煤矿酸性矿井水及其沉积物的地球化学性质

选择山西省西山煤电股份有限公司马兰煤矿和大同煤矿集团公司四台煤矿为研究区，利用IC，ICP—MS，XRD，XRF和粒度分析仪等分析测试仪器，并结合水文地球化学模拟软件PHREEQCI，对酸性矿井水及其沉积物的地球化学性质进行了详细分析．研究结果表明，酸性矿井水具有较低的pH，较高的Fe和SO4^-浓度，并含有多种重金属元素；PHREEQCI软件模拟计算发现酸性矿井水中金属的结合形态主要为Me^n＋和MeSO4^n-2；酸性矿井水沉淀物的矿物组成主要受酸性矿井水的pH，Fe和SO4^2-浓度的控制，并以针铁矿等含铁矿物为主，在国内首次发现了Schwertmannite矿物。     

矿井水铬污染的实验研究——以徐州-大屯矿区为例

煤矿矿井水中的重金属元素Cr对人体和环境具有危害。以徐州-大屯矿区为研究对象,采用淋滤模拟实验等方法,对煤层及其顶底板岩石中Cr的溶出行为及矿井水Cr污染潜势进行了研究.结果表明,煤层顶板渗透水中Cr的质量分数远高于煤浸泡水中其质量分数,表明顶底板岩石具有更高的Cr污染潜势;矿井水中Cr主要来源于煤层顶底板中伊利石向高岭石的转化;环境pH值对矿井水中Cr的含量起到控制作用,pH值、Eh值及温度对Cr的溶出行为产生影响.Cr的溶出量在中性条件下较小,在酸性或碱性条件下比中性条件下高出一个数量级以上。较高的环境Eh值和环境温度将加速Cr的溶出.     

大庆贴不贴泡沉积物重金属吸附与释放研究

研究了大庆市贴不贴泡沉积物样品中重金属(Cd、Pd、Cu和Zn)的含量,以及在环境因子(温度、pH值)改变时,沉积物对重金属的吸附与释放特性.研究结果表明,样品中的重金属含量均高于评价标准.沉积物对重金属的吸附量随pH的升高而增加,当pH＞7时,吸附量明显增加.沉积物中重金属释放主要发生在酸性(pH＜4)区,且随着pH的升高而迅速降低,其释放顺序大致为Zn＞Cu≥Pb＞Cd.温度对重金属吸附与释放的影响不大.     

华东地区矿井水的水质特征与资源化技术

针对我国煤矿区水资源短缺、矿井水利用率较低等问题，分析了华东地区主要煤矿区矿井水的充水来源和水质特征，根据水质将矿井水划分为4种类型，即洁净矿井水、高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和酸性矿井水，并探讨了不同类型矿井水的水资源化技术，认为实现矿井水的资源化可使矿区水环境系统免遭破坏，缓解矿井排水与水资源保护之间的矛盾，从根本上解决矿井水对环境的污染，改善矿区生态环境。     

广西珊瑚钨锡矿田萤石的标型特征

对广西珊瑚钨锡矿田的主要脉石矿物萤石进行形态、结构和物性特征等方面研究后认为:矿田内三种不同类型矿床的成矿温度从高温向低温递减,而成矿热液性质由酸性→中性→碱性演化;萤石中锶和稀土元素含量随温度下降而变贫;萤石的晶胞参数(a_0)除受温度影响外,还与其Sr和REE含量有关;萤石的物性变化是由于锶和稀土元素含量不同而引起的。     

酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化特性的研究

采用酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化性能进行了研究.吸附试验结果表明：酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附等温线符合Langmuir方程,该吸附是单分子层吸附;动力学实验结果表明,吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附饱和吸附量约为146.37mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附量增加;对于初始浓度为10mg/L,体积为100mL的含锰溶液,要达到最大去除效果,酸性水钠锰矿的最适投加量为15mg.氧化实验结果表明：在曝气的条件下,酸性水钠锰矿可以促进水中溶解氧对Mn（Ⅱ）的氧化,最大氧化量为46.79mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化量增加,pH的最佳范围为9-10.     

