尾礦渣重金屬淋溶對水環(huán)境的影響研究

1、尾礦渣重金屬淋溶對尾礦渣重金屬淋溶對 水環(huán)境的影響研究水環(huán)境的影響研究 研究的目的和意義研究的目的和意義 尾礦是選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，尾礦是選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一， 其中有用目標組分含量最低的部分稱為其中有用目標組分含量最低的部分稱為 尾礦尾礦,在當前的技術(shù)經(jīng)濟條件下，已不宜在當前的技術(shù)經(jīng)濟條件下，已不宜 再進一步分選。尾礦庫占用大量土地再進一步分選。尾礦庫占用大量土地, 破破 壞原有植被壞原有植被, 造成水土流失造成水土流失, 污染環(huán)境污染環(huán)境, 危危 害農(nóng)牧漁業(yè)害農(nóng)牧漁業(yè), 同時存在安全隱患。尾礦庫同時存在安全隱患。尾礦庫 運營好壞涉及到尾礦庫下游和周邊人民運營好壞涉及到尾礦庫下游和

2、周邊人民 生命財產(chǎn)的安全和環(huán)境質(zhì)量。對尾礦的生命財產(chǎn)的安全和環(huán)境質(zhì)量。對尾礦的 治理和合理利用不僅可以防治環(huán)境污染治理和合理利用不僅可以防治環(huán)境污染, 而且能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。而且能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。 研究的目的和意義研究的目的和意義 我國過去幾十年的經(jīng)濟活動主要以人為中我國過去幾十年的經(jīng)濟活動主要以人為中 心心,以經(jīng)濟效益為目標以經(jīng)濟效益為目標,較少關(guān)注環(huán)境問題。較少關(guān)注環(huán)境問題。 由于金礦尾礦粒度細，并含有選礦藥劑以由于金礦尾礦粒度細，并含有選礦藥劑以 及重金屬離子，尾礦對環(huán)境污染大體通過三種及重金屬離子，尾礦對環(huán)境污染大體通過三種 途徑：一種是尾礦在風化過程中逸出某些有害途徑：一種是

3、尾礦在風化過程中逸出某些有害 氣體，經(jīng)大氣傳播而進行污染；另一種是極細氣體，經(jīng)大氣傳播而進行污染；另一種是極細 的尾礦砂粒受風吹的作用（甚至可形成沙暴），的尾礦砂粒受風吹的作用（甚至可形成沙暴）， 使周圍環(huán)境受到嚴重危害；三是遇到汛期，尾使周圍環(huán)境受到嚴重危害；三是遇到汛期，尾 礦連同雨水流入農(nóng)田、河流，使地下水造成危礦連同雨水流入農(nóng)田、河流，使地下水造成危 害。綜上所述，尾礦污染占用土地，損害景觀，害。綜上所述，尾礦污染占用土地，損害景觀， 破壞土壤，危害生物，淤塞河道，污染大氣。破壞土壤，危害生物，淤塞河道，污染大氣。 研究的目的和意義研究的目的和意義 u本文就是針對尾礦對水環(huán)境本文就是針

4、對尾礦對水環(huán)境 的影響進行探討，通過模擬實的影響進行探討，通過模擬實 驗揭示了人們?nèi)菀缀雎缘乃嵝则灲沂玖巳藗內(nèi)菀缀雎缘乃嵝?水中微量金屬離子的動力學變水中微量金屬離子的動力學變 化機理，希望人們對其給予全化機理，希望人們對其給予全 方位的關(guān)注。本研究對控制金方位的關(guān)注。本研究對控制金 屬硫化礦業(yè)尾礦對水環(huán)境的影屬硫化礦業(yè)尾礦對水環(huán)境的影 響具有一定的理論意義，對于響具有一定的理論意義，對于 控制污染也具有實用價值?？刂莆廴疽簿哂袑嵱脙r值。 研究的內(nèi)容及方法研究的內(nèi)容及方法 研究的內(nèi)容：本文主要是針對尾礦渣對研究的內(nèi)容：本文主要是針對尾礦渣對 水環(huán)境的影響進行探討，通過模擬實驗水環(huán)境的影響進行探

5、討，通過模擬實驗 （淋溶實驗，靜態(tài)浸出實驗和解析實驗）（淋溶實驗，靜態(tài)浸出實驗和解析實驗） 來模擬尾礦渣在真實的環(huán)境中產(chǎn)生淋溶來模擬尾礦渣在真實的環(huán)境中產(chǎn)生淋溶 液的過程及其對周圍環(huán)境的影響，研究液的過程及其對周圍環(huán)境的影響，研究 并測定尾礦渣淋溶液中各重金屬元素并測定尾礦渣淋溶液中各重金屬元素 （如汞，鎘，鋅，銅，鉛等）的含量及（如汞，鎘，鋅，銅，鉛等）的含量及 其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以此來深入探究尾礦其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以此來深入探究尾礦 渣淋溶液對環(huán)境的影響。渣淋溶液對環(huán)境的影響。 研究的內(nèi)容及方法研究的內(nèi)容及方法 研究的方法：研究的方法：a.淋溶實驗方法；淋溶實驗方法；b.靜態(tài)浸靜態(tài)浸 出實驗方

