A review of cross contamination of heavy metal and reagents for beneficiation in metal mine environment Han Zhangxiong，Ni Tianyang，Wu Junjie，Cui Changzheng，Liu Qiang，Li Huihui，Duan Xu (Provincial Key Laboratory ofMineral Exploration and Utilization，Shaamxi，PRC;Xi’an Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products，The Ministry ofLand and Resource，Xi’an，Shaamxi 710054，China) Abstract：The surrounding geological environment of metal mine can be polluted with the mining The main pollution factors of metal mine are heavy metals and reagent for beneficiation In this papeL the research status of interaction and the research progresses of heavy metals and reagent for beneficiation in molybdenum and lead—zinc mine were discussed The conclusion is that the research ofmetal mine pollution shall both attention the long—term effects ofmetal elements and mineral processing reagents hidden polluting At the same time，it should be combined with the overall environment condition and according to the different minerals in mines，from the mechanism research，thorough and effective reduce the pollution situation ofmetal mine Keywords：mine environment;metal mining;reagent for beneficiation;heavy metals; interactlon
近年来，矿产资源的开发为经济发展奠定了重要的物质基础。在过去的几个世纪，人们基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目(2014JM5217)。作者简介：韩张雄(1982一)，男，陕西佳县人，硕士，工程师主要从事矿区土壤化学与植物逆境培育风险评价方面的工作。Emmh [email protected] OOHI。万方数据第六届重金属污染防治及风险评∞。研讨叁论灭集通过矿业活动获得了大量的物资材料。20世纪开始.随着矿产资源的国际化和市场化.矿冶开发的规模和强度在全球范围内均有了前所未有的发展。我国在经济建设的过程中，开采了大量的矿产资源，矿山开采量和主要矿产品总量均在全球范围内占据了较为领先的地位。矿产品及矿业生产的总值在国民经济收入中占据了很大的比重。同时，矿业生产也为工业和农业生产提供了重要的生产资料”J。但是在矿山的开采及矿产品的生产过程中，大量的有毒有害物质进入环境，对环境造成了严重的污染，其中在金属矿山的开采过程中.重金属及选矿药剂通过各种途径进入周围环境，对环境造成严重的污染。 1我国矿山环境重金属污染研究随着工业的进步和采矿方法的发展和改进，采矿业对于生态环境和土地资源的破坏越来越严重。