碱性钼尾矿及其影响水体中重金属迁移转化规律研究
发布时间：2025-02-06 14:35
含多金属硫化矿物的尾矿形成的碱性排水,仍会携带特定的重金属至水体而引发严重的环境污染。本文以辽西铝矿区为例,分析了其尾矿形成碱性排水的原因,建立了尾矿铝等重金属释放迁移模式,探讨了水体中重金属的迁移转化规律及生态风险等问题。为尾矿渗流水质评价、水体水质动力学模拟、污染控制及环境管理提供科学依据。 尾矿矿物学地球化学研究表明,辽西钼尾矿为低硫低碳酸盐尾矿。尾矿库表层硫化矿物发生氧化,但碳酸盐等矿物的酸中和效应使尾矿形成碱性排水(Paste pH 7.3-8.24)。Fe、Cu和Zn以及SO42-在氧化带底部呈现含量峰值,分别是表层的1.4、2.4、3.2和3.4倍。重金属Mo的含量却随深度逐渐增大,钻孔2 m处含量是表层的2倍左右。重金属地球化学形态比例指示,硫化矿物氧化释放的Fe、Cu和Zn在迁移过程中受沉淀、络合吸附、同沉淀等机制控制。重金属Mo的迁移不受沉淀、络合吸附等机制控制。钻孔2 m处各金属的生物有效态含量比例顺序为：Mo>>Fe～Cu～Zn。碱性条件成为Fe、Cu和Zn等元素滞留于尾矿中的自然因素,但却有效地促进了Mo的释放迁移。 尾矿释放动力学特...
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 多金属硫化物矿矿区重金属污染问题
1.2 钼、钼矿床及钼污染危害
1.2.1 钼及其用途
1.2.2 钼矿床
1.2.3 钼矿开发
1.2.4 钼的生物作用及毒性
1.3 多金属硫化物尾矿重金属释放机制
1.3.1 金属硫化矿物
1.3.2 金属硫化矿物氧化与产酸效应
1.3.3 矿物酸中和效应
1.3.4 重金属迁移机制
1.4 水体中重金属的迁移转化
1.4.1 水相中重金属的迁移转化
1.4.2 沉积物中重金属的迁移转化
1.4.3 水体重金属地球化学形态
1.5 选题依据、目的及内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
1.6 研究方案、技术路线及意义
1.6.1 研究方案
1.6.2 技术路线
1.6.3 研究意义
2 研究区概况及样品采集与处理
2.1 区域自然地理与水系
2.1.1 区域自然地理
2.1.2 水系
2.2 矿床地质、成矿及开发背景
2.3 辉钼矿浮选及尾矿矿物和元素
2.3.1 辉钼矿浮选工艺
2.3.2 尾矿矿物与重金属元素特征
2.4 钼尾矿堆存分布与管理
2.5 样品采集与处理
2.5.1 尾矿样品采集与处理
2.5.2 水体样品采集与处理
3 钼尾矿库Mo等重金属的释放迁移及转化
3.1 研究目的与内容
3.2 材料与方法
3.2.1 供试尾矿特征
3.2.2 检测方法
3.3 尾矿环境特征
3.3.1 酸碱环境特征
3.3.2 氧化还原环境特征
3.4 尾矿库矿物垂向分布及分层
3.4.1 矿物垂向分布
3.4.2 尾矿分层
3.5 尾矿钼等重金属含量及地球化学形态分布
3.5.1 尾矿钼等重金属含量分布
3.5.2 尾矿剖面钼等重金属形态分布
3.6 碱性钼尾矿钼等重金属迁移机理
3.6.1 硫化矿物氧化
3.6.2 酸中和效应
3.6.3 沉淀/溶解
3.6.4 吸附/解吸
3.6.5 共沉淀
3.7 本章小结
4 钼尾矿-水作用下Mo等重金属释放模拟
4.1 研究目的与内容
4.2 材料与方法
4.2.1 供试尾矿样品
4.2.2 淋滤装置
4.2.3 实验方法
4.3 尾矿淋滤液pH及Ec值特征
4.3.1 尾矿淋滤液pH值
4.3.2 尾矿淋滤液Ec值
4.4 钼等金属释放量特征
4.4.1 不同温度和pH条件下钼等金属淋滤浓度特征
4.4.2 不同温度和pH条件下钼等金属释放累积量
4.4.3 不同粒径尾矿金属钼释放特征
4.4.4 加速氧化与重金属Mo的释放
4.5 尾矿重金属释放分析
4.5.1 硫化矿物氧化与重金属释放
4.5.2 重金属沉淀、吸附等机制与重金属释放
4.5.3 干旱期与重金属释放
4.5.4 淋滤强度与重金属释放
4.6 本章小结
5 钼尾矿Mo等重金属释放迁移趋势
5.1 钼尾矿酸碱环境演化与重金属迁移趋势
5.1.1 研究目的与内容
5.1.2 尾矿酸碱潜力评价技术
5.1.3 测定方法
5.1.4 酸碱环境变化趋势
5.1.5 酸碱潜力与重金属迁移趋势
5.2 氧化还原环境与重金属迁移趋势
5.2.1 SO4
2-的还原
5.2.2 S2-或H2S与Fe、Cu和Zn迁移
5.2.3 S2-或H2S与Mo迁移
5.3 矿区气候与尾矿重金属迁移
5.4 本章小结
6 矿区下游水体Mo等重金属迁移转化
6.1 研究目的与内容
6.2 分析方法
6.2.1 矿物学分析
6.2.2 地球化学分析
6.3 钼矿开发与水体Mo等重金属迁移分布
6.3.1 女儿河水相Mo等重金属分布
6.3.2 女儿河沉积物相Mo等重金属空间分布
6.3.3 矿山开发与水体重金属污染的关系
6.4 水体Mo等重金属的分配
6.4.1 分配系数
6.4.2 Mo等重金属在沉积物中的形态
6.4.3 沉积物对Mo等重金属的吸附过程
