碳酸盐型硫化物矿尾矿酸化及重金属释放机制与预测研究

碳酸盐型硫化物矿尾矿是碳酸盐岩地区金属硫化物矿山的主要固体废弃物之一。由于受传统观念的束缚，这类富含碱性碳酸盐矿物尾矿的酸化问题（比较普遍存在并且有的还十分严重）一直被人们所忽视。本项目将以我国南岭碳酸盐岩地区典型的金属硫化物矿（如广西大厂锡石硫化物矿等）的酸化尾矿作为研究对象，采用密闭溶浸测试、静态溶浸及动态淋溶测试、元素化学试剂连续萃取，以及岩矿鉴定、次生矿物学、稀土元素地球化学示踪等综合研究方法，研究酸化尾矿的特征、次生矿物包壳形成及硫化物矿物氧化作用、碳酸盐中和酸的有效性、元素化学形态，以及酸水及重金属释放及迁移的时间和规律等。通过本项研究，深入了解碳酸盐型尾矿酸化、酸水及重金属释放的成因机制，对于填补碳酸盐型尾矿的研究空白，丰富和完善硫化物矿尾矿AMD成因理论，具有重要的理论意义；并且，建立碳酸盐岩区硫化物矿尾矿酸化的综合预测评价方法体系，对于这些地区AMD防治具有现实指导意义。

本项研究，采用酸-碱估算法（Sobek-ABA）、净产酸测试法（NAG）以及尾矿组构分析等研究方法，对桂北碳酸盐地区（及相邻地区）有色金属矿山的主要尾矿类型——碳酸盐型尾矿，开展了下述方面研究：(1)碳酸盐型尾矿类型划分，以及其酸中和能力及酸化预测评价；（2）碳酸盐型尾矿的酸化机制；（3）碳酸盐型尾矿水淋滤作用；以及（4）金属硫化物尾矿酸水及重金属下渗地下水污染。研究结果表明，富含碱性碳酸盐的金属硫化物尾矿，特别是富含方解石的高硫（硫化物硫含量＞3%）尾矿，具有发生酸化污染的可能；并且，这类硫化物尾矿氧化所产生的富含重金属的下渗酸水，易通过尾矿库基底发育的溶洞及断裂进入地下水系，最终可能对区域生态系统造成难以修复的破坏。通过本项研究，建立了碳酸盐型尾矿酸化的综合评价预测指标（尾矿酸中和能力、硫化物硫含量、酸化势率及净酸生成势等），为桂北乃至其他碳酸盐岩地区尾矿源酸-重金属复合污染的预防及控制提供依据。