本文關鍵詞：鉛元素在金銅礦選礦—干堆尾礦系統(tǒng)中的環(huán)境化學特征

  更多相關文章： 矽卡巖型金銅礦 浮選系統(tǒng) MLA檢測 獨立礦物 嵌布特征

【摘要】：以鄂東南某金銅礦為例,研究礦石中伴生鉛元素在浮選法矽卡巖型硫化金銅礦浮選-干堆尾礦系統(tǒng)中的環(huán)境化學特征。采用XRD、MLA(Mineral Liberation Analyser自動礦物分析儀)等檢測技術對研究對象的原礦及其浮選產品金銅精礦、硫精礦、鐵精礦和尾砂的構成物相及鉛元素在礦石中的賦存狀態(tài)與嵌布特征進行了深入研究,結合鉛元素化學物相、化學形態(tài)及尾砂動態(tài)、靜態(tài)淋溶實驗和中酸性條件下浸出實驗等分析,探討了矽卡巖型金銅礦中鉛元素在選礦系統(tǒng)中的環(huán)境化學特征和遷移規(guī)律。研究工作的主要成果是:1、金銅礦石中伴生鉛元素的賦存狀態(tài)及嵌布特征分析(1)通過MLA分析測試發(fā)現,原礦中鉛元素以方鉛礦(PbS)白鉛礦(PbCO3)形式賦存于礦石中,短板狀、致密狀的方鉛礦嵌布于白云石或黃鐵礦的裂隙中,在黃鐵礦的礦脈中有及少量白鉛礦。經過浮選之后,部分嵌布于黃銅礦中的方鉛礦隨浮選分離轉移至金銅精礦,而部分嵌布于黃鐵礦中方鉛礦轉移至硫精礦中。因含鉛礦物部分轉移至精礦中,尾礦中檢測到的鉛元素獨立礦物含量較少。(2)采用X射線衍射(XRD)對原礦、金銅精礦、硫精礦及尾砂物相進行了分析,脈石礦物主要為石英及方解石。原礦中主要礦物有斑銅礦、黃鐵礦、黃銅礦、菱鐵礦;金銅精礦中含有較多黃鐵礦、黃銅礦、菱鐵礦;硫精礦經分析含有較多黃鐵礦、菱鐵礦等;尾礦礦物成分主要為石英及方解石。在尾礦中出現少量的特征峰,經匹配檢索分析發(fā)現尾砂中含有少量的綠泥石、閃鋅礦、方鉛礦、透輝石、鈣鐵榴石等,進一步說明鉛元素在礦物中的獨立礦物為方鉛礦。(3)通過化學物相方法分析發(fā)現,鉛元素在原礦、精礦及尾礦中均以不溶性鉛相含量最高,并有硫化態(tài)鉛相檢出。可溶性氧化態(tài)鉛相在硫精礦及鐵精礦中含量均低于檢出限。2、研究了鉛元素在選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中的遷移轉化規(guī)律和環(huán)境化學特征:(1)鉛元素化學分析的結果表明,在選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中分布比例依次為:尾砂金銅精礦硫精礦鐵精礦選礦廢水損失。其中有85.235%富集于尾礦,金銅精礦中占4.06%,硫精礦中占3.63%,鐵精礦中僅占0.603%。鉛元素在選礦過程中高度集中分布于尾礦中,加大了尾礦的環(huán)境風險。(2)鉛元素形態(tài)分析的結果表明,在原礦、金銅精礦、硫精礦、鐵精礦及尾礦中鉛的各化學形態(tài)所占比例大小均為殘渣態(tài)?可氧化態(tài)?弱酸提取態(tài)?可還原態(tài)。殘渣態(tài)占總量的60%以上,由此推斷經浮選過程對鉛元素的化學形態(tài)變化影響不明顯,這是因為鉛元素的賦存礦物在堿性富氧浮選環(huán)境較穩(wěn)定。尾礦中鉛元素可能附著于載體礦物中,為其他穩(wěn)定物質包裹,因此殘渣態(tài)含量較高,短期內不易釋放,潛在生物毒性較小。(3)動態(tài)淋溶實驗表明:在酸性條件下,淋溶液ph值與鉛淋濾強度相關,隨著淋溶液ph值的升高,鉛元素的淋濾強度逐漸降低;在淋溶初期,濾出液ph值都較高,并且保持了較長的時間。隨著淋溶周期的持續(xù),淋濾液的ph值呈逐漸降低的趨勢。浮選系統(tǒng)加入的堿性浮選藥劑和尾砂內部的碳酸鹽類礦物成分可減緩尾砂被酸化的程度;加入的淋溶液先與尾礦中的碳酸鹽礦物如方解石等發(fā)生反應,所以在前3周內淋濾液中鉛濃度不會達到最大值,隨著反應的進行,淋出的鉛量呈逐漸增大并在第4周淋出量達到最大值再逐漸降低的趨勢。(4)化學法靜態(tài)淋溶實驗表明:尾礦靜態(tài)淋溶試驗分析可知,在有機酸如edta、檸檬酸、腐殖酸等的侵蝕下,鉛元素容易被溶解出來,與有機酸生成螯合物。實驗表明檸檬酸可提高尾礦中鉛的活性,腐殖酸可降低尾礦中鉛的活性。(5)電感耦合等離子質譜法研究表明,水平振蕩法浸出鉛含量均低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)和《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)限值標準要求,僅就鉛元素而言,該尾砂屬于一般工業(yè)固體廢物的I類。這一結果的原因是:通過浮選過程,部分鉛元素的獨立礦物轉移至精礦中,尾礦中鉛元素大多包裹于載體礦物中,賦存方式較穩(wěn)定。但當尾礦長期暴露于自然環(huán)境中,在空氣及生物氧化等長期風化作用下,尾礦中重金屬鉛會有遷移至周邊環(huán)境的可能。
