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。     

碳酸盐岩地区矿山酸性排水的产生及其防治初探

尾矿中的硫化物在空气、水、微生物等的作用下,发生一系列的物理化学反应,形成矿山酸性排水(AMD)。在碳酸盐岩地区,由于尾矿和围岩中都含有大量对酸具有中和效应的碳酸盐矿物,于是人们一直认为碳酸盐岩地区的尾矿不存在酸污染。而如广西大厂、广东凡口及大宝山、贵州牛角塘等碳酸盐岩地区矿山的尾矿却存在着严重的酸污染,其主要原因是碳酸盐矿物在中和酸水过程中,表面会形成阻止反应进一步进行的次生包壳,碳酸盐矿物的实际中和量达不到其理论值。矿山酸性排水携带大量的重金属离子,对碳酸盐岩地区的生态环境及矿山工程设施带来严重的危害。针对碳酸盐岩地区尾矿自身的特殊性,对新建尾矿堆采用覆盖法,而对已经产酸的尾矿用渗透反应栅法,是防治这类尾矿酸化的有效方法。     

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。     

西双版纳南坡铜矿区植物地球化学异常特征及形成机理

对西双版纳南坡铜矿区植物与土壤地球化学剖面研究发现:发育在Ⅰ线研究剖面山脊隐伏矿床上方和山坡脚近溪流处的Ⅰ号和Ⅱ号植物综合异常,其赋存空间、物质来源及发育状态受不同成因类型的土壤异常的控制。Ⅰ号异常反映了土壤气体异常、碎屑异常和上移水成异常;Ⅱ号异常反映了土壤侧移水成异常和部分水化学异常。由于元素在植物根际环境的地球化学赋存状态及其生物有效性,植物对元素吸收的选择性和屏障效应等因素,植物中某些异常元素同土壤异常中的相应元素具有不协调性。植物地球化学异常库和所有的地球化学异常库都发生关系,它们在一定的时空、环境和动力条件下发生一系列复杂的界面反应,使元素向植物迁移转化,导致植物地球化学异常的形成。     

硫化矿尾矿酸性矿山废水污染及释酸能力预测评价方法

酸性矿山废水是全球矿山面临的最严重的环境问题之一。文章介绍了评价硫化物尾矿产酸潜力的2种方法,即静态溶浸测试和动态淋滤测试。静态溶浸测试包括酸碱估算法和净酸生成法2种。还探讨了2种方法所存在的问题和局限性,并对进一步的研究进提出了设想。     

珊瑚钨锡矿硅质尾矿中Cd、As、Zn、F富集迁移及环境污染

硅质尾矿在释放中性矿山废水(NMD)时所伴生的多元素复合污染问题值得重视。本文以桂东北珊瑚矿尾矿作为研究对象,通过分析该尾矿的组构、元素富集及迁移特性,筛选出主要污染元素,并探讨尾矿胶结层对元素富集迁移的影响。结果表明:(1)该尾矿中Cd、As、Zn及F富集程度较高、可交换态含量(易迁移释放量)较大,是主要的污染元素,而Cu、Pb、Tl产生污染的可能性较小;(2)胶结层对重金属具有再富集作用,但其对可交换态Cd、As(Tl)再富集明显,而对可交换态Cu、Pb、Zn再富集则不明显。胶结层中次生伊利石、石膏等胶结物趋向于吸附富集活性可交换态Cd、As。这表明该尾矿可能迁移释放出含Cd、As浓度较高的NMD。研究表明,硅质尾矿风化释出NMD的同时,可能伴生Cd、As、Zn等重金属以及F的复合污染。     

甘肃公婆泉铜矿区生物地球化学异常特征及找矿预测模式

对比研究公婆泉铜矿生物地球化学异常与原生异常后发现 :产生生物地球化学异常的元素通常是那些在原生异常中强度高且浓度系数较大的元素 ,植物本身对元素的生理吸收特性对元素异常的形成也有重要影响。二者异常组合分带的共同特点是在矿化中心都存在Cu、(Pb)、Au、Ag异常 ,向外都存在Ba、B、As、(Sb)异常 ,最外带则都有Ti、V等异常。比较花岗闪长斑岩和英安斑岩铜矿体的生物地球化学异常 ,前者元素的种类多 ,且内带出现原生晕的中下部或尾晕元素Sn、W等 ,反映其为浅偏中等剥蚀 ;后者元素的种类少 ,内带未出现中下部或尾晕元素 ,反映其为浅剥蚀。建立的铜矿床 (体 )生物地球化学找矿预测模式能为定位预测戈壁覆盖层下的隐伏矿床 (体 )并推断其剥蚀程度和矿体规模提供重要的科学依据。