尾矿库坝体稳定性数值分析方法

分别选用极限平衡法中的瑞典圆弧法、毕肖普法和简布法,有限元法与极限平衡法结合的方法以及有限元强度折减法,应用ANSYS软件对某尾矿坝进行了静力稳定性数值分析。通过应用不同方法对尾矿坝的静力稳定性计算,得出了此尾矿坝的稳定安全系数和可能滑动面形状,结果表明数值方法在尾矿库坝体稳定计算中具有显著优势,结果能直观而有效的反映尾矿坝的稳定性。     

尾矿坝位移分级预警阈值研究及规律分析

针对尾矿坝在线监测重建设、轻利用的现状,基于尾矿坝位移在线监测时间序列,通过多步逆向云变换算法(Multi-step Backward Cloud Transformation Algorithm Based on Sampling with Replacement, MBCT-SR)改进云模型,根据“3E_n原则”和内外包络曲线确定在线监测位移的正常运行值,从而建立尾矿坝位移分级预警阈值模型,并利用某尾矿坝全球导航卫星(Global Navigation Satellite System, GNSS)技术表面位移在线监测数据进行实例验证。结果表明：该尾矿坝水平方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为8.41 mm/d、12.94 mm/d、19.41 mm/d,呈现出坝体中间预警阈值最大、并由中间向两侧减小的空间变化规律;尾矿坝垂直方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为16.56 mm/d、25.48 mm/d、38.22 mm/d,且随着子坝的堆积,预警阈值逐渐增大。     

含铁尾矿的回收利用

随着矿产资源的日益枯竭,开发二次资源－－尾矿资源已势在必行。本文探讨的是用磁选柱回收朝鲜某含铁尾矿的可行性,试验表明：采用磁选柱可以实现回收该尾矿中的铁的目的,铁精矿品位可达65％以上,铁精矿产率、回收率指标亦较高,该尾矿资源的开发意义重大,不仅腾出了尾矿场地,解决了环境污染,也解决了我国北方一些地区对铁原料的需求,并为我国尾矿资源的开发开辟了一条途径。     

自然生态恢复过程中尾矿废弃地土壤微生物变化

尾矿废弃地是一种人为的裸地,其自然生态恢复过程表现为典型的生态系统原生演替过程.尾矿废弃地自然生态恢复过程为人们了解生态系统发展过程中土壤微生物群落的变化提供了一个良好的机遇.该研究以2处(即,铜陵杨山冲尾矿废弃地和铜官山新尾矿废弃地)不同时期弃置的、处于3个演替阶段(原生裸地阶段、隐花植物结皮阶段和草本维管植物群落阶段)的铜尾矿废弃地为研究对象,利用传统培养法(稀释平板法)和分子生物学法(净DNA含量法)相结合的手段对土壤微生物量和土壤微生物群落结构变化及其影响因素进行了调查.数据分析表明:随着尾矿废弃地上植物群落的形成和发展,尾矿废弃地水分含量增加、pH降低、土壤有机质和总氮质量分数提高;土壤微生物数量逐渐增加,维管植物群落下的尾矿废弃地中土壤微生物数量明显高于处于演替初期阶段的隐花植物结皮,高于裸地;不同演替阶段尾矿废弃地中土壤微生物群落结构表现为细菌(60.68﹪～97.45﹪)>放线菌(2.50﹪～39.13﹪)>真菌(0.05﹪～0.82﹪);相关分析发现,尾矿废弃地土壤微生物量变化与基质的含水量、总氮和有机质质量分数呈正相关,而与pH变化呈负相关.研究结果表明,在尾矿废弃地自然生态恢复过程中,伴随着植物群落形成、发展和基质理化性质的逐步改善,尾矿中土壤微生物也逐步恢复.     

硅基纳米凝胶固化重金属的实验研究

本文利用硅基纳米凝胶与冶炼渣,研制了一种硅基纳米稀土凝胶固化物来固化/稳定重金属,采用浸出实验研究了硅基纳米凝胶技术对重金属的固化/稳定效果,并进一步探讨了重金属的迁移机制和长期安全性。研究表明：碳酸锂渣经过硅基纳米稀土凝胶技术固化形成硅基纳米稀土凝胶固化物后,经硫酸硝酸法浸出实验,重金属浸出浓度远低于规定的上限值,锁定率均在93.5%以上,而且各种耐久性能远超普通混凝土,安全性优良。因此,硅基纳米凝胶可以成为固化/稳定化有害元素的可靠材料。     

