四川拉拉铜矿尾矿中重金属资源和环境意义(朱志敏,陈家彪,李庭学,陈良,马定华,《岩矿测试》 2011.1)

第1 期
朱志敏等： 四川拉拉铜矿尾矿中重金属资源和环境意义
Biblioteka Baidu
第 30 卷
袋， 贴上内标签， 并套上棉布样品袋编号； 室内将样品在 烘箱中 40 ℃ 烘干， 研磨过 100 目筛。制备好的样品装入 信封中， 储存于干燥处备用。本项目研究的尾矿重金属 元素在中国地质科学院矿产综合利用研究所分析测试 Fe 采用 TiCl3 还原 － 重铬酸钾容量法测定， 中心完成， Hg、 As 采用原子荧光光度法测定， Pb、 Cu、 Co、 Ni、 Ag、 Cr Au 采用泡沫吸附 － 采用火焰原子吸收光谱法测定， 氢醌滴定法测定。测定过程中均采用平行双样。
图1 Fig． 1
拉拉铜矿区域位置及采样平面 Geological map of the Lala copper mine and sampling side distribution
A—矿区地质简图； B—采样点平面图。1—中 － 上元古界浅变质岩系； 2—下元古界河口群深变质岩系； 3—太古界深变质岩系； 4—太古界混合花岗岩； 5—研究区； 6—断裂： ①—金河—程海断裂； ②—元谋—绿汁江断裂； ③—安宁河断裂； ④—宁南—滇池断裂； ⑤—甘洛—小江断裂； ⑥—宝台厂断裂。
［ 1 －2 ］ ［ 6 －8 ］ 研究热点， 一些学者 在金矿、 铁矿、 铜矿等尾矿综合
也有一些学者就尾矿中的重金 利用的技术上取得突破，
［ 5， 9 － 10 ］ 。 属分布、 迁移及其对环境污染进行了研究
拉拉铜矿地处四川省凉山州会理县， 是我国重要的 ， 、 、 、 、 、 铜矿基地 且伴生铁 金 铀 钼 钴 稀土等可供综合利 用
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样品采集与分析
拉拉铜矿区自 1958 年建成投产以来， 先后修建了 三期尾矿库。其中， Ⅰ期尾矿库位于子弟学校附近， 服务 期限为 1958—1985 年；Ⅱ 期尾矿库位于老鸦田及采购站 — 44 —
附近， 服务期限为 1985—1993 年； Ⅲ 期尾矿库位于辣子 1993 年开始使用至今， 沟附近， 目前是矿山正在使用的 主要尾矿库之一（ 图 1B） 。野外用不含重金属的竹料工 具挖取尾矿样品约 1 kg 装入统一的聚乙烯塑料保鲜
0330 ； 修订日期： 20100629 收稿日期： 2010基金项目： 科技部公益类项目资助（ 2005DIB3J069 ） ； 中国地质科学院矿产综合利用研究所技术创新基金资助（ DO701 － 02 ） mail： zhu － zhimin@ 163． com。 作者简介： 朱志敏（ 1978 － ） ， 男， 四川绵竹人， 工程师， 矿物学、 岩石学、 矿床学专业。E-
矿（ 重金属迁移、 释放较少 ） 与矿区矿石进行元素平均 值对比， 讨论元素在矿石和尾矿之间的迁移规律更具 As 的含量增高， Cu、 有现实意义： 尾矿中仅 Au、 而 Fe、 S、 Ni、 Co、 Ag、 Pb、 Cr 含量均减少， As 在选矿 表明 Au、 Fe、 Cu、 S、 Ni、 Co、 Ag、 Pb、 Cr 等元 过程中大量进入尾矿， 素则在选矿过程中大量进入精矿 。 时间上， 随着尾矿库由新到老： Ⅲ期尾矿库→ Ⅱ 期尾矿 S、 Cu、 Co、 Ni、 Au、 Ag、 As 含量逐渐 库→ Ⅰ期尾矿库， 其 Fe、 Pb、 Cr 含量变化不明显， 减少； Hg、 表明随着时间迁移， 尾 S、 Cu、 Co、 Au、 Ag、 As 发生了明显迁移， 矿中 Fe、 并且时间 Pb、 Cr 的迁移不明显。 越长损失量越大； 而 Hg、 Cu、 Pb、 As 含量在尾 与矿区土壤重金属含量相比， Cr 含量明显低于土壤， Hg 含量变 矿中均明显高于土壤， Pb、 As 仅部分迁移进入土壤， 化不大， 表明 Cu、 在尾矿 － 土壤系统迁移能力较弱。尾矿中重金属迁移的主要方
