尾矿库作为一个复杂的人为系统工程,其环境安全受到多方面因素的影响,在地表径流、地下渗流、雨水淋滤的作用下,尾矿库中的重金属组分不断向周边环境扩散迁移,对周边环境造成严重危害,因此尾矿重金属释放运移研究对尾矿库重金属污染防治具有重要意义。重金属的运移研究是目前环境岩土工程领域的一个热门研究课题,现有研究大多以试验为指导进行定性分析,研究方法单一且缺乏综合性的机理探讨和定量分析,基于此本次研究结合工程实际,采取理论分析、室内试验和数值模拟相结合的综合性研究方法,探究重金属释放运移影响因素及其影响机制,建立尾矿重金属释放浓度预测模型及土壤-地下水系统重金属运移数值模型,模拟研究区重金属运移时空分布,从而预测尾矿渗滤液重金属对周边环境影响,具体研究成果如下:(1)开展典型尾矿材料的浸泡和淋溶试验,探究不同因素对尾矿重金属溶解释放影响及其影响机制,建立重金属淋溶释放浓度预测模型,以定量预测尾矿淋滤液中Cu、Mn、Zn、Cd浓度。试验研究表明:尾矿粒度越小重金属溶出越多,p H值与重金属溶出浓度呈反比关系,模拟酸雨p H值越低,淋溶时间越长,尾矿遭受的化学浸蚀程度越大,尾矿颗粒表面力学损伤越严重,内部孔隙和比表面积越大,越有利于重金属的溶出释放。重金属的淋溶释放符合指数衰减模式,结合指数衰减模型建立了尾矿重金属浓度预测模型,以该模型计算了研究尾矿库渗滤液中重金属年平均释放浓度;(2)通过土壤重金属等温平衡吸附试验和土柱运移试验,探究不同理化因素对Cu、Mn、Zn、Cd在土壤中的运移影响,并从中获取重金属运移水力参数。吸附试验研究表明:土壤对重金属吸附符合Langmuir等温吸附模式,相同固液比下吸附率随着重金属浓度的增大而有所降低;土柱试验研究表明:重金属运移过程受溶液p H值、离子强度和流速的影响,p H值越低、离子强度越大,重金属穿透曲线峰值出现时间越短,在0.05～0.12cm/min流速范围内,随着供水流速的增大,重金属的穿透峰值时间提前,说明低p H、高离子强度和高流速会降低土壤对重金属的吸附率,使得重金属迁移潜力增强;最后依据试验建立了耦合吸附作用下的重金属运移数学模型;(3)采用三维地下水溶质运移软件Visual MODFLOW建立研究区尾矿重金属土壤-地下水系统运移数值模型,结合浓度预测模型和土柱试验所得参数,对研究区重金属运移时空分布进行定量预测和分析。研究表明:淋滤液重金属浓度越高,垂直方向上的下渗浓度也越高,土壤渗透系数越小,对重金属的阻滞作用越好,污染物越难以到达深部;在选厂服务年限20年内,随着时间延长尾矿中重金属淋出总量和浓度均呈现上升趋势,若对尾矿渗滤液不加以人为治理防控,重金属的污染范围会不断增大,对周边环境造成严重危害。