复合污染与尾矿区重金属释放和迁移栾和林1，陈彩霞2，田 野3，刘春锋1，汤淑芳1，于 力1，章连香1，汪鑫3，李继梅1 (1.北京矿冶研究总院，北京 100044; 2.桂林工学院，广西桂林 541004; 3.北京理工大学，北京100081)
文摘:通过不同选矿药剂(捕收剂、抑制剂、起泡剂)的单一或复合水溶液对多金属硫化矿尾矿和酸化尾矿柱的浸出试验，研究了复合污染对尾矿中重金属释放值的影响。结果表明，在不同类型的化学品中，水溶性抑制剂对重金属释放值的影响最大。硫化物酸化后重金属的释放量增加了一个数量级，超过了单一试剂水溶液浸出尾矿时重金属的释放值；不同药物水溶液依次淋溶时，复合药物水溶液多次淋溶到尾矿中，重金属释放值依次增大，而水和黄原酸盐水溶液淋溶时，重金属释放值依次减小。多剂复合水溶液连续淋洗尾矿时，重金属释放量远大于单剂水溶液酸化后的尾矿。说明矿山化学品(包括降解产物)的复合污染是尾矿坝重金属释放的主要原因。关键词:环境工程；复合污染；选矿药剂；重金属；尾矿
主要的重金属污染直接来自矿山废弃物& hellip1。全世界每年有15000吨重金属排放到环境中，其中包括340万吨铜、500万吨铅、1500万吨锰和100万吨镍。如此大量的重金属进入地表环境，其赋存、变化和迁移规律将成为环境化学研究的热点。现有关于矿山重金属释放原因的研究仍集中在矿山酸性废水[3-6J]。实际上，尾矿坝是矿山污染的主要区域，所有废渣、废水和大量选矿药剂及其降解产物都汇集在这里。尾矿往往高出地面几十米甚至上百米。在重力作用下，化学物质复合污染的选矿废水会在尾矿坝中自上而下渗漏，在经过时淋溶尾矿，释放其中的重金属，使其进入矿山的地下或地表水源。然而，目前对这种复合污染形式引起的重金属释放仍缺乏研究和认识。在前期研究工作中，L7J已证实复合污染增加了尾矿堆中选矿药剂的污染量和浓度，增加了残留期和稳定性，并向尾矿坝下部迁移。在这一迁移过程中，尾矿中重金属的赋存状态和迁移行为亟待研究。1实验方法1.1原料及仪器设备实验所用的测试仪器为OPTIMA 3000电感耦合等离子体原子发射光谱仪。设备主要是玻璃浸出柱，收货日期:2006年& mdash07-08基金项目:国家自然科学基金资助(50274016)作者简介:栾鹤林(1950-1)，男，哈尔滨人，教授，硕士，主要从事选矿药剂合成和有机质测试研究。内径4.0厘米，长度46厘米，配有烧结应时筛板和四氟乙烯活塞，如图1所示。图1浸出柱图1浸出柱测试剂异丁基黄药[(CH3)2ch CH2 CSS & mdash；Na](89.26%)、SN9[(CH3CH2)2NCSSNa]、丁醇黑粉[(C4H90)2Ps2NH4]、松油醇油(91.00%)为工业品，巯基乙酸(97.00%)、乳酸、酒石酸为分析纯试剂，氰化钾为化学纯试剂。异丙基黄原酸盐[(CH3)2CH CSSNa]降解水为200 TGT/L，在密封条件下暴露于阳光下10 ~ 15天。尾矿是白玉复合金属硫化矿选矿试验的尾矿，经干燥保存。尾矿酸化为此，尾矿在风吹日晒雨淋的条件下自然氧化5个月。1.2试验程序1.2.1柱浸。先加上15cm高的栾鹤林等。，第四期万芳数据，到玻璃淋溶柱:复合污染与尾矿库区重金属的释放和迁移。125-水洗石英砂，将尾矿渣与浸出液混合，湿法装柱，去除气泡，填实。然后，加入浸提液，用四氟乙烯塞控制浸提速度。(1)单柱浸出。每次配制1000mL溶液，浓度为0.0005mol/L，每次仅用500mL玻璃瓶接收中间约500mL的柱淋洗液。(2)连续柱浸。共配制3000mL溶液，药物浓度为0.0005 mol/L，进行连续柱浸试验。每次用配制好的溶液750mL进行柱浸，从柱中浸出约700mL溶液，取中间约500mL进行测定。