（ 1． 中国地质科学院矿产综合利用研究所 ，四川 成都 610041 ； 2． 凉山矿业股份有限公司，四川 会理 615146 ） 摘要： 尾矿中高含量重金属具有潜在的资源和环境意义 。 通过分析拉拉铜矿尾矿中的重金属含量及其赋存形 式， 讨论了尾矿中有价元素的回收利用可能性 ， 并评价了尾矿中重金属的生态风险。结果表明， 拉拉铜矿各期尾 铜、 钴具有综合利用价值； 各期尾矿中多种重金属元素潜在的生态危害程度轻微 ， 但是各期 矿中仅Ⅲ期尾矿的铁、 尾矿中汞的生态危害程度中等， Ⅲ期尾矿中铜的生态危害程度中等 。因此， 矿区不仅要注意各期尾矿汞对环境的 ， 。 潜在污染 同时也应注意Ⅲ期尾矿铜对环境污染的生态风险 关键词： 拉拉铜矿尾矿； 重金属； 回收； 环境污染； 生态风险 中图分类号： P578． 11 ； X821 文献标识码： A
［ 14 ］ 式是随酸性溶液进入土壤或水环境中。钟文丽等 分 析了拉拉铜矿区尾矿水、 尾矿渗漏水、 水库水、 地下水的
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3． 1
结果与讨论
尾矿中重金属含量及迁移特征 表 1 为拉拉铜矿尾矿重金属含量， 矿区尾矿中 Fe
含量高 （ 平 均 11． 18% ） ， 含 量 相 对 稳 定 （ 7． 11% ～ 14． 35% ） ， 其中 LL － 3 号样品含量异常 （ 36． 18% ） ， 可 变 能是局部采样所致； Cu 含量较高 （ 平均 0． 126% ） ， Co、 Au、 Ag、 Hg、 Pb、 化也较大 （ 0． 028% ～ 0． 39% ） ； Ni、 Cr 等元素含量较为稳定； S 含量变化大 （ 平均 0． 89% ， 分布于 0． 04% ～ 2． 20% ） ； As 含 量 较 低 （ 平 均 25． 01 μg / g） ， 变化较大（ 8． 92 ～ 41． 59 μg / g） 。 尾矿中重金属元素主要来源于矿石 ， 少量 Pb 来源
Resource and Environmental Significance of Heavy Metals in Lala Copper Mine Tailings
ZHU Zhimin1 ，CHEN Jiabiao1 ，LI Tingxue2 ，CHEN Liang2 ，MA Dinghua2
（ 1 ． Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences， Chengdu 610041 ，China； 2 ． Liangshan Mining Ltd． Co． ，Huili 615146 ，China） Abstract： The heavy metals in mine tailings have potential resource and environmental significance． The content of heavy metals and their speciation in Lala copper mine tailings was analyzed，the possibility of the valuable element from the mine tailings recycling was discussed and the ecological risk of heavy metals was evaluated． The results showed that only Fe，Cu，Co in Lala copper mine tailings Ⅲ had comprehensive utilization value， and the potential ecological risk of most heavy metals in the tailings is slight，however，the ecological risk of Hg in all of the tailings and the ecological risk of Cu in tailing Ⅲ were in moderate level． It suggested that the potential environmental pollution of Hg in the mine tailings should be concerned，and the ecological risk of Cu in tailings Ⅲ also should be paid enough attention． Key words： Lala copper mine tailings； heavy metal； recovery； environmental pollution； ecological risk 随着现代化工业生产迅速发展和新开矿山数量陆 尾矿的排放和堆积量越来越大。