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)的產物之一，尾礦是選礦中分選作業(yè)的產物之一，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,在當前的技術經濟條件下，已不宜在當前的技術經濟條件下，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, 危危害農牧漁業(yè)害農牧漁業(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周邊人民生命財

2、產的安全和環(huán)境質量。對尾礦的生命財產的安全和環(huán)境質量。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, 而且能產生一定的經濟效益。而且能產生一定的經濟效益。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濟活動主要以人為中我國過去幾十年的經濟活動主要以人為中心心,以經濟效益為目標以經濟效益為目標,較少關注環(huán)境問題。較少關注環(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：一種是尾礦在風化過程中逸出某些有

3、害氣體，經大氣傳播而進行污染；另一種是極細氣體，經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田、河流，使地下水造成危礦連同雨水流入農田、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)境本文就是針對尾礦對水環(huán)境的影響進行探討，通過模擬實的

4、影響進行探討，通過模擬實驗揭示了人們容易忽略的酸性驗揭示了人們容易忽略的酸性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注。本研究對控制金方位的關注。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。研究的內容及方法研究的內容及方法研究的內容：本文主要是針對尾礦渣對研究的內容：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，

5、靜態(tài)浸出實驗和解析實驗）來模擬尾礦渣在真實的環(huán)境中產生淋溶來模擬尾礦渣在真實的環(huán)境中產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）的含量及其遷移轉化規(guī)律，以此來深入探究尾礦其遷移轉化規(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。研究的內容及方法研究的內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

6、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容及方法研究的內容及方法尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(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

7、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)一帶轉向北東方向。鎮(zhèn)一帶轉向北東方向。尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(huán)境概況小秦嶺：小秦嶺：尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦庫：尾礦庫：u氰化池氰化池尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(huán)境

8、概況尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(huán)境概況尾礦渣產地的地質環(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)境的影響尾礦渣經過風化、雨淋、地表徑流的侵蝕滲入土壤后造成尾礦渣經過風化、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尾礦廢渣對地質環(huán)境的

9、影響尾礦廢渣對地質環(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譜儀（感應耦合等離子體質譜儀（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，質子，恒溫震蕩器，原子熒光光譜儀，質譜儀，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

10、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32.85%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

11、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)。 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，個柱子內，以不同的速率將以不同的速率將5份份4.13l的蒸餾水分別流經的蒸餾水分別流經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生的淋溶液中淋溶實驗中不同

12、情況下產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）尾礦尾礦渣質量渣質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，結果如圖，結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

13、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節(jié)尾礦渣在水中便在實際中可以通過調節(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份相同質量的尾礦渣份相同質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

14、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果份靜態(tài)浸出液分別測重金屬濃度結果如下圖：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份相同質量的尾礦渣份相同質量的尾礦渣樣品用相同量的蒸餾水浸泡，然后

15、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果如下份解析液分別測重金屬濃度結果如下圖：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：結果評價結果評價各元素的污水排放標準和地面水環(huán)境質量標準各元素的污水排放標準和地面水環(huán)境質量標準表表(單位：單位：mg/l)結果評價結果評價 各實驗產生的樣品相對于各實驗產生的樣品相對

16、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)：結果評價結果評價u各實驗產生的樣品相對于各實驗產生的樣品相對于地表水環(huán)境質地表水環(huán)境質量標準（量標準（類）類）的超標倍數(shù)的超標倍數(shù)結果評價結果評價 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)境質量標準（境質量標準（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)境質量標對于污水綜合排放標準和地表水環(huán)境質量標準（準（類）都超標很多倍，所

17、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，但對于地表水環(huán)境質量標準（水環(huán)境質量標準（類）超標了?？傊差悾┏瑯肆?。總之，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。結論結論 由本論文所做的實驗和研究結果可知，由本論文所做的實驗和研究結果可知，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。一定要在經濟發(fā)展境的危害是多么巨大啊。一定要在經濟發(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)生產干擾下形成的荒漠化，生態(tài)恢復的礦業(yè)生產干擾下形成的荒漠化