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云南个旧锡多金属矿区砷污染地球化学研究

作　者: 王京
导　师: 方维萱
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地球化学
关键词: 锡多金属矿区尾矿砷污染传输路径个旧
分类号: X50
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着矿山开采深度的不断加深和人类关于资源与环境忧患意识的逐渐增强,并且迫于环境恶化的压力,矿山尾矿环境污染的特性,已为人类所共识。我国云南省个旧地区锡多金属矿具有二百多年开发历史,以锡矿资源闻名于世界,该区共有31座尾矿库,积存尾矿约1.9亿吨以上,面对数量如此巨大的潜在污染,评估尾矿对生态环境污染传输显得尤为重要。针对个旧锡多金属矿区的尾矿库,通过对尾矿的表生地球化学环境特征分析,包含pH值、磁化率、电导率等特征因子,结合物相分析以及粉晶衍射试验分析,系统的对尾矿和尾矿库土壤及水体中As品位和含量、以及它们的赋存状态进行了研究。探讨尾矿污染物质在岩石(矿石)-选矿厂-水体-尾矿-土壤-作物路径中传输特征,取得主要成果如下：(1)个旧锡多金属矿区砷的赋存状态为：原矿中砷的赋存矿物为毒砂、辉砷镍矿,氧化矿中砷矿物为砷钙铜矿、臭葱石、砷铜铅矿和砷铅钒矿,尾矿中砷以毒砂、雄黄存在。毒砂是该地区砷的主要赋存状态,磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、黝锡矿和自然铋矿物中伴生砷。(2)个旧锡多金属矿区尾矿库为弱酸性-氧化环境,尾矿中的砷及一些重金属元素极易氧化形成毒性最大的As(Ⅲ)。(3)必须加强对尾矿库的监测,以免发生严重的环境地质灾害。通过对尾矿库进行剖面取样后的分析结果可知：金属硫化物因为空气中的氧含量和温度的变化会发生化学风化作用,所以不同季节和不同气候与其氧化分解有密切的关系。并且在化学风化作用下会导致尾水酸度增加,在这种情况下黄铜矿、黄铁矿和毒砂中的铁转化为Fen,Fe3+又会加剧金属硫化物的氧化分解。所以一旦尾矿库周边环境的物理化学(酸碱度、电导率、温度)条件发生了改变都会对周围的生态化境造成严重的破坏。(4)个旧锡多金属矿区砷污染传输路径为：毒砂(?)As(Ⅲ)(?)尾矿水→土壤(?)植物在酸性环境中毒砂和As(Ⅲ)稳定性研究中认为：毒砂氧化时释放的砷以As(Ⅲ)的含水氧化物为主。As(Ⅲ)砷利于被植物吸收,因此本区砷污染可通过植物吸收进入土壤-植被系统。如图所示,尾矿毒砂中的砷通过氧化释放为As(Ⅲ),该形态的砷进入水体和土壤,然后被植物吸收。

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摘要 3-5ABSTRACT 5-11第一章引言 11-19 1.1 选题依据目的和意义 11-12 1.2 研究思路与内容 12-13 1.3 本文拟解决的科学问题 13 1.4 完成主要工作量 13-14 1.5 样品采集、加工和分析 14-19 1.5.1 采样方法 14-15 1.5.2 样品测试分析 15-19第二章国内外研究现状 19-26 2.1 国外研究现状 20-23 2.1.1 铁的氧化物和氢氧化物 20-22 2.1.2 黏土矿物 22-23 2.1.3 α—Al_2O_3 23 2.2 国内对砷污染迁移 23-25 2.2.1 土壤组分的影响 23-24 2.2.2 pH值的影响 24 2.2.3 温度的影响 24 2.2.4 浓度的影响 24-25 2.3 讨论 25-26第三章研究区概况 26-36 3.1 研究区自然环境概况 26-29 3.1.1 个旧自然环境概况 26-29 3.2 研究区尾矿物质成分 29-32 3.2.1 个旧主要矿床、矿石类型 29-32 3.3 研究区尾矿库概况 32-36 3.3.1 个旧尾矿库概况 32-36 3.3.1.1 卡房矿区尾矿库(犀牛潭、月牙塘、杨梅山) 32-34 3.3.1.2 个旧老厂羊坝底尾矿库区 34-36第四章研究区尾矿地球化学特征 36-52 4.1 个旧尾矿地球化学特征 36-43 4.1.1 个旧尾矿的物理化学特征 36-40 4.1.2 主量元素特征 40-41 4.1.3 微量元素特征 41-43 4.2 个旧尾矿矿物学特征 43-50 4.2.1 人工重砂矿物鉴定分析 43-48 4.2.2 尾矿砂光片金属矿物鉴定分析 48-50 4.3 个旧尾矿中砷的赋存状态 50-52第五章研究区尾矿砷污染传输路径特征 52-65 5.1 个旧矿区景观生态学特征 52-53 5.2 个旧尾矿库区景观结构特征 53-55 5.3 物质流与景观单元 55 5.4 个旧尾矿库区砷污染传输路径 55-63 5.4.1 原矿中砷的含量 55-56 5.4.2 尾矿中砷的赋存状态与含量 56 5.4.3 尾矿库土壤中砷污染状况 56-57 5.4.4 植物中砷污染状况分析 57-59 5.4.5 砷的物相分析结果 59 5.4.6 砷在土壤-植物中的传输路径 59-61 5.4.7 砷在尾矿-水中的传输路径 61-63 5.5 小结 63-65第六章研究区尾矿库砷污染治理方法与技术 65-70 6.1 砷污染治理现有技术 65-67 6.1.1 拮抗剂修复法 65 6.1.2 水洗土壤修复法 65 6.1.3 太阳暴光硒修复 65 6.1.4 改变农业耕作种类修复 65-66 6.1.5 沉淀固化剂修复 66 6.1.6 利用超累积植物进行修复 66-67 6.2 砷污染治理技术设想 67-68 6.3 个旧锡多金属矿区砷污染综合治理工程 68-70第七章结论 70-72致谢 72-73参考文献 73-80附录A 攻读硕士期间发表论文目录 80-81附录B 图版 81-83个人简介 83

云南个旧锡多金属矿区砷污染地球化学研究

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