个旧锡多金属矿区尾矿物质成分与污染传输研究

发布时间：2020-09-25 20:41

　　随着选冶水平的提高和人类关于资源与环境忧患意识的逐渐增强,迫于资源短缺与环境恶化的双重压力,尾矿具有可再利用与环境污染的双重特性,已为人类所共识。我国云南省个旧地区锡多金属矿具有二百多年开发历史,以锡矿资源闻名于世界,其伴生有益组分高达27种,很多组分经选矿后进入尾矿库。该区共有31座尾矿库,积存尾矿约1.9亿吨以上,仅锡金属约39万吨以上,面对数量如此巨大的潜在资源与污染,评估尾矿资源可利用性与其对生态环境污染传输显得尤为重要。针对个旧地区10余座尾矿库,采用人工重砂分析、常量元素测试、X射线粉晶衍射测试、微量元素测试等多种方法综合研究尾矿的化学成分、矿物成分、有价元素含量与赋存状态等特征;通过对硫化矿选矿流程和尾矿再选工业试验跟踪,分析硫化矿石和尾矿中各组分在选矿过程中的富集和分散规律及尾矿的二次开发的可行性;探讨尾矿污染物质在岩石(矿石)-选矿厂-水体-尾矿-土壤-作物路径中传输特征,取得主要成果如下: (1)尾矿主量成分特征为低硅(1.41%~32.22%)高铁(9.16%~66.38%)型;不同尾矿中共伴生组分(W、Bi、Cu、Pb、Zn、Ga、Cd等元素)分布特征,例如,羊坝底尾矿库共伴生元素分布以Cu(3226×10-6~13242×10-6)为主,Cu、Bi、Pb、Zn和W伴生组合;不同类型尾矿的稀土元素特征与原矿一致:硫化矿尾矿主要为V字型曲线,氧化矿和砂矿尾矿主要为右倾型曲线。 (2)部分尾矿库晶体矿物中云母(13.00%~48.80%)和萤石(3.68%~17.6%)含量较高,具有潜在开发价值;查定了尾矿中W、Bi、Cu、Sn、Pb、Ti、As、Fe和Mn等元素赋存状态:其中W以白钨矿赋存,田湾尾矿库中部分样品W含量已经达到钨矿床的边际品位,可对其W和Sn进行回收利用;Bi以泡铋矿赋存,但泡铋矿在选矿中较难回收。 (3)卡房综合车间对单铜磨-浮-脱水工艺流程中的混浮尾矿进行了再选,选出S精矿、Bi精矿、W- Sn精矿,提高了对于铜矿共伴生组分回收。阿西寨尾矿再选工业试验中,矿泥系统出现“跑粗”,Sn的实收率为14.96%,共伴生组分Cu、W、Bi、In、Pb、Zn实收率很低,投入成本132077元,获得品位为7.47%锡精矿7.425吨,投入远高于产出。 (4)阿西寨尾矿库内作物的根际土壤中Pb、As、Cu含量严重超过国家土壤二级标准(GB15168-1995),污染指数分别为41-49、158-173和22-29,均属重度污染。马铃薯和豌豆的食用部分Pb、As、Cu的含量与国家食品卫生标准上限值相比,高达152和38.5倍、17.4和1.2倍、2和0.95倍。针对土壤进行修复,避免在尾矿库内种植作物以减少矿区重金属污染在食物链中的扩散。
【学位单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2009
【中图分类】：X753;P618.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究现状和存在问题
        1.1.1 国外尾矿资源工业化利用
        1.1.2 国内尾矿资源工业化利用
        1.1.3 尾矿库区生态系统研究
        1.1.4 存在问题
    1.2 选题依据
    1.3 拟解决的科学问题
    1.4 研究思路和技术方法
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 研究内容
        1.4.4 样品采集、加工和分析
2 个旧矿区尾矿物质成分研究
    2.1 个旧矿区主要矿床、矿石类型
        2.1.1 个旧矿区主要矿床类型
        2.1.2 个旧矿区主要矿石类型
    2.2 个旧尾矿库概况
        2.2.1 老厂羊坝底尾矿库
        2.2.2 老厂背阴山冲尾矿库
        2.2.3 黄茅山背阴山冲尾矿库
        2.2.4 卡房尾矿库（犀牛塘、月牙塘、杨梅山）
        2.2.5 卡房田湾尾矿库
    2.3 个旧尾矿地球化学特征
        2.3.1 尾矿的物理化学特征
        2.3.2 主量元素特征
        2.3.3 微量元素特征
        2.3.4 稀土元素特征
    2.4 个旧尾矿矿物学特征
        2.4.1 金属矿物特征
        2.4.2 主要矿物特征
    2.5 尾矿中金属元素的可利用性评价
        2.5.1 尾矿中钨的可利用性评价
        2.5.2 尾矿中铋的可利用性评价
        2.5.3 尾矿中铜的赋存状态
        2.5.4 尾矿中锡的赋存状态
        2.5.5 尾矿中铅的赋存状态
        2.5.6 尾矿中钛的赋存状态
        2.5.7 尾矿中砷的赋存状态
        2.5.8 尾矿中铁和锰的赋存状态
        2.5.9 尾矿中金的含量讨论
3 选矿流程调查与尾矿再选试验跟踪
    3.1 卡房硫化矿选矿系统调查
        3.1.1 1500 吨/日单铜流程磨-浮-脱水系统工艺流程
        3.1.2 综合车间单铜选厂尾矿综合利用重选工艺流程
        3.1.3 综合车间铋-硫-钨-锡分离精选工业流程
        3.1.4 小结
    3.2 阿西寨尾矿再选试验跟踪
        3.2.1 1000 吨/日砂选厂处理阿西寨库存尾矿工业试验
        3.2.2 尾矿再选流程元素富集分散分析
        3.2.3 小结
4 个旧锡铜多金属尾矿污染传输路径特征
    4.1 个旧矿区景观生态学特征
    4.2 个旧尾矿库区景观结构特征
    4.3 物质流与景观单元
    4.4 个旧尾矿库区污染传输路径
        4.4.1 污染在土壤-作物中的传输路径
        4.4.2 污染在尾矿-水中的传输路径
        4.4.3 污染物在自然灾害中的传输
5 结论
致谢
参考文献
附录

【参考文献】