PO3-4和柠檬酸对稀土元素在小麦体内积累和分异的影响

基于营养液培养,添加外源稀土和ICP-MS分析技术,研究了无机配体PO43-(Pi)及有机配体柠檬酸(Cit)对小麦器官中稀土元素积累和分异的影响.结果表明,不同Pi水平对小麦根中的稀土总含量(∑REE)影响较小,但显著降低叶中∑REE含量;而不同Cit水平对小麦根、叶中∑REE含量都有明显降低作用.对照植物(无Pi、Cit添加)中,稀土元素在小麦根中具有中稀土(MREE)富集及M-型四重效应分布特征,叶中有重稀土(HREE)富集及W-型四重效应分布特征.不同Pi处理对四重效应无明显作用,但进一步加强HREE在小麦叶片中的富集.添加柠檬酸使对照植物根和叶中的分异有逐渐减弱的趋势,在高浓度处理时(Cit≥150μmol·L-1),小麦根和叶中出现轻稀土(LREE)富集.     

同步脱氮除磷吸附剂的制备工艺及性能表征

采用改性溶液浸泡改性的方法,对粉煤灰沸石进行改性,制备同步脱氮除磷吸附剂。实验结果表明,粉煤灰沸石在改性浓度0.5%,改性pH为10,改性时间24 h,改性固液比1:5的条件下,制得的吸附剂对氨氮、磷的去除率均在90%以上,氨氮吸附平衡时间可缩短至30 min,改性后BET比表面积略有减小(由45.804 m2/g降至43.761 m2/g),改性没有改变粉煤灰沸石的晶型结构,属于表面改性。     

稀土矿区污染农田土壤治理后稀土元素的赋存形态分析

针对赣南稀土矿区受污染农田土壤,研究添加改良剂沸石治理后土壤中稀土元素的含量及形态分布特征。分别采用酸法消解和Tessier连续提取法对土壤样品(土样)中稀土元素总量及赋存形态进行提取分析,并利用电感耦和等离子质谱仪(ICP-MS)测定其中15种稀土元素含量及其形态含量。结果表明,土样中各稀土元素总量高达1 296 mg/kg,远远高于全国土壤平均总量176.8 mg/kg,稀土钇(Y)含量高达386.01 mg/kg远高于其余14种稀土元素含量,土样中轻稀土元素含量与重稀土元素含量比值为0.66远小于全国土壤中轻稀土含量与重稀土含量比值(3.78),表明该稀土矿属重稀土富钇矿型,且加入沸石不能影响土样中稀土元素的总量变化;矿区农田土壤加入沸石治理前,碳酸盐结合态、有机物结合态、铁-锰氧化物结合态、可交换态和残渣态稀土元素含量分别占总量百分比分别为51.03%、29.6%、10.39%、7.52%和1.46%,加入沸石治理后,以上5种形态的稀土元素含量占总量百分比分别为8.19%、71.54%、9.35%、4.34%和6.58%,表明沸石对矿区农田土壤中稀土元素的形态分布有很大影响,并显著钝化稀土元素在土壤中的生物活性及可迁移性。     

北方某轻稀土尾矿库不同恢复区土壤理化性质差异

文章将中国北方某轻稀土尾矿库周边分为5个研究区,其中1个为空白对照区,以2011年植被恢复前和2017年植被恢复后,不同区域土壤理化性质差异,分析植物群落修复效果,以期筛选出改善土壤肥力最有效的植物群落配植模式。通过轻稀土尾矿库周边不同方位的S1～S5区域的土壤采集分析和植物群落调查,采用土壤肥力综合评价方法科学筛选改善土壤物理性质最佳植物群落和改善土壤化学性质最佳植物群落。轻稀土尾矿分为5个区域,不同植物群落恢复土壤肥力存在一定差异,S1为空白对照区。S5区土壤非毛管孔隙度与毛管孔隙度比值最高分别是0.078、0.11和0.13,未达到0.25～0.5标准;S3区土壤容重最低1.62 g/cm3,未达到1.25～1.35 g/cm~3标准;虽然修复效果显著但没有能够达到良性结构标准的修复地。土壤化学性质5个区域土壤pH值均下降,但依然是碱性土壤;S4区在合理利用生态位进行植物群落配植,群落根际形成稳定的微生物层,建立土壤与植物的营养物质良性循环通道,改善效果最佳。土壤肥力计算恢复地土壤肥力指数,结果说明,群落的植物多样性>植物数量>植被覆盖率>群落结构>裸地。通过研究分析"杨柳科乔木+豆科灌草"模式,例如"旱柳+毛白杨+胡枝子+紫苜蓿+梭梭+小叶锦鸡儿"是土壤物理性质改善的有效配植模式;"乡土乔木+蔷薇科+豆科灌草"模式,例如"毛白杨+樟子松+山桃+柠条+紫苜蓿+早熟禾"对土壤化学性质改良效果较好。2种植物群落配植模式可以有效提高土壤肥力,改善土壤环境。