【關鍵詞】：矽卡巖型金銅礦 浮選系統(tǒng) MLA檢測 獨立礦物 嵌布特征
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X753
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-34
• 1.1 礦山開采過程中的環(huán)境問題14-16
• 1.1.1 礦山開采過程中的環(huán)境問題14-15
• 1.1.2 礦山的重金屬污染現狀15-16
• 1.2 礦石物相及元素賦存狀態(tài)研究進展16-24
• 1.2.1 矽卡巖型銅礦概述16-17
• 1.2.2 X射線衍射（XRD）在礦物研究上的應用17-18
• 1.2.3 MLA自動礦物分析方法的研究進展18-21
• 1.2.4 化學物相分析方法21-22
• 1.2.5 化學形態(tài)分析方法22-24
• 1.3 浮選系統(tǒng)中重金屬的環(huán)境化學特征研究進展及現狀24-30
• 1.3.1 銅礦浮選技術研究現狀24-26
• 1.3.2 礦石重金屬元素在浮選過程中的遷移轉化研究進展26-28
• 1.3.3 礦山開采過程中鉛元素研究進展及現狀28-30
• 1.4 課題背景及其意義30
• 1.5 論文創(chuàng)新點30-31
• 1.6 主要研究內容及技術路線31-34
• 1.6.1 主要研究內容31-32
• 1.6.2 研究技術路線32-34
• 第2章 試驗樣品及方法34-46
• 2.1 樣品來源34
• 2.2 試驗試劑及儀器34-35
• 2.2.1 實驗試劑34-35
• 2.2.2 試驗儀器35
• 2.3 實驗部分35-42
• 2.3.1 鉛元素在選礦-干堆尾礦中的總量測定35-36
• 2.3.2 化學法測定原礦、精礦及尾砂中鉛物相36-39
• 2.3.3 鉛元素在選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中的化學形態(tài)分析39-40
• 2.3.4 尾礦淋溶實驗方法40-41
• 2.3.5 尾砂浸出實驗方法41-42
• 2.4 測試方法42-44
• 2.4.1 礦石的XRD物相分析42
• 2.4.2 原礦、精礦、尾砂嵌布規(guī)律和賦存狀態(tài)MLA分析42-43
• 2.4.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）43-44
• 2.4.4 原子吸收光譜法（AAS）44
• 2.5 實驗方法對比分析44-46
• 第3章 實驗結果與分析46-84
• 3.1 研究對象概況46-48
• 3.2 鉛元素的總量分析48-49
• 3.2.1 鉛元素在選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中的含量分析48
• 3.2.2 鉛元素在選礦廢水中含量分析48-49
• 3.3 礦石物相及鉛元素賦存狀態(tài)分析49-65
• 3.3.1 礦石XRD物相分析49-54
• 3.3.2 原礦、精礦及尾礦中鉛元素MLA分析54-64
• 3.3.3 化學法測定礦石中鉛物相實驗結果64-65
• 3.4 鉛元素在選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中分布及遷移規(guī)律65-66
• 3.5 鉛元素在選礦-干堆尾礦過程中的環(huán)境化學特征66-81
• 3.5.1 鉛元素在選礦-干堆尾礦過程中的化學形態(tài)分析66-68
• 3.5.2 尾礦中重金屬鉛的淋溶實驗研究68-80
• 3.5.3 尾砂毒性浸出實驗結果與分析80-81
• 3.6 鉛元素在選礦-干堆尾礦過程的環(huán)境化學特征和遷移轉化小結81-84
• 第4章 結論及建議84-88
• 4.1 結論84-86
• 4.2 進一步研究的設想86-88
• 參考文獻88-94
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文94-96
• 致謝96

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