水滑石对氟离子的去除作用研究

使用能选择性吸附水中氟离子并可以通过适当方法再生的吸附剂才可能真正有效地降低含氟废水的氟浓度,从而减轻氟污染.研究Mg/Al水滑石(HT)及其焙烧产物(C-HT)对水中氟离子的吸附性能.分别考察吸附时间、吸附温度及pH等因素对HT和C-HT吸附氟离子效果的影响.结果表明:HT对水溶液中F~-的吸附作用较弱,而C-HT对F~-有较大的吸附容量,酸性的提高有利于C-HT对F~-的吸附; C-HT对F~-的吸附在3 h内可达到吸附平衡.通过吸附F~-,C-HT的结构由吸附前的混合氧化物固溶体恢复到水滑石的层状结构.这表明C-HT对水溶液中F~-的高吸附性能是因为其具有较强的"记忆效应".通过观察C-HT吸附水中F~-的行为可知,溶液pH对吸附作用的影响较大.     

酸性矿井水防治现状与发展趋势

从酸性矿井水的成因出发,分析了矿坑封闭、控制矿坑水的补给源、钻井疏干含水层、检选利用造酸矿物、减少矿井水在井下的停留时间、投加抑菌剂等预防方法的优缺点和发展趋势.同时,还论述了国内外治理酸性矿井水的中和法、生物化学法和湿地工程法等方法的基本原理、操作及其适应性.     

酸性矿井水防治现状与发展趋势

从酸性矿井水的成因出发,分析了矿坑封闭、控制矿坑水的补给源、钻井疏干含水层、检选利用造酸矿物、减少矿井水在井下的停留时间、投加抑菌剂等预防方法的优缺点和发展趋势.同时,还论述了国内外治理酸性矿井水的中和法、生物化学法和湿地工程法等方法的基本原理、操作及其适应性.     

有机蒙脱石对酸性大红的吸附性能及吸附工艺条件优化研究

利用壳聚糖对纯蒙脱石进行有机改性,并对有机蒙脱石和纯蒙脱石吸附水溶液中酸性大红进行实验研究。结果表明吸附性能主要受吸附剂投加量,pH值和吸附时间等因素的影响;改性蒙脱石对酸性大红的吸附要优于纯蒙脱石。在本实验条件中,有机柱撑蒙脱石对水中酸性大红(50 ml,浓度为40 mg/l)的最佳吸附工艺条件为:pH2.5,投加量0.2 g,吸附时间35 min,此条件下对水中酸性大红去除率达到了71.26%。20℃时有机柱撑蒙脱石对酸性大红的等温吸附曲线符合Freundlich方程。     

Geochemistry of rare earth elements in groundwater from deep seated limestone aquifer in Renlou Coal Mine, Anhui Province, China

Rare earth element (REE) concentrations were measured by ICP-MS for groundwater collected from deep seated Taiyuan Fm limestone aquifer (from-400 to-530 m) in Renlou Coal Mine,northern Anhui Province,China.It can be concluded that the groundwater is warm (34.0-37.2 °C) Cl-Ca,Na type water with circum-neutral pH (7.35-8.28) and high total dissolved solids (TDS,1 746-2 849 mg/L).The groundwater exhibits heavy REEs enrichment relative to light REEs compared with Post Archean Average Shale (PAAS),as well as the...     

