广西珊瑚钨锡矿氧化物型尾矿As污染危险评价与治理

摘要

目前我国有色金属矿山尾矿源的重金属污染问题十分严重，其中As污染问题尤为突出，已引起社会的广泛关注。弄清楚尾矿中As的迁移富集机制，对于从源头上预防和控制As污染，具有很大的理论和实际意义。
　　本文以我国著名的富钟贺钨锡成矿带的广西珊瑚钨锡矿尾矿作为研究对象。通过对其剖面的系统取样，运用镜下观察、X衍射分析、扫描电镜和重金属化学形态分析等研究方法，探讨该矿区氧化物型尾矿中As的赋存状态、迁移富集机制，并对矿区尾矿As等重金属污染进行评价，最后对尾矿重金属污染的防控提出一些建议。主要获得了以下几点认识：
　　（1）珊瑚尾矿的金属矿物为黑钨矿、锡石、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿等；非金属矿物主要有石英和方解石；次生矿物有石膏、纤铁矿和含钨褐铁矿等。
　　（2）珊瑚尾矿剖面呈层状发育，即从上至下分为氧化层、次氧化层、原生尾矿层（未氧化层）。在氧化层中，黄铁矿等金属硫化物常具有明显的溶蚀现象，金属硫化物矿物和碱性矿物含量均较少。石膏、纤铁矿等次生矿物形成填隙结构、包壳结构等；在原生尾矿层中，金属硫化物矿物和碱性矿物含量都大于上部氧化层中相应矿物的含量，且没有明显的蚀变现象。次氧化层介于氧化层与原生尾矿层之间，颜色为黄褐色-橄榄灰色交替变化，矿物组构和含量呈现过渡变化。
　　（3）Tiesser连续提取法测定结果表明：珊瑚尾矿样品中砷元素主要以残渣态为主，占总量的72.39％，这部分的砷较稳定，不易释放迁移，基本不污染环境；氧化结合态和有机质及硫化物结合态受氧化还原条件控制，当外界条件改变，这部分砷可被释放，污染环境；可交换态和碳酸盐结合态砷虽然含量不高，但极易迁移，是造成环境污染的最重要化学形态。从尾矿剖面上看，可提取态砷（可交换态+碳酸盐结合态+氧化物结合态+有机质及硫化物结合态）具有上高下低的特点，并且在剖面20cm到60cm处最富集，表明可提取态（迁移态）砷可伴随着尾矿氧化而被释放迁移。
　　（4）珊瑚尾矿重金属 As、Zn、Pb、Cu的含量均很高，分别为国家土壤环境质量三级标准的40、2、0.1、1倍。地积累指数法和潜在生态危害指数法评价表明：珊瑚尾矿存在 As、Zn、Cu、Pb等重金属复合污染的危险；其中，As达到极强污染级，为珊瑚尾矿污染最主要的污染因子，应重点防控；Zn和 Cu为轻微到中度污染；Pb为轻微污染；尾矿和土壤中重金属污染指数的大小顺序大体相同，即 As>Cu>Zn>Pb，这表明不同介质中重金属元素的表生地球化学性质具有共性，换言之，该区土壤自然环境污染与人为扰动重金属污染类型基本相同，两次污染呈叠加关系。其中，人为扰动是该区重金属污染主因。
　　（5）对珊瑚矿区尾矿重金属污染提出以“治理砷污染为主、预防尾矿酸化为辅”的双管齐下的治理方针。即对于存在砷污染潜力的新生尾矿，可采用将尾矿脱硫后排放、采取碳酸盐岩作为中和材料等方法；对已停用的尾矿库可采用覆盖或安装渗透反应栅等方法除去或减少尾矿释放的矿山废水中的砷含量，从而达到尾矿污染防治的目的。

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第一章 绪论

1.1尾矿源砷污染

1.2国内外研究现状

1.3选题依据、研究目的和内容

第二章 研究区概况

2.1地理概况

2.2地质概况

2.3矿区环境污染及尾矿库概况

第三章 样品采集、处理与分析

3.1样品采集与处理

3.2实验器材

3.3分析方法

第四章 珊瑚尾矿组构特征

4.1尾矿剖面特征

4.2尾矿中矿物成分分布规律

4.3尾矿中重金属分布规律

第五章 尾矿源砷污染机制

5.1尾矿中砷的化学形态

5.2尾矿中砷的化学形态分量的分布规律

5.3尾矿中砷的释放机制

5.4砷与其它重金属相关性分析

5.5砷与其它重金属聚类性分析

第六章 珊瑚尾矿As污染评价

6.1重金属污染评价方法介绍

6.2珊瑚尾矿重金属环境污染评价

6.3综合评价

第七章 珊瑚尾矿砷污染防治建议

7.1尾矿砷污染源的防治

7.2相关部门应采取的措施

第八章 结论

参考文献

致谢

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