硫化物矿物的电子结构——理论和实验

<正> 金属硫化物不仅是最重要的一族矿石矿物,而且在结构化学、电性质、磁性质和其它物理性质上它们都表现出惊人的差异(Ribbe 1974;Vaughan和Graig 1973),因而,Ribbe等人要求矿物学家,以及固体物理学家和材料科学家们注意。在性质上,硫化物矿物包括从反磁性绝缘体到反磁性半     

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     

铜陵石炭系层状金属硫化物矿床稀土地球化学

本文揭示铜陵石炭系层状金属硫化物矿床中沉积围岩、侵入岩、蚀变岩及矿石矿物的稀土元素特征。不同产状,不同成分和来源的成矿热液,在不同成矿阶段中,各矿物组合中矿石矿物的稀土元素性状各异。     

用原子吸收分光光度法间接测定受淹的酸性硫酸盐土壤中的硫化物

<正> 在受淹的特别富铁的酸性硫酸盐土壤中,由于硫酸盐在绝氧情况下的化学反应而释放出的硫化氢,很容易转变成不溶的金属硫化物,主要是铁(Ⅱ)硫化物。测定硫化物所广泛采用的方法,是基于在硫化氢中硫化物沉淀为锌的硫化物,然后用甲又兰的形成或者用滴定法连续测定。本文描述的这种简单、快速和     

沉积环境中层状硫化物矿床的成因——着重讨论细菌作用的重要性

世界上相当数量的铜、铅、锌资源产于沉积岩中的大型层状硫化物矿床中。最近,许多地质工作者用细菌作用来解释这些矿床在沉积作用中的生成过程。由细菌作用生成的层状矿床特征:整合的,在平面上延伸远,含多层 Fe-Pb-Zn-Cu 硫化物层。多数金属硫化物层是单矿物层,即只由一种矿物构成。硫化物的薄层之间夹有沉积物的叶理——含普通碳质的白云质页岩或粉砂岩,常常富含钾。还常常见到硫化物的细脉或其它交代结构穿切层理面。澳大利亚许多重要的矿床属于这一类型,代表性的有下列矿床:     

Re-Os同位素体系在金属矿床研究中的应用

Re－Os法能够对金属硫化物矿物直接进行同位素定年，并可以根据矿物的Os同位素初始比值探讨成矿物质来源。它的研究对象还包括黑色页岩和洋底含金属沉积物等。普通Os法可以用于铂族元素矿物定年和成矿物源区的讨论。近年由常规Re－Os法衍生的Os－Os法有可能避免前者在定年技术方面的一些困难。Re-Os同位素体系为成矿年代学研究提供了广阔的前景。     

镍矿床的成矿作用特征

<正> 镍是重要的岩浆型成矿元素,但镍矿不仅仅限于岩浆型。镍的富集成矿规律在成矿理论上占有重要的地位。自然界中镍主要存在于硅酸盐矿物、硫化物中,少数情况可呈金属互化物,这体现了镍具有亲石性、亲硫性和亲铁     

再论含金硫化物矿物中能否存在负价金问题──答李九玲等同志

本文从讨论金属结合能何以具有表面化学位移的原因开始,从金属团簇的一般性质出发,论证了金属结合能自尺寸大于1nm的团簇到金属微粒再到块体金属具有连续过渡性;金属结合能与粒径R呈正相关;与1／R具线性负相关关系,认为金微粒或团簇具有1．1eV以上的结合能负位移是可能的。并指出李九玲等同志在“评<含金硫化物矿物中不可能存在负价金>”一文中引用的某些衬底材料上的金团簇呈现结合能正位移的数据是由于这些金困簇已与其衬底材料发生了键合作用造成的,它们不能作为否定金属结合能位移与粒径呈正相关的依据。同时,笔者从“化学结合金”在氰化过程中并未被氧化成正离子金判断,它不应是负价金。并由同质并能位移与粒径可具负相关关系推论,“化学结合金”应是合企硫化物矿物中可存在的少量微粒碲金矿、碲金银矿等中的正离子金。笔者强调在讨论企的价态问题时应采用Allred－Rochow电负性数据而非常用的Pauling电负性数据,并再次指出含金硫化物矿物中不可能有负价金存在。     

云南金顶铅锌矿碳、氧、硫同位素地球化学特征及其地质意义

本文对金顶铅锌多金属矿床矿石中硫化物硫同位素及碳酸盐胶结物中碳、氧同位素进行了研究分析,结果表明:成矿流体中的CO2与沉积有机物和海相碳酸盐岩有关,源自碳酸盐岩热解作用和去碳作用以及沉积有机物的氧化作用和脱羧基作用。矿床的矿石矿物组成反映了成矿环境为高氧逸度环境。硫同位素特征研究表明:矿床中石膏矿体中的硫可能来自三叠系古大洋硫酸盐矿物。而金属硫化物矿物中的硫具有多源性,其主要来源为生物或细菌还原地层中膏盐(石膏、硬石膏、有机质等)的还原硫、壳源硫和有机硫。同位素研究表明金顶铅锌多金属矿的成矿物质应源自地壳。     

