沉渣溶液淋洗离子型稀土尾矿残留浸矿剂的研究

以硫酸铵为浸矿剂的离子型稀土尾矿残留大量水溶态和可交换态的铵离子,严重威胁周边流域的水资源安全。本文以稀土开采产生的沉渣作为淋洗剂淋洗尾矿,建立了沉渣阳离子解吸铵离子的数学模型,探讨了淋洗效率随沉渣溶液用量的变化关系,分析了石灰水的护尾效果。结果表明,可以采用Langmuir方程量化沉渣阳离子解吸铵离子的过程,在此基础上,确定PN和XW尾矿的合理淋洗剂浓度分别为8.27 mmol/L和12.64 mmol/L;淋洗效率随着沉渣溶液用量的增加而增加,当沉渣溶液用量大于2.5倍孔隙体积时,水溶态和可交换态铵离子的总淋洗效率大于95.0%;淋洗结束后,采用石灰水护尾,PN和XW尾矿柱内吸附态无机羟基铝分别占80.6%和85.1%,绝大部分铝离子被石灰水固定。由此可见,沉渣溶液能高效去除离子型稀土矿残留的浸矿剂,且避免产生二次污染,该方案也能用于硫酸镁等其他残留浸矿剂的淋洗,为离子型稀土绿色矿山的建设提供技术支持。

离子型稀土闭矿区土壤铵态氮富集特征

离子型稀土开采使用的浸矿剂(硫酸铵)造成土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)残留,带来严重的氮污染,危及生态环境和人体健康,导致稀土矿开采受限。为明确已开采矿区土壤中NH_(4)^(+)-N的富集特征及其影响因素,选择江西省赣州市龙南县一个已闭矿4年的原地浸矿离子型稀土矿山,在山体不同坡位布点,自土表至矿体底板(土体与基岩交界处,深度为5.5~9.7 m)分层采样,并测定了土体中的NH_(4)^(+)-N及其相关的土壤性质。结果表明,矿区土壤NH_(4)^(+)-N含量范围为2.32~1056.44 mg·kg^(-1)(263.12±301.59 mg·kg^(-1)),是自然和农田土壤的数倍甚至上百倍。从土体分布来看,矿体部分土壤NH_(4)^(+)-N含量高于其上部土壤,不同土层间差异显著。从不同地形部位来看,NH_(4)^(+)-N的平均含量坡顶>坡底>坡中。由于土体中铵过饱和,不同于自然土壤,NH_(4)^(+)-N的分布不受常规土壤理化性质的直接影响,主要受控于浸矿液直接输入的深度、输入量和土体结构带来的渗透性能变化。在降雨的淋洗作用下,开采矿区土体中大量的NH_(4)^(+)-N会不断向周边土壤和水体迁移,对生态环境带来长期的危害。本研究结果对完善离子型稀土矿区土壤氮化物的迁移过程、指导氨氮污染的治理具有重要意义。

某离子型稀土矿不同功能区土壤退化特征

以赣南某废弃离子型稀土矿为研究对象,根据生产功能将其分为采矿区、浸矿区和对照区,探讨不同功能区土壤的退化特征。与对照区相比,采矿区和浸矿区土壤的田间持水量和总孔隙度显著降低且土壤容重显著增加。采矿区与浸矿区土壤有机质、碱解氮和有效磷含量均显著低于对照区,处于极度缺乏水平。浸矿区土壤的铵态氮显著高于对照区和采矿区,浸矿剂残留量大。此外,浸矿区土壤酸化严重。对照区、采矿区和浸矿区土壤的稀土元素总量分别为江西省土壤背景值的8.95倍、5.84倍和1.12倍,但土壤常规重金属含量较低。因此,浸矿区是废弃稀土矿区退化最严重的区域,且土壤物理结构差、速效养分严重缺乏、土壤酸化严重以及浸矿剂残留是其主要的退化特征。