1、煤矸石與浸入液接觸后,發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化,產(chǎn)生成分復(fù)雜的浸出液。浸出過(guò)程受到各種因素的影響,不同pH值的浸入液、不同風(fēng)化程度的矸石、不同的介質(zhì)條件,浸出成分和成分含量都會(huì)有所不同,復(fù)雜的浸出成分和其他途徑釋放的有害元素也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)煤矸石的淋浸實(shí)驗(yàn)及其對(duì)環(huán)境的污染現(xiàn)象研究較多,但對(duì)有害元素的釋放過(guò)程、化學(xué)浸出機(jī)理及浸出液與矸石的水-巖作用等研究很少,因此這些方面的研究有待加強(qiáng)和深入。
　　本文依托“煤矸

2、石潛在酸性釋放的地球化學(xué)行為及環(huán)境效應(yīng)”國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)為41002086),以陜西省韓城礦區(qū)的桑樹坪和下峪口礦井煤矸石為研究對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、采集樣品和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、地球化學(xué)模擬,揭示了不同條件下元素浸出的機(jī)理,分析了浸泡實(shí)驗(yàn)、淋濾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和這兩種實(shí)驗(yàn)浸出液的水化學(xué)類型,從而總結(jié)出了煤矸石浸出過(guò)程的一些變化規(guī)律及其浸出液的基本特性,為矸石的開發(fā)利用和污染治理提供了理論基礎(chǔ)。本文主要結(jié)論如下:
　　1.矸石浸出液為弱

3、堿性,pH在7.0到8.0之間,主要是由于矸石中堿性氧化物溶解的結(jié)果。在浸出過(guò)程中,碳酸系統(tǒng)起到了緩沖作用,使溶液酸堿性維持在一定的范圍內(nèi)。
　　2.在浸入液pH值固定的條件下,浸泡實(shí)驗(yàn)的液固比對(duì)絕大多數(shù)離子的浸出濃度影響很大(CO32-除外)。當(dāng)浸泡時(shí)間相同時(shí),液固比越大者,同一種離子的浸出濃度越小。
　　3.相對(duì)于新鮮煤矸石,風(fēng)化程度越高的矸石,則其淋出液的pH值越低。風(fēng)化后的煤矸石淋出液中的K+、Ca2+、Mg2+、C

4、l-、HCO3-、SO42-等濃度都較高,高出幅度大小排序?yàn)镸g2+>K+>SO42->Cl->CO32->Ca2+>HCO3-。而Na+濃度出現(xiàn)了大幅度下降,可能是由于矸石中的鈉鹽非常容易溶解,在矸石風(fēng)化初期就已大量溶解,隨降水進(jìn)入到了環(huán)境中。
　　4.在淋出液流經(jīng)黃土介質(zhì)的條件下,相對(duì)于無(wú)介質(zhì)的矸石淋出液,各陰陽(yáng)離子都有不同程度的下降,說(shuō)明該地黃土對(duì)陰陽(yáng)離子都有較強(qiáng)的吸附作用,也可以反映出金屬元素在黃土中的富集水平。而在流經(jīng)粉

5、砂介質(zhì)的條件下,各陰陽(yáng)離子濃度均有小幅度上升,可能是當(dāng)?shù)胤凵爸杏邢鄳?yīng)的礦物質(zhì)又被淋出液溶解。
　　5.通過(guò)Phreeqc模擬運(yùn)算可知,在浸泡實(shí)驗(yàn)和淋濾實(shí)驗(yàn)中,浸出液和淋出液中的礦物飽和指數(shù)都有不同程度的上升。雖然巖鹽(主要成分為NaCl)的飽和指數(shù)也有所升高,但其飽和指數(shù)值依然小于0,說(shuō)明巖鹽可以繼續(xù)溶解。其他礦物的飽和指數(shù)均大于0,說(shuō)明這些礦物均已處于飽和狀態(tài)。
　　6.結(jié)合礦區(qū)的水文地質(zhì)條件,根據(jù)托爾斯基漢的地下水化學(xué)成