研宄证明，采矿业不仅占用了大量的土地面积，同时由于其污染物的扩散，其污染面积更大，据统计矿山的污染面积己占到整个地球陆地面积的百分之二咀上【2J。采矿活动在带来巨大经济利益的同时也引起了环境的综合污染，而金属矿山的开采，更是对环境造成了巨大的危害，研究表明，金属矿LU的开采己成为重金属污染物的主要来源【j。4J。在金属矿产开采的整个过程中都会伴随有重金属的污染，在对其进行研究时，应根据每个过程的不同特点进行研究。大量的研究表明，重金属对环境的危害以不仅表现在重金属的总量上，更多的是与重金属元素在环境中的形态分布有关p J。金属矿山开采会产生大量的尾矿废水和废渣，而这些废水和废渣在风化淋滤咀及扬尘过程中会大量进入周围环境.对环境造成污染。同时由于金属矿山一般不会是单一的元素构成，更多的是由多种重金属元素共同构成，这就造成在污染过程中的复杂性.各种重金属元素的交互作用使得矿山开采对周围环境的污染更加严重，因此金属矿山开采的环境污染问题也引起人们的高度关注【6“J。
因此在我国金属矿LU环境重金属污染治理研究过程中，应从重金属形态着手，通过机理研究获得矿区重金属元素形态迁移转化规律，进而有效阻断重金属污染物对环境的污染。 2矿山环境选矿药物污染研究在我国金属矿山开采过程中，采矿、选矿和冶炼的过程中都会使用大量的选矿药剂.而这些选矿药剂在使用过程中会大量流入周围环境。目前，所使用的矿山药剂主要包括捕收剂、起泡剂、抑制剂、絮凝剂、萃取剂、萃取用基质改善剂与稀释剂等几十种。全球矿业生产过程中，每年消耗选矿药剂达四百多万吨.用于浮选二十多亿吨矿石”J。而这些选矿药剂大多没有经过环境毒理以及环境风险的评价，一般都没有确定的化学组分和结构，只有一个代号，且大多为有机污染物质，其进入环境会对环境造成很大的污染，而这些选矿药剂相互作用，或与重金属交互作用，会造成二次污染，使得污染治理更加困难。金属矿山的矿石加工，主要依赖于矿山选矿药剂，而这些选矿药剂在用完之后大多随尾矿废水排出，会造成环境污染。矿山药剂中有机污染物可将矿山重金属通过吸附、配合、络合等作用结合包裹，而在这些有机污染物分解过程中可使重金属污染物活化.形成异位催化”J。造成更加严重的二次污染。化学试剂浮选是分离矿石与脉石的最主要且有效地方法。为了使选矿效率能得到提升，化学试剂的使用量逐年增加，目前国内使用量己达几百万吨，是农药使用量的三倍以上【l”“J。因此，在金属矿LU开采过程中.不仅仅存在重金属元素对周围环境的污染问题.选矿试剂与重金属复合污染对周围环境的污染更加严重。 3典型矿山环境中重金属与选矿药剂污染状况 27 万方数据 28 第六届重金属污染防治及风险评价研讨会论又集 3.1钼矿区重金属与选矿药剂污染研究现状我国钼矿资源丰富，储量、生产和贸易均处于世界前列【l…。其储存量占全球储量4200，因此，合理开发利用钼资源的同时，我们更应当注重资源开采对周围环境所造成的危害，这对我国经济的持续发展具有现实意义。而钼矿品位相对较低.一般需要添加大量的选矿药剂才能浮选出来。钼矿的浮选目前最主要的方法是以非极性油类作捕收剂，然后添加起泡剂来进行浮选【l…。也有的工艺会以表面活性剂辛太克斯rSyntex)作油类乳化剂，同时根据钼矿石性质，以石灰作调整剂，水玻璃作脉石抑制剂，有时加氰化物或硫化物抑制铜和铁等重金属矿物，加入重铬酸盐或诺克斯(Nokes)抑制铅”“。对于氧化钙含量高的钼矿石一般加入硅酸钠、六偏磷酸钠或者有机胶进行抑制或分散，并以盐酸或者盐酸一三氯化铁共沉淀浸出。但对于含有较高炭物质的钼矿石，需要进行炭的分离步骤.确定钼矿石中的炭物质种类.钼矿石中炭物质种类主要包括石墨类、沥青类、煤类三种，而这些含炭质矿物密度较辉钼矿小，但可浮性与辉钼矿相似.可用重选法去除。去除钼矿石中炭物质后用六聚偏磷酸钠和CMC 抑制炭物质浮选钼元素或者可采用焙烧除去有机炭.然后在进行钼元素的浮选。钼矿区重金属主要来自于伴生矿物，钼矿本身矿物品位较低，伴生矿物元素相对较多，主要包括铜、铅、锌、镉、汞等元素”….在选矿过程中.含有大量重金属元素和选矿药剂的尾矿渣和尾矿废水被堆放和储存，存在着严重的隐患。随着扬尘及渗漏，会污染到周围的环境。含有选矿药剂的废水一般会处理后排出，但由于选矿药剂的复杂性，水处理工艺无法完全将药剂去除，这部分废水排入周围环境会与环境中的重金属元素相互作用，对环境产生更大的污染。目前，钼矿区环境污染并非来自于钼元素的污染，而主要来自于选矿药剂与重金属的单独污染及其交互作用。因此，研究钼矿区选矿药剂和重金属的结合以及交互作用机理己成为钼矿区污染的研究热点。 3.2铅锌矿区重金属与选矿药剂污染研究现状我国铅锌矿资源丰富且分布广泛，总储量居世界前列。铅矿资源储量居世界第二位，锌矿资源储量居世界第一位【l 71。
