酸性矿山废水与碳酸盐岩的作用过程及其被动治理技术研究进展

矿产开发利用过程中产生的酸性矿山废水（AMD）污染严重,极易导致周边生态环境破坏,而喀斯特地区天然材料碳酸盐岩（白云岩/石灰岩）及其中和反应产生的针铁矿、施威特曼石、水铁矿等次生矿物能通过氧化与还原、溶解与沉淀、配体交换、吸附络合等多种机制净化AMD。总结了碳酸盐岩中和AMD的反应机理、AMD溶蚀碳酸盐岩过程的物理化学行为,阐明了AMD-碳酸盐岩作用过程中形成的次生矿物种类、形成条件、生成顺序及其环境意义,并综述了国内外以碳酸盐岩为反应介质处理AMD技术的最新进展,以期为进一步提高碳酸盐岩处理不同类型酸性矿山排水的持续有效性、构建系统使用寿命预测模型以及优化处理系统工艺方法提供参考。     

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。     

酸性矿山废水源头控制技术研究进展

矿产资源开发和利用中产生的金属硫化矿经氧化、分解后会产生大量酸性矿山废水(AMD),导致矿区周围土壤和地下水受到严重的污染。介绍了AMD形成的原因,从阻隔水、空气与金属硫化矿物接触以及抑制微生物活性等方面入手,概述了中和法、杀菌法、覆盖法和表面钝化法等AMD源头控制技术的研究现状,总结了各方法的优缺点,并针对其不足之处提出了今后的重点研究方向。对于AMD源头治理抑氧控酸材料和源头控酸技术的研发具有一定的指导意义。     

碳酸盐岩抑制煤中有害元素释放和迁移能力的研究

为了揭示碳酸盐岩地质背景下碳酸盐岩对煤中有害元素的抑制作用,以煤和碳酸盐岩为实验材料设计了3个不同组合的淋溶柱,采用淋溶实验方法,探讨了碳酸盐岩对煤中Fe、Mn、Cu、As等元素释放和迁移的抑制能力.结果表明:碳酸盐岩能有效中和煤中黄铁矿等硫化矿物氧化产生的酸,淋溶液pH值显著升高;碳酸盐岩对煤中硫的释放和迁移能力的抑制作用不明显,对煤中Fe、Cu和As元素的释放和迁移的抑制能力较强,但对煤中Mn、Pb和Cd元素的释放和迁移的抑制能力相对较弱.碳酸盐岩能有效抑制酸性矿山废水的形成和演化,可作为碳酸盐岩地区酸性矿山废水防治的理想材料.     

贵州煤矿酸性废水“被动处理”技术的新方法探讨

论文在综述国内外有关酸性矿山废水治理的现行技术和方法的基础上,围绕贵州煤矿废水排放的现状及特点,把贵州煤矿废水归纳为两种主要类型,并针对性地提出两种预防和治理矿山酸性排水的方法:对正在开采矿山实行碳酸盐岩充填采空区技术,避免酸性矿山水外排;对废弃矿山排水采取坑口"(有氧/缺氧)垂向折流式反应池"技术,对酸性废水进行有效治理。     

酸性矿山废水天然中和形成的富铁沉淀及其环境属性

采集了云南王家滩铁矿的酸性矿山排水及其与溪流中和后的溪水与沉积物, 运用谱学及电子显微分析等方法,对采集样品的化学及矿物学等方面的特征进行了分析. 结果表明, 王家滩铁矿的酸性矿山排水在与未污染溪水中和时, 酸度和电导率均显著降低, 但元素的浓度变化不很一致, 沿水流方向,除Fe3+、SO2-4、 Ca2+等少数元素, 大多数元素的浓度都未发生明显的降低. 中和成因沉淀物具有富铁的特征,矿物组成以水铁矿为主, 此外在下游沉积物中还见有少量针铁矿及纤铁矾. 其中上游中和区水铁矿以2线水铁矿为主, 下游以6线水铁矿为主. 而各处沉积均具有明显的分层特征,且均为外层以2线水铁矿为主, 内层以6线水铁矿及针铁矿为主. 以水铁矿为主要矿物的中和沉积物对各种有毒有害元素具有较强的吸持作用. 对这些结果的进一步分析表明, 在成因上,pH值和SO2-4的浓度共同控制了水铁矿的形成;在重(类)金属吸持方面,水铁矿的迁移及相应的对AMD中重(类)金属的自净化作用受中和区域的水动力条件影响较大.     

