毒重石尾矿渣的淋溶浸泡实验及其处理和综合利用途径研究

论文摘要

尾矿堆置不仅大量侵占用地、破坏生态系统,而且还是重要的重金属污染源。深入研究其中重金属的释放规律可为固体废弃物的污染防治及环境管理提供科学依据。城口县有着丰富的毒重石矿产资源,随着毒重石的开采生产的扩大,尾矿的堆积也逐渐增多。如何处置这些高含钡量的尾矿渣也成为一个不可忽视的问题。本课题就是以重庆市城口县大量产生的毒重石尾矿渣为研究对象,确立了以地下水为环境保护目标,通过模拟动态和静态实验得出钡离子淋溶浸出特性和规律的方法,分析不同因素、不同条件下钡离子的浸出差异,以指导尾矿渣的最终处置。对尾矿渣的静态正交浸泡试验研究结果表明:对钡离子静态浸出率的平均影响程度依次为:浸取时间>pH值>固液比;三个因素对浸出液中钡离子浓度的平均影响程度为:固液比>浸出时间> pH值。由于钡离子在酸性偏中性的pH值条件下有着更多的浸出,因此在人为防止天然条件下钡离子污染时,控制尾矿渣与水的接触以及接触时间是关键,应尽量避免矿渣与水的接触,在任何时候实施与水的隔离对减少对环境的污染都是有效且必要的。对尾矿渣的模拟天然酸雨淋溶试验研究结果表明:在30天内的淋溶实验内,Ba2+浓度的浸出规律是一个陡升、急降、缓升过程,开始10天之后的稳步上升较好的符合了二项式y = 0.0057x2 - 0.1079x + 10.317,其相关系数R2 = 0.9967,随着淋溶时间的延长,淋出液Ba2+浓度有着缓慢的增长,淋溶比浸泡能够获得更多的钡离子浸出。研究的实验结果结合城口当地实际情况,借鉴垃圾填埋场地下水和地表水设施的建设经验,对尾矿库的建设加以设计和规划;探讨了采用尾矿回填等处理方式的可行性,提出了实际建议,并评价了多种可能的毒重石尾矿渣的综合利用途径,包括:选矿富集—化学提纯生产工艺、制取高纯球状碳酸钡、冶炼硅钡钙合金和作水泥矿化剂。论文研究的结论可以用来帮助和指导当地矿业生产,给环保部门以及管理决策部门提供科学支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 我国固体废物产生及其处理现状
• 1.1.1 我国生活垃圾的产生和处理现状
• 1.1.2 我国工业固体废物的产生及处理现状
• 1.1.3 我国危险废物的产生及处理现状
• 1.2 尾矿的产生及其危害和处理现状
• 1.3 国内外对重金属污染土壤及地下水的研究现状
• 1.4 毒重石尾矿的产生及其危害
• 1.5 研究内容
• 2 实验目的
• 2.1 浸出毒性实验
• 2.1.1 浸出毒性
• 2.1.2 在实际浸出环境中影响浸出的主要因素
• 2.1.3 浸出毒性实验
• 2.2 浸出实验目的
• 2.2.1 工业固体废物污染途径分析
• 2.2.2 酸性降水对固体废物有害物质浸出的影响
• 2.2.3 地下水资源及污染现状
• 2.2.4 主要环境保护目标
• 2.3 实验分析方法
• 2.3.1 毒重石中可溶性钡含量的测定
• 2.3.2 溶出微量钡离子的测定
• 3 毒重石尾矿渣的静态浸渣实验
• 3.1 实验材料、仪器和试剂
• 3.2 分析方法
• 3.3 实验方法
• 3.4 实验步骤
• 3.4.1 毒重石尾矿渣中碳酸钡的含量测定
• 3.4.2 静态浸渣实验
• 3.5 实验结果与分析
• 3.6 实验小结
• 4 毒重石尾矿渣的动态淋溶实验
• 4.1 实验材料、仪器和试剂
• 4.2 分析方法
• 4.3 实验方法
• 4.4 试验结果与分析
• 4.4.1 淋出液pH 值的变化
• 2+的溶出情况'>4.4.2 Ba²⁺的溶出情况
• 4.5 实验小结
• 5 毒重石尾矿渣的处理和综合利用
• 5.1 基本状况概述
• 5.2 其它的合理处置方式
• 5.2.1 尾矿库堆存
• 5.2.2 尾矿回填
• 5.3 毒重石尾矿渣的综合利用
• 5.3.1 综合利用的现实意义
• 5.3.2 综合利用的可行途径
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录