6.5 沉积物中Mo等重金属生态危害及释放趋势
6.6 小结
7 钼尾矿排水及下游水体除钼技术
7.1 钼尾矿排水治理技术
7.1.1 处理工艺流程
7.1.2 处理过程条件的控制
7.2 矿区下游人工湿地系统除钼技术
7.3 小结
8 结论
8.1 主要结论
8.2 问题与思考
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
本文编号：4030514
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 多金属硫化物矿矿区重金属污染问题
1.2 钼、钼矿床及钼污染危害
1.2.1 钼及其用途
1.2.2 钼矿床
1.2.3 钼矿开发
1.2.4 钼的生物作用及毒性
1.3 多金属硫化物尾矿重金属释放机制
1.3.1 金属硫化矿物
1.3.2 金属硫化矿物氧化与产酸效应
1.3.3 矿物酸中和效应
1.3.4 重金属迁移机制
1.4 水体中重金属的迁移转化
1.4.1 水相中重金属的迁移转化
1.4.2 沉积物中重金属的迁移转化
1.4.3 水体重金属地球化学形态
1.5 选题依据、目的及内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
1.6 研究方案、技术路线及意义
1.6.1 研究方案
1.6.2 技术路线
1.6.3 研究意义
2 研究区概况及样品采集与处理
2.1 区域自然地理与水系
2.1.1 区域自然地理
2.1.2 水系
2.2 矿床地质、成矿及开发背景
2.3 辉钼矿浮选及尾矿矿物和元素
2.3.1 辉钼矿浮选工艺
2.3.2 尾矿矿物与重金属元素特征
2.4 钼尾矿堆存分布与管理
2.5 样品采集与处理
2.5.1 尾矿样品采集与处理
2.5.2 水体样品采集与处理
3 钼尾矿库Mo等重金属的释放迁移及转化
3.1 研究目的与内容
3.2 材料与方法
3.2.1 供试尾矿特征
3.2.2 检测方法
3.3 尾矿环境特征
3.3.1 酸碱环境特征
3.3.2 氧化还原环境特征
3.4 尾矿库矿物垂向分布及分层
3.4.1 矿物垂向分布
3.4.2 尾矿分层
3.5 尾矿钼等重金属含量及地球化学形态分布
3.5.1 尾矿钼等重金属含量分布
3.5.2 尾矿剖面钼等重金属形态分布
3.6 碱性钼尾矿钼等重金属迁移机理
3.6.1 硫化矿物氧化
3.6.2 酸中和效应
3.6.3 沉淀/溶解
3.6.4 吸附/解吸
3.6.5 共沉淀
3.7 本章小结
4 钼尾矿-水作用下Mo等重金属释放模拟
4.1 研究目的与内容
4.2 材料与方法
4.2.1 供试尾矿样品
4.2.2 淋滤装置
4.2.3 实验方法
4.3 尾矿淋滤液pH及Ec值特征
4.3.1 尾矿淋滤液pH值
4.3.2 尾矿淋滤液Ec值
4.4 钼等金属释放量特征
4.4.1 不同温度和pH条件下钼等金属淋滤浓度特征
4.4.2 不同温度和pH条件下钼等金属释放累积量
4.4.3 不同粒径尾矿金属钼释放特征
4.4.4 加速氧化与重金属Mo的释放
4.5 尾矿重金属释放分析
4.5.1 硫化矿物氧化与重金属释放
4.5.2 重金属沉淀、吸附等机制与重金属释放
4.5.3 干旱期与重金属释放
4.5.4 淋滤强度与重金属释放
4.6 本章小结
5 钼尾矿Mo等重金属释放迁移趋势
5.1 钼尾矿酸碱环境演化与重金属迁移趋势
5.1.1 研究目的与内容
5.1.2 尾矿酸碱潜力评价技术
5.1.3 测定方法
5.1.4 酸碱环境变化趋势
5.1.5 酸碱潜力与重金属迁移趋势
5.2 氧化还原环境与重金属迁移趋势
5.2.1 SO4
2-的还原
5.2.2 S2-或H2S与Fe、Cu和Zn迁移
5.2.3 S2-或H2S与Mo迁移
5.3 矿区气候与尾矿重金属迁移
5.4 本章小结
6 矿区下游水体Mo等重金属迁移转化
6.1 研究目的与内容
6.2 分析方法
6.2.1 矿物学分析
6.2.2 地球化学分析
6.3 钼矿开发与水体Mo等重金属迁移分布
6.3.1 女儿河水相Mo等重金属分布
6.3.2 女儿河沉积物相Mo等重金属空间分布
6.3.3 矿山开发与水体重金属污染的关系
6.4 水体Mo等重金属的分配
6.4.1 分配系数
6.4.2 Mo等重金属在沉积物中的形态
6.4.3 沉积物对Mo等重金属的吸附过程
6.5 沉积物中Mo等重金属生态危害及释放趋势
6.6 小结
7 钼尾矿排水及下游水体除钼技术
7.1 钼尾矿排水治理技术
7.1.1 处理工艺流程
7.1.2 处理过程条件的控制
7.2 矿区下游人工湿地系统除钼技术
7.3 小结
8 结论
8.1 主要结论
8.2 问题与思考
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
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本文编号：4030514
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