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我国硫化矿尾矿堆存量大,尾矿中的硫化物矿物在空气中易发生氧化反应,产生酸性废水并释放出大量有毒有害重金属元素,从而严重污染周边环境,威胁人类的健康安全。为了从源头上控制尾矿在自然条件下造成的环境影响,本论文以两种不同产地的铅锌矿尾矿和三种不同风化程度的锡多金属矿尾矿为研究对象,研究五种硫化矿尾矿的重金属离子溶出规律,并采用二乙基二硫代氨基甲酸钠改性膨润土(DDTC-Mt)对尾矿中重金属进行固化研究,系统研究模拟酸雨p H值、温度和时间等因素对尾矿中重金属固化效果的影响,同时对尾矿固化前后的重金属溶出量进行动力学拟合,探讨改性膨润土对尾矿中重金属的固化机理,为尾矿重金属污染治理提供理论依据。本论文得到的主要研究结果如下:(1)锡多金属矿尾矿沉积物(CH1)、新鲜尾矿(CH2)和风化尾矿(CH3)的主要矿物是石英、方解石和黄铁矿,铅锌矿尾矿F和YD的主要矿物是石英、闪锌矿和黄铁矿。对比五种尾矿中的四种重金属元素赋存总量,As的含量最高,均大于8000mg/kg,而Mn的含量均相对较低。尾矿CH1和YD具有高产酸潜力,CH2和F具有中产酸潜力,CH3产酸潜力较弱。五种尾矿中Mn和Pb的主要存在形式是可交换态和原生硫化态,潜在迁移能力较强;As的主要存在形式是残渣态和原生硫化态,Zn的主要存在形式是残渣态、有机态和原生硫化态,潜在迁移能力均相对较弱。(2)未添加DDTC-Mt的五种尾矿中四种重金属离子的累积溶出量随溶出时间的增加而增加,总体呈现先快速溶出后缓慢溶出的趋势;在72 h内尾矿F中Mn、Zn和As的累积溶出量均显著高于其他四种尾矿的,但Pb的累积溶出量低于其他四种尾矿的。随着模拟酸雨p H值和温度的升高,尾矿CH1中Mn和Zn的溶出量减少,而尾矿CH2、CH3和YD中Mn、Zn和Pb的溶出量变化不大,铅锌矿尾矿F和YD中As的溶出量则随温度的升高而增加。此外,尾矿CH1、CH2和CH3中Mn和Zn的溶出量大小顺序与其产酸潜力强弱关系一致,即CH1>CH2>CH3。(3)在反应温度为40℃、反应时间2 h和模拟酸雨p H值=4.5的条件下,添加DDTC-Mt后的尾矿CH1、CH2和CH3中Mn的固化率大小顺序均为:CH1>CH2>CH3,与尾矿的产酸潜力强弱关系一致,而对于尾矿F和YD,Mn和Pb的固化率大小顺序为YD>F,也与尾矿的产酸潜力强弱关系一致。添加DDTC-Mt后,五种尾矿中四种重金属的累积溶出量均随着时间的增加而增加,其中CH1、CH2、CH3和F中Mn、Zn和Pb在0-8h内的累积溶出量快速增加,8 h后缓慢增加并趋于稳定。模拟酸雨p H值对添加DDTC-Mt后的五种尾矿中重金属的溶出量影响较小,而温度对添加DDTC-Mt后的尾矿F中Mn和Zn、CH3中As的溶出影响较大,但对其他尾矿中的四种重金属溶出影响较小。DDTC-Mt用量的增加在一定程度上能提高尾矿中重金属的固化效果,在DDTC-Mt用量为3.00 g时,五种尾矿中Mn和Zn的固化率均高于80%,而对F中四种重金属的固化率均高达100%。(4)对于未添加DDTC-Mt的两种铅锌矿尾矿(F和YD)和固化后F、CH1、CH2及CH3中四种重金属的溶出过程,二级动力学方程的拟合度均相对较好,而未添加DDTC-Mt的锡多金属矿尾矿(CH1、CH2和CH3)中四种重金属的溶出过程能用Elovich方程和双常数方程较好地描述,添加DDTC-Mt固化后YD中四种重金属的溶出过程与抛物线扩散方程拟合度相对较好。(5)五种尾矿固化前后的X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,五种尾矿固化前后的主要矿物均为石英,但是闪锌矿、黄铜矿和方解石等其他矿物的含量有所减少。添加了DDTC-Mt的五种尾矿经72 h溶出后,其表面被DDTC-Mt覆盖,从而对尾矿中重金属的溶出起到抑制作用,并对溶出的重金属具有一定的吸附作用。