不同修复材料对铅锌尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd含量的影响

采矿业产生的大量尾砂作为典型的污染源,其含有的重金属等有害成分在雨水浸淋下会直接或间接对周边环境造成污染。为研究尾砂中重金属的污染修复技术,以湖南郴州某废弃矿区的尾砂为研究对象,通过添加质量分数为2.0%的生石灰、还原铁粉、过磷酸钙等廉价修复材料,对尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量变化进行研究,并就其含量变化所体现的时间效应及机理进行探讨。研究发现,还原铁粉对尾砂的修复作用最好,其次是过磷酸钙。还原铁粉使得尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了59.91%,56.53%,75.81%,35.78%;过磷酸钙使得尾砂DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了48.85%,44.27%,44.27%,39.23%,可为尾砂中重金属稳定化工程实施提供参考。     

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.      

尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属的影响

为研究2001年特大洪水导致的北山铅锌矿尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属含量的影响及其潜在的生态风险,沿大环江自北向南设置了21个样点,共采集沉积物样品77个;分别采用SQG(沉积物质量基准)、PLC(污染负荷指数)和Hankson潜在生态风险指数法,对尾砂库下方大环江沉积物表层及剖面中As、Pb、Cd、Cu和Zn 5种重金属进行了分析和评价. 结果表明:大环江沉积物剖面pH平均值在2.09~7.51之间,其中38.1%的采样点土壤pH低于环江县背景值上限;表层(0~25 cm)沉积物中w(As)、w(Pb)、w(Cd)、w(Cu)和w(Zn)的平均值分别是环江谷地土壤平均值的3.2、20.0、59.2、2.1、17.0倍. 沉积物剖面的重金属质量分数分布主要有自上而下先降后升或先升后降2类规律,w(As)与w(Pb)、w(Cu),w(Pb)与w(Cu)、w(Zn),w(Cd)与w(Zn)均呈显著相关. 根据SQG法评估结果,大环江沉积物剖面首层(0~22 cm)w(As)、w(Pb)、w(Cd)和w(Zn)已对水域生物产生严重影响;大环江流域的PLI为2.57,属于极强污染;以环江县土壤背景值为参比值的Hankson潜在生态风险指数分析结果显示,大环江表层沉积物呈现强~极强的生态风险,5种重金属的污染程度为Cd＞Pb＞As＞Zn＞Cu. 尾砂库溃坝导致大环江沉积物中重金属质量分数陡然升高且难以恢复.      

EDTA溶液修复重金属污染土壤的效果及金属的形态变化特征

采用0.05mol·L^-1的EDTA作为萃取剂,在一定的萃取条件下,对2种尾矿土壤中重金属进行土壤柱萃取实验,并采用优化的BCR(European Community Bureau of Reference)连续萃取方案对萃取前后的Pb、Zn、Cu和Cd进行形态分析.研究EDTA对4种金属的萃取效率及萃取前后的形态变化特征.结果表明,EDTA能有效的从土壤中萃取该4种金属,萃取效率依次为:Cd>Zn>Cu>Pb;金属的4种形态均能被EDTA萃取;在浅层土壤中,EDTA对酸可提态的金属的萃取效果尤为显著;在深层土壤中,酸可提取态、氧化物结合态、有机结合态和残余态4种形态的金属萃取效果,随着土壤柱深度的增加而降低.     

