盘古山钨矿尾砂金属赋存形态及迁移规律研究.pdf

摘要 本文研究江西省于都县盘古山钨矿重金属的迁移，以其主要重金属污染源——废弃尾 砂和采选废水流入的溪河为研究对象，对其尾矿堆和矿区溪河底泥采样分析，系统研究了 其中重金属的赋存形态、分布及其迁移特征，得到以下结论： 1. 通过对盘古山钨矿尾砂理化性质与重金属总量相关性分析得出：尾砂含水量在新尾 砂中最高，在人工植被修复30 年尾砂中最低，尾砂含水量有利于重金属Cr 进一步迁移， 不利于重金属Pb 和Cu 的迁移，对其他重金属的影响很小。尾砂pH 值越低越有利于重金 属Cu、Mn 、Mo 、Ni 、Pb 、W 、Zn 进一步迁移转化。尾砂中有机质对重金属Cr 有很强的 吸附能力。 2. 尾砂堆中重金属的垂直分布规律为：在上世纪 50-60 年代尾砂中，As 、W 、Mn 在 0-20cm 表层尾砂中含量最大，Cu 在60-80cm 层有富集，Zn 在80-100cm 层有富集。在人工 植被修复30 年尾砂中，各重金属在0-100cm 层含量明显减少，这与地表径流、雨水渗滤及 植物的作用有关，重金属Zn 在80-100cm 层出现富集现象。在人工植被修复 15 年及5 年尾 砂中，各重金属的变化规律相差不大，Zn 随着深度的增加先降后升，在20-40cm 层出现最 小值，其它几种重金属没有明显的变化。在新尾砂中，As 、Mn 、Mo 和Zn 在0-20cm 表层 中含量最大，W 在20-40cm 层出现富集现象。 3. 同一深度不同年代尾砂中重金属的分布规律为：在0-20cm 层，Mo 在新尾砂中含量 最高，Mn 在植被修复5 年尾砂中含量最大。20-40cm 与0-20cm 表层各重金属变化趋势相 差不大，但含量有所下降。在40-60cm 层，W 、As 、Cu、Pb 等重金属随着时间的推移先升 高后降低，Mo 随着年代渐远含量逐渐降低。在60-80cm 层，Zn 、W 、Mn 、As 、Cu 等重金 属随着时间的推移先增加后降低，Mo 在新尾砂中含量最高。在80-100cm 层，重金属Zn 、 W 、As 、Pb 、Cu 等随着时间的推移先升高后降低，Mo 逐渐降低。 4. 重金属对环境的毒害作用与其赋存形态有重要关系：在尾砂表层中，重金属 As 、 Cr、Ni 、W 主要以残渣态形式存在；Cu、Mn 、Pb 、Zn 主要以Fe-Mn 氧化物结合态形式存 在，Mo 主要以有机结合态形式存在。对同一年代0-20cm 层重金属的赋存形态分析得出： 在上世纪50-60 年代尾砂中，重金属Mo 活性最高；人工植被修复30 年尾砂中，重金属As 活性最低；在人工植被修复30 年、15 年、5 年及新尾砂中，重金属 Cu 活性最高；50-60 年代尾砂、人工植被修复15 年、5 年及新尾砂中，重金属W 活性最小。 5. 通过对矿区溪河底泥研究发现：底泥有机质含量沿河水流向先升高后降低，最高含 量达24.31g ·kg-1 。底泥重金属Zn 、Ni 、Mn 、Cr、W 、Mo 、Cu、Pb 变化趋势与有机质含量 变化趋势基本相同，As 含量沿河水流向逐渐降低，这与河水pH 值变化趋势相反。通过底 泥有机质、河水pH 与各重金属相关性分析得出：底泥有机质是影响Zn 、Ni 、Mn 、Cr、W 、 Mo 、Cu、Pb 重金属含量的主要因素，pH 值是影响重金属As 含量的主要因素。 关键词: 钨矿尾砂；重金属；废水；迁移；赋存形态 I Abstract In this paper, we studied the chemical speciation, the distribution and migration behaviours of heavy metal in the mine tailingsand and nearby river sediment in the Pangu tungsten mine yudou county Jiangxi province. Through laboratory analysis, we reached the following conclusions. 1. Correl