6、法；出實驗方法；c.解析實驗方法；解析實驗方法；d.尾礦尾礦 渣粒度分布測定方法；渣粒度分布測定方法；e.尾礦渣含水率測尾礦渣含水率測 定方法；定方法；f.對淋溶液，浸出液，解析液測對淋溶液，浸出液，解析液測 其中各種重金屬含量的方法；其中各種重金屬含量的方法；g.對淋溶對淋溶 液，浸出液，解析液測液，浸出液，解析液測ph值，氟離子選值，氟離子選 擇電極法等的實驗方法。擇電極法等的實驗方法。 論文要點論文要點 研究的內(nèi)容及方法研究的內(nèi)容及方法 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 2.1 地形地貌地形地貌 u小秦嶺地區(qū)某縣地形地貌呈北低南高，小秦嶺地區(qū)某縣地形地貌呈北低南高， 小秦

7、嶺地形復雜，地勢陡峻，一般坡度小秦嶺地形復雜，地勢陡峻，一般坡度 為為30-500。土壤主要為山地棕壤，山坡下。土壤主要為山地棕壤，山坡下 部有一部分褐土，山頂為高山草甸土或部有一部分褐土，山頂為高山草甸土或 為裸露的巖甘。小秦嶺是為裸露的巖甘。小秦嶺是6條黃河支流的條黃河支流的 發(fā)源地和分水嶺，這些黃河支流與山地發(fā)源地和分水嶺，這些黃河支流與山地 支脈相間排列、穿切黃土高原向北注入支脈相間排列、穿切黃土高原向北注入 黃河。黃河。 地下水流方向由南向北，在太要地下水流方向由南向北，在太要 鎮(zhèn)一帶轉(zhuǎn)向北東方向。鎮(zhèn)一帶轉(zhuǎn)向北東方向。 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 小秦嶺：小秦嶺

8、： 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 尾礦庫：尾礦庫： u氰化池氰化池 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況尾礦渣產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境概況 淋溶實驗裝置圖 尾礦對環(huán)境的影響尾礦對環(huán)境的影響 尾礦對大氣環(huán)境的影響尾礦對大氣環(huán)境的影響 尾礦渣微粒隨風飛舞尾礦渣微粒隨風飛舞 尾礦對環(huán)境的影響尾礦對環(huán)境的影響 u尾礦對土壤環(huán)境的影響尾礦對土壤環(huán)境的影響 尾礦渣經(jīng)過風化、雨淋、地表徑流的侵蝕滲入土壤后造成尾礦渣經(jīng)過風化、雨淋、地表徑流的侵蝕滲入土壤后造成 土壤鹽漬化土壤鹽漬化 尾礦對環(huán)境的影響尾礦對環(huán)境的影

9、響 u尾礦對水環(huán)境的影響尾礦對水環(huán)境的影響 尾礦渣漂浮至水體污染水體的情形尾礦渣漂浮至水體污染水體的情形 尾礦對環(huán)境的影響尾礦對環(huán)境的影響 u尾礦廢渣對地質(zhì)環(huán)境的影響尾礦廢渣對地質(zhì)環(huán)境的影響泥石流隱患泥石流隱患 山西襄汾尾礦庫潰壩事故山西襄汾尾礦庫潰壩事故 實驗部分實驗部分 尾礦渣及淋溶液中尾礦渣及淋溶液中hg采用原子熒光采用原子熒光 光譜儀測定，光譜儀測定，cu，pb，zn，cd等采用等采用 感應耦合等離子體質(zhì)譜儀（感應耦合等離子體質(zhì)譜儀（icp-ms） 測定。測定。 實驗所用的儀器：直徑為實驗所用的儀器：直徑為9cm的柱的柱 子，恒溫震蕩器，原子熒光光譜儀，質(zhì)子，恒溫震蕩器，原子熒光光譜儀

