鉛元素在金銅礦選礦-干堆尾礦系統(tǒng)中的環(huán)境化學(xué)特征.pdf

1、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(xué)特征。采用XRD、MLA（Mineral Liberation Analyser自動(dòng)礦物分析儀）等檢測(cè)技術(shù)對(duì)研究對(duì)象的原礦及其浮選產(chǎn)品金銅精礦、硫精礦、鐵精礦和尾砂的構(gòu)成物相及鉛元素在礦石中的賦存狀態(tài)與嵌布特征進(jìn)行了深入研究，結(jié)合鉛元素化學(xué)物相、化學(xué)形態(tài)及尾砂動(dòng)態(tài)、靜態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)和中酸性條件下浸出實(shí)驗(yàn)等分析，探討了矽卡巖型金銅礦中鉛元素在選礦

2、系統(tǒng)中的環(huán)境化學(xué)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(cè)試發(fā)現(xiàn)，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(jīng)過浮選之后，部分嵌布于黃銅礦中的方鉛礦隨浮選分離轉(zhuǎn)移至金銅精礦，而部分嵌布于黃鐵礦中方鉛礦轉(zhuǎn)移至硫精礦中。因含鉛礦物部分轉(zhuǎn)移至精

3、礦中，尾礦中檢測(cè)到的鉛元素獨(dú)立礦物含量較少。
　　(2)采用X射線衍射（XRD）對(duì)原礦、金銅精礦、硫精礦及尾砂物相進(jìn)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(jīng)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(xiàn)少量的特征峰，經(jīng)匹配檢索分析發(fā)現(xiàn)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(jìn)一步說明鉛元素

4、在礦物中的獨(dú)立礦物為方鉛礦。
　　(3)通過化學(xué)物相方法分析發(fā)現(xiàn)，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?？扇苄匝趸瘧B(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(zhuǎn)化規(guī)律和環(huán)境化學(xué)特征：
　　(1)鉛元素化學(xué)分析的結(jié)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

5、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(fēng)險(xiǎn)。
　　(2)鉛元素形態(tài)分析的結(jié)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(xué)形態(tài)所占比例大小均為殘?jiān)鼞B(tài)?可氧化態(tài)?弱酸提取態(tài)?可還原態(tài)。殘?jiān)鼞B(tài)占總量的60%以上，由此推斷經(jīng)浮選過程對(duì)鉛元素的化學(xué)形態(tài)變化影響不明顯，這是因?yàn)殂U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

6、物中，為其他穩(wěn)定物質(zhì)包裹，因此殘?jiān)鼞B(tài)含量較高，短期內(nèi)不易釋放，潛在生物毒性較小。
　　(3)動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)表明：在酸性條件下，淋溶液pH值與鉛淋濾強(qiáng)度相關(guān)，隨著淋溶液pH值的升高，鉛元素的淋濾強(qiáng)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(zhǎng)的時(shí)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(shì)。浮選系統(tǒng)加入的堿性浮選藥劑和尾砂內(nèi)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)

7、生反應(yīng)，所以在前3周內(nèi)淋濾液中鉛濃度不會(huì)達(dá)到最大值，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，淋出的鉛量呈逐漸增大并在第4周淋出量達(dá)到最大值再逐漸降低的趨勢(shì)。
　　(4)化學(xué)法靜態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)表明：尾礦靜態(tài)淋溶試驗(yàn)分析可知，在有機(jī)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(jī)酸生成螯合物。實(shí)驗(yàn)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(zhì)譜法研究表明，水平振蕩法浸出鉛含量均低于《危險(xiǎn)廢物鑒別