大多咀原生硫化矿为主.氧化铅锌矿床所占比例不到100m 铅锌矿石经过选矿富集以后才能成为矿产品，通过各种选矿试验及选矿药剂的选择，尽可能浮选出多的精矿石产品。所以需要针对不同的铅锌矿用不同的选矿药剂，目前通过不同的药剂组合及开发多种药剂.在铅锌矿选矿中用的比较多的矿山药剂主要有各种普通捕收剂、混合捕收剂、螯合捕收剂、抑制剂等【1“2…。我国铅锌矿资源一般均为中型矿较多，特大型矿产资源相对较少，通常矿产资源中铅元素含量较少，锌元素含量相对较多，其比例为1：2 6，且多为贫矿，铅和锌总含量不超过1000，所以需要多种选矿药剂配合使用，才能浮选出较多的精矿石产品。但这些选矿试剂的加入，对环境的污染造成了威胁。我国的铅锌矿种类复杂，单一矿种少，多为共伴生矿，铅锌矿的伴生元素主要包括Au、 Ag、Cu、Sn、Cd、S、CaF：等元素”…。这些共伴生元素通过风蚀水蚀等作用进入周围环境.在单独或者交互作用时对周围环境造成污染。而选矿药剂的大量使用更是加重了这种污染的可能性。目前，在铅锌矿尾矿渣和尾矿废水的治理过程中，选矿药剂与重金属的共同作用，以及其选矿试剂的含量组分的研宄成为研宄热点”71。 4重金矿山环境中重金属与选矿药剂研究展望现阶段，我国重金属矿山开采己成为重金属进入环境咀及重金属污染的重要来源，金属矿山在生产过程中会产生大量废水和废渣，而这些尾矿废水和废渣的风化、淋滤过程会对周围的生态环境造成污染。因为我国金属矿山元素构成复杂，因此其污染机理更为复杂，矿山开采污染环境的问题也引起人们的高度关注‘”1。而在这些污染中.人们一般会关注金属元万方数据第六届重金属污染防治及风险评’∞。研讨会论夏集素对环境造成的污染，而对于选矿药剂往往容易忽视，我国重金属矿产资源分布广、矿种多，储量较为丰富，而大多数金属矿产资源的开采都会伴随着大量的选矿药剂，这些选矿药剂会随着选场废水进入选矿尾坝，进而会通过渗漏，蒸发作用危害到地下水、土壤和大气，在矿产资源开采的过程中研究选矿药剂对周围环境的污染机理也具有很大的价值。因此，在研究金属矿山环境的污染：状况时，应当即注重重金属污染物在周围环境中的长期积累性又重视选矿药剂污染的隐蔽性。
另外，对于金属矿山开采过程中，重金属污染方面的研究已有大量的研究，而重金属与选矿药剂之间的交互污染方面的研究则相对较少，且已有研究未能针对特定的矿LU环境进行深入研究，对于矿山环境污染防治方面的研究相对较少。在研究金属矿山的环境污染及治理的过程中，应当结合金属矿山的特性，开展机理性研究，从根本上解决金属矿LU的环境污染问题，为建立金属矿LU环境污染治理及生态地球化学评价体系提供技术支撑。参考文献 1]饶运章，侯运炳，熊正明矿业开发的国家环境安全评价指标研究[J]金属矿山.2004，3：45—48 2]黄铭洪环境污染与生态恢复[M]科学出版社(第一版)，2003 3]Dudka S，Adriano D C Environmental impacb of metal ore mining and processing：a review[J]Journal of Enviroiunental Quality,1997,26：590—602 4]Shotykw：WeissD，ApplebyPq etal History of atmosphericlead deposition since 12，370 14C yr BPfrom a peatbog，JuraMountaiil_s，Switzerland[J]Sdence，1998，281：1635—1640 5]DaNd E Alath B，Eduarda S，et al Heavy metal mobihty assessnlent msediments based on a ldnetic approach of the EDTA extraction：Search for optimal expelimental conditiolls[J]Analytica ctmnica Acta，2002，459： 245—256. 