据统计， 我国 续增加， 金属矿山现有尾矿 80 亿吨左右， 而且以每年 5 亿吨的 这些尾矿中大多含有各种有色、 黑色、 稀 速度迅速增加， 有、 稀土元素和非金属矿物等， 是宝贵的二次矿产资 源
［ 11 ］
。同时， 尾矿中的高含量重金属元素对周围生态
［ 3 －5 ］
。拉拉铜矿经过近 50 年的开采， 已形成数量众多
威胁人类的生存和健康 环境系统产生影响，
。因
和规模巨大的铜矿尾矿库。在前期研究工作中已经发 Cd、 Hg、 Cr、 Pb、 As 等元素有较严重的 现矿区土壤中 Cu、
此， 矿山尾矿已成为近年来矿产资源、 矿山环境方面的
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第1 期
岩 矿 测 试 http： ∥www． ykcs． ac． cn
2011 年
污染特征， 表明尾矿是矿区土壤重金属的主要污染源之 ［ 12 ］ 一 ； 同时又发现尾矿中一些元素含量已经超过或达 到矿石边界品位， 具有综合利用价值。因此， 本文拟就 拉拉铜矿区尾矿中重金属含量及其赋存状态进行研究， 探讨尾矿中有价元素资源二次利用的可能性， 并评价尾 矿对周围环境重金属污染源的生态风险， 为尾矿资源二 次利用和重金属污染评价与环境治理提供依据。
［ 11 ］ 状构造。拉拉铜矿属于典型的铁氧化物铜金矿床 。
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地质概况
拉拉矿区位于古扬子地台西南边缘、 康滇地轴中
段， 是东西走向金沙江褶皱带与川滇构造带的交会部 由 位（ 图 1A ） 。 矿区主要出露地层为元古代河口群， 一套偏碱性的变质火山岩和变质海相沉积岩所组成 ， 岩石变质程度为高绿片岩相至角闪岩相， 岩性为 （ 磁 （ 磁铁矿） 石英钠长岩、 大理岩以及 铁） 石榴黑云片岩、 云母石英片岩， 矿床的工业矿体均赋存于河口群地层 SN 向断层分别 中。矿区构造主要为 EW 向和 SN 向， EW 向的断裂控制了矿体的 西边界， 构成了矿区的东、
2011 年 2 月 February 2011
岩 矿 测 试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS
Vol． 30 ，No． 1 43 ～ 48
文章编号： 0254
5357 （ 2011 ） 01
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四川拉拉铜矿尾矿中重金属资源和环境意义
1 1 2 朱志敏 ，陈家彪 ，李庭学 ，陈 2 2 良 ，马定华
延伸方向与空间展布。矿石类型分为石英钠长岩型和 黑云片岩型。 拉拉铜矿床已查明 32 个矿体， 其中 1 ～ 5 号矿体 规模大， 长 720 ～ 1 960 m， 平均倾向延伸 100 ～ 525 m， 平均厚度 12． 27 ～ 26． 47 m， 这些矿体占全矿区储量的 97% 。矿体一般呈似层状、 透镜状， 以重叠 － 叠瓦状形 膨胀、 分枝复合、 尖灭再现现象明显； 矿体产状 式产出， 与围岩基本一致， 受岩性、 构造控制明显， 矿体赋存于 黑云石英片岩与石英钠长岩的接触处或这些岩石交替 频繁的部位， 受早期东西向落凼倒转背斜控制 ， 并受后 期宽缓褶皱轻微改造。 矿石矿物主要为热液磁铁矿、 黄铜矿、 黄铁矿、 白铁 主要有黑云母化、 矿和辉钼矿； 矿床围岩蚀变种类较多， 硅化、 碳酸盐化、 钠长石化、 钾长石化、 磷灰石化、 阳起石 、 ； － － 化 萤石化等 矿石结构包括自形 半自形 它形晶粒 结构、 交代残余结构、 包含结构和枝状结构， 矿石构造包 括浸染状构造、 条带状构造、 脉状 － 网脉状构造和角砾