1.2.2样品预处理和ICP & mdashAES检测条件。样品预处理，摇匀，取25mL待测溶液，加入2 ~ 5ml浓硝酸和1mL高氯酸，加热至沸腾，冒烟。用4%硝酸溶液定容至25毫升。国际比较方案。AES检测条件:进样速度1.00mL/min，观察高度15ram，激发功率1200W，载气流速15L/min，辅助气体流速0.5L/min，保护气体流速0.8L/min，狭缝宽度正常。2试验结果分析2.1单一捕收剂水溶液浸出尾矿时尾矿中重金属的释放值；当用单一试剂水溶液喷淋尾矿时，尾矿中重金属的释放如表1所示。单一试剂水溶液淋溶尾矿时，尾矿中重金属释放总量:异丁基黄药水溶液>:异丙基黄药降解液>:SN .水溶液>:丁醇黑溶液>:蒸馏水。在四种重金属中，锌是最容易释放的。异丁基黄药和异丙基黄药的降解产物明显释放出铅。丁腈和SNq明显释放铜。表1用单一捕收剂水溶液淋洗尾矿时尾矿中重金属的释放值表2.2用单一抑制剂水溶液淋洗尾矿时尾矿中重金属的释放值用单一抑制剂水溶液淋洗尾矿时尾矿中重金属的释放值见表2。从表2可以看出，单一抑制剂水溶液污染尾矿时，尾矿中重金属的释放顺序为:铜抑制剂水溶液>:酒石酸水溶液>:巯基乙酸水溶液>:乳酸水溶液>:KCN水溶液>:蒸馏水，其中Zn2+的释放量仍然最大。表2单一抑制剂水溶液浸出尾矿重金属的释放值表2单一抑制剂水溶液浸出尾矿重金属的释放值2.3单一发泡剂水溶液浸出尾矿重金属的释放值表3单一发泡剂水溶液浸出尾矿重金属的释放值表3单一发泡剂水溶液浸出尾矿重金属的释放值 单一发泡剂水溶液对尾矿中重金属的释放如表3所示，其中Zn2+的释放值仍然最大。 2.4蒸馏水浸出尾矿时硫化矿酸化后尾矿中重金属的释放值。用蒸馏水淋洗酸化尾矿的结果见表4，重金属的释放值按数量级增加，远大于各种单一药剂水溶液。2.5复合水溶液顺序浸出尾矿时尾矿中重金属的释放值；当复合水溶液依次浸出尾矿时，尾矿中重金属的释放如表5所示。从表5可以直观的看出:万芳数据126色金，第58卷，表4去离子w对硫化矿酸化后的尾矿进行蒸馏水淋洗时，硫化物酸化铁轨中重金属的释放值。离子型蒸馏水淋洗酸化尾矿(1)纯水和单一异丁基黄药溶液依次淋洗尾矿时，尾矿中重金属的释放值逐渐降低；(2)药荆复合水溶液淋洗尾矿时，重金属的释放值依次上升，药荆复合污染越严重，释放值依次越大。2.6不同水溶液连续浸提未酸化和酸化尾矿四次，尾矿中重金属的释放值；表5不同水溶液淋洗4次未酸化和酸化尾矿时尾矿中重金属的释放值/(mg & middot；L-1)表5复合试剂水溶液依次淋洗尾矿中重金属的释放值/(nag & middot；l 1)& hellip；表6显示了临洮围楼尾矿中四种重金属的释放。从表6可以看出，无论淋滤尾矿是否为酸化尾矿，化合物污染越复杂，重金属释放值越大。复合污染对重金属释放值的影响远大于尾矿酸化。