6]Bidus Kanti Das，Amp Roy,Matthias Koschorreck，et al Occurrence and role of algae and fungi in acid mille drainage environment wm special reference to metals and sulfate immobilization[J]Water Research，2009， 43,(4)：883—894 7]栾兆坤，汤鸿霄尾矿砂颗粒表面特征与吸附作用的研宄[J]环境化学，1993，12(5)：346—355 8]D W富尔斯特瑙.魏明安f译)，李长根f校)浮选百年[J]国外金属矿选矿，2001，38(3)：2—9 9]昱大清，刁桂仪，魏俊峰等矿物表面基团与表面作用[J]高校地质学报，2000，6(2)：225—232 10]PasradM S Regaenisintheminearalindustry-recenttrends and applications[J]Minerals Engineering，1992， 5(3—5)：279—294 11]JianZhang，YungNgothai，WubiaoWeng，etal A1iterature survey on s3qlthefic polymetic reagents usedin sulfidemineralsflotation[A]8thWorldCongress ofChemical Engineering，Montreal，Qudbec，Canada，2009 23-27 卢继美，许孙曲钨选厂废水的回用和处理『J]江西冶金学院学报，1985，3：26—33 李琳，吕宪俊，栗鹏钼矿选矿工艺发展现：伏[J]中国矿业，2012，21(2)：99—103，107 范子恒.周晓彤.扬玉和钼矿选矿工艺和药剂浅析『J]材料研究与应用.2013，7f1)1：1—5 聂琪试论我国钼矿选矿方法及研宄现：伏[J]云南冶金，2010，39(2)：34—36，55 曹冲，赵元艺，水新芳，常玉虎，申维，杨永强斑岩型铜钼矿床重要共f伴)生元素赋存：伏态与分布规律[J]地质找矿论丛，2014，，2ofl)：1—12 荆正强，陈典助.黄光洪，等我国铅锌矿选矿设备与工艺现状『J]工程设计与研究，2010，128：1—6 马国印，孙伟，胡岳华芳香基硫酚类捕收剂对脆硫锑铅矿和铁闪锌矿捕收性能的研宄『J]矿冶工程，增刊I.2006.155—157 魏德洲.刘文刚.孙亚光苄基丙二酸的台成及捕收性能研究『J]东北大学学报，2007，28(8)：1186—1189 刘文刚，魏德洲，高淑玲，等苄基丙二酸与羟肟酸类捕收剂组合使用的浮选效果『J]中国矿业，2007， 29 ^;4 5 0 ■，8 Oj 万方数据 30 第六届重金属污染防治及风险评价研讨会论又集 21 22 23 16r81：99—102 梁友伟某难选铅锌矿石浮选分离试验研究[J]矿产综合利用，2008，(3)：3-8 何光深HPl捕收剂对提高硫化锌金属回收率的试验研究[J]云南冶金，2008，37(2)：35—36 王仁东，杨小峰，邓毅，等氧化锌矿全泥浮选新药剂工业试验研究[J]有色金属(选矿部分)，2008，(3) 46—48 24]邱允武，周怡玫，汤小军，等新型螯合捕收剂E一5浮选氧化锌的研究[J]有色金属(选矿部分)，2007，(4)： 43—46 25]罗仙平，严志明，陈华强会理锌矿尾矿中氧化锌的综合回收[J]金属矿山，2007，(8)：86—89 26]林美群，魏宗武，陈建华，等新型抑制剂DZ在铅锌分离中的试验研究[J]矿产保护与利用，2008， (1)：30—32 27]李兵容铅锌矿矿石的选矿工艺研究[J]矿业快报，2008，465：41—45 28]钱建平，江文莹，牛云飞矿山一河流系统中重金属污染的地球化学研究[J]矿物岩石地球化学通报， 2010.29(11：74—82 万方数据
QQ交流群
