漢源鉛鋅礦區礦石重金屬元素淋出率研究

摘 要：對漢源鉛鋅礦區內鉛鋅礦礦石進行模擬自然條件下雨水對礦石的淋濾，結果表明：淋出率因礦石的粒徑大小產生明顯差異，在粗中粒度時，3種重金屬元素的淋出難易程度表現為Zn>Pb>Cd，在細粒度情況下表現為Pb>Zn>Cd。

關鍵詞：鉛鋅礦；重金屬；淋濾；淋出率

在漢源鉛鋅礦開采、選礦、冶煉過程中，產生了的大量的尾礦、廢石。其中的重金屬元素通過各種途徑向周圍環境擴散，導致土壤、水系中重金屬元素超標，引發一系列環境問題[1-2]。對淋濾作用的相關研究，王敏對鉛鋅尾礦庫酸雨酸度、時間、粒徑對尾礦淋溶進行過規律性研究[3]；潘自平等對富鎘鋅礦石進行了風化淋濾實驗[4]。文章主要研究在不同pH值淋濾液，不同粒徑礦石的條件下，該地區鉛鋅礦石的淋濾規律以及其影響規律。

1 材料與方法

選取漢源鉛鋅礦區某堆場中的礦石，對采集的礦石樣品用研缽進行研磨，區分為20-40目（粗粒度），40-100目（中粒度），100目篩以下（細粒度）三級樣品進行試驗。淋濾液模擬自然條件下降雨，pH=3淋濾代表當地極端條件的降水；pH=4.82淋濾液代表當地pH最低值的酸雨；pH=6.03淋濾液代表當地年平均pH值降水。

將500g樣品裝入硬質PVC圓柱內；柱底用棉花封堵并鋪雙層濾紙，接錐形漏斗，漏斗接二口燒瓶用于收集淋出液；柱頂樣品上鋪一層濾紙以保證淋濾液均勻分布。使用量筒每次量取40ml淋濾液進行淋濾，持續18天，相當于模擬研究區一年降雨對礦石的淋濾情況。每天取出淋出液測定其pH值以及其中重金屬離子（Cd、Pb、Zn）濃度。

2 結果與討論

2.1 淋出液pH值規律

采用初始pH值為3、4.8、6的淋濾液分別淋洗不同粒徑樣品。總體而言，各種粒徑的樣品淋出液的pH的變化趨勢較為接近，在實驗持續的18天內曲線整體起伏變化較小，走勢較平穩，值均介于6-7之間，呈中性到弱堿性。

2.2 重金屬元素累計淋出率

由圖1可見，在粗粒度中：由Cd、Pb、Zn重金屬的累計淋出率的斜率可知，在淋濾開始的前4天內，元素淋濾速度快，之后斜率變化很小，淋出速度減緩；在中、粗粒度中：Cd和Zn的淋濾情況與相似，而Pb元素的淋出率斜率則逐漸增加，表示其淋濾速度在逐漸加快；在細粒度中：整體淋濾情況與中粒度一致，Pb元素一直保持著較高的淋出速率，其累計淋出率在第8天時超過了Zn元素，最終其累計淋出率達到了0.009%。綜上所述，不同粒度下3種元素的累計淋出率表現為：細粒度>中粒度>粗粒度；而對其淋出難易程度而言：在粗中粒度時，3種重金屬元素的淋出難易程度表現為Zn>Pb>Cd，在細粒度情況下表現為Pb>Zn>Cd。

3 結束語

淋出液主要呈中性到弱堿性，未出現酸性廢水現象。在粗中粒度時，3種重金屬元素的淋出難易程度表現為Zn>Pb>Cd，在細粒度情況下表現為Pb>Zn>Cd。

參考文獻

[1]侯佳渝.漢源唐家鉛鋅礦周邊農田土壤重金屬元素的環境地球化學研究與環境評價[D].成都理工大學，2006.

[2]毛竹，張世熔，李婷，等.鉛鋅礦區土壤重金屬空間變異及其污染風險評價——以四川漢源富泉鉛鋅礦山為例[J].農業環境科學學報，2007，26（2）：617-621.

[3]王敏.鉛鋅尾礦庫重金屬淋溶釋放機理研究及其滲濾液治理方案設計[D].成都：成都理工大學，2006.

[4]潘自平，葉霖，鐘宏，等.近中性溶液條件下富鎘鉛鋅礦礦石的風化淋濾實驗研究[J].礦物學報，2007，27（3）：558-562.