mg·kg^-1、356mg·kg^-1 和44.6mg·kg^-1.不同片区间存在明显差别,污染强度以尾矿污染区最高,内梅罗综合指数为173,其次是精矿运输污染区和坑道废水污染区,污风降尘污染区污染较轻;各片区土壤的重金属元素以残余态为主,有机结合态比例最小,不同元素之间、不同片区土壤之间各形态所占比例差别不大.     

广西刁江沿岸土壤As,Pb和Zn污染的分布规律差异

分析了刁江流域矿区尾砂和上、中、下游地区土壤剖面重金属的含量. 结果表明:刁江流域上、中、下游地区都不同程度受到As,Pb和Zn的污染. 上游(距污染源16 km)表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)与尾砂相当,分别高达2.4×104,5.6×103 和1.2×104 mg/kg,下游拉烈和百旺(分别距污染源154和192 km)2个采样点表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)的平均值分别是《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)三级标准的47.05,1.81和5.48倍. 表层土壤中w(As)和w(Pb)随采样点距污染源的距离增加呈幂函数下降,w(Zn)呈线性下降,表明Zn在流域内的迁移能力大于Pb和As. 土壤剖面中3种重金属的质量分数均随土层深度的增加呈降低趋势,在土壤剖面的迁移能力表现为Zn>Pb>As. 总体上看,刁江流域土壤污染与尾砂中重金属的形态及其迁移特征密切相关,尾砂的排放控制和治理应该是刁江流域污染整治的关键.      

湖南某铅锌矿土壤重金属形态分析及淋溶液pH值对其淋滤的影响

为了解有色金属矿区土壤重金属形态及pH值对其迁移的影响,选取对土壤环境影响较大的Hg、Pb、Zn、Cr、Cd、Cu元素进行研究。采用欧共体参比司的三步连续提取法研究了某铅锌矿区周边农田10个土壤样品中重金属的形态分布,根据重金属形态中酸可提取态重金属的百分比,可得6种重金属的迁移能力大小顺序为Cd>Zn>Cr>Cu>Pb>Hg;用2.3、4.1、5.6、7.2四个不同pH值的淋滤液淋溶尾砂矿柱50 d,检测数据显示,酸度的提高可以显著促进尾矿砂中重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的溶出;除Zn元素外,其他元素在50 d内的溶出量均随时间的推移而降低。根据不同检测时间段内淋溶液溶浸出的重金属元素含量分析可知,重金属对酸性淋滤的敏感程度顺序为Cu>Pb>Zn>Cd。综合分析得出该农田重金属污染严重程度顺序为Zn>Cd>Pb>Cu>Hg>Cr。     

云南酸控区土壤重金属释放特征及潜在风险

研究了云南省酸雨控制区3种土壤重金属Pb、Zn、Cu在模拟酸雨淋溶作用下的释放特征,并进行了酸雨淋溶前后的潜在风险评价.结果表明,重金属在模拟酸雨作用下很快溶出,约30 h后趋于平稳,3种重金属Pb、Zn、Cu最大累计释放量分别为102.32、52.19和70.54 mg/kg.不同pH下重金属的溶出趋势基本相同,重金...     

乐昌铅锌尾矿的酸化及重金属溶出的淋溶实验研究

利用淋溶实验，研究了乐昌铅锌尾矿的酸化及其对重金属溶出的影响。结果表明：高硫和中硫尾矿因含很高的有效硫（分别为２０．４％和１５．９％），在尾矿的堆放过程中会发生酸化，发生酸化的时间在第５１周左右，低硫尾矿（有效硫为７．２％）在短期内不会发生酸化。尾矿发生酸化后，将促进其中盐份的溶解，从而使得Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｕ等重金属的溶出增高。本研究可为铅锌尾矿的环境管理提供科学依据     

Hydrogeochemical and mineralogical characteristics related to heavy metal attenuation in a stream polluted by acid mine drainage: A case study in Dabaoshan Mine, China

Dabaoshan Mine, the largest mine in south China, has been developed since the 1970s. Acid mine drainage (AMD) discharged from the mine has caused severe environmental pollution and human health problems. In this article, chemical characteristics, mineralogy of ocher precipitations and heavy metal attenuation in the AMD are discussed based on physicochemical analysis, mineral analysis, sequential extraction experiments and hydrogeochemistry. The AMD chemical characteristics were determined from the initial water composition, water-rock interactions and dissolved sulfide minerals in the mine tailings. The waters, affected and unaffected by AMD, were Ca-SO₄ and Ca-HCO₃ types, respectively. The affected water had a low pH, high SO₄^2- and high heavy metal content and oxidation as determined by the Fe²⁺/Fe³⁺ couple. Heavy metal and SO₄^2- contents of Hengshi River water decreased, while pH increased, downstream. Schwertmannite was the major mineral at the waste dump, while goethite and quartz were dominant at the tailings dam and streambed. Schwertmannite was transformed into goethite at the tailings dam and streambed. The sulfate ions of the secondary minerals changed from bidentate- to monodentate-complexes downstream. Fe-Mn oxide phases of Zn, Cd and Pb in sediments increased downstream. However, organic matter complexes of Cu in sediments increased further away from the tailings. Fe³⁺ mineral precipitates and transformations controlled the AMD water chemistry.     

北京市密云水库上游金铁矿区土壤重金属污染特征及对比研究

不同金属矿山选冶活动造成的矿区及周边土壤中重金属的分布累积特征不同.为了解密云水库上游金矿和铁矿矿区土壤中重金属地球化学特征的异同及污染状况,对区域内典型的金矿和铁矿矿区进行土壤样品采集,应用地球化学方法研究了2种土壤中重金属的污染特征,并应用地累积指数法评价了其污染状况.结果表明,2种土壤中除As外的其它重金属含量明显高于北京市土壤重金属背景值,金矿矿区土壤重金属含量普遍高于铁矿矿区.相关性分析表明,金矿矿区土壤中Cu含量与Pb、Zn(p<0.01)及Cr、有机质(OM)含量(p<0.05)之间显著相关,pH值与Pb含量(p<0.01)及Hg含量(p<0.05)呈显著负相关,而铁矿矿区土壤中重金属含量之间的相关性不显著.金矿尾砂中重金属含量明显高于铁矿尾砂,与矿区土壤污染状况一致.地累积指数法评价结果显示,金铁矿区土壤中重金属的污染程度均已十分严重,金矿矿区土壤污染程度高于铁矿,金矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Hg>Cd>Cr>Cu>Zn>Co>As;铁矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Cd>Cr>Co>Cu>Zn>Hg>As.该研究数据可为同一区域内不同金属矿区重金属污染的有效监控与治理提供科学依据.     

土壤和沉积物中重金属积累及其Pb、S同位素示踪

对榨子厂附近一个废弃多年的古老土法炼锌点土壤和沉积物中重金属的积累及污染程度进行了研究。研究区土壤、沉积物样品中Pb、Zn、Cd含量已大大高于该地区的背景值,zn的积累明显大于Pb的积累程度。相关分析表明,土壤和沉积物中Fe2O3对重金属有强烈的固定作用。沉积物和土壤中有很高的综合污染指数,显示出重金属的污染程度很高。化学形态分析表明重金属以碳酸盐结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态为主,有效态所占的比例很低,但其含量并不很低,在酸性条件下,有释放导致污染的可能性。同位素示踪结果显示,研究区土壤和沉积物中积累的Pb、S为矿山物质来源。