不同粒径钨尾砂中重金属的含量及形态研究

以江西省赣南地区牛孜石、画眉坳、西华山钨矿尾砂库为研究对象,采集钨尾砂样品3份,使用标准筛将其细分为7个粒径等级(450μm)。以BCR连续提取法对重金属进行形态提取,ICP-OES测定不同粒径钨尾砂颗粒物中Cr、Mn、Cu、Zn、Cd、As、Pb、Ni重金属各形态的含量。研究结果表明:不同粒径的尾砂中重金属的含量差异明显,Cu、Zn元素在粒径>380μm的颗粒物中含量较高,Cr、Cd、Pb、Ni、Mn元素则在粒径<25μm的颗粒物中有着很高的含量,特别是Pb,该粒径中的含量远高于其他任何粒径区间。重金属形态随尾砂粒径分布表明:不同矿区同一粒径的尾砂各形态重金属所占比例差异明显,但相同的是,粒径大于450μm的颗粒物中Cu、Zn可交换态形式所占比例较高,而粒径小于25μm的极细颗粒物中,可溶态的Ni含量很高,需要采取有效管理措施以遏制可能发生的污染。     

亚氨基二琥珀酸修复重金属污染土壤及环境风险削减评估

以亚氨基二琥珀酸（ISA）为洗脱剂,考察ISA投加量、洗脱液pH值、反应时间和土液比对Cd、Pb和Zn去除率影响,通过Box-Behnken多因素设计法优化最佳洗脱条件,并采用涵盖土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的综合环境风险法评估修复效果.结果表明,ISA对Cd、Pb和Zn去除率随其浓度增加而增加;ISA浓度为50mmol/L时,对矿山污染土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到11.83%、34.26%和20.96%;对污染农田土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到48.89%、57.08%和81.80%.增加反应时间和洗脱液酸性有助于提高ISA对Cd、Pb和Zn去除率.随土液比减低,Cd、Pb和Zn去除率呈上升趋势.ISA去除Cd、Pb和Zn最佳条件为：ISA浓度70mmol/L、洗脱液pH4.0和反应时间120min,预测矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总去除率最大分别为32.58%和93.16%.ISA大幅度降低水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn残留量,从而削减矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总环境风险达50.81%和87.13%.亚氨基二琥珀酸可有效去除污染土壤中重金属并降低残留重金属的环境风险,是一种潜在材料可用于土壤重金属污染修复.     

亚氨基二琥珀酸修复重金属污染土壤及环境风险削减评估

以亚氨基二琥珀酸（ISA）为洗脱剂,考察ISA投加量、洗脱液pH值、反应时间和土液比对Cd、Pb和Zn去除率影响,通过Box-Behnken多因素设计法优化最佳洗脱条件,并采用涵盖土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的综合环境风险法评估修复效果.结果表明,ISA对Cd、Pb和Zn去除率随其浓度增加而增加;ISA浓度为50mmol/L时,对矿山污染土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到11.83%、34.26%和20.96%;对污染农田土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到48.89%、57.08%和81.80%.增加反应时间和洗脱液酸性有助于提高ISA对Cd、Pb和Zn去除率.随土液比减低,Cd、Pb和Zn去除率呈上升趋势.ISA去除Cd、Pb和Zn最佳条件为：ISA浓度70mmol/L、洗脱液pH4.0和反应时间120min,预测矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总去除率最大分别为32.58%和93.16%.ISA大幅度降低水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn残留量,从而削减矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总环境风险达50.81%和87.13%.亚氨基二琥珀酸可有效去除污染土壤中重金属并降低残留重金属的环境风险,是一种潜在材料可用于土壤重金属污染修复.     

工业城市农田土壤重金属时空变异及来源解析

环境政策调控对农田土壤重金属富集趋势影响显著.本研究以典型工业城区周边农田为例,采用经典统计与地统计方法分析土壤Cd、 Pb、 Cu和Zn含量变化及时空分布特征,并采用PCA/APCS模型对土壤Cd、 Pb、 Cu和Zn污染来源及变化进行分析.结果表明,与2011年相比, 2017年研究区土壤Cd、 Pb、 Cu和Zn含量整体呈增加趋势.空间分布上Cd和Pb含量在2个时期均表现为从西北向东南逐渐降低,Cu和Zn含量在2011年表现为从北向南逐渐降低, 2017年表现为从西北向东南逐渐降低.与2011年相比, 2017年工业污染源对Cd、 Cu和Zn贡献率分别增加5.58%、 10.4%和20.4%,对Pb贡献率降低19.7%;其它源对Cd和Pb贡献率分别增加3.76%和24.8%,对Cu和Zn贡献率分别降低9.27%和4.31%.相关举措降低了工业污染源带来的区域土壤Pb累积,但对Cd、 Cu和Zn污染防控并不明显,新的Cd和Pb污染源需引起重视.     