10、，質(zhì) 譜儀，恒溫烘箱，譜儀，恒溫烘箱，ph計，氟離子選擇電計，氟離子選擇電 極，燒杯，燒瓶等。極，燒杯，燒瓶等。 實驗所用的樣品和試劑：尾礦渣，實驗所用的樣品和試劑：尾礦渣， 蒸餾水，硼氰化鉀，氬氣等。蒸餾水，硼氰化鉀，氬氣等。 實驗部分實驗部分 u汞標準曲線汞標準曲線 實驗部分實驗部分 尾渣含水率表 尾礦渣編 號 123456平均值 含水百分 率 9.44%9.50%9.21%9.20%9.14%9.20% 9.28% 尾礦渣粒度分布表 篩 孔 數(shù)量 40目60目80目1 0 0 目 1 3 0 目 1 5 0 目 1 8 0 目 2 0 0 目 2 0 0 目 以 上 分 布 率 32.8

11、5 % 6 . 8 9 % 4 . 9 6 % 2 . 5 5 % 10.78 % 24.46 % 8 . 2 3 % 3 . 4 2 % 5 . 8 6 % 實驗部分實驗部分 淋溶實驗淋溶實驗 通過模擬尾礦渣的淋溶過程，能夠直觀通過模擬尾礦渣的淋溶過程，能夠直觀 地看出淋溶過程及能夠方便地提取淋溶液，地看出淋溶過程及能夠方便地提取淋溶液， 研究并測定尾礦淋溶液中各種重金屬的含量，研究并測定尾礦淋溶液中各種重金屬的含量， 對于研究尾礦淋溶液對周圍環(huán)境的污染有重對于研究尾礦淋溶液對周圍環(huán)境的污染有重 大的指示作用，以及能夠為尋找治理方法提大的指示作用，以及能夠為尋找治理方法提 供依據(jù)。供依據(jù)。

12、實驗基本過程：將樣品裝入實驗基本過程：將樣品裝入5個柱子內(nèi)，個柱子內(nèi)， 以不同的速率將以不同的速率將5份份4.13l的蒸餾水分別流經(jīng)的蒸餾水分別流經(jīng) 這些柱子得到這些柱子得到5份淋溶液，此即淋溶實驗。份淋溶液，此即淋溶實驗。 實驗部分實驗部分 u淋溶實驗中不同情況下產(chǎn)生的淋溶液中淋溶實驗中不同情況下產(chǎn)生的淋溶液中 各種重金屬濃度的坐標圖各種重金屬濃度的坐標圖 實驗部分實驗部分 u重金屬淋溶率的計算重金屬淋溶率的計算 u 計算淋溶率是為了直觀看出一座礦山或一堆礦渣等能淋溶出多計算淋溶率是為了直觀看出一座礦山或一堆礦渣等能淋溶出多 少的重金屬，以此來判斷其對環(huán)境危害的大小少的重金屬，以此來判斷其對

13、環(huán)境危害的大小。 某重金屬的淋溶率某重金屬的淋溶率= =（淋溶液體積（淋溶液體積淋溶液中重金屬濃度）淋溶液中重金屬濃度）尾礦尾礦 渣質(zhì)量渣質(zhì)量 實驗部分實驗部分 u淋溶液淋溶液ph變化規(guī)律變化規(guī)律 u對淋溶液測定其對淋溶液測定其ph，結(jié)果如圖，結(jié)果如圖 實驗部分實驗部分 u靜態(tài)浸出實驗靜態(tài)浸出實驗 u研究尾礦渣在浸泡過程中尾礦渣中各成研究尾礦渣在浸泡過程中尾礦渣中各成 分浸出到水的量隨時間的變化規(guī)律，以分浸出到水的量隨時間的變化規(guī)律，以 便在實際中可以通過調(diào)節(jié)尾礦渣在水中便在實際中可以通過調(diào)節(jié)尾礦渣在水中 的浸泡時間來減少對環(huán)境的污染程度。的浸泡時間來減少對環(huán)境的污染程度。 以及對浸出液成分的

14、分析來進一步了解以及對浸出液成分的分析來進一步了解 尾礦渣的成分及危害。尾礦渣的成分及危害。 u基本操作步驟：將基本操作步驟：將5份相同質(zhì)量的尾礦渣份相同質(zhì)量的尾礦渣 樣品用相同量的蒸餾水浸泡，隔不同時樣品用相同量的蒸餾水浸泡，隔不同時 間取出浸泡液，并測定重金屬濃度等。間取出浸泡液，并測定重金屬濃度等。 實驗部分實驗部分 u靜態(tài)浸出實驗靜態(tài)浸出實驗 u將將5份靜態(tài)浸出液分別測重金屬濃度結(jié)果份靜態(tài)浸出液分別測重金屬濃度結(jié)果 如下圖：如下圖： 實驗部分實驗部分 u靜態(tài)浸出靜態(tài)浸出ph變化規(guī)律變化規(guī)律 實驗部分實驗部分 u解析實驗解析實驗 u解析實驗是通過震蕩來使尾礦渣中的各解析實驗是通過震蕩來使

