湘西金矿尾矿水相互作用:1.环境地球化学效应

湘西金矿在生产过程中产生了大量的尾矿。该区尾矿 水相互作用强烈 ,并引起了尾矿中重金属元素的释放、迁移和对水体、土壤、蔬菜等表生环境的重金属污染。污染程度较大的元素均为Au、Sb、As、Cd、Hg、W等 ,与尾矿中元素的富集特征相一致。尾矿中重金属元素的水迁移能力由大至小顺序为Au、Cd、W、Sb、Pb、As、Zn、Cu。元素的生物吸收系数由大至小顺序为Cd、Au、Zn、Hg、Sb、Cu、Pb、As、W。植物中金属元素浓度主要受土壤中的浓度、植物种类和吸收能力的影响。

湘西金矿尾矿-水相互作用:2.动力学模拟

从硫化物的氧化、脉石矿物的溶解、氧的扩散、水的流动和溶质质量迁移等过程的耦合作用建立了尾矿 水相互作用的动力学模型。对湖南湘西金矿尾矿库的数学模拟表明:早期尾矿 水的相互作用可以引起酸水的产生和重金属的释放及对环境的污染,影响较大的主要是前30年,随着时间增加,尾矿孔隙水逐渐中性化,污染元素含量显著降低。脉石矿物的溶解和有机物反应可降低尾矿中氧的扩散和产生酸的中和作用。尾矿库上部孔隙水中各组分含量明显高于尾矿库下部,并在约6m深处存在突变带。尾矿库的水文分带是导致地球化学分带的主要原因。

湖南湘西金矿尾矿-水相互作用的动力学

湖南湘西金矿尾矿-水相互作用非常强烈，导致了尾矿中硫化矿物、硅酸盐矿物的溶解和金属元素的活化迁移。实验和理论分析表明，尾矿-水相互作用过程中存在多相（表面）催化和自催化作用，尾矿中金属硫化物的溶解导致水溶液酸化和SO4等介质浓度增高，并进一步促进尾矿-水相互作用和尾矿中金属元素的释放和迁移；同时，尾矿-水相互作用中释放的金属元素与水溶液中的阴离子形成稳定的络合物，金属的水解可显著加快金属络合物的形成速率，从而又进一步促进了尾矿-水的相互作用。