大厂矿区锡矿尾砂对银合欢生长的影响研究

大厂矿区锡矿尾砂含有多种有毒有害物质 ,尤其是重金属As、Cd、Zn ,严重限制了植物的自然定居与生长。筛选能适应如此恶劣的条件的植物种类和对尾砂进行适当的改良是锡矿尾砂库植被恢复与重建成功与否的关键。在温室内进行的银合欢栽培实验表明 ,城市垃圾肥能较好地改善尾砂的理化性质 ,可以起到替代土壤的作用 ;银合欢在尾砂含量和垃圾肥含量各为 50 %并添加适当磷肥的组合中生长良好 ,可以作为大厂矿区锡矿尾砂库植被恢复与重建的优选植物。     

模拟酸雨下铅锌冶炼废渣重金属的静态释放特征

以株洲某铅锌冶炼废水中和渣为研究对象,开展不同初始pH值（3.0,4.5,5.6和7.0）模拟酸雨静态浸出实验,研究22d浸泡过程中废渣Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的动态释放规律及其化学形态变化和矿物相变特征.结果表明,废渣具有较强的酸缓冲潜力,浸出液pH值稳定在6.20~6.66.Cu和Pb在浸泡初期释放较快,Cd和Zn释放相对较慢.浸出液Cd浓度随浸出时间增加而上升,Zn浓度呈波动变化,Cu和Pb浓度变幅较小.提高雨水酸度促进废渣中重金属的释放,浸出液Cd、Cu、Pb和Zn浓度范围分别为1.38~8.70,0~0.02,1.21~2.26和27.2~135mg/L,其中Cd、Pb和Zn浓度分别超过我国《铅、锌工业污染物排放标准》（GB 25466-2010）限值的26.6~173倍、1.42~3.52倍和17.1~89.0倍..重金属BCR顺序提取表明,浸出液中较高Cd和Zn浓度与其赋存高活性态比例一致,且酸雨促使残渣态Cd和Pb向活性态转化.XRD分析显示,pH=3.0酸雨处理22d后原废渣中Cd和Zn的赋存矿物相消失,PbSO₄谱峰增强,表明废渣重金属的释放受其赋存矿物相及次生矿物形成的影响.重金属释放率呈现出Cd （2.50%~15.8%）> Zn （0.41%~2.13%）> Pb （0.06%~0.10%）> Cu （0.0003%~0.11%）的趋势.自然堆存酸雨作用下废渣中Cd、Pb和Zn具有较大环境风险,需加强降雨淋滤污染防治管控.     

Study on the cementitiousness of asbestos tailings

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｎｅｓｏｆａｓｂｅｓｔｏｓｔａｉｌｉｎｇｓＬｕＺｈｏｎｇｙｕａｎ，ＨｕｏＪｉｃｈｕａｎ，ＬｉａｏＱｉｌｏｎｇ，ＸｉｏｎｇＹｉｍｏｕＳｏｕｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａ...     

Synthesis process of forsterite refractory by iron ore tailings

With mineral resources becoming gradually more deficient, as well as the issue of mine tailings causing environmental pollution, more and more people have realized the great significance of tailings utilization. Iron ore tailings, as a kind of secondary resource, have been developed in recycling industries. The feasibility to produce forsterite refractory from high-silicon iron tailings and high-magnesium raw materials were discussed. Also, the synthesis reaction processes were studied from the results of the laboratory experiments. The experiments showed that the synthesis processes can be separated into three steps when using iron tailings to synthesize forsterite: (1) produce magnesium iron sosoloid (Mg_1-XFe_XO) and magnesium metasilicate (MgSiO₃), (2) form the fayalite, and (3) create the forsterite. The synthetic productions are primarily forsterite, hortonolite, and small amounts of magnesium metasilicate (MgSiO₃). The hortonolite is wrapped around the surface of the forsterite particles and formed the cementing phase. In addition, the method to produce forsterite refractory and lightweight forsterite refractory from iron tailings were offered.     

