摘要：有色冶炼废渣中含有大量的金属元素,一方面这些金属可以作为二次资源加以回收和利用；另一方面,这些金属会通过物理的、化学的、生物的或物理化学的作用释放到周围环境中,对生态系统造成持久的危害。因而,研究和开发一种能够同时兼顾资源回收和环境保护的技术已成为重金属废渣治理的重点课题之一。水热硫化-浮选回收技术作为一种具有重金属稳定潜力的新回收工艺,其环境友好性受到关注。本文以有色重金属废水石灰中和过程中产生的石灰中和渣为研究对象,系统的研究了水热硫化-浮选过程中重金属环境活性的变化规律。并结合废渣中重金属的总量、浸出特性、形态分布以及生态毒性四个方面的特性,提出了以重金属环境有效态为基础评价尾矿中重金属潜在生态环境风险的方法。论文主要包含以下三个方面的内容：中和渣中重金属的环境活性评价、水热过程对废渣中重金属环境活性的影响、水热硫化-浮选尾矿的环境活性评价。研究获得的创新性结论如下：(1)研究了中和渣的环境风险,进行了其生态风险的定量化描述。中和渣中主要含Zn、Pb、Cd、Cu和As五种重金属,Zn和Pb含量最高,分别为13.6%和0.95%。Pb、Cd、Cu以及As的残渣态含量很高,分别为80.12%、87.98%、91.2%和74.99%,赋存状态稳定；Zn的释放风险很高,其酸可提取态的含量高达30.43%。Zn和Cd的浸出毒性浓度高于美国EPA浸出毒性鉴别标准限制。潜在生态风险评价结果表明,中和渣的潜在生态危害为严重污染级别(RI=6130.2>>600),Cd为主要污染因子,对RI值的贡献率为95.56%。(2)系统的研究了主要水热硫化条件对废渣中重金属环境活性的影响,揭示了硫化过程对浮选尾矿环境活性影响的变化规律。硫化温度的升高有利于废渣中重金属的稳定,当硫化温度升至240℃以上时,稳定趋势变缓。硫化时间对重金属的稳定无明显影响。硫磺添加量对重金属的稳定性表现出先增强后减弱的趋势。当硫磺添加量小于1.4倍锌含量时,随着硫磺量的增加,金属稳定性增强；当硫磺添加量大于1.4倍锌含量时,随着硫磺量的增加,金属稳定性减弱。但Cd表现出不同的规律,随着硫磺添加量的增加,其稳定性逐渐增强。采用自然冷却更有利于尾矿中金属的稳定。(3)比较了中和渣和浮选尾矿中重金属潜在环境风险,综合考量了浮选尾矿中重金属的潜在生态风险。浮选尾矿中的重金属含量和浸出毒性(TCLP方法)较中和渣而言有了很大程度的降低,尤其是Zn和Cd。Zn从846.85mg/kgi(中和渣1)降低至2.586mg/kg(浮选尾矿1),从646.88mg/kg(中和渣2)降低至1.454mg/kg(浮选尾矿2)；Cd从10.175mg/kg(中和渣1)降低至0.124mg/kg(浮选尾矿1),从8.275mg/kg(中和渣2)降低至0.043mg/kg(浮选尾矿2)。浮选尾矿中所有金属的浸出浓度均满足TCLP和国标(GB5085.3-2007)控制标准。废渣中重金属的化学形态分析结果证实(BCR方法),浮选尾矿中大部分的重金属以稳定的残渣态存在,实现了重金属的稳定化转变。(4)潜在生态风险评价结果表明,中和渣1和中和渣2的潜在生态风险指数分别为6627.59和7243.66,环境风险极高。但浮选尾矿1和浮选尾矿2中重金属的潜在生态风险很低,其生态风险指数分别为80.26和76.27。RAC指数法得出浮选尾矿中重金属对环境的风险均处于安全水平。模拟酸雨连续浸提实验结果表明,废渣中金属的长期稳定性很高,淋洗过程中金属的浸出量很低,各元素的浸出浓度均满足污水综合排放标准(GB8978-2002)。总得来说,水热硫化-浮选工艺有助于废渣中重金属的稳定,是一种潜在的环境友好型回收新工艺。图25副,表35个,参考文献137篇。