15、尾礦渣中的各 成分快速進入水體中的實驗，研究在不成分快速進入水體中的實驗，研究在不 同的震蕩時間下尾礦渣解析液中重金屬同的震蕩時間下尾礦渣解析液中重金屬 含量的變化規(guī)律，以及進一步了解尾礦含量的變化規(guī)律，以及進一步了解尾礦 渣中各成分的含量。渣中各成分的含量。 u基本操作步驟：將基本操作步驟：將6份相同質(zhì)量的尾礦渣份相同質(zhì)量的尾礦渣 樣品用相同量的蒸餾水浸泡，然后分別樣品用相同量的蒸餾水浸泡，然后分別 將這六份樣品放在震蕩器上震蕩不同的將這六份樣品放在震蕩器上震蕩不同的 時間，得到六份解析液，并對其重金屬時間，得到六份解析液，并對其重金屬 濃度，濃度，ph，氟離子濃度等進行測定。，氟離子濃度等

16、進行測定。 實驗部分實驗部分 u將將5份解析液分別測重金屬濃度結(jié)果如下份解析液分別測重金屬濃度結(jié)果如下 圖：圖： 實驗部分實驗部分 u解析液的解析液的ph值大小分布如下圖所示：值大小分布如下圖所示： 結(jié)果評價結(jié)果評價 各元素的污水排放標準和地面水環(huán)境質(zhì)量標準各元素的污水排放標準和地面水環(huán)境質(zhì)量標準 表表(單位：單位：mg/l) 結(jié)果評價結(jié)果評價 各實驗產(chǎn)生的樣品相對于各實驗產(chǎn)生的樣品相對于污水綜合排放污水綜合排放 標準標準的超標倍數(shù)：的超標倍數(shù)： 結(jié)果評價結(jié)果評價 u各實驗產(chǎn)生的樣品相對于各實驗產(chǎn)生的樣品相對于地表水環(huán)境質(zhì)地表水環(huán)境質(zhì) 量標準（量標準（類）類）的超標倍數(shù)的超標倍數(shù) 結(jié)果評價結(jié)果

17、評價 ph相對于污水綜合排放標準和地表水環(huán)相對于污水綜合排放標準和地表水環(huán) 境質(zhì)量標準（境質(zhì)量標準（類）都嚴重地呈酸性超標了類）都嚴重地呈酸性超標了 ，是尾礦渣中主要的污染指標之一。尾礦渣，是尾礦渣中主要的污染指標之一。尾礦渣 中的主要污染指標為中的主要污染指標為ph值，值，zn和和cd。這。這3項項 對于污水綜合排放標準和地表水環(huán)境質(zhì)量標對于污水綜合排放標準和地表水環(huán)境質(zhì)量標 準（準（類）都超標很多倍，所以應首要治理類）都超標很多倍，所以應首要治理 這三項。其它超標的重金屬有這三項。其它超標的重金屬有cu，pb。hg對對 于污水綜合排放標準沒有超標，但對于地表于污水綜合排放標準沒有超標，但對

18、于地表 水環(huán)境質(zhì)量標準（水環(huán)境質(zhì)量標準（類）超標了。總之，尾類）超標了?？傊?，尾 礦渣在雨水的沖刷下會對水環(huán)境，土壤環(huán)境礦渣在雨水的沖刷下會對水環(huán)境，土壤環(huán)境 等造成巨大的重金屬污染。等造成巨大的重金屬污染。 結(jié)論結(jié)論 由本論文所做的實驗和研究結(jié)果可知，由本論文所做的實驗和研究結(jié)果可知， 尾礦渣對水環(huán)境，大氣環(huán)境，土壤環(huán)境等各尾礦渣對水環(huán)境，大氣環(huán)境，土壤環(huán)境等各 個方面都會造成各方面的危害。本論文尤其個方面都會造成各方面的危害。本論文尤其 通過實驗深刻地揭示出尾礦渣中重金屬對環(huán)通過實驗深刻地揭示出尾礦渣中重金屬對環(huán) 境的危害是多么巨大啊。一定要在經(jīng)濟發(fā)展境的危害是多么巨大啊。一定要在經(jīng)濟發(fā)展 和環(huán)境保護之間找到平衡點，加強對尾礦渣和環(huán)境保護之間找到平衡點，加強對尾礦渣 對環(huán)境污染的研究及治理。對環(huán)境污染的研究及治理。 金屬礦山廢棄地是山地生態(tài)環(huán)境在人為金屬礦山廢棄地是山地生態(tài)環(huán)境在人為 礦業(yè)生產(chǎn)干擾下形成的荒漠化，生態(tài)恢復的礦業(yè)生產(chǎn)干擾下形成的荒