表6未酸化(酸化)尾矿用不同水溶液连续淋洗4次的重金属释放量表6不同水溶液淋洗4次的尾矿重金属释放量3结论(1)水溶性抑制剂水溶液淋洗的尾矿重金属释放量最大。这是因为其分子结构中含有金属配体和其他亲水官能团，使得其金属配合物易于溶于水并迁移。(2)硫化尾矿酸化后，重金属的释放值增加了一个数量级，甚至大于单一药剂的浸出值。(3)当化学物质的复合(污染)水溶液依次或连续淋洗尾矿时，重金属的释放依次增加。复合污染越重，释放值越大。究其原因，是起泡剂和化学品降解产生的小分子有机物乳化、增溶了捕收剂或抑制剂与重金属的络合物，增加了其水溶性和流动性，从而加重了重金属污染，增加了扩散距离，这是尾矿重金属释放的主要原因。而矿山酸性废水中重金属的释放只能依靠较低的pH值，矿山周围未酸化的介质(或其他水源)会迅速降低酸性废水的酸度。此时，大多数重金属被CO、2-或其他阴离子迅速水解或沉淀。因此，酸性废水对重金属的迁移值和释放值远小于多种选矿药剂和重金属复合污染造成的迁移值和释放值，而尾矿坝的实际污染主要是多种选矿药剂和重金属复合污染造成的。参考文献:[1]黄明宏。环境污染与生态修复[M].北京:科学出版社，2003:136 & mdash；184.[2]约翰·永贝里。瑞典北部拉沃尔氧化尾矿的地球化学动力学[J].地球化学勘探学报，2001，74:57 & mdash；72.[3]李，，周，.我国尾矿利用现状及21世纪展望[J].地质与勘探，1997，33(3):21 & mdash；23.[4]张馨，周涛发，袁峰，等.铜陵矿区水系沉积物重金属污染及潜在生态危害评价[J].环境化学，2005，24 (1): 106-07。栾鹤林，数据4，等:复合污染与尾矿矿区重金属的释放和迁移127 复合污染与蔡晨滦河尾矿库重金属释放和迁移的关系& mdash夏2，田野3，刘春军91，唐舒& mdashfan91，YU Lil，& mdash先91，3，& mdashmeil北京通用研究所01 & lsquo采矿与冶金93，北京，100044；2.桂林理工大学，广西桂林541004；3.北京理工大学，北京，100081，中国)通过浮选尾矿或酸化尾矿与不同种类的选矿药剂如捕收剂、抑制剂和起泡剂的单一或多重水溶液的柱浸实验，提取复合污染对尾矿中重金属释放值的影响。结果表明，水溶性抑制剂对重金属释放值的影响最大。尾矿酸化后，重金属的释放值以数量级的形式增加，高于单一试剂水溶液中检测到的值。用不同种类的试剂水溶液轮流浸出尾矿时，重金属在复合试剂水溶液中的释放值越来越高，而在水或黄药水溶液中的释放值则越来越高。越来越低。当用复合试剂水溶液连续浸出尾矿时，重金属的释放量远远高于用单一试剂水溶液酸化的尾矿。结果表明，多& mdash药剂及其降解产物是尾矿坝重金属释放的主要原因。关键词:环境工程；复合污染；浮选试剂；重金属；万芳尾矿数据Blowes，杜建林..加拿大魁北克省韦特护身符硫化物栏杆渗流带的孔隙水地球化学和矿物学应用地球化学。1990.5:327 & mdash；36.[6]栾鹤林，于涵，邹畅，等.复合污染条件下尾矿库区有害化学物质迁移研究[J].环境化学，2006，25(1):207 & mdash；210.
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