中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

不同浸提工艺的金矿尾矿中砷的存在形态研究

陈兆鑫, 李达明, 罗锡明. 不同浸提工艺的金矿尾矿中砷的存在形态研究[J]. 岩矿测试, 2014, 33(3): 368-373.
引用本文: 陈兆鑫, 李达明, 罗锡明. 不同浸提工艺的金矿尾矿中砷的存在形态研究[J]. 岩矿测试, 2014, 33(3): 368-373.
CHEN Zhao-xin, LI Da-ming, LUO Xi-ming. Research on Arsenic Form in the Gold Mine Tailings by Different Leaching Processes[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(3): 368-373.
Citation: CHEN Zhao-xin, LI Da-ming, LUO Xi-ming. Research on Arsenic Form in the Gold Mine Tailings by Different Leaching Processes[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(3): 368-373.

不同浸提工艺的金矿尾矿中砷的存在形态研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金资助项目"化学稳定化修复土壤复合重金属污染的形态转化与影响机理研究"(41172226)
详细信息
    作者简介: 陈兆鑫, 在读硕士研究生, 海洋化学专业, 重金属污染与修复方向. E-mail: redeif_czx@sina.com
    通讯作者: 罗锡明, 博士, 副教授, 从事矿山环境评价与修复研究工作. E-mail: luoxm@cugb.edu.cn
  • 中图分类号: O613.63;P575.5

Research on Arsenic Form in the Gold Mine Tailings by Different Leaching Processes

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  • 金矿尾矿是砷污染的重要来源,不同冶炼工艺形成的尾矿中砷的赋存状态有很大差异,不同的砷形态会直接影响其在环境中的迁移转化行为,确认砷的存在形态是修复砷污染场地研究中的重要内容。本文针对浮选法和生物氧化法两种不同浸金方法的尾矿,采用pH计和氧化还原电位自动测定仪测量尾矿的物理性质(pH、氧化还原电位),采用X射线衍射和X射线荧光光谱分析尾矿的矿物物相和主要成分,电子探针分析砷的存在形态。表征结果表明,浮选法尾矿和生物氧化法尾矿的物理性质都会因堆置环境的变化而变化,其Eh、pH和零电荷点都大致相同,pH≈8.5,样品零电荷点(pHPZC)大约为8.5。由于两种尾矿都属于碱性环境,因此在修复方法的选择上也受到限制,如只适合在酸性条件下进行的电动修复法就不适用于这两种尾矿,修复试剂的选择也以碱性物质和铁的氧化物(氢氧化物)为主。浮选法尾矿的主要矿物类型为石英、白云石和黏土矿物,化学主要成分是Si和Al,尾矿呈灰白色,其中砷的含量约为754 μg/g左右,主要以毒砂(FeAsS)形式存在;而生物氧化法尾矿的主要矿物类型为石膏,化学主要成分是Fe、Ca和S,尾矿呈红棕色,其中砷的含量约为26350 μg/g,主要以毒砂(FeAsS)和五氧化二砷(As2O5)形式存在。两种浸金工艺每一道工序的不同,都会造成两种尾矿在矿物相、主要成分和其中砷存在形态上的差异。因此在进行尾矿原位修复工作时,应考虑不同浸金方法对尾矿堆置环境和砷存在形态的影响,从而选择出一种更加合适、廉价、高效的修复方法和试剂。

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  • 图 1  尾矿样品X射线衍射分析主要矿物相对比图

    Figure 1. 

    图 2  尾矿样品X射线荧光光谱分析主要成分对比图

    Figure 2. 

    表 1  尾矿样品记录

    Table 1.  Record of mine tailing samples

    浸金
    方法
    样品
    编号
    样品特征
    堆置时间采集方法含水率(%)颜色
    浮选法N1-1新鲜尾矿仪器上取得22.47灰白色
    N1-2堆置时间较短尾矿堆采集18.42灰白色
    N1-3堆置时间较长尾矿堆采集17.13灰白色
    生物
    氧化法
    N2-1新鲜尾矿尾矿堆采集46.12红褐色
    N2-2堆置时间较短尾矿堆采集40.09红褐色
    N2-3堆置时间较长尾矿堆采集43.54红褐色
    注:含水率由烘干法测得(105℃,24 h)。
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    表 2  尾矿样品Eh、pH、pHpzc和砷总量

    Table 2.  Record of Eh, pH, pHpzc and total arsenic content of mine tailing samples

    浸金
    方法
    样品
    编号
    Eh(mV)pHpHPZC表面
    电荷性质
    As总量
    (μg/g)
    浮选法N1-1321.48.428.6+940
    N1-2330.68.508.2-616
    N1-3264.98.498.7+706
    生物氧化法N2-1322.38.239.3+27010
    N2-2314.18.378.0-26810
    N2-3279.09.088.2-25230
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    表 3  尾矿样品电子探针分析结果

    Table 3.  EPMA analysis results of mine tailing samples

    浸金方法样品编号FeS2FeAsSAs2O5其他形式
    浮选法N1-1--Fe4AsS8
    N1-2--
    N1-3-Fe6AsS11
    生物氧化法N2-1----
    N2-2--
    N2-3--
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出版历程
收稿日期:  2013-09-02
录用日期:  2013-11-21
刊出日期:  2014-03-25

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