【摘 要】
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铜选冶渣成分复杂,具有环境和健康危害的重金属种类繁多,其环境影响仍然值得关注重视。本研究以四川会理县某铜矿选冶渣为研究对象,利用化学分析、X射线衍射（XRD）、矿物解离度分析仪（MLA）等分析检测技术,研究了选冶渣的化学组成、物质组成和粒度分布等矿物学性质;以脱硫石膏、碳酸钙、磷灰石、硫酸镁、粉煤灰、凹凸棒石和蒙脱石等材料为钝化剂,研究了其对选冶渣中多重金属污染物的源头钝化阻隔效果;采用傅里叶红外
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“西南有色金属选冶渣场影响区污染修复技术与工程示范”（2019YFC1803500）；
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铜选冶渣成分复杂,具有环境和健康危害的重金属种类繁多,其环境影响仍然值得关注重视。本研究以四川会理县某铜矿选冶渣为研究对象,利用化学分析、X射线衍射（XRD）、矿物解离度分析仪（MLA）等分析检测技术,研究了选冶渣的化学组成、物质组成和粒度分布等矿物学性质;以脱硫石膏、碳酸钙、磷灰石、硫酸镁、粉煤灰、凹凸棒石和蒙脱石等材料为钝化剂,研究了其对选冶渣中多重金属污染物的源头钝化阻隔效果;采用傅里叶红外光谱（FITR）、热重分析（TG-DTG）等表征手段,揭示了钝化材料与重金属污染物的相互作用机制及其矿相演变规律。主要研究结论如下:1.矿物学特征研究结果表明,该铜选冶渣主要包括铁橄榄石、磁铁矿、硅酸铅、闪锌矿、黄铜矿、铬铁尖晶石等物质;潜在的重金属污染元素主要有Pb、Cu、Zn、Cr、As,分别以硅酸铅、黄铜矿、硅酸锌等形式存在;依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）和《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）等,该选冶渣中的Pb、Cu、Zn、Fe四种重金属超标。2.磷灰石和碳酸钙对目标污染物的钝化阻隔效能优于硫酸镁和脱硫石膏,对目标污染物具有正向钝化作用。由碳酸钙和磷灰石组配的复合钝化剂对于该选冶渣Cu、Pb、Zn、Fe钝化效果的提升不具有一致性,无法形成最优钝化组配及工艺。新引入的凹凸棒石、蒙脱石、粉煤灰三种新钝化剂中,凹凸棒石与碳酸钙或磷灰石组配形成的复合钝化剂对目标污染物钝化阻隔总体效果相对较好。最优处理是凹凸棒石用量质量分数7%,与15%的碳酸钙进行的复合组配钝化剂对该铜选冶渣四种目标重金属污染物进行钝化阻隔,使Cu、Pb、Zn、Fe的生物有效性降低率分别达到72.39%、79.1%、77.17%、88.22%。3.机理研究结果表明,铜选冶渣中生成了低溶解度Zn CO3、Pb CO3、Fe（OH）3、碱式Cu CO3等新物质沉淀以及凹凸棒石对重金属的化学吸附降低了目标污染物在溶液中的溶解性和迁移性,进而降低了其生物有效性,这可能是该复合钝化剂能够有效对目标重金属污染进行源头钝化阻隔的主要原因。
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