【摘要】：近年來(lái),充填采礦法因具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益而受到普遍關(guān)注,并在許多礦山得到應(yīng)用。尾礦作為充填原料進(jìn)行井下充填時(shí),其中含有的有害元素會(huì)發(fā)生溶出,污染地下水和采空區(qū)周邊環(huán)境。進(jìn)行磷尾礦膠結(jié)充填中有害元素遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究,對(duì)充分利用磷尾礦,保護(hù)礦山環(huán)境,實(shí)現(xiàn)礦山的綠色開(kāi)采具有十分重要的意義。本文對(duì)充填原料磷尾礦、粉煤灰、水泥和淋濾介質(zhì)的物化特性以及充填料漿特性進(jìn)行分析,結(jié)合充填采礦實(shí)際和試驗(yàn)條件,設(shè)計(jì)制作淋濾試驗(yàn)裝置,通過(guò)淋濾試驗(yàn)、充填體靜態(tài)溶出試驗(yàn)以及淋濾對(duì)充填體、淋濾介質(zhì)的影響分析,探究磷尾礦充填中有害元素地下遷移規(guī)律,主要結(jié)論如下:(1)對(duì)試驗(yàn)原料進(jìn)行X射線(xiàn)衍射(XRD)分析和X射線(xiàn)熒光光譜(XRF)分析知:磷尾礦主要礦物組成為白云石、氟磷灰石,主要化學(xué)成分為CaO和MgO;粉煤灰主要礦物為石英、石膏和赤鐵礦,主要化學(xué)成分為SiO_2、Fe_2O_3、Al_2O_3;水泥主要礦物為方解石和斜硅鈣石,主要化學(xué)成分為CaO、SiO_2;淋濾介質(zhì)主要礦物為白云石、氟磷灰石、石英,主要化學(xué)成分為CaO、SiO_2、P_2O_5、MgO。(2)常壓淋濾試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),模擬充填滲出液中的pH值、總磷、氟化物(以F~-計(jì))、總硬度(Ca~(2+)、Mg~(2+))、硫酸鹽(SO_4~(2-))等組分含量在短時(shí)間內(nèi)明顯增大,并隨淋濾液向下遷移。遷移過(guò)程中由于淋濾介質(zhì)的吸附作用及離子之間的反應(yīng),使?jié)B出液中的組分含量逐漸減小。(3)加壓淋濾試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),增大壓力會(huì)加快充填料漿泌水的遷移速度,使?jié)B出液的pH值、總磷、氟化物(以F~-計(jì))、總硬度(Ca~(2+)、Mg~(2+))、硫酸鹽(SO_4~(2-))的含量在淋濾開(kāi)始后短時(shí)間內(nèi)高于常壓試驗(yàn)組。隨淋濾持續(xù)進(jìn)行,加壓試驗(yàn)組滲出液中各有害元素的含量逐漸低于常壓試驗(yàn)組。(4)充填體靜態(tài)溶出試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)60d淋濾之后形成的充填體,其浸出液中有害元素含量明顯低于料漿泌水中對(duì)應(yīng)元素含量,說(shuō)明大部分有害元素已隨淋濾液發(fā)生遷移,但其中仍剩有少量有害元素,且具有溶出行為。(5)測(cè)定常壓淋濾試驗(yàn)中形成的充填體強(qiáng)度得知,在持續(xù)淋濾60d條件下,形成的充填體強(qiáng)度滿(mǎn)足充填要求。分析其物相組成,發(fā)現(xiàn)淋濾前后主要礦物未發(fā)生明顯變化。傅里葉紅外光譜(FTIR)分析知,淋濾前后充填體的紅外光譜出現(xiàn)吸收峰的明顯變化,說(shuō)明淋濾過(guò)程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。(6)對(duì)比分析淋濾前后的介質(zhì)可知,1#(60d,20cm)介質(zhì)、5#(60d,100cm)介質(zhì)和介質(zhì)原樣礦物組成和化學(xué)成分相同,但含量存在一定的變化。傅里葉紅外光譜(FTIR)分析知,淋濾介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在淋濾過(guò)程中未發(fā)生明顯變化,但其元素含量隨淋濾深度和淋濾時(shí)間發(fā)生變化。隨淋濾時(shí)間延長(zhǎng),淋濾液對(duì)淋濾介質(zhì)的元素含量影響逐漸增大;隨淋濾深度增加,淋濾液對(duì)不同深度淋濾介質(zhì)的元素含量影響逐漸減小。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TD926.4
【圖文】：

的充填骨料，與水泥、粉煤灰按一定比例配制充填料漿。對(duì)該磷尾礦進(jìn)行X射線(xiàn)衍射（XRD）分析和X射線(xiàn)熒光光譜（XRF）分析，其X射線(xiàn)衍射定性分析圖譜如圖2.1所示，主要礦物組成與主要化學(xué)成分見(jiàn)表2-1和表2-2。圖2.1 磷尾礦X射線(xiàn)衍射圖譜Fig.2.1 X-ray diffraction spectrogram of phosphorus tailings表2-1 磷尾礦的礦物組成Table 2-1 Mineral composition of phosphorus tailings成分 白云石 氟磷灰石 方解石 石英含量(%) 87.85 6.13 3.17 2.85通過(guò)磷尾礦 X 射線(xiàn)衍射圖譜可以看出，試驗(yàn)用磷尾礦的主要礦物為白云石，

原料的粒度特性會(huì)影響充填料漿及充填體的性能，因此對(duì)磷尾礦進(jìn)行篩析試驗(yàn)，并繪制篩下累計(jì)產(chǎn)量分布曲線(xiàn)，如圖2-2所示。圖2.2 磷尾礦累積產(chǎn)率分布圖Fig. 2.2 Phosphorus tailings cumulative yield distribution map

衍射（XRD）分析和 X 射線(xiàn)熒光光譜（XRF）分析，結(jié)果如圖 2.3，表 2-3、表 2-4 所示。圖2.3 粉煤灰X射線(xiàn)衍射圖譜Fig. 2.3 X-ray diffraction spectrogram of fly ash表2-3 粉煤灰的礦物組成Table 2-3 Mineral composition of fly ash成分 石英 石膏 赤鐵礦 方解石含量(%) 66 17 10 7

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