环境污染及其防治

X52(X)1沮阴2国外尾矿酸性排水和重金属淋滤作用研究进展/陈天虎…(合肥工业大学资源与环境科学系)//环境污染治理技术与设备/中科院生态环境研究中心一2印l,2(2)一41一46环图X一4 尾矿引起的环境问题是水一气一矿物在地表条件下发生复杂反应的综合结果。近年来,国外学者研究显示,发生在尾矿中的风化作用不仅仅有硫化物的氧化作用,而且还伴随有机物氧化作用,碳酸盐等矿物中和作用,次生矿物沉淀作用、结晶作用、胶结作用、矿物交代蚀变作用、吸附作用、离子交换作用以及生物作用。上述各种作用互相影响,互相制约。目前,最新研究表明,许多因…     

锑矿开采条件下矿井水酸化过程分析

矿山开采过程产生的酸性排水及其携带的重金属对生态环境造成了严重的危害,其防控的关键在于控酸,因此矿井水酸化过程的解析可为矿山酸性排水的源头防控提供理论依据。本文以独山半坡锑矿为研究区,采集矿井内部不同区域水体样品32件,通过对水体酸化的矿物端元解析和重金属的共氧化过程、离子水解过程以及不同类型矿井水的混合过程分析,揭示了矿井水的酸化过程。结果表明,矿井内辉锑矿与黄铁矿的氧化使流经的矿井水具有低p H和高硫酸根的特征,与未受矿业活动影响的地下水具有明显差异。在矿井水流动过程中,Sb(Ⅲ)与Fe(Ⅱ)的共氧化过程消耗了氢离子,不同水体混合过程中碳酸氢根对酸的缓冲作用明显,以上过程延缓了矿井水的酸化;由于水体酸化使Al、Mn、Fe等离子溶出,而这些离子可能发生的水解过程加速了矿井水的酸化。     

铅锌尾矿库中黄药对水合氢氧化铁形成的影响

对铅锌尾矿库中的尾矿进行模拟淋溶实验,试验结果表明,当铁离子含量为200 mg/L、黄药含量为100 mg/L的淋滤溶液经过填充有颗粒物的淋溶柱后,浸出溶液中铁的含量分别0.01 mg/L,黄药的含量1 mg/L。加入黄药后的酸性含铁废水与尾矿中的具有酸缓冲能力的矿物发生中和反应,pH值升高,形成水合氢氧化铁沉淀,但形成的水合氢氧化铁与未加黄药形成的水合氢氧化铁在形成的位置和形成的形态上有所差异。     

铜陵相思河流域重金属分布特征研究

以安徽铜陵相思河流域为例,研究金属矿山开采活动区重金属的分布特征.在该流域分别采集了采矿废石、土壤、水系沉积物及地表水样品,测试了其中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg的含量,实验并计算了采矿废石产生矿山酸性排水的可能性,采用改进的Fǒrtsner 5步逐级提取法分析了采矿废石中Pb和Cr的赋存形态,进而总结了各类样品中重金属元素的分布特征,探讨了矿山开采活动区重金属的生态危害.研究表明,铜陵相思河流域上游凤凰山铜矿的采矿废石较少或不产生矿山酸性排水,而中游新桥硫铁矿的采矿废石会产生矿山酸性排水,缘于前者富含重金属元素的硫化物矿物含量较低而CaO含量较高.采矿废石中重金属元素含量一般较高,且其中还原态含量与之呈正相关关系,表明采矿废石中的重金属元素极易溶解于矿山酸性排水中而迁移至矿山周围环境.相思河流域土壤、水系沉积物和水体中的重金属分布具有明显的规律性,上游地区重金属元素含量较低,没有超过相应的国家污染标准和元素背景值,而中游地区重金属元素含量均较高,有明显的重金属污染,反映中游地区新桥硫铁矿的采矿活动对采矿区周边环境有一定的生态危害,矿山企业应重视采矿废石的排放及酸性矿山排水的处置.     

广西高砷区采矿业污染河流治理探讨

本文根据前期刁江水系重金属污染的调查研究结果,并参考国内外矿山固体废物处理处置以及河流重金属污染治理的研究进展,对刁江上游矿区尾砂综合利用以及刁江水系重金属污染治理进行探讨。本文讨论建议采取措施加强刁江上游矿区水土保持和生态恢复,对采矿和选矿尾砂进行综合利用,以减少尾砂排放;对于刁江水系重金属污染,建议对严重污染的河段沉积物进行疏浚处理,对疏浚沉积物进行综合利用,以减轻刁江水系污染和防治二次污染。     

锑矿区酸性岩排水产生潜力预测研究

酸性岩排水(ARD)潜力预测研究对于预防、控制和治理金属矿山环境污染问题具有重要意义。本文应用酸碱估算法(ABA)和净产酸测试法(NAG),对贵州独山半坡锑矿区的19个代表性样品进行了产酸潜力评价,并应用各种分类标准对样品进行产酸能力分类。研究结果表明,所有的(废)矿石样品都具有产酸潜力(PAF),需要对(废)矿石进行有效的防控,以阻止酸性岩排水的产生。围岩样品的产酸潜力取决于采样点,尾矿样品没有产酸潜力(NAF)。ABA和NAG测试结果表明NAPP和NAGpH分类评价法适用于本研究区内样品ARD的预测评估。     

浅析我国水资源与水污染治理现状

从我国水资源的贫乏,部分地区水资源的浪费和主要水流域污染的日益加剧等方面描述了我国水资源的现状,对水污染的治理提出了对付策略.     