Life cycle assessment of mine tailings management in Canada

The effective management of mine tailings involves the control of several environmental impacts and legal requirements. Six tailings site management and closure scenarios were developed for a copper zinc underground mine located in Quebec (Canada) and compared using life cycle assessment (LCA). Two options are considered for the mine operation: tailings can be sent to the tailings disposal area where they are submerged or they can be partly used for backfilling. For each of these two operation options, three alternatives are presented for mine closure: (a) submerged tailings, (b) partial desulphurization with a cover of desulphurized material and (c) a cover with capillary barrier effects (CCBE) made of natural soils followed by revegetation. The goals of the study were to draw the inventory of these management scenarios from the development to the post-closure phase, to assess and compare their environmental impacts and to determine the importance of the land-use impact category. The potential impacts for each scenario were evaluated using the IMPACT 2002+ LCIA method. The results of the performed LCA indicate that for mine development and operation, scenarios where tailings are partly used as backfill for underground stopes appear to lead to larger impacts in 11 of the 14 midpoint categories since the backfill plant operation consumes a greater amount of material and energy. For a site closure period of 2 years, the CCBE option creates the greatest impacts, since it requires much more effort than the other techniques. The results for the post-closure phase have been analysed separately since they have a larger uncertainty. They appear to modify the comparative assessment results. The various results presented in the paper show the importance of taking land-use impacts into account.     

酸浸渣制取硫酸亚铁的研究

论述了利用金矿冶炼中的酸浸尾渣制取硫酸亚铁溶液，主要考察了温度、反应时间、硫酸浓度、硫酸用量对铁浸出率的影响，得出了酸浸尾渣制取硫酸亚铁的最佳工艺条件。     

某铅锌尾矿库周边地下水污染特征与评价

通过对西南某铅锌矿尾矿库周围地下水土壤重金属元素含量的测定,研究、评价该尾矿库及其周围的浅层和深层地下水重金属污染、迁移特征及规律,为该类尾矿库工程设计、地下水预防和防治提供科学依据。结果表明：尾矿库下游的浅层地下水的铅和锌超标,尾矿库上游浅层地下水和尾矿库南、东和西的深层岩溶水各重金属物均达到《地下水质量标准》（GB／T14848—93）III类标准要求。尾矿库周围浅层地下水铅、锌、砷等重金属浓度比同一位置的深层地下水的高。     

Pretreatment of cyanided tailings by catalytic ozonation with Mn/O

The increasing amount of cyanided tailings produced as a by-product has gained significant attention in recent years because of the rapid development of the gold industry and extensive exploitation of gold mineral resources. The effective use of these secondary resources is becoming an important and urgent problem for all environmental protection staff. Manganese-catalyzed ozonation for the pre-oxidation of cyanided tailings was studied and the effects of Mn^2 + dosage, initial sulfuric acid concentration, ozone volume flow, temperature and agitation speed on pretreatment were examined. The optimum reaction conditions were observed to be: ore pulp density 2.5%, agitation speed 700 r/min, temperature 60°C, Mn^2 + dosage 40 g/L, ozone volume flow 80 L/hr, initial sulfuric acid concentration 1 mol/L, and reaction time 6 hr. Under these conditions, the leaching rate of Fe and weight loss could reach 94.85% and 48.89% respectively. The leaching process of cyanided tailings by Mn^2 +/O³ was analyzed, and it was found that the leaching of pyrite depends on synergetic oxidation by high-valent manganese and O³, in which the former played an important part.     

