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粤北凡口铅锌矿尾矿风化作用及其环境效应

朱继保  
【摘要】:广东凡口铅锌尾矿中富含金属硫化物,重金属元素含量高,以铅锌为主,其 次是铜。脉石矿物以碳酸盐矿物为主,其次为石英。本文作者通过分级提取实验, 结合矿物成分,电子探针分析和化学成分分析,对凡口铅锌尾矿1号库(最早堆 放)重金属元素在风化过程中的地球化学行为进行了研究。本次研究采集了一个 新鲜尾矿样品和1号尾矿库不同深度(0.1~1.7米)的样品,结果表明:(1) 新排出的尾矿中黄铁矿含量很高(约31%),铅锌的含量分别高达0.6%和1.2%以 上,Cu的含量也高达280 mg/kg,其中Fe、Pb、Zn、Cu、Co和Ni均赋存于金属 硫化物中;(2)Dold等提出了确定尾矿中重金属元素存在形式的七步分级提取 法,并且认为硫化物的溶解主要在第六步,而本次研究证明了方铅矿的溶解主要 发生在第二步(pH=4.5,1M NH_4Ac溶液),这可能是Ac~-与Pb~(2-)的络合作用有关, 表明该分级提取方法不能用于评价铅的活性;(3)1号尾矿库不同深度样品中黄 铁矿的含量为3.4%~8.1%,随采样深度增加呈增高的趋势。重金属含量均低于 新鲜尾矿,但以硬化层中的含量最高(Pb、Zn含量分别为0.47%和0.93%), 往下大幅度降低,表明尾矿风化过程中形成的次生矿物对Pb、Zn等重金属元素 有较强的固定作用,而次氧化带的淋溶作用造成了金属元素的大量流失;(4)与 新鲜尾矿相比,硬化层中铅的可迁移性大大降低,硬化层之下尾矿样品中铅的可 迁移性也不同程度降低,这是由于硫化物氧化产生的硫酸根与尾矿中的铅反应形 成铅矾(PbSO_4)的缘故;(5)氧化作用使尾矿中的zn、Cu等重金属的可迁移性 不同程度地增大,其中对锌的可迁移性影响最大,铜的可迁移性与铁比较相似, 铅则容易与硫化物氧化形成的SO_4~(2-)反应形成铅矾(PbSO_4);(6)为了减少尾矿污 染和修复矿山环境,人们提出了各种不同的尾矿覆盖方案,本文的研究结果表明, 这些方法不一定能够有效地阻滞污染元素的迁移。


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