用岩-土显微特征示踪碳酸盐岩母岩的成土过程——以贵阳市大山洞岩-土剖面为例

以贵阳市大山洞岩-土剖面为例,通过对土层及其碳酸盐岩母岩在物质组分、结构构造等显微特征方面的研究,分析碳酸盐岩母岩的成土过程为:母岩在风化作用过程中,碳酸盐类矿物被溶解随水流走,难溶的粘土矿物和石英等残留下采,铝硅酸盐类矿物经分解并最终形成粘土矿物、褐铁矿、三水铝石、硬、软锰矿和蛋白石(最终变为玉髓和石英),上述矿物堆积下来形成土层。     

贵州岩溶地区筑路石材性能与沉积环境关系初探

碳酸盐岩是岩溶地区修建公路的主要砂石材料来源,贵州岩溶地区碳酸盐岩资源丰富,如何合理利用该项资源,是公路建设中急需解决的问题之一。根据贵州岩溶地区碳酸盐岩分布特点及其生成环境,结合筑路石材性能指标,旨在探讨筑路石材性能与其相应沉积环境之间的关系,以为经济合理地开发利用筑路集料起指导作用。     

硫化物矿山尾矿缓释抑菌剂滴丸的制备及性能测试

为阻止或减缓嗜酸性硫氧化菌对硫化矿物的氧化,研究了十二烷基磺酸钠(SDS)对广东韶关大宝山多金属尾矿区分离出的氧化亚铁硫杆菌的杀菌效果.为提高抑菌剂的有效利用率,采用滴制法将其制备成具有缓释功能的抑菌剂滴丸,并分析了抑菌剂滴丸的表面特征、元素组成及缓释性能.结果发现:滴制法可以把SDS均匀地分散在以醋酸纤维素为骨架的缓释滴丸内部;滴丸的载药率可以达到40%以上;实验周期内杀菌成分可在酸性溶液中持续缓慢溶出,溶液中ρ(SDS)逐渐升高.氧化亚铁硫杆菌摇瓶浸矿结果显示:使用抑菌剂缓释滴丸后,实验周期内溶液的pH值、Eh变化幅度较小,而且Zn2+、总Fe的溶出率分别比未加滴丸的处理低61.37%、84.44%,缓释杀菌作用显著.     

矿业废弃地重金属形态分布特征与迁移转化影响机制分析

为探究矿业废弃地重金属形态分布特征和迁移转化的影响机制,在广东大宝山矿区矿业废弃地采集土壤和尾砂样品,分析重金属形态特征;采用Pb稳定同位素分析进行矿区污染源解析,并结合矿区典型矿物的X射线衍射分析(XRD)、透射电镜-能谱分析(TEM-EDS)和拉曼分析,以及室内模拟浸出实验,阐明矿区重金属迁移转化的特征和影响因素.结果表明,矿区土壤和沉积物样品中Cd、 Pb和As的赋存形态以残渣态为主,占总量的比例范围为85%～95%;其次为铁锰氧化物结合态(1%～15%).矿区土壤和尾砂中的主要矿物类型为黄铁矿(FeS₂)、黄铜矿(CuFeS₂)和金属氧化物,同时也存在少量的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS).酸性条件(pH=3.0)有利于Cd和Pb从土壤、尾砂和矿物(黄铁矿和黄铜矿)中释放迁移,并从残渣态向非残渣态转化.铅同位素分析显示土壤和尾砂中的重金属(Pb)主要来自采矿区金属矿物的释放,矿区柴油的贡献率在30%以内.多元统计分析表明矿区土壤和尾砂重金属主要来源于3种类型的矿物污染源,即黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿+金属氧化物,其中Cd、 As和Pb主...     

模拟研究尾矿对环境的污染及治理探讨

文章通过对广东粤北地区几类典型的尾矿、废石等矿山废弃物进行酸雨淋洗的模拟实验,研究了酸性条件下矿山废弃物中重金属离子Fe、Ni、Pb、Zn、Mn、Cu和Cd以及硫酸根的溶出情况。结果表明,在酸雨条件下矿山废渣可以产生一定量的可溶性重金属,主要以Fe、Mn和Pb为主;尾砂同时产生一定的可溶性硫酸根,导致矿山流出水呈酸性。探讨了用石灰作为矿山流出水的pH调节剂、利用共沉淀除去重金属的可能性;并提出了治理尾砂堆场的措施。     

膨润土(蒙脱石)在城市环境治理中的应用

现代城市地质环境日益恶化。环境污染日趋严重。粘土矿物因具有特殊的层问域而具有吸附作用、离子交换作用等性质，在治理城市环境污染、净化城市空间等方面发挥着重要的作用。本文对利用膨润土(蒙脱石)在治理城市垃圾产生的渗滤液污染、修复和净化城市污染水体中的研究现状进行了综述。