Concentration, Distribution, and Occurrence of REEs in Coals from Chongqing, Southwest China

The concentration, distribution, and occurrence of rare earth elements （REEs） in coals as well as stone coals in different geological periods from Chongqing were studied. The results show that the REE content in coals from Chongqing is much higher than that of the ordinary Chinese coals, the Late Paleozoic coals from North China, US coals, and the world coals. Although the concentration of light rare earth elements （LREE） is higher than that of heavy rare earth elements （HREE）, the ratio of LREE to HREE is as low as 5.11. The REE content decreases with the coal-formation periods from old to new. The REE content in the Sinian stone coal is the highest, but it is the lowest in Early Jurassic coals. The similar REE contents in bituminous coals and anthracite show that the metamorphism has a little influence on REE content in coal. In addition, silicate association dominates the occurrence mode of REEs in coals from Chongqing.     

哈密、淮北煤变质程度与稀土元素的关系研究

以哈密矿区、淮北煤田为例,对煤的变质程度与稀土元素特征之间的关系进行了初步研究,结果表明：哈密矿区变质程度相同的煤具有不同稀土元素特征,淮北煤田不同变质程度煤的稀土元素特征基本一致,这表明变质作用对煤的稀土元素不产生影响;稀土元素含量与灰分正相关,表明煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量;稀土元素分布模式与华北晚古生代沉积的特征是一致的,表明煤样稀土元素分布模式是由源岩继承下来的。     

人为因素对滏阳河邯郸段河流水化学的影响

通过对滏阳河邯郸段河水的12组水样进行化学全分析和重金属元素分析,揭示出流域内主要存在干流河水(HCO3.SO4-Na.Ca型)、岩溶泉水(SO4.HCO3-Na.Ca型)、水库水(HCO3.SO4-Mg.Ca型)、煤矿井排水(HCO3.SO4-Na.Ca或HCO3.SO4-Ca型)和城市废水(Cl.SO4-Ca.Na或Cl-Na型)5种类型的水质,前3者总溶解性固体值(TDS)小于1g/L,后2者TDS值大于1g/L。从东武仕水库开始往下游,干流河水中Ca2+、Mg2+、Na++K+、HCO3-、SO42-、Cl-和NH4+的浓度以及总溶解性固体TDS值均随着径流途径延长而显著增加,pH值趋于降低,河流呈现出盐渍化和酸化的趋势,这种趋势以及河水氮污染、局部的重金属离子污染构成河流水化学人为因素影响的主要特征,人为因素影响的主要机制包括人工蒸发、直接物质输入和通过影响环境加剧化学风化作用的强度。     

Geochemical Characteristics of REE in Jurassic Coal of Yan''''an Formation from Dongsheng Coalfield

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓ (ＲＥＥ)ａｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｐ ｐｌｉｅｄｏｗｉｎｇｔｏｉｔｓｓｐｅｃｉａｌｒｏｌｅａｓｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｒａｃｅｒ.Ｔｈｅｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｍｕｃｈｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｓｏｕｒｃｅｒｏｃｋ ,ｃｏａｌ ｆｏｒｍｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ,ａｎｄｏｒｉｇｉｎｏｆｒｏｃｋ .Ｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｃｏｍｍｏｎｅｌｅｍｅｎｔ…     

重庆煤中稀土元素的地球化学特征研究

研究了重庆地区各成煤时代煤和石煤中稀土元素含量、分布特征，赋存状态和分配模式．结果表明，重庆地区煤中稀土元素的含量高于全国煤及世界煤中的稀土元素均值；虽然重庆煤中轻稀土元素含量大于重稀土元素含量，但轻重稀土元素之比(L／H)的算术均值仅为5．11．稀土元素的含量随成煤时代由老至新，有由高变低的趋势，以震旦纪石煤中REE含量最高，早侏罗世煤中REE含量最低．在各成煤时代中的烟煤和无烟煤中稀土元素的含量接近，表明煤的变质作用对煤中稀土元素含量的影响较小；重庆煤中稀土元素以硅铝化合物结合态为主．     

Application of phosphate-containing materials affects bioavailability of rare earth elements and bacterial community in soils