贵州镇远提钒尾渣固体废弃物二次资源利用研究

为了开发无尾矿、少尾矿提钒工艺,对贵州镇远江古钒矿实验室扩大试验流程产生的尾矿进行资源化利用研究,尾渣物质组成研究表明:提钒尾渣的主要化学成分为二氧化硅,主要矿物为石英,尾渣放射性检测结果高于建筑物主体墙材中放射性指标的要求,不能直接应用于建筑主体材料.经用尾渣烧成水泥试验结果表明:尾渣烧成的水泥熟料基本化学成分、物理性能测试结果符合GB/T 21372-2008硅酸盐水泥熟料要求.     

离子型稀土尾矿残留铵缓释性分析

为探究尾矿残留NH₄⁺的缓释性,以江西信丰离子型稀土矿为研究对象,柱浸制备浸出尾矿,去离子水淋洗尾矿.按照淋洗→封存→再淋洗的步骤,考察了淋洗尾矿不同含水率（1.3%,15%,35%,250%）,不同封存时间（15,30,60,120,180,195,210,240d）和不同传质机制（对流、扩散）下NH₄⁺的淋出量.结果表明：尾矿再淋洗仍能淋出NH₄⁺,NH₄⁺淋出量受含水率、封存时间和传质方式影响;含水率≥15%时,NH₄⁺淋出量整体随时间推移而递增;同时间下,NH₄⁺淋出量整体随含水率增大而增大;其他条件相同时,对流传质下NH₄⁺淋出量大于扩散.尾矿再次淋出的NH₄⁺是可交换态NH₄⁺向水溶态NH₄⁺转化的结果.     

金属尾矿作水泥混合材活性试验研究

选取烧失量低于10%,SO3含量低于3%,SiO2、Al2O3含量较高,适于作水泥混合材的6种金属尾矿进行水泥混合材活性试验研究.6种金属尾矿分别按10%、15%、20%、25%、30%与熟料、石膏进行配比.试验结果表明:6种金属尾矿不同掺配比活性试验的R28在68.72%～76.54%之间,高于活性混合材R28为62%的判定指标,由此可认为此6种尾矿均属于活性混合材,可单独用作水泥活性混合材;6种金属尾矿掺配比在小于30%的范围内,水泥安定性、凝结时间等性能指标均符合普通硅酸盐水泥要求;6种金属尾矿掺配比在小于30%的范围内其强度均满足32.5R等级水泥强度要求;尾矿掺配比为10%时,6种金属尾矿除3号尾矿外,均满足42.5R等级水泥强度要求.符合要求的金属尾矿用作水泥混合材,将扩大水泥混合材来源,降低水泥粉磨能耗和成本,实现尾矿的资源化和水泥工业的可持续发展.     

某钼矿尾矿库地下水污染的随机模拟

为分析参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以某钼矿尾矿库地下水污染问题作为研究实例,选取钼离子作为模拟因子,建立该钼矿尾矿库地下水污染数值模拟模型,对输出结果进行不确定性分析.为降低替代模型的维数,运用灵敏度分析法筛选出对模拟模型输出结果影响较大的2个参数作为模型中的随机参数.为减少反复调用数值模拟模型产生的计算负荷,分别运用克里格方法和支持向量机法建立模拟模型的替代模型,并比较二者的精度,选择精度较高的替代模型完成蒙特卡罗随机模拟.最后,对随机模拟的输出结果进行统计分析与区间估计,对地下水污染超标的风险进行评价.结果表明：置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为0.71~2.29,0.28~1.02,1.55~3.25mg/L.此外,结合《地下水质量标准》以及污染物浓度分布函数曲线,井1,2,3中水质达到地下水质量标准Ⅴ类的概率分别为99.7%,97.1%,99.6%.本研究可为地下水污染防治提供更科学、全面的参考依据.