闪锌矿和方铅矿硫同位素地质温度计简介

闪锌矿和方铅矿是金属硫化物矿床中常见的矿物。根据实验地球化学的研究,在闪锌矿和方铅矿紧密共生的条件下,上述两个矿物中硫同位素(S~(34))的差值,即△S_(SPb-G1)~(34)(Sph 为闪锌矿,G1为方铅矿,下同)与温度是一直线关系。因此,只要测出上述两矿物的 S~(34)值,即可求出该矿物形成的温度,因此它可以作为地质温度计。     

粤北大宝山槽对坑酸性矿山废水中不同沉积层次生矿物研究

矿山尾矿渣中硫化物的氧化作用易形成酸性矿山废水(AMD)和重金属污染,而氧化过程中形成的次生矿物对控制重金属污染起重要的作用。本文利用XRD和SEM等主要手段,对粤北大宝山多金属矿槽对坑酸性矿山废水四种不同颜色沉积层的次生矿物种类及其形貌进行了研究,发现不同沉积层均有丰富的次生矿物。从上到下,次生矿物种类从简单变复杂多样。尾矿砂层(S1)次生矿物种类主要为叶绿矾、针绿矾、黄钾铁矾;赭色层(S2)主要次生矿物有磷铝矾、七水铁矾,四水白铁矾、黄钾铁矾等;灰绿色沉积层(S3)主要有水砷铁矿,镁叶绿矾、赤铁矾及较丰富的李时珍石;S4层主要有黄钾铁矾、施威特曼石、铁明矾、水绿矾、镁叶绿矾等。其中黄钾铁矾是最常见的次生矿物,主要呈片状、菱面体状,与施威特曼石共生;施威特曼石也相对较富集,呈海胆状、放射状、鳞片状、球状等集合体产出;石膏较富集,呈完整晶体出现。酸性矿山废水中重金属元素的活动性受到次生矿物的影响;次生矿物在一定程度上能净化酸性矿山废水中有害元素,减少酸性矿山废水对周围环境的污染。     

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...     

金属硫化物矿山环境地球化学研究述评

矿业活动对矿山地球化学环境及周围的生态系统带来了巨大的环境影响。金属硫化物矿山开采过程中释放出大量的酸性废水,浸滤出大量的重金属离子,它们和固体废弃物已成为金属矿山采选业的三大环境公害和重要的环境污染源。文章述评了这三种污染源的环境地球化学效应,提出需要进一步加强矿山环境的矿物转化过程中环境地球化学信息的提取和识别,揭示复杂条件下酸性矿山废水中金属的形态、转化过程及其生态效应,建立相应地球化学演化模型,为矿山环境治理提供理论依据。     

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.     

Major environmental and ecotoxicological processes of heavy metals in Lean River polluted by discharges from mining activities

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｉｎａｉｓｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｎｄｒａｐｉｄｃｈａｎｇｅｓｉｎｉｔｓｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｉｔｓｅｃｏｎｏｍｉｃｐｏｌｉｃｉｅｓ．Ａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｒｉｔｉｃａｌｉｓｓｕｅｓｆａｃｉｎｇＣｈｉｎａｔｏｄａｙ．Ｔｈｅｓｅｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｐｏｉｓｏｎａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｅｉｎｆｉｓｈａｎｄｏｔｈｅｒｅ…     

Policy guidance for identifying and effectively managing perpetual environmental impacts from new hardrock mines

Perpetual environmental management at operating and proposed hardrock mines is a rapidly expanding global dilemma. While economies of scale have encouraged larger mines, improved models routinely predict long-term water quality degradation at sulfide metal mines. Technical causes include oxidation of sulfide minerals and seepage from waste rock, tailings, and pit wall rock. Perpetual treatment is usually less expensive than permanent stabilization, even using 2% “risk-free” investment return rate; but this option greatly increases the social and financial complexity. A few regulations address perpetual management, but specific requirements range from formal acceptance to complete prohibition. With vague regulations, predictions of long-term impacts often delay permitting as operators and regulators grapple with model uncertainty and regulatory ambiguity. Risk management tools (e.g., insurance, inflation-protected investments, etc.) can reduce but cannot eliminate risk, and their continued availability is uncertain. What regulators and mine operators need – but do not have – is a clear framework to guide them in developing perpetual management plans that balance risks (e.g., uncertainty in predictions, cost, finance, and governance) and ensure responsible environmental and social stewardship. This paper responds with a review of perpetual mine management issues, including technical causes, policy examples, investment tools, case studies, technical remedies, and principles for successful long-term management.     

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.     

Antimony transformation and mobilization from stibnite by an antimonite oxidizing bacterium Bosea sp. AS-1

Soils and waters are heavily contaminated by antimony in Xikuangshan（XKS） mine area.It is widely accepted that oxidative dissolution of sulfide minerals and aqueous dissolution are the most prevalent geochemical mechanisms for the release of Sb to the environment.Bosea sp. AS-1 is an antimonite-oxidizer isolated from the mine slag in Xikuangshan Sb mine. Whole genome sequencing revealed the presence of multiple sulfur-oxidizing genes,antimony（Sb） metabolism genes and carbon fixation genes in AS-...     

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.