The exploitation and smelting of rare earths can cause serious pollution to the farmland around the mining area. The rare earth elements(REEs) are absorbed by crops and enter the human body through the food chain, which threatens people's health. The effects of four phosphorus-containing materials-calcium superphosphate(SSP), phosphate rock(PR), calcium magnesium phosphate(CMP) and bone charcoal(BC) on rice growth and bacterial community structure in REE mining area of Xinfeng County were studied by pot experiment. The soil solution was collected during rice transplanting and harvest periods respectively, the rice and soil samples were collected and sequenced. The concentrations of water-soluble REEs were measured by inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS), and bacteria in soil was deeply sequenced by the Illumina Miseq sequencing platform. PR, CMP and BC promoted the growth of rice, improved the biomass of rice roots, shoots and grains, and significantly reduced absorption and accumulation of REEs in rice roots, shoots and grains. SSP treatment reduced the pH value of soil, significantly improved the concentration of REE solution in soil and improved biomass of rice roots, shoots and grains,and significantly improved the concentration of REEs in grain. The effects of phosphorus-containing materials on the absorption and accumulation of 15 REEs in rice roots, shoots and grains were very different, and significantly influenced the soil bacterial community. SSP reduced richness and diversity of bacteria. CMP improved the diversity of soil bacteria, but reduced their richness. PR and BC treatment improved the richness and diversity of soil bacteria, and significantly increased the abundance of Bacillus. The results showed that adding PR, CMP and BC to soil in the REE mining area of Xinfeng can improve food security and eco-environmental quality, and hence, are potential restorative materials; SSP is not recommended for use in acidic soils.     

污染河流沉积物锑释放规律的研究

为了研究锑污染河流水化学环境条件对沉积物锑释放的影响,进行了锑矿区下游河流沉积物样品的特性表征及环境条件(pH、盐度和腐植酸质量浓度)对锑释放影响规律的研究.首先对沉积物样品进行了物相、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X线荧光光谱分析,并开展了不同pH、盐度和共存腐植酸质量浓度下锑的释放量及释放动力学实验.表征分析结果表明:所采集的沉积物样品矿物相、表面官能团、主要元素含量等特性相似;沉积物中主要含有石英石、斜长石、云母、斜磷锰矿和方解石,主要金属含量顺序均为Si>Al>Fe>Ca>K>Mg>Mn.模拟环境条件影响的批式实验结果表明:随着pH降低、盐度升高和腐植酸质量浓度增大,锑释放均呈增加趋势,其中pH对锑释放影响最大;pH对沉积物/锑酸盐作用的影响是样品所含矿物溶解释放锑和矿物表面荷电特性改变吸附Sb(OH)6-/H3SbO3能力变化两方面综合平衡的结果;在pH=3.0时,沉积物锑释放量与沉积物表面Mn元素显著相关,推测样品斜磷锰矿的含量及其溶解显著地影响锑的释放,矿物(主要是斜磷锰矿)溶解比表面吸附对锑的释放影响更大.     

湖南澧水下游表层沉积物稀土元素特征

采样测定了湖南澧水下游表层沉积物21个样品的稀土元素地球化学含量,分析了稀土元素组成特征,据此探讨其物质来源。结果表明:澧水下游表层沉积物中稀土元素总含量为(109.12～192.27)×10^-6,平均为148.37×10^-6; 与湖南土壤背景值相比较,澧水下游表层沉积物含量处于略偏低水平; 21个样品的稀土元素含量变化规律高度一致,组成特征变化较小; 稀土元素组成表现为轻稀土元素相对富集而重稀土元素相对亏损,Eu呈中等程度亏损,Ce呈弱的负异常; 澧水下游表层沉积物的稀土元素总含量、特征参数,与湖南土壤、长江沉积物背景值比较接近,其大陆上地壳标准化和球粒陨石标准化稀土元素配分模式与长江沉积物很接近,这可能暗示了澧水下游表层沉积物除了主要来源于澧水河流侵蚀搬运物外,部分可能来源于松滋口、太平口和藕池口等荆江3口泄洪带入的长江沉积物。